A TE Connectivity oferece produtos de backplane cabeado que proporcionam a máxima flexibilidade e rendimento com integridade excepcional do sinal.
À medida que as velocidades dos equipamentos do data center continuam aumentando, os substratos tradicionais da placa de circuito impresso FR4 (PCB) podem não fornecer mais desempenho de transmissão aceitável, especialmente a 25 Gbps e além. Os interruptores e roteadores principais precisam de rendimento máximo com integridade superior do sinal, e à medida que esses sistemas alcançam maior poder computacional, os backplanes e o número de placas filhas que eles suportam tornam-se maiores em tamanho, número e complexidade. Muitos fabricantes de equipamentos estão procurando alternativas de conectividade aos substratos de placa de circuito impresso, e a tecnologia de backplane cabeado de alta velocidade surgiu como uma opção primária. Neste artigo, examinaremos a necessidade de conectividade de backplane cabeado de alta velocidade, suas vantagens sobre alternativas baseadas em placa de circuito impresso, suas potenciais desvantagens e como a TE Connectivity oferece produtos de backplane cabeado que fornecem a máxima flexibilidade e rendimento com integridade excepcional de sinal.
A tecnologia de backplane cabeado existe há mais de 10 anos. A recente migração do ecossistema de backplane de 10 Gbps para o ecossistema de 25 Gbps e além do ecossistema de backplane está transformando a tecnologia de backplane cabeado em uma solução mais atraente para os arquitetos de sistemas atuais. Um backplane cabeado pode resolver três problemas: aumenta o desempenho, permite comunicações de baixa perda em canais longos e permite flexibilidade de roteamento.
Desempenho Mais Alto
O uso de backplanes cabeados de alta velocidade melhora significativamente o desempenho elétrico em 25 Gbps e mais. Além do uso da tecnologia de fibra óptica, a abordagem cabeada é uma das poucas alternativas para sistemas maiores de computação e comutação. Os principais fornecedores de fabricação de placa de circuito impresso desenvolveram estruturas de IDH (interconexão de alta densidade) para ajudar a mitigar os desafios de roteamento de rastreamento, mas é preciso 20-30 etapas de processo de fabricação para construir esses backplanes de contagem de camadas muito altas, e eles são 5-10 vezes mais caros do que os substratos tradicionais de placa de circuito impresso.
Comunicações de baixa perda
Os orçamentos de perda para um canal inteiro estão se tornando mais apertados, então os designers precisam reduzir a perda de inserção o máximo possível na conexão física. As placa de circuito impresso têm perda de inserção associada a eles. Por exemplo, a placas de circuito impresso típicas Meg 6 têm uma perda de 0,75 dB/pol. a 12,5 GHz. Em contraste, as soluções de backplane com cabo STRADA Whisper da TE têm uma perda de 0,11 dB/pol. O cabo de backplane de alta velocidade permite que os designers mantenham a perda de inserção, perda de retorno, inclinação, interferências e outros atributos de integridade de sinal dentro das especificações de desempenho do OEM a 25 Gbps ou mais. A perda de inserção reduzida alcançada pelo cabo de alta velocidade também pode permitir que a integridade do sinal seja mantida em distâncias duas a quatro vezes maiores do que um design convencional de backplane de placa de circuito impresso. Essa tecnologia é extremamente importante, pois pode permitir canais de dados de três pés ou mais em sistemas de rack completos.
Flexibilidade de roteamento
Com um sistema cabeado, os fabricantes de interconexões têm a flexibilidade de design para oferecer ao OEM uma variedade de configurações do sistema. A configuração do backplane com placas filhas montadas paralelamente umas às outras é uma abordagem popular. Além disso, uma configuração midplane/ortogonal monta placas em uma orientação de 90 graus. O cabeamento desta maneira normalmente conecta as placas no espaço do plano intermediário, permitindo um gerenciamento térmico mais eficiente. Melhorias no desempenho elétrico e na integridade do sinal são aprimoradas usando cabo nessas várias configurações.
Desafios do Backplane Cabeado
Apesar dessas vantagens, há desafios potenciais para o uso da tecnologia de backplane cabeado. O primeiro é o grande número de conexões que podem ser necessárias. Sistemas de comunicação maiores normalmente requerem a abordagem cabeada devido aos maiores comprimentos de dados envolvendo um número maior de placas filhas, placas de comutação e assim por diante. Cada placa normalmente se conectará a todas as outras placas do sistema, resultando em muitas conexões ponto a ponto. Cada conexão requer um cabo twinax com uma configuração diferencial de par, de modo que muitas barras cabeadas de acoplamento e receptáculos podem ser necessários ao longo da borda de uma placa filha.
O uso de backplanes cabeados também requer o uso de esquemas complicados de mapeamento de pinos para entender como cada um dos cabos é roteado de placa a placa. Isso requer uma estreita colaboração entre o OEM e o fabricante de soluções de interconexão. Com a possibilidade de milhares de conexões ponto a ponto necessárias em alguns sistemas, é fácil imaginar a complexidade do roteamento de cabos. O roteamento de cabos às vezes pode exigir um gerenciamento desafiador de fios envolvendo múltiplos comprimentos e curvas de fios, e isso pode afetar o desempenho elétrico e mecânico. A integridade de desempenho antes e depois dos testes de verificação do produto deve ser assegurada no nível de montagem do cabo, bem como no nível do sistema.
Outro desafio é a quantidade considerável de cabo necessária. Alguns sistemas poderiam incluir milhares de canais diferenciais de pares, então é possível que milhares de metros de cabo twinax seria um requisito. Todo esse cabo adiciona peso a um sistema quando comparado a uma solução convencional de backplane. Isso se torna uma preocupação não só no acondicionamento e transporte, mas é uma consideração importante em choque e vibração e outros testes de validação. Os danos a esses sistemas podem ser difíceis de detectar, especialmente após a expedição do fabricante. O reparo após a instalação pode ser um dos aspectos mais desafiadores do sistema de backplane cabeado.
Além disso, é importante manter a terminação do cabo no conector, mantendo ainda uma impedância característica apropriada (tipicamente 85-100 ohms) a fim de garantir a integridade do sinal a velocidades de 25 Gbps e mais altas. As técnicas de terminação de fio comumente utilizadas são soldagem a laser, ultrassônica ou de resistência, ou soldagem comum. Os processos de fabricação devem ser precisos e monitorados continuamente para manter os objetivos de qualidade e desempenho.
Geralmente, o grande desafio em decidir se usar um backplane cabeado se resume ao custo. Se uma placa de circuito impresso atender ao orçamento do canal, normalmente não é necessário utilizar o backplane cabeado. No entanto, se a flexibilidade da arquitetura é o principal impulsionador no design do sistema, então o backplane cabeado pode ser a melhor opção disponível. O desenvolvimento de tamanhos de sistema e comprimentos de canal está permitindo que o backplane cabeado se torne competitivo no mercado.
Por que fazer parceria com a TE
A demanda por um backplane cabeado só aumentará à medida que as taxas de dados dos equipamentos passarem de 25 Gbps NRZ e 56 Gbps PAM-4 para 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4. Novos requisitos de integridade de sinal provavelmente tornarão o backplane cabeado uma necessidade em grandes sistemas para os principais mercados de rede e computação de alto desempenho em particular. À medida que as placas de circuito impresso vão ficando inviáveis do ponto de vista de custos conforme a velocidade da taxas de dados aumenta, os conectores cabeados STRADA Whisper da TE fornecem uma solução flexível.
O conector STRADA Whisper da TE tem uma perda de inserção de cabo extremamente baixa (0,11 dB/pol. versus perda de placa de circuito impresso de 0,75 dB/pol. a 12,5 GHz) que permite que a integridade do sinal seja mantida em distâncias 2-4 vezes maior do que um design convencional de backplane de placa de circuito impresso. A menor perda de inserção alcançada pelo cabo de alta velocidade também melhora a margem de canal e permite possibilidades mais criativas no design da arquitetura de sistema
Os conectores cabeados STRADA Whisper continuam a oferecer a mesma robustez mecânica e o melhor desempenho de integridade elétrica e de sinal da família de produtos STRADA Whisper da TE. Eles podem suportar PAM-4 de 25-56 Gbps, com expansão futura para 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4.
A TE é o parceiro de design certo para ajudar a mitigar os desafios associados à arquitetura de backplane cabeado. Quando se trata da complexidade do mapeamento de pares, a experiência em engenharia da TE pode ajudar a projetar as tarefas mais ideais, e os testes extensivos da TE garantem que o conjunto é tão confiável quanto um fornecedor de fabricação de placa de circuito impresso. A TE tem métodos de moldagem, prototipagem e desenvolvimento para montar, carregar, formar e rotear cabos para acomodar a maioria dos tamanhos do sistema ou necessidades de roteamento. Várias soluções para qualquer problema podem ser apresentadas para definir a melhor arquitetura personalizada para qualquer necessidade do cliente. Nosso processo de fabricação inclui extensas verificações de qualidade elétrica e visual com tolerâncias extremamente rigorosas que impulsionam a precisão para entregar o melhor produto de qualidade possível.
A TE oferece três principais soluções de conectores cabeados STRADA Whisper: cabo ponto a ponto, conjuntos de valor agregado e um design de backplane/midplane completo. O uso da TE de seu próprio produto MADISON CABLE, design interno, juntamente com recursos avançados de engenharia de cabos, permite que a TE mantenha o custo de seu produto STRADA Whisper cabeado o mais baixo possível.
A marcha para taxas de dados mais altas em equipamentos de comunicação continua a crescer. A conectividade da placa de circuito impresso convencional tem limitações de integridade de sinal a velocidades de 25 Gbps ou mais, exigindo o uso de substratos mais caros que podem adicionar significativamente ao custo global de um sistema. As interconexões cabeadas da TE ajudam a lidar com o desempenho de integridade do sinal e promovem a flexibilidade do design, levando os sistemas de última geração solidamente para o futuro de 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4 de capacidade.
A TE Connectivity oferece produtos de backplane cabeado que proporcionam a máxima flexibilidade e rendimento com integridade excepcional do sinal.
À medida que as velocidades dos equipamentos do data center continuam aumentando, os substratos tradicionais da placa de circuito impresso FR4 (PCB) podem não fornecer mais desempenho de transmissão aceitável, especialmente a 25 Gbps e além. Os interruptores e roteadores principais precisam de rendimento máximo com integridade superior do sinal, e à medida que esses sistemas alcançam maior poder computacional, os backplanes e o número de placas filhas que eles suportam tornam-se maiores em tamanho, número e complexidade. Muitos fabricantes de equipamentos estão procurando alternativas de conectividade aos substratos de placa de circuito impresso, e a tecnologia de backplane cabeado de alta velocidade surgiu como uma opção primária. Neste artigo, examinaremos a necessidade de conectividade de backplane cabeado de alta velocidade, suas vantagens sobre alternativas baseadas em placa de circuito impresso, suas potenciais desvantagens e como a TE Connectivity oferece produtos de backplane cabeado que fornecem a máxima flexibilidade e rendimento com integridade excepcional de sinal.
A tecnologia de backplane cabeado existe há mais de 10 anos. A recente migração do ecossistema de backplane de 10 Gbps para o ecossistema de 25 Gbps e além do ecossistema de backplane está transformando a tecnologia de backplane cabeado em uma solução mais atraente para os arquitetos de sistemas atuais. Um backplane cabeado pode resolver três problemas: aumenta o desempenho, permite comunicações de baixa perda em canais longos e permite flexibilidade de roteamento.
Desempenho Mais Alto
O uso de backplanes cabeados de alta velocidade melhora significativamente o desempenho elétrico em 25 Gbps e mais. Além do uso da tecnologia de fibra óptica, a abordagem cabeada é uma das poucas alternativas para sistemas maiores de computação e comutação. Os principais fornecedores de fabricação de placa de circuito impresso desenvolveram estruturas de IDH (interconexão de alta densidade) para ajudar a mitigar os desafios de roteamento de rastreamento, mas é preciso 20-30 etapas de processo de fabricação para construir esses backplanes de contagem de camadas muito altas, e eles são 5-10 vezes mais caros do que os substratos tradicionais de placa de circuito impresso.
Comunicações de baixa perda
Os orçamentos de perda para um canal inteiro estão se tornando mais apertados, então os designers precisam reduzir a perda de inserção o máximo possível na conexão física. As placa de circuito impresso têm perda de inserção associada a eles. Por exemplo, a placas de circuito impresso típicas Meg 6 têm uma perda de 0,75 dB/pol. a 12,5 GHz. Em contraste, as soluções de backplane com cabo STRADA Whisper da TE têm uma perda de 0,11 dB/pol. O cabo de backplane de alta velocidade permite que os designers mantenham a perda de inserção, perda de retorno, inclinação, interferências e outros atributos de integridade de sinal dentro das especificações de desempenho do OEM a 25 Gbps ou mais. A perda de inserção reduzida alcançada pelo cabo de alta velocidade também pode permitir que a integridade do sinal seja mantida em distâncias duas a quatro vezes maiores do que um design convencional de backplane de placa de circuito impresso. Essa tecnologia é extremamente importante, pois pode permitir canais de dados de três pés ou mais em sistemas de rack completos.
Flexibilidade de roteamento
Com um sistema cabeado, os fabricantes de interconexões têm a flexibilidade de design para oferecer ao OEM uma variedade de configurações do sistema. A configuração do backplane com placas filhas montadas paralelamente umas às outras é uma abordagem popular. Além disso, uma configuração midplane/ortogonal monta placas em uma orientação de 90 graus. O cabeamento desta maneira normalmente conecta as placas no espaço do plano intermediário, permitindo um gerenciamento térmico mais eficiente. Melhorias no desempenho elétrico e na integridade do sinal são aprimoradas usando cabo nessas várias configurações.
Desafios do Backplane Cabeado
Apesar dessas vantagens, há desafios potenciais para o uso da tecnologia de backplane cabeado. O primeiro é o grande número de conexões que podem ser necessárias. Sistemas de comunicação maiores normalmente requerem a abordagem cabeada devido aos maiores comprimentos de dados envolvendo um número maior de placas filhas, placas de comutação e assim por diante. Cada placa normalmente se conectará a todas as outras placas do sistema, resultando em muitas conexões ponto a ponto. Cada conexão requer um cabo twinax com uma configuração diferencial de par, de modo que muitas barras cabeadas de acoplamento e receptáculos podem ser necessários ao longo da borda de uma placa filha.
O uso de backplanes cabeados também requer o uso de esquemas complicados de mapeamento de pinos para entender como cada um dos cabos é roteado de placa a placa. Isso requer uma estreita colaboração entre o OEM e o fabricante de soluções de interconexão. Com a possibilidade de milhares de conexões ponto a ponto necessárias em alguns sistemas, é fácil imaginar a complexidade do roteamento de cabos. O roteamento de cabos às vezes pode exigir um gerenciamento desafiador de fios envolvendo múltiplos comprimentos e curvas de fios, e isso pode afetar o desempenho elétrico e mecânico. A integridade de desempenho antes e depois dos testes de verificação do produto deve ser assegurada no nível de montagem do cabo, bem como no nível do sistema.
Outro desafio é a quantidade considerável de cabo necessária. Alguns sistemas poderiam incluir milhares de canais diferenciais de pares, então é possível que milhares de metros de cabo twinax seria um requisito. Todo esse cabo adiciona peso a um sistema quando comparado a uma solução convencional de backplane. Isso se torna uma preocupação não só no acondicionamento e transporte, mas é uma consideração importante em choque e vibração e outros testes de validação. Os danos a esses sistemas podem ser difíceis de detectar, especialmente após a expedição do fabricante. O reparo após a instalação pode ser um dos aspectos mais desafiadores do sistema de backplane cabeado.
Além disso, é importante manter a terminação do cabo no conector, mantendo ainda uma impedância característica apropriada (tipicamente 85-100 ohms) a fim de garantir a integridade do sinal a velocidades de 25 Gbps e mais altas. As técnicas de terminação de fio comumente utilizadas são soldagem a laser, ultrassônica ou de resistência, ou soldagem comum. Os processos de fabricação devem ser precisos e monitorados continuamente para manter os objetivos de qualidade e desempenho.
Geralmente, o grande desafio em decidir se usar um backplane cabeado se resume ao custo. Se uma placa de circuito impresso atender ao orçamento do canal, normalmente não é necessário utilizar o backplane cabeado. No entanto, se a flexibilidade da arquitetura é o principal impulsionador no design do sistema, então o backplane cabeado pode ser a melhor opção disponível. O desenvolvimento de tamanhos de sistema e comprimentos de canal está permitindo que o backplane cabeado se torne competitivo no mercado.
Por que fazer parceria com a TE
A demanda por um backplane cabeado só aumentará à medida que as taxas de dados dos equipamentos passarem de 25 Gbps NRZ e 56 Gbps PAM-4 para 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4. Novos requisitos de integridade de sinal provavelmente tornarão o backplane cabeado uma necessidade em grandes sistemas para os principais mercados de rede e computação de alto desempenho em particular. À medida que as placas de circuito impresso vão ficando inviáveis do ponto de vista de custos conforme a velocidade da taxas de dados aumenta, os conectores cabeados STRADA Whisper da TE fornecem uma solução flexível.
O conector STRADA Whisper da TE tem uma perda de inserção de cabo extremamente baixa (0,11 dB/pol. versus perda de placa de circuito impresso de 0,75 dB/pol. a 12,5 GHz) que permite que a integridade do sinal seja mantida em distâncias 2-4 vezes maior do que um design convencional de backplane de placa de circuito impresso. A menor perda de inserção alcançada pelo cabo de alta velocidade também melhora a margem de canal e permite possibilidades mais criativas no design da arquitetura de sistema
Os conectores cabeados STRADA Whisper continuam a oferecer a mesma robustez mecânica e o melhor desempenho de integridade elétrica e de sinal da família de produtos STRADA Whisper da TE. Eles podem suportar PAM-4 de 25-56 Gbps, com expansão futura para 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4.
A TE é o parceiro de design certo para ajudar a mitigar os desafios associados à arquitetura de backplane cabeado. Quando se trata da complexidade do mapeamento de pares, a experiência em engenharia da TE pode ajudar a projetar as tarefas mais ideais, e os testes extensivos da TE garantem que o conjunto é tão confiável quanto um fornecedor de fabricação de placa de circuito impresso. A TE tem métodos de moldagem, prototipagem e desenvolvimento para montar, carregar, formar e rotear cabos para acomodar a maioria dos tamanhos do sistema ou necessidades de roteamento. Várias soluções para qualquer problema podem ser apresentadas para definir a melhor arquitetura personalizada para qualquer necessidade do cliente. Nosso processo de fabricação inclui extensas verificações de qualidade elétrica e visual com tolerâncias extremamente rigorosas que impulsionam a precisão para entregar o melhor produto de qualidade possível.
A TE oferece três principais soluções de conectores cabeados STRADA Whisper: cabo ponto a ponto, conjuntos de valor agregado e um design de backplane/midplane completo. O uso da TE de seu próprio produto MADISON CABLE, design interno, juntamente com recursos avançados de engenharia de cabos, permite que a TE mantenha o custo de seu produto STRADA Whisper cabeado o mais baixo possível.
A marcha para taxas de dados mais altas em equipamentos de comunicação continua a crescer. A conectividade da placa de circuito impresso convencional tem limitações de integridade de sinal a velocidades de 25 Gbps ou mais, exigindo o uso de substratos mais caros que podem adicionar significativamente ao custo global de um sistema. As interconexões cabeadas da TE ajudam a lidar com o desempenho de integridade do sinal e promovem a flexibilidade do design, levando os sistemas de última geração solidamente para o futuro de 56 Gbps NRZ e 112 Gbps PAM-4 de capacidade.
