TE Connectivity (TE) fournit des produits de fonds de panier câblés qui offrent une flexibilité et un débit maximum avec une intégrité de signal exceptionnelle.
Alors que les débits des équipements des centres de données ne cessent d’augmenter, les substrats traditionnels des cartes de circuits imprimés (PCB) FR4 risquent de ne plus fournir des performances de transmission acceptables, en particulier à 25 Gbit/s et au-delà. Les commutateurs et les routeurs centraux ont besoin d’un débit maximal avec une intégrité de signal supérieure, et à mesure que ces systèmes atteignent une plus grande puissance de calcul, les fonds de panier et le nombre de cartes filles qu’ils prennent en charge augmentent en taille, en nombre et en complexité. De nombreux fabricants d’équipements recherchent des alternatives de connectivité aux substrats de cartes PCB, et la technologie des fonds de panier câblés à haut débit est apparue comme une option de choix. Dans cet article, nous examinerons les besoins en connectivité dans l’optique des fonds de panier câblés à haut débit, leurs avantages par rapport aux alternatives basées sur les cartes PCB, leurs inconvénients potentiels et la façon dont TE Connectivity fournit des produits de fonds de panier câblés qui offrent une flexibilité et un débit maximum avec une intégrité de signal exceptionnelle.
La technologie des fonds de panier câblés existe depuis plus de 10 ans. La récente migration de l’écosystème des fonds de panier 10 Gbit/s vers celui des fonds de panier 25 Gbit/s et au-delà fait de cette technologie une solution plus attrayante pour les architectes système d’aujourd’hui. Un fond de panier câblé peut résoudre trois problèmes : il augmente les performances, permet des communications à faible perte sur de longs canaux et offre une flexibilité de routage.
Performances supérieures
L’utilisation de fonds de panier câblés haut débit améliore considérablement les performances électriques à 25 Gbit/s et au-delà. Outre l’utilisation de la technologie de la fibre optique, l’approche câblée est l’une des rares alternatives adaptées aux systèmes informatiques et de commutation de grande taille. Les principaux fournisseurs de cartes de circuits imprimés PCB ont développé des structures HDI (interconnexion haute densité) pour contribuer à atténuer les problèmes de routage des traces, mais le processus de fabrication est composé de 20 à 30 étapes pour construire ces fonds de panier à nombre de couches très élevé, et ils sont 5 à 10 fois plus chers que les substrats de PCB traditionnels.
Communications à faibles pertes
Les budgets de perte pour un canal entier sont de plus en plus serrés, de sorte que les concepteurs doivent réduire autant que possible la perte d’insertion dans la connexion physique. Les cartes PCB sont associées à une perte d’insertion. Par exemple, les cartes PCB Meg 6 typiques présentent une perte de 0,75 dB/in à 12,5 GHz. En revanche, les solutions de fonds de panier câblés STRADA Whisper de TE présentent une perte de 0,11 dB/in. Le câble de fond de panier haut débit permet aux concepteurs de maintenir la perte d’insertion, la perte de retour, l’inclinaison, la diaphonie et d’autres attributs d’intégrité du signal conformes aux spécifications de performance des OEM à 25 Gbit/s et plus. La perte d’insertion réduite obtenue par le câble haut débit peut également permettre de maintenir l’intégrité du signal à des distances deux à quatre fois supérieures à celles d’une conception de fond de panier PCB conventionnelle. Cette technologie est d’une importance cruciale, car elle peut permettre la mise en place de canaux de données de 90 cm ou plus dans des systèmes de rack complets.
Flexibilité du routage
Avec un système câblé, les fabricants d’interconnexions disposent de la souplesse de conception nécessaire pour offrir à l’OEM des configurations système variées. La configuration du fond de panier avec des cartes filles montées parallèlement les unes aux autres est une approche connue. De plus, une configuration médiane/orthogonale permet de monter les cartes selon une orientation de 90 degrés. Un tel câblage relie généralement les cartes dans l’espace du plan médian, ce qui garantit une gestion thermique plus efficace. Les améliorations des performances électriques et de l’intégrité du signal sont renforcées par l’utilisation de câbles dans ces différentes configurations.
Les défis du fond de panier câblé
Malgré ces avantages, l’utilisation de la technologie des fonds de panier câblés présente des défis potentiels. Le premier est le grand nombre de connexions qui peuvent être nécessaires. Les systèmes de communication de grande envergure nécessitent généralement l’approche câblée en raison des quantités de données plus importantes impliquant un plus grand nombre de cartes filles, de cartes de commutation, etc. Chaque carte se connecte généralement à toutes les autres cartes du système, ce qui donne lieu à de nombreuses connexions point à point. Chaque connexion nécessite un câble twinax avec une configuration de paires différentielles, de sorte qu’un grand nombre d’embases et de prises câblées de couplage peuvent être nécessaires en bordure d’une carte fille.
Les fonds de panier câblés nécessite également l’emploi de schémas de mappage de broches compliqués pour comprendre comment chacun des câbles est acheminé de carte en carte. Cela nécessite une collaboration étroite entre l’OEM et le fabricant de la solution d’interconnexion. Avec la possibilité de milliers de connexions point à point requises dans certains systèmes, il est facile d’imaginer la complexité du routage des câbles. Le routage des câbles peut parfois nécessiter une gestion complexe des fils, impliquant de nombreuses longueurs et courbures, ce qui peut avoir un impact sur les performances électriques et mécaniques. L’intégrité des performances avant et après les tests de vérification du produit doit être assurée au niveau des câbles préassemblés et du système.
Un autre défi est la quantité considérable de câbles nécessaires. Certains systèmes peuvent comprendre des milliers de canaux à paires différentielles. Il est donc possible que des milliers de centimètres de câble twinax soient nécessaires. Tous ces câbles alourdissent un système par rapport à une solution de fond de panier classique. Cela devient une préoccupation non seulement pour le conditionnement et le transport, mais aussi pour les tests de chocs et de vibrations et autres tests de validation. Les dommages subis par ces systèmes peuvent être difficiles à détecter, surtout après leur expédition par le fabricant. La réparation après l’installation peut être l’un des aspects les plus complexes du système de fond de panier câblé.
De plus, il est important de maintenir la terminaison du câble vers le connecteur tout en conservant une impédance caractéristique appropriée (généralement 85-100 ohms), afin de garantir l’intégrité du signal à des vitesses de 25 Gbit/s et plus. Les techniques de terminaison de fil couramment utilisées sont le soudage (laser, ultrasons ou par résistance) ou le brasage. Les processus de fabrication doivent être précis et surveillés en permanence pour maintenir des objectifs de qualité et de performance.
En règle générale, le principal défi à relever pour décider d’utiliser ou non un fond de panier câblé se résume au coût. Si une carte PCB permet de respecter le budget alloué aux canaux, le fond de panier câblé n’est généralement pas nécessaire. Cependant, si la flexibilité de l’architecture est le principal moteur de la conception du système, le fond de panier câblé peut être la meilleure option disponible. L’évolution de la taille des systèmes et de la longueur des canaux permet aux fonds de panier câblés de devenir compétitifs sur le marché.
Pourquoi devenir partenaire de TE
La demande d’un fond de panier câblé ne fera qu’augmenter à mesure que les débits de données des équipements passeront de 25 Gbit/s NRZ et 56 Gbit/s PAM-4 à 56 Gbit/s NRZ et 112 Gbit/s PAM-4. Les nouvelles exigences en matière d’intégrité du signal feront probablement du fond de panier câblé une nécessité dans les grands systèmes pour les marchés des réseaux centraux et de l’informatique haute performance en particulier. Alors que les circuits imprimés deviennent prohibitifs à des débits de données plus élevés, les connecteurs câblés STRADA Whisper de TE offrent une solution flexible.
Le connecteur STRADA Whisper de TE présente une perte d’insertion de câble extrêmement faible (0,11 dB/in contre une perte de PCB de 0,75 dB/in à 12,5 GHz), ce qui permet de maintenir l’intégrité du signal à des distances 2 à 4 fois supérieures à celles d’un fond de panier PCB classique. La réduction de la perte d’insertion obtenue grâce au câble à haut débit améliore la marge de canal et offre des possibilités de conception d’architecture de système plus créatives
Les connecteurs câblés STRADA Whisper continuent d’offrir la même robustesse mécanique et les meilleures performances électriques et d’intégrité du signal de la famille de produits STRADA Whisper de TE. Ils peuvent prendre en charge 25-56 Gbit/s PAM-4, avec une extension future à 56 Gbit/s NRZ et 112 Gbit/s PAM-4.
TE est le partenaire de conception idéal pour aider à atténuer les défis associés à l’architecture des fonds de panier câblés. Lorsque l’on aborde la complexité du mappage des paires, le savoir-faire en ingénierie de TE peut permettre d’optimiser la conception, et les tests approfondis menés par l’entreprise garantissent la réalisation d’un assemblage tout aussi fiable que celui d’un fournisseur de circuits imprimés. TE dispose de méthodes de moulage, de prototypage et de développement pour monter, charger, former et acheminer les câbles afin de s’adapter à la plupart des tailles de systèmes ou des besoins d’acheminement. Plusieurs solutions peuvent être présentées pour un même problème, afin de définir la meilleure architecture personnalisée pour tous les besoins du client. Notre processus de fabrication comprend des contrôles de qualité électriques et visuels approfondis, avec des tolérances extrêmement réduites qui renforcent la précision pour fournir un produit de la meilleure qualité possible.
TE propose trois solutions principales fondées sur les connecteurs câblés STRADA Whisper : un câble point à point, des assemblages à valeur ajoutée et une conception complète de fond de panier/fond de panier central. L’utilisation par TE de son propre produit MADISON CABLE, avec une conception interne associée à des capacités avancées d’ingénierie des câbles, permet à TE de maintenir le coût de son produit câblé STRADA Whisper aussi bas que possible.
L’évolution vers des débits de données plus élevés dans les équipements de communication se poursuit. La connectivité classique des cartes PCB présente des limites en matière d’intégrité des signaux à des vitesses de 25 Gbit/s et plus, nécessitant l’utilisation de substrats plus coûteux qui peuvent augmenter considérablement le coût global d’un système. Les interconnexions câblées de TE permettent d’améliorer les performances d’intégrité du signal et de favoriser la flexibilité de la conception, ce qui permet aux systèmes de nouvelle génération d’envisager en toute confiance l’avenir des capacités NRZ à 56 Gbit/s et PAM-4 à 112 Gbit/s.
TE Connectivity (TE) fournit des produits de fonds de panier câblés qui offrent une flexibilité et un débit maximum avec une intégrité de signal exceptionnelle.
Alors que les débits des équipements des centres de données ne cessent d’augmenter, les substrats traditionnels des cartes de circuits imprimés (PCB) FR4 risquent de ne plus fournir des performances de transmission acceptables, en particulier à 25 Gbit/s et au-delà. Les commutateurs et les routeurs centraux ont besoin d’un débit maximal avec une intégrité de signal supérieure, et à mesure que ces systèmes atteignent une plus grande puissance de calcul, les fonds de panier et le nombre de cartes filles qu’ils prennent en charge augmentent en taille, en nombre et en complexité. De nombreux fabricants d’équipements recherchent des alternatives de connectivité aux substrats de cartes PCB, et la technologie des fonds de panier câblés à haut débit est apparue comme une option de choix. Dans cet article, nous examinerons les besoins en connectivité dans l’optique des fonds de panier câblés à haut débit, leurs avantages par rapport aux alternatives basées sur les cartes PCB, leurs inconvénients potentiels et la façon dont TE Connectivity fournit des produits de fonds de panier câblés qui offrent une flexibilité et un débit maximum avec une intégrité de signal exceptionnelle.
La technologie des fonds de panier câblés existe depuis plus de 10 ans. La récente migration de l’écosystème des fonds de panier 10 Gbit/s vers celui des fonds de panier 25 Gbit/s et au-delà fait de cette technologie une solution plus attrayante pour les architectes système d’aujourd’hui. Un fond de panier câblé peut résoudre trois problèmes : il augmente les performances, permet des communications à faible perte sur de longs canaux et offre une flexibilité de routage.
Performances supérieures
L’utilisation de fonds de panier câblés haut débit améliore considérablement les performances électriques à 25 Gbit/s et au-delà. Outre l’utilisation de la technologie de la fibre optique, l’approche câblée est l’une des rares alternatives adaptées aux systèmes informatiques et de commutation de grande taille. Les principaux fournisseurs de cartes de circuits imprimés PCB ont développé des structures HDI (interconnexion haute densité) pour contribuer à atténuer les problèmes de routage des traces, mais le processus de fabrication est composé de 20 à 30 étapes pour construire ces fonds de panier à nombre de couches très élevé, et ils sont 5 à 10 fois plus chers que les substrats de PCB traditionnels.
Communications à faibles pertes
Les budgets de perte pour un canal entier sont de plus en plus serrés, de sorte que les concepteurs doivent réduire autant que possible la perte d’insertion dans la connexion physique. Les cartes PCB sont associées à une perte d’insertion. Par exemple, les cartes PCB Meg 6 typiques présentent une perte de 0,75 dB/in à 12,5 GHz. En revanche, les solutions de fonds de panier câblés STRADA Whisper de TE présentent une perte de 0,11 dB/in. Le câble de fond de panier haut débit permet aux concepteurs de maintenir la perte d’insertion, la perte de retour, l’inclinaison, la diaphonie et d’autres attributs d’intégrité du signal conformes aux spécifications de performance des OEM à 25 Gbit/s et plus. La perte d’insertion réduite obtenue par le câble haut débit peut également permettre de maintenir l’intégrité du signal à des distances deux à quatre fois supérieures à celles d’une conception de fond de panier PCB conventionnelle. Cette technologie est d’une importance cruciale, car elle peut permettre la mise en place de canaux de données de 90 cm ou plus dans des systèmes de rack complets.
Flexibilité du routage
Avec un système câblé, les fabricants d’interconnexions disposent de la souplesse de conception nécessaire pour offrir à l’OEM des configurations système variées. La configuration du fond de panier avec des cartes filles montées parallèlement les unes aux autres est une approche connue. De plus, une configuration médiane/orthogonale permet de monter les cartes selon une orientation de 90 degrés. Un tel câblage relie généralement les cartes dans l’espace du plan médian, ce qui garantit une gestion thermique plus efficace. Les améliorations des performances électriques et de l’intégrité du signal sont renforcées par l’utilisation de câbles dans ces différentes configurations.
Les défis du fond de panier câblé
Malgré ces avantages, l’utilisation de la technologie des fonds de panier câblés présente des défis potentiels. Le premier est le grand nombre de connexions qui peuvent être nécessaires. Les systèmes de communication de grande envergure nécessitent généralement l’approche câblée en raison des quantités de données plus importantes impliquant un plus grand nombre de cartes filles, de cartes de commutation, etc. Chaque carte se connecte généralement à toutes les autres cartes du système, ce qui donne lieu à de nombreuses connexions point à point. Chaque connexion nécessite un câble twinax avec une configuration de paires différentielles, de sorte qu’un grand nombre d’embases et de prises câblées de couplage peuvent être nécessaires en bordure d’une carte fille.
Les fonds de panier câblés nécessite également l’emploi de schémas de mappage de broches compliqués pour comprendre comment chacun des câbles est acheminé de carte en carte. Cela nécessite une collaboration étroite entre l’OEM et le fabricant de la solution d’interconnexion. Avec la possibilité de milliers de connexions point à point requises dans certains systèmes, il est facile d’imaginer la complexité du routage des câbles. Le routage des câbles peut parfois nécessiter une gestion complexe des fils, impliquant de nombreuses longueurs et courbures, ce qui peut avoir un impact sur les performances électriques et mécaniques. L’intégrité des performances avant et après les tests de vérification du produit doit être assurée au niveau des câbles préassemblés et du système.
Un autre défi est la quantité considérable de câbles nécessaires. Certains systèmes peuvent comprendre des milliers de canaux à paires différentielles. Il est donc possible que des milliers de centimètres de câble twinax soient nécessaires. Tous ces câbles alourdissent un système par rapport à une solution de fond de panier classique. Cela devient une préoccupation non seulement pour le conditionnement et le transport, mais aussi pour les tests de chocs et de vibrations et autres tests de validation. Les dommages subis par ces systèmes peuvent être difficiles à détecter, surtout après leur expédition par le fabricant. La réparation après l’installation peut être l’un des aspects les plus complexes du système de fond de panier câblé.
De plus, il est important de maintenir la terminaison du câble vers le connecteur tout en conservant une impédance caractéristique appropriée (généralement 85-100 ohms), afin de garantir l’intégrité du signal à des vitesses de 25 Gbit/s et plus. Les techniques de terminaison de fil couramment utilisées sont le soudage (laser, ultrasons ou par résistance) ou le brasage. Les processus de fabrication doivent être précis et surveillés en permanence pour maintenir des objectifs de qualité et de performance.
En règle générale, le principal défi à relever pour décider d’utiliser ou non un fond de panier câblé se résume au coût. Si une carte PCB permet de respecter le budget alloué aux canaux, le fond de panier câblé n’est généralement pas nécessaire. Cependant, si la flexibilité de l’architecture est le principal moteur de la conception du système, le fond de panier câblé peut être la meilleure option disponible. L’évolution de la taille des systèmes et de la longueur des canaux permet aux fonds de panier câblés de devenir compétitifs sur le marché.
Pourquoi devenir partenaire de TE
La demande d’un fond de panier câblé ne fera qu’augmenter à mesure que les débits de données des équipements passeront de 25 Gbit/s NRZ et 56 Gbit/s PAM-4 à 56 Gbit/s NRZ et 112 Gbit/s PAM-4. Les nouvelles exigences en matière d’intégrité du signal feront probablement du fond de panier câblé une nécessité dans les grands systèmes pour les marchés des réseaux centraux et de l’informatique haute performance en particulier. Alors que les circuits imprimés deviennent prohibitifs à des débits de données plus élevés, les connecteurs câblés STRADA Whisper de TE offrent une solution flexible.
Le connecteur STRADA Whisper de TE présente une perte d’insertion de câble extrêmement faible (0,11 dB/in contre une perte de PCB de 0,75 dB/in à 12,5 GHz), ce qui permet de maintenir l’intégrité du signal à des distances 2 à 4 fois supérieures à celles d’un fond de panier PCB classique. La réduction de la perte d’insertion obtenue grâce au câble à haut débit améliore la marge de canal et offre des possibilités de conception d’architecture de système plus créatives
Les connecteurs câblés STRADA Whisper continuent d’offrir la même robustesse mécanique et les meilleures performances électriques et d’intégrité du signal de la famille de produits STRADA Whisper de TE. Ils peuvent prendre en charge 25-56 Gbit/s PAM-4, avec une extension future à 56 Gbit/s NRZ et 112 Gbit/s PAM-4.
TE est le partenaire de conception idéal pour aider à atténuer les défis associés à l’architecture des fonds de panier câblés. Lorsque l’on aborde la complexité du mappage des paires, le savoir-faire en ingénierie de TE peut permettre d’optimiser la conception, et les tests approfondis menés par l’entreprise garantissent la réalisation d’un assemblage tout aussi fiable que celui d’un fournisseur de circuits imprimés. TE dispose de méthodes de moulage, de prototypage et de développement pour monter, charger, former et acheminer les câbles afin de s’adapter à la plupart des tailles de systèmes ou des besoins d’acheminement. Plusieurs solutions peuvent être présentées pour un même problème, afin de définir la meilleure architecture personnalisée pour tous les besoins du client. Notre processus de fabrication comprend des contrôles de qualité électriques et visuels approfondis, avec des tolérances extrêmement réduites qui renforcent la précision pour fournir un produit de la meilleure qualité possible.
TE propose trois solutions principales fondées sur les connecteurs câblés STRADA Whisper : un câble point à point, des assemblages à valeur ajoutée et une conception complète de fond de panier/fond de panier central. L’utilisation par TE de son propre produit MADISON CABLE, avec une conception interne associée à des capacités avancées d’ingénierie des câbles, permet à TE de maintenir le coût de son produit câblé STRADA Whisper aussi bas que possible.
L’évolution vers des débits de données plus élevés dans les équipements de communication se poursuit. La connectivité classique des cartes PCB présente des limites en matière d’intégrité des signaux à des vitesses de 25 Gbit/s et plus, nécessitant l’utilisation de substrats plus coûteux qui peuvent augmenter considérablement le coût global d’un système. Les interconnexions câblées de TE permettent d’améliorer les performances d’intégrité du signal et de favoriser la flexibilité de la conception, ce qui permet aux systèmes de nouvelle génération d’envisager en toute confiance l’avenir des capacités NRZ à 56 Gbit/s et PAM-4 à 112 Gbit/s.
