
QSFP_DD
5G时代的高速光缆组件
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 3851 次浏览 • 2020-05-13 20:30
根据在DesignCon 2020上传递的数字,到目前为止,仅安装了15%的5G基础设施。这意味着将需要大量的发射器,小型蜂窝,天线,数据中心和设备,以及数百万英里的电缆,连接各大洲,数据中心,服务提供商和用户。
经过多年的期待,光缆将以其安全性和可扩展性以及提供基础架构扩展所需的低延迟和高数据承载能力的能力而成为中心舞台。远距离通信的基础是海底电缆,它延伸穿过海底并环绕地球。最大的公司正在投资自己的电缆,以确保能够满足其庞大的数据需求。Google的Dunant跨大西洋电缆(由SubCom制造)有望在今年上线时以250Tb / s的速度传输,这要归功于其结构包括12对光纤。NEC表示,它正在制造20股电缆,并且正在考虑从那里进行下一步。(当前,单根光纤可以处理100TB / s或100,000Gb / s。)
光纤和铜缆的组合使深海电缆与陆地基础设施之间建立了连接。一些光纤基础设施已经被掩埋或集成到城市公用电网中。连接小型小区,区域用户网络和数据中心还需要数百万英里。由于具有处理非常高的数据量和速度的能力,光纤将在数据中心级别增加或替换电缆,并成为新安装中的合理选择。
有源光缆(AOC)组件已成为人们关注的焦点,是处理在数据中心和高性能数据应用中需要传输的大量数据的强大管道。AOC组件包含电气和光学组件,并且在电缆的两端均具有集成的有源光学收发器,而不是连接到单独的收发器单元。收发器嵌入在高密度QSFP +连接器(由SFF-8436规范定义)中,该连接器永久连接到外壳和光纤上。连接器公司正在继续向这些强大的互连中添加新功能。AOC通常用于设备之间的短距离连接,例如服务器,交换机,集线器或机架到机架或机架到机架的体系结构。
跨大西洋电话线。(图片由Tiia Monto [ CC BY-SA ])
连接器和电缆公司也在开发速度更快,更灵活,更紧凑的电缆,这些电缆可装入压缩空间并产生更少的热量。当前配置可以处理超过400Gb / s的总数据速率。在DesignCon 2020上,我们看到了针对5G基础设施应用的各种AOC。在安装了其他85%的5G网络后,我们将看到对这些强大组件的巨大需求。
Amphenol ICC提供了一系列AOC产品,包括其QSFP-DD至QSFP-DD 200G和100G QSFP28至QSFP28 AOC组件。Amphenol的Mini-SAS HD有源光缆在3.0mm的护套中具有八芯松散的多模光纤,并支持PCI Express Gen3应用。用于数据中心和高性能应用的300G CXP2至CXP2有源光缆在3.0圆形护套和热插拔连接器接口中具有24芯多模光纤。
Hirose的新型BF4MC有源光连接器包括一个半导体组件,该组件可转换从电路板接收到的电信号并通过光纤传输数据。结合公司的BF4-IFC有源光缆,这些组件可提供高信号质量,低功耗和EMI噪声防护。
Samtec的专有电缆用于多种AOC配置,包括其FireFly中板光天桥系统。该组件轻松实现每通道28Gb / s的速度,并提供了一条达到56Gb / s的路径。它具有坚固的微型连接器,可在铜和光纤之间互换。
TTI,Inc.提供3M制造的AOC组件。这些直接连接的QSFP +和Cx4组件可提供四个双向数据通道,具有对弯曲不敏感的光纤结构,并且轻巧,灵活并且可布线,最长可达100m。
TE Connectivity提供了广泛的光纤产品阵容,包括CDFP和QSFP +尺寸规格。CDFP AOC解决方案可以在双向数据传输中处理400Gb / s,而QSFP +每个端口支持200Gb / s。TE的AOC将CoolBit光学引擎嵌入到收发器末端的后面,以减少功耗和热量积聚。
Bizlink的AOC产品组合包括400G QSFP-DD,100G QSFP28和40G QSFP x 4 SFP配置。OptiWorks 400G有源光缆产品通过多模光纤提供8个独立的数据传输通道和8个数据接收通道,每条通道均能够以50Gb / s的速度运行,以在100米传输中实现400Gb / s的总数据速率。
富士康互连技术(FIT)提供QSFP +,QSFP +,分支,SFP +,SFP28,QSFP-DD以及边缘可插拔变体中的CXP和CXP2 AOC。这些现成的电缆组件通过将内部有源电子设备与轻型电缆集成在一起,简化了数据中心的安装。
Leoni创新的有源光缆解决方案采用了集成了纳米电和纳米光子结构的单片硅光子芯片。该QSFP-DD尺寸因数连接到芯片,该芯片耦合到专有的单模光纤。
L-Com的AOC现货供应,长度从1米到100米不等。集成的收发器类型包括SFP +,SFP28,QSFP +和QSFP28,并在企业网络和数据中心提供了快速的服务器到服务器,服务器到交换机以及服务器到路由器的连接。
由于我们对速度的需求持续增长,到2026年,对有源光缆和连接器的需求预计将增长19.7%,达到3.83亿美元(2018年为8090万美元)。
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 11, 2020】 查看全部
根据在DesignCon 2020上传递的数字,到目前为止,仅安装了15%的5G基础设施。这意味着将需要大量的发射器,小型蜂窝,天线,数据中心和设备,以及数百万英里的电缆,连接各大洲,数据中心,服务提供商和用户。
经过多年的期待,光缆将以其安全性和可扩展性以及提供基础架构扩展所需的低延迟和高数据承载能力的能力而成为中心舞台。远距离通信的基础是海底电缆,它延伸穿过海底并环绕地球。最大的公司正在投资自己的电缆,以确保能够满足其庞大的数据需求。Google的Dunant跨大西洋电缆(由SubCom制造)有望在今年上线时以250Tb / s的速度传输,这要归功于其结构包括12对光纤。NEC表示,它正在制造20股电缆,并且正在考虑从那里进行下一步。(当前,单根光纤可以处理100TB / s或100,000Gb / s。)
光纤和铜缆的组合使深海电缆与陆地基础设施之间建立了连接。一些光纤基础设施已经被掩埋或集成到城市公用电网中。连接小型小区,区域用户网络和数据中心还需要数百万英里。由于具有处理非常高的数据量和速度的能力,光纤将在数据中心级别增加或替换电缆,并成为新安装中的合理选择。
有源光缆(AOC)组件已成为人们关注的焦点,是处理在数据中心和高性能数据应用中需要传输的大量数据的强大管道。AOC组件包含电气和光学组件,并且在电缆的两端均具有集成的有源光学收发器,而不是连接到单独的收发器单元。收发器嵌入在高密度QSFP +连接器(由SFF-8436规范定义)中,该连接器永久连接到外壳和光纤上。连接器公司正在继续向这些强大的互连中添加新功能。AOC通常用于设备之间的短距离连接,例如服务器,交换机,集线器或机架到机架或机架到机架的体系结构。
跨大西洋电话线。(图片由Tiia Monto [ CC BY-SA ])
连接器和电缆公司也在开发速度更快,更灵活,更紧凑的电缆,这些电缆可装入压缩空间并产生更少的热量。当前配置可以处理超过400Gb / s的总数据速率。在DesignCon 2020上,我们看到了针对5G基础设施应用的各种AOC。在安装了其他85%的5G网络后,我们将看到对这些强大组件的巨大需求。
Amphenol ICC提供了一系列AOC产品,包括其QSFP-DD至QSFP-DD 200G和100G QSFP28至QSFP28 AOC组件。Amphenol的Mini-SAS HD有源光缆在3.0mm的护套中具有八芯松散的多模光纤,并支持PCI Express Gen3应用。用于数据中心和高性能应用的300G CXP2至CXP2有源光缆在3.0圆形护套和热插拔连接器接口中具有24芯多模光纤。
Hirose的新型BF4MC有源光连接器包括一个半导体组件,该组件可转换从电路板接收到的电信号并通过光纤传输数据。结合公司的BF4-IFC有源光缆,这些组件可提供高信号质量,低功耗和EMI噪声防护。
Samtec的专有电缆用于多种AOC配置,包括其FireFly中板光天桥系统。该组件轻松实现每通道28Gb / s的速度,并提供了一条达到56Gb / s的路径。它具有坚固的微型连接器,可在铜和光纤之间互换。
TTI,Inc.提供3M制造的AOC组件。这些直接连接的QSFP +和Cx4组件可提供四个双向数据通道,具有对弯曲不敏感的光纤结构,并且轻巧,灵活并且可布线,最长可达100m。
TE Connectivity提供了广泛的光纤产品阵容,包括CDFP和QSFP +尺寸规格。CDFP AOC解决方案可以在双向数据传输中处理400Gb / s,而QSFP +每个端口支持200Gb / s。TE的AOC将CoolBit光学引擎嵌入到收发器末端的后面,以减少功耗和热量积聚。
Bizlink的AOC产品组合包括400G QSFP-DD,100G QSFP28和40G QSFP x 4 SFP配置。OptiWorks 400G有源光缆产品通过多模光纤提供8个独立的数据传输通道和8个数据接收通道,每条通道均能够以50Gb / s的速度运行,以在100米传输中实现400Gb / s的总数据速率。
富士康互连技术(FIT)提供QSFP +,QSFP +,分支,SFP +,SFP28,QSFP-DD以及边缘可插拔变体中的CXP和CXP2 AOC。这些现成的电缆组件通过将内部有源电子设备与轻型电缆集成在一起,简化了数据中心的安装。
Leoni创新的有源光缆解决方案采用了集成了纳米电和纳米光子结构的单片硅光子芯片。该QSFP-DD尺寸因数连接到芯片,该芯片耦合到专有的单模光纤。
L-Com的AOC现货供应,长度从1米到100米不等。集成的收发器类型包括SFP +,SFP28,QSFP +和QSFP28,并在企业网络和数据中心提供了快速的服务器到服务器,服务器到交换机以及服务器到路由器的连接。
由于我们对速度的需求持续增长,到2026年,对有源光缆和连接器的需求预计将增长19.7%,达到3.83亿美元(2018年为8090万美元)。
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 11, 2020】
数据中心的散热策略
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2036 次浏览 • 2019-11-27 08:27
不断增加的数据量和更高的开关速度要求创新的冷却策略,这些策略必须超越传统的散热器和风扇。
流服务,社交媒体,数字自动化和物联网(IoT)的激增导致数据量的快速增长。传感器为智能网络,智能工厂,智能家居和智能城市中的机器学习,自动驾驶,远程医疗保健以及照明和能源使用提供智能网络时,正在生成大量数据。
数据中心市场正在从100G接口过渡到400G,最终随着5G服务和高性能计算需求的实现,最终达到800G接口。为了帮助数据中心有效处理这些量并保护敏感设备免于过多热量积聚,运营商必须在保持较高信号完整性和有效散热管理的同时管理更高的开关速率。尽管增加了带宽并增加了数据流量,但大多数数据中心尚未更改其系统中使用的连接器形状。但是连接器供应商正在迅速开发创新的产品解决方案,以满足这些苛刻的新数据中心需求。
TE Connectivity产品经理Zach Galbraith认为,该公司的Thermal Bridge解决方案 -一种在DesignCon 2019上发布的创新性机械形式的热间隙垫或热界面材料(TIM)-将有助于数据中心在处理更高数据的同时保持系统散热卷。热桥解决方案采用交错板设计,具有大量平行板,这些平行板将热量从I / O模块传递到冷却区域,并在TE的单层,堆叠和组合式QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD中提供连接器。
“整个市场开始通过类似大小的连接器尺寸因素移动更多的带宽和更多的数据。与这些[连接器]相关的热量分布继续上升,”加尔布雷思说。尤其是要从光模块中散热,然后将其移动到其他位置,而不仅仅是光模块周围,这意味着接口变得“越来越重要”。
TE Connectivity提供QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD尺寸的单层和堆叠式热桥,并具有单层,堆叠和成组配置。
他继续说道,TE的热桥解决方案“充当I / O模块或电缆组件插头与冷却板或成组的散热器应用之间的桥梁”,并且比传统材料更有效,因为它不必依赖在高压缩水平上达到性能水平。对于间隙垫和TIM,客户必须具有某种弹簧机制或施加很大的力才能向下压并压缩橡胶材料,以确保热量有效传递。热桥不需要。它要做的就是与I / O模块和某种类型的冷板或成组的散热器接触以传递热量。”
此外,间隙垫和TIM随时间推移会降低性能,这意味着随着时间的流逝必须施加更大的压力才能保持初始性能。或者,如果需要维修线卡或应用程序,则不必更换TE的热桥,因为它具有TE提供的所有其他散热器和散热解决方案的资格。
“客户的反馈告诉我们,当他们开始拆开包装盒以维修线卡时,他们必须更换间隙垫和TIM,并依靠安装者或OEM来做到这一点。我们的Thermal Bridge解决方案将控制权交给了OEM和设计公司,因为最终应用程序也不需要更换它们。” Galbraith说。热桥的温度和湿度会随着时间的推移保持一致,这意味着不需要更换或增加压缩力,并且弹簧机构是设计的内部组件,从而简化了配对结构。
热路由选项
Samtec的技术营销经理Matt Burns表示,该公司在过去五年中看到其数据中心业务增长了40%以上。他说:“数据需求无国界。”
从边缘到云端,当今的硅收发器都以56至112Gb / s的PAM4数据速率运行。Burns说:“以这种速度,标准的PCB材料和设计技术会限制性能。” Samtec开发了Flyover®技术来克服这些挑战。Flyover设计通过专有的EyeSpeed®低偏斜双轴电缆将信号从前面板路由到中板,从而扩展了信号的到达范围和密度,该设计旨在消除单独延伸的介电双轴电缆扩展的不一致性。信号完整性,带宽和范围。
Samtec的立交桥QSFP-DD
在DesignCon 2019上,该公司展示了FQSFP-DD,这是第一个将Flyover架构应用于QSFP-DD尺寸的产品。Burns说:“ FQSFP-DD系列利用了QSFP-DD MSA(多源协议)的机架和散热选项,但提供了改进的性能和体系结构灵活性。” 他还指出,1U服务器机箱中可插拔笼子的密度要求散热。Samtec为此提供了HS-QSDP-DD系列散热器。
导热材料的选择
除了采用新的硬件技术来改善系统的热性能外,封装和设备级的热管理解决方案(包括散热器,导电油脂或薄膜以及定制的散热器)还可以帮助散热。在系统方面,伯恩斯说,解决方案可能包括确定挡板或充气室的大小,风扇和/或策略性风扇的放置,优化组件的放置以及使用热管或蒸气室。
还应该仔细考虑材料,以最大化热管理和冷却策略,因为尺寸,重量和成本始终是设计考虑因素。“铝是我们的首选,因为它简化了制造过程,不需要二次涂饰,而且重量轻且相当合算。”这是有益的,因为“可靠性可以与高冲击和振动环境中的重量相关,”烧伤。“ Samtec提供电缆管理支持,有助于最小化包装盒内的电缆尺寸,密度,重量和歪斜。”
显然,对数据中心的需求不会减少。因此,令人放心的是,受信任的连接器供应商精通快速变化的数据需求,几乎影响到所有市场,他们正在积极开发创新的新产品,这将有助于减轻我们日益互联的生活方式的热成本。
【摘自Bishop杂志,作者:Caroline Hayes,November 20, 2019】 查看全部
不断增加的数据量和更高的开关速度要求创新的冷却策略,这些策略必须超越传统的散热器和风扇。
流服务,社交媒体,数字自动化和物联网(IoT)的激增导致数据量的快速增长。传感器为智能网络,智能工厂,智能家居和智能城市中的机器学习,自动驾驶,远程医疗保健以及照明和能源使用提供智能网络时,正在生成大量数据。
数据中心市场正在从100G接口过渡到400G,最终随着5G服务和高性能计算需求的实现,最终达到800G接口。为了帮助数据中心有效处理这些量并保护敏感设备免于过多热量积聚,运营商必须在保持较高信号完整性和有效散热管理的同时管理更高的开关速率。尽管增加了带宽并增加了数据流量,但大多数数据中心尚未更改其系统中使用的连接器形状。但是连接器供应商正在迅速开发创新的产品解决方案,以满足这些苛刻的新数据中心需求。
TE Connectivity产品经理Zach Galbraith认为,该公司的Thermal Bridge解决方案 -一种在DesignCon 2019上发布的创新性机械形式的热间隙垫或热界面材料(TIM)-将有助于数据中心在处理更高数据的同时保持系统散热卷。热桥解决方案采用交错板设计,具有大量平行板,这些平行板将热量从I / O模块传递到冷却区域,并在TE的单层,堆叠和组合式QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD中提供连接器。
“整个市场开始通过类似大小的连接器尺寸因素移动更多的带宽和更多的数据。与这些[连接器]相关的热量分布继续上升,”加尔布雷思说。尤其是要从光模块中散热,然后将其移动到其他位置,而不仅仅是光模块周围,这意味着接口变得“越来越重要”。
TE Connectivity提供QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD尺寸的单层和堆叠式热桥,并具有单层,堆叠和成组配置。
他继续说道,TE的热桥解决方案“充当I / O模块或电缆组件插头与冷却板或成组的散热器应用之间的桥梁”,并且比传统材料更有效,因为它不必依赖在高压缩水平上达到性能水平。对于间隙垫和TIM,客户必须具有某种弹簧机制或施加很大的力才能向下压并压缩橡胶材料,以确保热量有效传递。热桥不需要。它要做的就是与I / O模块和某种类型的冷板或成组的散热器接触以传递热量。”
此外,间隙垫和TIM随时间推移会降低性能,这意味着随着时间的流逝必须施加更大的压力才能保持初始性能。或者,如果需要维修线卡或应用程序,则不必更换TE的热桥,因为它具有TE提供的所有其他散热器和散热解决方案的资格。
“客户的反馈告诉我们,当他们开始拆开包装盒以维修线卡时,他们必须更换间隙垫和TIM,并依靠安装者或OEM来做到这一点。我们的Thermal Bridge解决方案将控制权交给了OEM和设计公司,因为最终应用程序也不需要更换它们。” Galbraith说。热桥的温度和湿度会随着时间的推移保持一致,这意味着不需要更换或增加压缩力,并且弹簧机构是设计的内部组件,从而简化了配对结构。
热路由选项
Samtec的技术营销经理Matt Burns表示,该公司在过去五年中看到其数据中心业务增长了40%以上。他说:“数据需求无国界。”
从边缘到云端,当今的硅收发器都以56至112Gb / s的PAM4数据速率运行。Burns说:“以这种速度,标准的PCB材料和设计技术会限制性能。” Samtec开发了Flyover®技术来克服这些挑战。Flyover设计通过专有的EyeSpeed®低偏斜双轴电缆将信号从前面板路由到中板,从而扩展了信号的到达范围和密度,该设计旨在消除单独延伸的介电双轴电缆扩展的不一致性。信号完整性,带宽和范围。
Samtec的立交桥QSFP-DD
在DesignCon 2019上,该公司展示了FQSFP-DD,这是第一个将Flyover架构应用于QSFP-DD尺寸的产品。Burns说:“ FQSFP-DD系列利用了QSFP-DD MSA(多源协议)的机架和散热选项,但提供了改进的性能和体系结构灵活性。” 他还指出,1U服务器机箱中可插拔笼子的密度要求散热。Samtec为此提供了HS-QSDP-DD系列散热器。
导热材料的选择
除了采用新的硬件技术来改善系统的热性能外,封装和设备级的热管理解决方案(包括散热器,导电油脂或薄膜以及定制的散热器)还可以帮助散热。在系统方面,伯恩斯说,解决方案可能包括确定挡板或充气室的大小,风扇和/或策略性风扇的放置,优化组件的放置以及使用热管或蒸气室。
还应该仔细考虑材料,以最大化热管理和冷却策略,因为尺寸,重量和成本始终是设计考虑因素。“铝是我们的首选,因为它简化了制造过程,不需要二次涂饰,而且重量轻且相当合算。”这是有益的,因为“可靠性可以与高冲击和振动环境中的重量相关,”烧伤。“ Samtec提供电缆管理支持,有助于最小化包装盒内的电缆尺寸,密度,重量和歪斜。”
显然,对数据中心的需求不会减少。因此,令人放心的是,受信任的连接器供应商精通快速变化的数据需求,几乎影响到所有市场,他们正在积极开发创新的新产品,这将有助于减轻我们日益互联的生活方式的热成本。
【摘自Bishop杂志,作者:Caroline Hayes,November 20, 2019】
光纤通信会议及展览(OFC)聚焦光学连接
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2677 次浏览 • 2019-11-21 07:27
在光纤通信大会暨展览会最近在圣地亚哥举行的是当前和下一代光网络通信技术的主要展示。本次会议有700多家参展商和15,000名注册参加者,涵盖了圣地亚哥会议中心的两个层面。除了在展厅进行大量现场演示外,OFC还包括450余篇同行评审论文,180余份受邀和教程演示,10个讲习班,六个小组和55个短期课程,探讨了新兴的光连接性的各个方面技术。OFC的主要重点是中长距离,高速光链路,而在短距离机架到机架应用中使用的有源光缆(AOC)和直接连接铜缆(DAC)组件则很活跃晋升。
在展厅展示的许多产品都集中在最先进的组件上,例如光发射机,接收机,分离器,合路器,调制器,多光纤电缆以及连接器。从半导体晶圆加工,引线键合和材料到系统级封装,整个光学连接组件领域都得到了展示。手动和自动光缆测试和评估系统以及光纤熔接机的制造商也应运而生。HUBER + SUHNER和MACOM等多家供应商提供的产品涵盖从RF频率到光的频谱。庞大的供应商队伍,其中许多位于亚洲,提供了可插拔的光收发器和电缆组件,包括SFP28,QSFP,QSFP28,QSFP-DD,QSFP SR8,QSFP DR4和OSFP FR4。
一些一般性观察:
随着技术和组装技术的进步,降低成本的同时提高密度和性能,基于硅光子学的设备占据了中心位置。
PAM4编码已成为高速光学数据传输的标准,其目的是获得清晰的眼图,这在许多现场演示中都显而易见。
预计即将到来的5G网络和相关基础设施的升级,促使了对精密超小型同轴电缆和可插拔光学I / O连接器的推广。
与铜电子连接器市场的情况类似,供应商正在与相关产品的制造商合作以演示系统解决方案。许多连接器演示都将多个组件供应商(如ASICS,电缆和测试设备提供者)归功于他们。
合并仍然是该细分市场的重要趋势。为了获得所需的技术,较大的供应商正在建立战略合作伙伴关系,或者干脆收购较小的公司。Amphenol最近收购了Ardent Concepts,以使用其压缩端接技术,从而推动了LinkOVER技术的开发,该技术是Amphenol OverPass铜互连系统的关键方面。Amphenol和Ardent的展位都采用了这种新界面。
以太网以其许多迭代形式出现在整个展厅。以太网联盟举办了一个大型展位,展位上有一对机架,这些机架展示了使用21个参与供应商(包括TE Connectivity)的设备组件和服务展示的10、25、50、100和400Gb以太网。新的2019年以太网路线图描绘了其从1980年的10 Mb / s演变到当前的变化,包括2、5、25、50、200和400GbE,并可能将来链接到800GbE。现在,GbE在许多市场领域都得到了广泛采用,包括自动化,汽车,企业,数据中心云和移动提供商。
几家供应商展示了专为直通光学背板应用设计的可插拔接口,但没有证据表明对嵌入在背板中的光学器件有兴趣。
[Molex板载光连接] Amphenol ICC继续销售其Leap中板光收发器,但该产品领域中很少有新进入者。车载光学联盟(COBO) 的章程是将可互操作的车载光学带入网络行业。他们举办了一个展台,展示了一个400G光通道。更新的1.1 COBO规范于2018年12月发布,随着定义了信令协议,有望进一步修订。该组织的支持成员包括领先的连接器制造商Amphenol,HUBER + SUHNER,Molex,Rosenberger,Samtec,Senko,住友,TE Connectivity,USCONEC和Yamaichi。
尽管OFC不像DesignCon那样吸引许多传统的连接器制造商,但一些行业领先者采用了他们最新的铜缆和光纤接口。
安费诺展台展示了其高速背板和可插拔连接器,包括支持下一代800G应用的QSFP-双密度(QSFP-DD)和OSFP小型连接器。
Molex展示了高速铜线和光互连的大型展示,其中包括现场演示400 Gb以太网,三米长的QSFP-DD连接器端接的铜缆,过渡到11.1公里的单模光纤上的100 Gb,总吞吐量为12.8 TB。Molex与包括Innovium(交换芯片),Teralynx(芯片),Cisco(交换机)和Ixia(测试设备)在内的联盟供应商合作,展示了系统级解决方案。
Molex光学解决方案集团通过最近宣布对基于硅光子学的芯片设计的领导者Elenion Technologies LLC的投资,扩大了开发相干光学模块的承诺。他们将合作开发用于电信和数据通信应用的光连接产品。
Samtec长期以来一直倡导硅到硅的概念,并展示了铜和光纤接口的高端性能。一项演示的特点是,通过三米长的电缆到Flyover QSFP-DD端口的速度为56Gb / s PAM4。
另一个演示使用他们的NovaRay电缆对板连接器以112 Gb / s PAM4运行。
Samtec还展示了铜缆跨接概念,该概念将处理器或ASIC直接链接到各种可插拔I / O端口。
OFC提供了一个绝佳的机会来引入几个新的可分离的光学连接系统。3M电子材料解决方案部宣布了一种新的扩展光束光学连接器,该连接器可从12扩展到144单模或多模光纤。这种独特的接口具有减少的插入损耗和对光接口处污染的敏感性,因此非常适合恶劣的环境以及数据中心应用。
富士康互连技术(FIT)展示了由QSFP-DD光收发器驱动的400Gb PAM4双向(8X50)100米多模光纤链路。他们还提供10、25、40、100和400Gb以太网收发器的广泛产品线。
Glenair因其广泛的坚固耐用的圆形和矩形连接器系列而广为人知,这些连接器用于航空和航天电子应用。他们还提供了一系列光子设备,包括千兆位连接器,视频媒体转换器和用于关键任务应用的发射器。
Glenair坚固的圆形连接器。
Senko Advanced Components展示了其高密度CS双工连接器,该连接器比标准LC Duplex小40%。此推/拉连接器已针对400G数据中心应用进行了优化。
他们还推出了新的SN光连接器。这种双工连接器采用了久经考验的1.25mm套圈技术,在密度和设计灵活性方面都有了显着提高。这些连接器中的四个可以与OSFP / QSFP-DD适配器配对,以简化突破性应用。
住友电气推出了FlexAirConnecT FO扩展梁连接器,该连接器具有极低的配合力和插入损耗。应用包括服务器和交换机中的光背板和板载互连。
Yamaichi Electronics展示了其QSFP-DD可插拔收发器模块以支持112G PAM4信号,以及其广泛的CFP2、4和8可插拔模块产品线,适用于高达400GbE应用。
USCONEC配备了广泛的光纤连接器阵列,包括其可盲配,扩展光束MXC接口,可提供更高的光纤密度和坚固的应变消除功能。
他们还在开发推挽MDC双工连接器,该连接器将实现3倍电缆密度和目标突破性应用。
DesignCon 2019和OFC的参展商和现场演示都为下一代设备如何支持物联网,第五代无线通信,工业4.0和自动运输所创建的大量数据指明了道路。
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,March 12, 2019】 查看全部
在光纤通信大会暨展览会最近在圣地亚哥举行的是当前和下一代光网络通信技术的主要展示。本次会议有700多家参展商和15,000名注册参加者,涵盖了圣地亚哥会议中心的两个层面。除了在展厅进行大量现场演示外,OFC还包括450余篇同行评审论文,180余份受邀和教程演示,10个讲习班,六个小组和55个短期课程,探讨了新兴的光连接性的各个方面技术。OFC的主要重点是中长距离,高速光链路,而在短距离机架到机架应用中使用的有源光缆(AOC)和直接连接铜缆(DAC)组件则很活跃晋升。
在展厅展示的许多产品都集中在最先进的组件上,例如光发射机,接收机,分离器,合路器,调制器,多光纤电缆以及连接器。从半导体晶圆加工,引线键合和材料到系统级封装,整个光学连接组件领域都得到了展示。手动和自动光缆测试和评估系统以及光纤熔接机的制造商也应运而生。HUBER + SUHNER和MACOM等多家供应商提供的产品涵盖从RF频率到光的频谱。庞大的供应商队伍,其中许多位于亚洲,提供了可插拔的光收发器和电缆组件,包括SFP28,QSFP,QSFP28,QSFP-DD,QSFP SR8,QSFP DR4和OSFP FR4。
一些一般性观察:
随着技术和组装技术的进步,降低成本的同时提高密度和性能,基于硅光子学的设备占据了中心位置。
PAM4编码已成为高速光学数据传输的标准,其目的是获得清晰的眼图,这在许多现场演示中都显而易见。
预计即将到来的5G网络和相关基础设施的升级,促使了对精密超小型同轴电缆和可插拔光学I / O连接器的推广。
与铜电子连接器市场的情况类似,供应商正在与相关产品的制造商合作以演示系统解决方案。许多连接器演示都将多个组件供应商(如ASICS,电缆和测试设备提供者)归功于他们。
合并仍然是该细分市场的重要趋势。为了获得所需的技术,较大的供应商正在建立战略合作伙伴关系,或者干脆收购较小的公司。Amphenol最近收购了Ardent Concepts,以使用其压缩端接技术,从而推动了LinkOVER技术的开发,该技术是Amphenol OverPass铜互连系统的关键方面。Amphenol和Ardent的展位都采用了这种新界面。
以太网以其许多迭代形式出现在整个展厅。以太网联盟举办了一个大型展位,展位上有一对机架,这些机架展示了使用21个参与供应商(包括TE Connectivity)的设备组件和服务展示的10、25、50、100和400Gb以太网。新的2019年以太网路线图描绘了其从1980年的10 Mb / s演变到当前的变化,包括2、5、25、50、200和400GbE,并可能将来链接到800GbE。现在,GbE在许多市场领域都得到了广泛采用,包括自动化,汽车,企业,数据中心云和移动提供商。
几家供应商展示了专为直通光学背板应用设计的可插拔接口,但没有证据表明对嵌入在背板中的光学器件有兴趣。
[Molex板载光连接] Amphenol ICC继续销售其Leap中板光收发器,但该产品领域中很少有新进入者。车载光学联盟(COBO) 的章程是将可互操作的车载光学带入网络行业。他们举办了一个展台,展示了一个400G光通道。更新的1.1 COBO规范于2018年12月发布,随着定义了信令协议,有望进一步修订。该组织的支持成员包括领先的连接器制造商Amphenol,HUBER + SUHNER,Molex,Rosenberger,Samtec,Senko,住友,TE Connectivity,USCONEC和Yamaichi。
尽管OFC不像DesignCon那样吸引许多传统的连接器制造商,但一些行业领先者采用了他们最新的铜缆和光纤接口。
安费诺展台展示了其高速背板和可插拔连接器,包括支持下一代800G应用的QSFP-双密度(QSFP-DD)和OSFP小型连接器。
Molex展示了高速铜线和光互连的大型展示,其中包括现场演示400 Gb以太网,三米长的QSFP-DD连接器端接的铜缆,过渡到11.1公里的单模光纤上的100 Gb,总吞吐量为12.8 TB。Molex与包括Innovium(交换芯片),Teralynx(芯片),Cisco(交换机)和Ixia(测试设备)在内的联盟供应商合作,展示了系统级解决方案。
Molex光学解决方案集团通过最近宣布对基于硅光子学的芯片设计的领导者Elenion Technologies LLC的投资,扩大了开发相干光学模块的承诺。他们将合作开发用于电信和数据通信应用的光连接产品。
Samtec长期以来一直倡导硅到硅的概念,并展示了铜和光纤接口的高端性能。一项演示的特点是,通过三米长的电缆到Flyover QSFP-DD端口的速度为56Gb / s PAM4。
另一个演示使用他们的NovaRay电缆对板连接器以112 Gb / s PAM4运行。
Samtec还展示了铜缆跨接概念,该概念将处理器或ASIC直接链接到各种可插拔I / O端口。
OFC提供了一个绝佳的机会来引入几个新的可分离的光学连接系统。3M电子材料解决方案部宣布了一种新的扩展光束光学连接器,该连接器可从12扩展到144单模或多模光纤。这种独特的接口具有减少的插入损耗和对光接口处污染的敏感性,因此非常适合恶劣的环境以及数据中心应用。
富士康互连技术(FIT)展示了由QSFP-DD光收发器驱动的400Gb PAM4双向(8X50)100米多模光纤链路。他们还提供10、25、40、100和400Gb以太网收发器的广泛产品线。
Glenair因其广泛的坚固耐用的圆形和矩形连接器系列而广为人知,这些连接器用于航空和航天电子应用。他们还提供了一系列光子设备,包括千兆位连接器,视频媒体转换器和用于关键任务应用的发射器。
Glenair坚固的圆形连接器。
Senko Advanced Components展示了其高密度CS双工连接器,该连接器比标准LC Duplex小40%。此推/拉连接器已针对400G数据中心应用进行了优化。
他们还推出了新的SN光连接器。这种双工连接器采用了久经考验的1.25mm套圈技术,在密度和设计灵活性方面都有了显着提高。这些连接器中的四个可以与OSFP / QSFP-DD适配器配对,以简化突破性应用。
住友电气推出了FlexAirConnecT FO扩展梁连接器,该连接器具有极低的配合力和插入损耗。应用包括服务器和交换机中的光背板和板载互连。
Yamaichi Electronics展示了其QSFP-DD可插拔收发器模块以支持112G PAM4信号,以及其广泛的CFP2、4和8可插拔模块产品线,适用于高达400GbE应用。
USCONEC配备了广泛的光纤连接器阵列,包括其可盲配,扩展光束MXC接口,可提供更高的光纤密度和坚固的应变消除功能。
他们还在开发推挽MDC双工连接器,该连接器将实现3倍电缆密度和目标突破性应用。
DesignCon 2019和OFC的参展商和现场演示都为下一代设备如何支持物联网,第五代无线通信,工业4.0和自动运输所创建的大量数据指明了道路。
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,March 12, 2019】
QSFP-DD的使用帮助数据中心保持冷静
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2999 次浏览 • 2019-11-20 07:48
四边形小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已得到广泛评估,可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果,显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE(千兆以太网)模块,并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)多源协议(MSA)集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度,高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构,支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元(RU)中实现36个400GbE端口,并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容,并且可以支持一系列产品,包括:
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用(WDM)和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查,至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是,在构建和冷却小型模块系列(包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块)方面,他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验,这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块,并且通过进一步的创新,可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化,包括端口范围的进气口,排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板(PCB)布局,风扇放置和气流控制来优化布线,模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中,空气在PCB的两侧流动,以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比,该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限,而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局,将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧,因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度,这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定,已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果,其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下,目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1:堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块,需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试,以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上,因为从热设计的角度来看,它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限,这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇,并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行,海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中,使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值,以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究,请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中,温度随夹子的使用而升高,无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果,这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时,模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明,如果每2×1笼的气流大于8 CFM,模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下,在测试的CFM范围内,2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2:从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器,并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中,在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C(114.8°F)的环境温度下进行。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明,将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中,在46°C的环境中,每个模块气流6.4 CFM,可以将15W模块的外壳温度保持在70°C(158°F)以下。在40°C(114.8°F)的环境温度下,模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器(例如,散热片较高和/或散热片密度较高的散热器)的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块,交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量,热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估,可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活,低成本的解决方案,它们利用了系统,模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实,外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中,QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志,作者:Molex的Scott Sommers,March 12, 2019】 查看全部
四边形小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已得到广泛评估,可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果,显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE(千兆以太网)模块,并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)多源协议(MSA)集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度,高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构,支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元(RU)中实现36个400GbE端口,并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容,并且可以支持一系列产品,包括:
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用(WDM)和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查,至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是,在构建和冷却小型模块系列(包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块)方面,他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验,这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块,并且通过进一步的创新,可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化,包括端口范围的进气口,排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板(PCB)布局,风扇放置和气流控制来优化布线,模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中,空气在PCB的两侧流动,以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比,该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限,而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局,将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧,因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度,这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定,已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果,其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下,目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1:堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块,需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试,以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上,因为从热设计的角度来看,它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限,这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇,并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行,海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中,使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值,以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究,请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中,温度随夹子的使用而升高,无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果,这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时,模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明,如果每2×1笼的气流大于8 CFM,模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下,在测试的CFM范围内,2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2:从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器,并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中,在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C(114.8°F)的环境温度下进行。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明,将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中,在46°C的环境中,每个模块气流6.4 CFM,可以将15W模块的外壳温度保持在70°C(158°F)以下。在40°C(114.8°F)的环境温度下,模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器(例如,散热片较高和/或散热片密度较高的散热器)的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块,交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量,热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估,可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活,低成本的解决方案,它们利用了系统,模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实,外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中,QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志,作者:Molex的Scott Sommers,March 12, 2019】
由IEEE 802.3cd委员会选定的MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连系统介绍
技术分享 • hehe 发表了文章 • 3 个评论 • 15786 次浏览 • 2017-07-23 13:44
最近在温哥华IEEE-802.3cd以太网标准委员会投票赞成将MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块作为MDI(媒体相关接口)选项。 66票赞成,0票反对和14票弃权的结果似乎反映了广泛而深刻的需求,支持不同类型的初创公司、数据中心和云部署,维护快速部署,并支持不断增加的带宽需求。 三个MSA组织的领导人首先提出了一个彻底的互连提案,并提出了几个具体问题,并在投票前提供了相关问题的答案。
其中,被问及一个维护三种连接规格的问题。 答案就是说明了三个规范将进入SFF-xxxx连接器规范的流程和保存系统。 SNIA贸易集团正在协商,为以前由NCITS-T10,T12标准组织支持sffcommittee.org开发的使用了三十多年的超大型SFF-xxxx规范系统提供长期维护。
这三个互连系统推出支持PAM-4信令的以太网1x50G,2x50G,4x50G的使用。 这更多体现的是信号完整性测量的挑战,因为这涉及到过去流行的四次眼图测量与使用一次眼图测量的NRZ信号方法。 当某些系统设计人员选择外部AOC或可插拔模块时,他们可以选择将收发器芯片的NRZ信号用于隔板面板,以提高效率。
两个不同的QSFP-DD插头连接器端
其他标准机构正在适配IEEE802.3规范和每通道50G应用的实施。 这包括InfiniBand和Gen-Z I / O接口以及其他接口标准。 然而,IEEE-802.3cd规范的部分来自OIF CEI-56G接口标准。
QSFP-DD和OSFP还支持马上发布的以太网IEEE-02.3bs 8x50G = 400G标准。 对于新的单通道50G PAM-4 IEEE802.3cd端口互连选项,人们在一些一对一应用中使用新的SFP56连接器,但是更多使用QSFP56,MicroQSFP56分支式电缆,它们具有多个端点。
这三个互连系统是一个完整的解决方案系列,具有可插拔模块,AOC,外部无源和有源铜直接和分支电缆,内部插座铜连接器和保持架,内部铜缆和光纤天桥型无源电缆以及内部有源铜悬空模块。
MicroQSFP是一个4通道I / O连接器,远小于QSFP28 / 56型,并具有更好的光学实现的热性能。 这种更高密度的面板解决方案可以很好地将顶部的机架式交换机与超高密度的服务器和存储刀片阵列连接起来。
QSFP-DD是一个8通道连接器,略大于QSFP28 / 56,但具有两倍的数据传输能力。 在机架顶端,行尾和核心交换机之间连接400G一对一链路是一种非常有效的方式。 而且,对于机架内和机架间拓扑的8脚分离电缆来说,这是一个非常重要的解决方案。
以太网IEEE-802.3cd标准委员会选择了微MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块(这里看到的OSFP)作为MDI(媒体相关接口)选项。
OSFP是一个8通道连接器,略大于QSFP-DD,但相对较热,更高瓦数的光学引擎和收发器,散热性能稍好。 CFP通过CFP8光学模块系列以前处理了这些长距离连接类型,与OSFP相比,每个模块占据更多的面板面积。 较新的云数据中心使用更多的远程连接,这是推动新的OSFP模块使用的主要因素。 因此,有新的开关类型有QSFP-DD和OSFP连接器端口,有时还有MicroQSFP。
SFP56和QSFP56连接器和电缆有时也用于单链路连接和断开电缆,但不在IEEE-802.3cd规范上。 COBO联盟的DCN和相干模块/连接器规范仍在开发中,可能以后添加到IEEE-802.3cd MDI选项列表中。
一些OEM,连接器供应商和数据中心终端用户已经在发布的产品中使用这三个互连系统,尽管各种每通道50G标准刚刚开始准备发布。 即使在上周在洛杉矶的OFC展会,也可以看到准50G产品,组件,组件和实验室以及生产测试机器和市场的网络。 您可以说这三个互连在一些应用中存在竞争,但客户市场反馈的声音是,所有这三个互连通常可以分别应用于特定应用。
【摘自connectortips.com,作者:ED CADY,APRIL 24, 2017】 查看全部
TE Connectivity的MicroQSFP系统的保持架和插头设计
最近在温哥华IEEE-802.3cd以太网标准委员会投票赞成将MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块作为MDI(媒体相关接口)选项。 66票赞成,0票反对和14票弃权的结果似乎反映了广泛而深刻的需求,支持不同类型的初创公司、数据中心和云部署,维护快速部署,并支持不断增加的带宽需求。 三个MSA组织的领导人首先提出了一个彻底的互连提案,并提出了几个具体问题,并在投票前提供了相关问题的答案。
其中,被问及一个维护三种连接规格的问题。 答案就是说明了三个规范将进入SFF-xxxx连接器规范的流程和保存系统。 SNIA贸易集团正在协商,为以前由NCITS-T10,T12标准组织支持sffcommittee.org开发的使用了三十多年的超大型SFF-xxxx规范系统提供长期维护。
这三个互连系统推出支持PAM-4信令的以太网1x50G,2x50G,4x50G的使用。 这更多体现的是信号完整性测量的挑战,因为这涉及到过去流行的四次眼图测量与使用一次眼图测量的NRZ信号方法。 当某些系统设计人员选择外部AOC或可插拔模块时,他们可以选择将收发器芯片的NRZ信号用于隔板面板,以提高效率。
两个不同的QSFP-DD插头连接器端
其他标准机构正在适配IEEE802.3规范和每通道50G应用的实施。 这包括InfiniBand和Gen-Z I / O接口以及其他接口标准。 然而,IEEE-802.3cd规范的部分来自OIF CEI-56G接口标准。
QSFP-DD和OSFP还支持马上发布的以太网IEEE-02.3bs 8x50G = 400G标准。 对于新的单通道50G PAM-4 IEEE802.3cd端口互连选项,人们在一些一对一应用中使用新的SFP56连接器,但是更多使用QSFP56,MicroQSFP56分支式电缆,它们具有多个端点。
这三个互连系统是一个完整的解决方案系列,具有可插拔模块,AOC,外部无源和有源铜直接和分支电缆,内部插座铜连接器和保持架,内部铜缆和光纤天桥型无源电缆以及内部有源铜悬空模块。
MicroQSFP是一个4通道I / O连接器,远小于QSFP28 / 56型,并具有更好的光学实现的热性能。 这种更高密度的面板解决方案可以很好地将顶部的机架式交换机与超高密度的服务器和存储刀片阵列连接起来。
QSFP-DD是一个8通道连接器,略大于QSFP28 / 56,但具有两倍的数据传输能力。 在机架顶端,行尾和核心交换机之间连接400G一对一链路是一种非常有效的方式。 而且,对于机架内和机架间拓扑的8脚分离电缆来说,这是一个非常重要的解决方案。
以太网IEEE-802.3cd标准委员会选择了微MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块(这里看到的OSFP)作为MDI(媒体相关接口)选项。
OSFP是一个8通道连接器,略大于QSFP-DD,但相对较热,更高瓦数的光学引擎和收发器,散热性能稍好。 CFP通过CFP8光学模块系列以前处理了这些长距离连接类型,与OSFP相比,每个模块占据更多的面板面积。 较新的云数据中心使用更多的远程连接,这是推动新的OSFP模块使用的主要因素。 因此,有新的开关类型有QSFP-DD和OSFP连接器端口,有时还有MicroQSFP。
SFP56和QSFP56连接器和电缆有时也用于单链路连接和断开电缆,但不在IEEE-802.3cd规范上。 COBO联盟的DCN和相干模块/连接器规范仍在开发中,可能以后添加到IEEE-802.3cd MDI选项列表中。
一些OEM,连接器供应商和数据中心终端用户已经在发布的产品中使用这三个互连系统,尽管各种每通道50G标准刚刚开始准备发布。 即使在上周在洛杉矶的OFC展会,也可以看到准50G产品,组件,组件和实验室以及生产测试机器和市场的网络。 您可以说这三个互连在一些应用中存在竞争,但客户市场反馈的声音是,所有这三个互连通常可以分别应用于特定应用。
【摘自connectortips.com,作者:ED CADY,APRIL 24, 2017】
5G时代的高速光缆组件
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 3851 次浏览 • 2020-05-13 20:30
根据在DesignCon 2020上传递的数字,到目前为止,仅安装了15%的5G基础设施。这意味着将需要大量的发射器,小型蜂窝,天线,数据中心和设备,以及数百万英里的电缆,连接各大洲,数据中心,服务提供商和用户。
经过多年的期待,光缆将以其安全性和可扩展性以及提供基础架构扩展所需的低延迟和高数据承载能力的能力而成为中心舞台。远距离通信的基础是海底电缆,它延伸穿过海底并环绕地球。最大的公司正在投资自己的电缆,以确保能够满足其庞大的数据需求。Google的Dunant跨大西洋电缆(由SubCom制造)有望在今年上线时以250Tb / s的速度传输,这要归功于其结构包括12对光纤。NEC表示,它正在制造20股电缆,并且正在考虑从那里进行下一步。(当前,单根光纤可以处理100TB / s或100,000Gb / s。)
光纤和铜缆的组合使深海电缆与陆地基础设施之间建立了连接。一些光纤基础设施已经被掩埋或集成到城市公用电网中。连接小型小区,区域用户网络和数据中心还需要数百万英里。由于具有处理非常高的数据量和速度的能力,光纤将在数据中心级别增加或替换电缆,并成为新安装中的合理选择。
有源光缆(AOC)组件已成为人们关注的焦点,是处理在数据中心和高性能数据应用中需要传输的大量数据的强大管道。AOC组件包含电气和光学组件,并且在电缆的两端均具有集成的有源光学收发器,而不是连接到单独的收发器单元。收发器嵌入在高密度QSFP +连接器(由SFF-8436规范定义)中,该连接器永久连接到外壳和光纤上。连接器公司正在继续向这些强大的互连中添加新功能。AOC通常用于设备之间的短距离连接,例如服务器,交换机,集线器或机架到机架或机架到机架的体系结构。
跨大西洋电话线。(图片由Tiia Monto [ CC BY-SA ])
连接器和电缆公司也在开发速度更快,更灵活,更紧凑的电缆,这些电缆可装入压缩空间并产生更少的热量。当前配置可以处理超过400Gb / s的总数据速率。在DesignCon 2020上,我们看到了针对5G基础设施应用的各种AOC。在安装了其他85%的5G网络后,我们将看到对这些强大组件的巨大需求。
Amphenol ICC提供了一系列AOC产品,包括其QSFP-DD至QSFP-DD 200G和100G QSFP28至QSFP28 AOC组件。Amphenol的Mini-SAS HD有源光缆在3.0mm的护套中具有八芯松散的多模光纤,并支持PCI Express Gen3应用。用于数据中心和高性能应用的300G CXP2至CXP2有源光缆在3.0圆形护套和热插拔连接器接口中具有24芯多模光纤。
Hirose的新型BF4MC有源光连接器包括一个半导体组件,该组件可转换从电路板接收到的电信号并通过光纤传输数据。结合公司的BF4-IFC有源光缆,这些组件可提供高信号质量,低功耗和EMI噪声防护。
Samtec的专有电缆用于多种AOC配置,包括其FireFly中板光天桥系统。该组件轻松实现每通道28Gb / s的速度,并提供了一条达到56Gb / s的路径。它具有坚固的微型连接器,可在铜和光纤之间互换。
TTI,Inc.提供3M制造的AOC组件。这些直接连接的QSFP +和Cx4组件可提供四个双向数据通道,具有对弯曲不敏感的光纤结构,并且轻巧,灵活并且可布线,最长可达100m。
TE Connectivity提供了广泛的光纤产品阵容,包括CDFP和QSFP +尺寸规格。CDFP AOC解决方案可以在双向数据传输中处理400Gb / s,而QSFP +每个端口支持200Gb / s。TE的AOC将CoolBit光学引擎嵌入到收发器末端的后面,以减少功耗和热量积聚。
Bizlink的AOC产品组合包括400G QSFP-DD,100G QSFP28和40G QSFP x 4 SFP配置。OptiWorks 400G有源光缆产品通过多模光纤提供8个独立的数据传输通道和8个数据接收通道,每条通道均能够以50Gb / s的速度运行,以在100米传输中实现400Gb / s的总数据速率。
富士康互连技术(FIT)提供QSFP +,QSFP +,分支,SFP +,SFP28,QSFP-DD以及边缘可插拔变体中的CXP和CXP2 AOC。这些现成的电缆组件通过将内部有源电子设备与轻型电缆集成在一起,简化了数据中心的安装。
Leoni创新的有源光缆解决方案采用了集成了纳米电和纳米光子结构的单片硅光子芯片。该QSFP-DD尺寸因数连接到芯片,该芯片耦合到专有的单模光纤。
L-Com的AOC现货供应,长度从1米到100米不等。集成的收发器类型包括SFP +,SFP28,QSFP +和QSFP28,并在企业网络和数据中心提供了快速的服务器到服务器,服务器到交换机以及服务器到路由器的连接。
由于我们对速度的需求持续增长,到2026年,对有源光缆和连接器的需求预计将增长19.7%,达到3.83亿美元(2018年为8090万美元)。
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 11, 2020】 查看全部
根据在DesignCon 2020上传递的数字,到目前为止,仅安装了15%的5G基础设施。这意味着将需要大量的发射器,小型蜂窝,天线,数据中心和设备,以及数百万英里的电缆,连接各大洲,数据中心,服务提供商和用户。
经过多年的期待,光缆将以其安全性和可扩展性以及提供基础架构扩展所需的低延迟和高数据承载能力的能力而成为中心舞台。远距离通信的基础是海底电缆,它延伸穿过海底并环绕地球。最大的公司正在投资自己的电缆,以确保能够满足其庞大的数据需求。Google的Dunant跨大西洋电缆(由SubCom制造)有望在今年上线时以250Tb / s的速度传输,这要归功于其结构包括12对光纤。NEC表示,它正在制造20股电缆,并且正在考虑从那里进行下一步。(当前,单根光纤可以处理100TB / s或100,000Gb / s。)
光纤和铜缆的组合使深海电缆与陆地基础设施之间建立了连接。一些光纤基础设施已经被掩埋或集成到城市公用电网中。连接小型小区,区域用户网络和数据中心还需要数百万英里。由于具有处理非常高的数据量和速度的能力,光纤将在数据中心级别增加或替换电缆,并成为新安装中的合理选择。
有源光缆(AOC)组件已成为人们关注的焦点,是处理在数据中心和高性能数据应用中需要传输的大量数据的强大管道。AOC组件包含电气和光学组件,并且在电缆的两端均具有集成的有源光学收发器,而不是连接到单独的收发器单元。收发器嵌入在高密度QSFP +连接器(由SFF-8436规范定义)中,该连接器永久连接到外壳和光纤上。连接器公司正在继续向这些强大的互连中添加新功能。AOC通常用于设备之间的短距离连接,例如服务器,交换机,集线器或机架到机架或机架到机架的体系结构。
跨大西洋电话线。(图片由Tiia Monto [ CC BY-SA ])
连接器和电缆公司也在开发速度更快,更灵活,更紧凑的电缆,这些电缆可装入压缩空间并产生更少的热量。当前配置可以处理超过400Gb / s的总数据速率。在DesignCon 2020上,我们看到了针对5G基础设施应用的各种AOC。在安装了其他85%的5G网络后,我们将看到对这些强大组件的巨大需求。
Amphenol ICC提供了一系列AOC产品,包括其QSFP-DD至QSFP-DD 200G和100G QSFP28至QSFP28 AOC组件。Amphenol的Mini-SAS HD有源光缆在3.0mm的护套中具有八芯松散的多模光纤,并支持PCI Express Gen3应用。用于数据中心和高性能应用的300G CXP2至CXP2有源光缆在3.0圆形护套和热插拔连接器接口中具有24芯多模光纤。
Hirose的新型BF4MC有源光连接器包括一个半导体组件,该组件可转换从电路板接收到的电信号并通过光纤传输数据。结合公司的BF4-IFC有源光缆,这些组件可提供高信号质量,低功耗和EMI噪声防护。
Samtec的专有电缆用于多种AOC配置,包括其FireFly中板光天桥系统。该组件轻松实现每通道28Gb / s的速度,并提供了一条达到56Gb / s的路径。它具有坚固的微型连接器,可在铜和光纤之间互换。
TTI,Inc.提供3M制造的AOC组件。这些直接连接的QSFP +和Cx4组件可提供四个双向数据通道,具有对弯曲不敏感的光纤结构,并且轻巧,灵活并且可布线,最长可达100m。
TE Connectivity提供了广泛的光纤产品阵容,包括CDFP和QSFP +尺寸规格。CDFP AOC解决方案可以在双向数据传输中处理400Gb / s,而QSFP +每个端口支持200Gb / s。TE的AOC将CoolBit光学引擎嵌入到收发器末端的后面,以减少功耗和热量积聚。
Bizlink的AOC产品组合包括400G QSFP-DD,100G QSFP28和40G QSFP x 4 SFP配置。OptiWorks 400G有源光缆产品通过多模光纤提供8个独立的数据传输通道和8个数据接收通道,每条通道均能够以50Gb / s的速度运行,以在100米传输中实现400Gb / s的总数据速率。
富士康互连技术(FIT)提供QSFP +,QSFP +,分支,SFP +,SFP28,QSFP-DD以及边缘可插拔变体中的CXP和CXP2 AOC。这些现成的电缆组件通过将内部有源电子设备与轻型电缆集成在一起,简化了数据中心的安装。
Leoni创新的有源光缆解决方案采用了集成了纳米电和纳米光子结构的单片硅光子芯片。该QSFP-DD尺寸因数连接到芯片,该芯片耦合到专有的单模光纤。
L-Com的AOC现货供应,长度从1米到100米不等。集成的收发器类型包括SFP +,SFP28,QSFP +和QSFP28,并在企业网络和数据中心提供了快速的服务器到服务器,服务器到交换机以及服务器到路由器的连接。
由于我们对速度的需求持续增长,到2026年,对有源光缆和连接器的需求预计将增长19.7%,达到3.83亿美元(2018年为8090万美元)。
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 11, 2020】
数据中心的散热策略
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2036 次浏览 • 2019-11-27 08:27
不断增加的数据量和更高的开关速度要求创新的冷却策略,这些策略必须超越传统的散热器和风扇。
流服务,社交媒体,数字自动化和物联网(IoT)的激增导致数据量的快速增长。传感器为智能网络,智能工厂,智能家居和智能城市中的机器学习,自动驾驶,远程医疗保健以及照明和能源使用提供智能网络时,正在生成大量数据。
数据中心市场正在从100G接口过渡到400G,最终随着5G服务和高性能计算需求的实现,最终达到800G接口。为了帮助数据中心有效处理这些量并保护敏感设备免于过多热量积聚,运营商必须在保持较高信号完整性和有效散热管理的同时管理更高的开关速率。尽管增加了带宽并增加了数据流量,但大多数数据中心尚未更改其系统中使用的连接器形状。但是连接器供应商正在迅速开发创新的产品解决方案,以满足这些苛刻的新数据中心需求。
TE Connectivity产品经理Zach Galbraith认为,该公司的Thermal Bridge解决方案 -一种在DesignCon 2019上发布的创新性机械形式的热间隙垫或热界面材料(TIM)-将有助于数据中心在处理更高数据的同时保持系统散热卷。热桥解决方案采用交错板设计,具有大量平行板,这些平行板将热量从I / O模块传递到冷却区域,并在TE的单层,堆叠和组合式QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD中提供连接器。
“整个市场开始通过类似大小的连接器尺寸因素移动更多的带宽和更多的数据。与这些[连接器]相关的热量分布继续上升,”加尔布雷思说。尤其是要从光模块中散热,然后将其移动到其他位置,而不仅仅是光模块周围,这意味着接口变得“越来越重要”。
TE Connectivity提供QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD尺寸的单层和堆叠式热桥,并具有单层,堆叠和成组配置。
他继续说道,TE的热桥解决方案“充当I / O模块或电缆组件插头与冷却板或成组的散热器应用之间的桥梁”,并且比传统材料更有效,因为它不必依赖在高压缩水平上达到性能水平。对于间隙垫和TIM,客户必须具有某种弹簧机制或施加很大的力才能向下压并压缩橡胶材料,以确保热量有效传递。热桥不需要。它要做的就是与I / O模块和某种类型的冷板或成组的散热器接触以传递热量。”
此外,间隙垫和TIM随时间推移会降低性能,这意味着随着时间的流逝必须施加更大的压力才能保持初始性能。或者,如果需要维修线卡或应用程序,则不必更换TE的热桥,因为它具有TE提供的所有其他散热器和散热解决方案的资格。
“客户的反馈告诉我们,当他们开始拆开包装盒以维修线卡时,他们必须更换间隙垫和TIM,并依靠安装者或OEM来做到这一点。我们的Thermal Bridge解决方案将控制权交给了OEM和设计公司,因为最终应用程序也不需要更换它们。” Galbraith说。热桥的温度和湿度会随着时间的推移保持一致,这意味着不需要更换或增加压缩力,并且弹簧机构是设计的内部组件,从而简化了配对结构。
热路由选项
Samtec的技术营销经理Matt Burns表示,该公司在过去五年中看到其数据中心业务增长了40%以上。他说:“数据需求无国界。”
从边缘到云端,当今的硅收发器都以56至112Gb / s的PAM4数据速率运行。Burns说:“以这种速度,标准的PCB材料和设计技术会限制性能。” Samtec开发了Flyover®技术来克服这些挑战。Flyover设计通过专有的EyeSpeed®低偏斜双轴电缆将信号从前面板路由到中板,从而扩展了信号的到达范围和密度,该设计旨在消除单独延伸的介电双轴电缆扩展的不一致性。信号完整性,带宽和范围。
Samtec的立交桥QSFP-DD
在DesignCon 2019上,该公司展示了FQSFP-DD,这是第一个将Flyover架构应用于QSFP-DD尺寸的产品。Burns说:“ FQSFP-DD系列利用了QSFP-DD MSA(多源协议)的机架和散热选项,但提供了改进的性能和体系结构灵活性。” 他还指出,1U服务器机箱中可插拔笼子的密度要求散热。Samtec为此提供了HS-QSDP-DD系列散热器。
导热材料的选择
除了采用新的硬件技术来改善系统的热性能外,封装和设备级的热管理解决方案(包括散热器,导电油脂或薄膜以及定制的散热器)还可以帮助散热。在系统方面,伯恩斯说,解决方案可能包括确定挡板或充气室的大小,风扇和/或策略性风扇的放置,优化组件的放置以及使用热管或蒸气室。
还应该仔细考虑材料,以最大化热管理和冷却策略,因为尺寸,重量和成本始终是设计考虑因素。“铝是我们的首选,因为它简化了制造过程,不需要二次涂饰,而且重量轻且相当合算。”这是有益的,因为“可靠性可以与高冲击和振动环境中的重量相关,”烧伤。“ Samtec提供电缆管理支持,有助于最小化包装盒内的电缆尺寸,密度,重量和歪斜。”
显然,对数据中心的需求不会减少。因此,令人放心的是,受信任的连接器供应商精通快速变化的数据需求,几乎影响到所有市场,他们正在积极开发创新的新产品,这将有助于减轻我们日益互联的生活方式的热成本。
【摘自Bishop杂志,作者:Caroline Hayes,November 20, 2019】 查看全部
不断增加的数据量和更高的开关速度要求创新的冷却策略,这些策略必须超越传统的散热器和风扇。
流服务,社交媒体,数字自动化和物联网(IoT)的激增导致数据量的快速增长。传感器为智能网络,智能工厂,智能家居和智能城市中的机器学习,自动驾驶,远程医疗保健以及照明和能源使用提供智能网络时,正在生成大量数据。
数据中心市场正在从100G接口过渡到400G,最终随着5G服务和高性能计算需求的实现,最终达到800G接口。为了帮助数据中心有效处理这些量并保护敏感设备免于过多热量积聚,运营商必须在保持较高信号完整性和有效散热管理的同时管理更高的开关速率。尽管增加了带宽并增加了数据流量,但大多数数据中心尚未更改其系统中使用的连接器形状。但是连接器供应商正在迅速开发创新的产品解决方案,以满足这些苛刻的新数据中心需求。
TE Connectivity产品经理Zach Galbraith认为,该公司的Thermal Bridge解决方案 -一种在DesignCon 2019上发布的创新性机械形式的热间隙垫或热界面材料(TIM)-将有助于数据中心在处理更高数据的同时保持系统散热卷。热桥解决方案采用交错板设计,具有大量平行板,这些平行板将热量从I / O模块传递到冷却区域,并在TE的单层,堆叠和组合式QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD中提供连接器。
“整个市场开始通过类似大小的连接器尺寸因素移动更多的带宽和更多的数据。与这些[连接器]相关的热量分布继续上升,”加尔布雷思说。尤其是要从光模块中散热,然后将其移动到其他位置,而不仅仅是光模块周围,这意味着接口变得“越来越重要”。
TE Connectivity提供QSFP,QSFP-DD,SFP和SFP-DD尺寸的单层和堆叠式热桥,并具有单层,堆叠和成组配置。
他继续说道,TE的热桥解决方案“充当I / O模块或电缆组件插头与冷却板或成组的散热器应用之间的桥梁”,并且比传统材料更有效,因为它不必依赖在高压缩水平上达到性能水平。对于间隙垫和TIM,客户必须具有某种弹簧机制或施加很大的力才能向下压并压缩橡胶材料,以确保热量有效传递。热桥不需要。它要做的就是与I / O模块和某种类型的冷板或成组的散热器接触以传递热量。”
此外,间隙垫和TIM随时间推移会降低性能,这意味着随着时间的流逝必须施加更大的压力才能保持初始性能。或者,如果需要维修线卡或应用程序,则不必更换TE的热桥,因为它具有TE提供的所有其他散热器和散热解决方案的资格。
“客户的反馈告诉我们,当他们开始拆开包装盒以维修线卡时,他们必须更换间隙垫和TIM,并依靠安装者或OEM来做到这一点。我们的Thermal Bridge解决方案将控制权交给了OEM和设计公司,因为最终应用程序也不需要更换它们。” Galbraith说。热桥的温度和湿度会随着时间的推移保持一致,这意味着不需要更换或增加压缩力,并且弹簧机构是设计的内部组件,从而简化了配对结构。
热路由选项
Samtec的技术营销经理Matt Burns表示,该公司在过去五年中看到其数据中心业务增长了40%以上。他说:“数据需求无国界。”
从边缘到云端,当今的硅收发器都以56至112Gb / s的PAM4数据速率运行。Burns说:“以这种速度,标准的PCB材料和设计技术会限制性能。” Samtec开发了Flyover®技术来克服这些挑战。Flyover设计通过专有的EyeSpeed®低偏斜双轴电缆将信号从前面板路由到中板,从而扩展了信号的到达范围和密度,该设计旨在消除单独延伸的介电双轴电缆扩展的不一致性。信号完整性,带宽和范围。
Samtec的立交桥QSFP-DD
在DesignCon 2019上,该公司展示了FQSFP-DD,这是第一个将Flyover架构应用于QSFP-DD尺寸的产品。Burns说:“ FQSFP-DD系列利用了QSFP-DD MSA(多源协议)的机架和散热选项,但提供了改进的性能和体系结构灵活性。” 他还指出,1U服务器机箱中可插拔笼子的密度要求散热。Samtec为此提供了HS-QSDP-DD系列散热器。
导热材料的选择
除了采用新的硬件技术来改善系统的热性能外,封装和设备级的热管理解决方案(包括散热器,导电油脂或薄膜以及定制的散热器)还可以帮助散热。在系统方面,伯恩斯说,解决方案可能包括确定挡板或充气室的大小,风扇和/或策略性风扇的放置,优化组件的放置以及使用热管或蒸气室。
还应该仔细考虑材料,以最大化热管理和冷却策略,因为尺寸,重量和成本始终是设计考虑因素。“铝是我们的首选,因为它简化了制造过程,不需要二次涂饰,而且重量轻且相当合算。”这是有益的,因为“可靠性可以与高冲击和振动环境中的重量相关,”烧伤。“ Samtec提供电缆管理支持,有助于最小化包装盒内的电缆尺寸,密度,重量和歪斜。”
显然,对数据中心的需求不会减少。因此,令人放心的是,受信任的连接器供应商精通快速变化的数据需求,几乎影响到所有市场,他们正在积极开发创新的新产品,这将有助于减轻我们日益互联的生活方式的热成本。
【摘自Bishop杂志,作者:Caroline Hayes,November 20, 2019】
光纤通信会议及展览(OFC)聚焦光学连接
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2677 次浏览 • 2019-11-21 07:27
在光纤通信大会暨展览会最近在圣地亚哥举行的是当前和下一代光网络通信技术的主要展示。本次会议有700多家参展商和15,000名注册参加者,涵盖了圣地亚哥会议中心的两个层面。除了在展厅进行大量现场演示外,OFC还包括450余篇同行评审论文,180余份受邀和教程演示,10个讲习班,六个小组和55个短期课程,探讨了新兴的光连接性的各个方面技术。OFC的主要重点是中长距离,高速光链路,而在短距离机架到机架应用中使用的有源光缆(AOC)和直接连接铜缆(DAC)组件则很活跃晋升。
在展厅展示的许多产品都集中在最先进的组件上,例如光发射机,接收机,分离器,合路器,调制器,多光纤电缆以及连接器。从半导体晶圆加工,引线键合和材料到系统级封装,整个光学连接组件领域都得到了展示。手动和自动光缆测试和评估系统以及光纤熔接机的制造商也应运而生。HUBER + SUHNER和MACOM等多家供应商提供的产品涵盖从RF频率到光的频谱。庞大的供应商队伍,其中许多位于亚洲,提供了可插拔的光收发器和电缆组件,包括SFP28,QSFP,QSFP28,QSFP-DD,QSFP SR8,QSFP DR4和OSFP FR4。
一些一般性观察:
随着技术和组装技术的进步,降低成本的同时提高密度和性能,基于硅光子学的设备占据了中心位置。
PAM4编码已成为高速光学数据传输的标准,其目的是获得清晰的眼图,这在许多现场演示中都显而易见。
预计即将到来的5G网络和相关基础设施的升级,促使了对精密超小型同轴电缆和可插拔光学I / O连接器的推广。
与铜电子连接器市场的情况类似,供应商正在与相关产品的制造商合作以演示系统解决方案。许多连接器演示都将多个组件供应商(如ASICS,电缆和测试设备提供者)归功于他们。
合并仍然是该细分市场的重要趋势。为了获得所需的技术,较大的供应商正在建立战略合作伙伴关系,或者干脆收购较小的公司。Amphenol最近收购了Ardent Concepts,以使用其压缩端接技术,从而推动了LinkOVER技术的开发,该技术是Amphenol OverPass铜互连系统的关键方面。Amphenol和Ardent的展位都采用了这种新界面。
以太网以其许多迭代形式出现在整个展厅。以太网联盟举办了一个大型展位,展位上有一对机架,这些机架展示了使用21个参与供应商(包括TE Connectivity)的设备组件和服务展示的10、25、50、100和400Gb以太网。新的2019年以太网路线图描绘了其从1980年的10 Mb / s演变到当前的变化,包括2、5、25、50、200和400GbE,并可能将来链接到800GbE。现在,GbE在许多市场领域都得到了广泛采用,包括自动化,汽车,企业,数据中心云和移动提供商。
几家供应商展示了专为直通光学背板应用设计的可插拔接口,但没有证据表明对嵌入在背板中的光学器件有兴趣。
[Molex板载光连接] Amphenol ICC继续销售其Leap中板光收发器,但该产品领域中很少有新进入者。车载光学联盟(COBO) 的章程是将可互操作的车载光学带入网络行业。他们举办了一个展台,展示了一个400G光通道。更新的1.1 COBO规范于2018年12月发布,随着定义了信令协议,有望进一步修订。该组织的支持成员包括领先的连接器制造商Amphenol,HUBER + SUHNER,Molex,Rosenberger,Samtec,Senko,住友,TE Connectivity,USCONEC和Yamaichi。
尽管OFC不像DesignCon那样吸引许多传统的连接器制造商,但一些行业领先者采用了他们最新的铜缆和光纤接口。
安费诺展台展示了其高速背板和可插拔连接器,包括支持下一代800G应用的QSFP-双密度(QSFP-DD)和OSFP小型连接器。
Molex展示了高速铜线和光互连的大型展示,其中包括现场演示400 Gb以太网,三米长的QSFP-DD连接器端接的铜缆,过渡到11.1公里的单模光纤上的100 Gb,总吞吐量为12.8 TB。Molex与包括Innovium(交换芯片),Teralynx(芯片),Cisco(交换机)和Ixia(测试设备)在内的联盟供应商合作,展示了系统级解决方案。
Molex光学解决方案集团通过最近宣布对基于硅光子学的芯片设计的领导者Elenion Technologies LLC的投资,扩大了开发相干光学模块的承诺。他们将合作开发用于电信和数据通信应用的光连接产品。
Samtec长期以来一直倡导硅到硅的概念,并展示了铜和光纤接口的高端性能。一项演示的特点是,通过三米长的电缆到Flyover QSFP-DD端口的速度为56Gb / s PAM4。
另一个演示使用他们的NovaRay电缆对板连接器以112 Gb / s PAM4运行。
Samtec还展示了铜缆跨接概念,该概念将处理器或ASIC直接链接到各种可插拔I / O端口。
OFC提供了一个绝佳的机会来引入几个新的可分离的光学连接系统。3M电子材料解决方案部宣布了一种新的扩展光束光学连接器,该连接器可从12扩展到144单模或多模光纤。这种独特的接口具有减少的插入损耗和对光接口处污染的敏感性,因此非常适合恶劣的环境以及数据中心应用。
富士康互连技术(FIT)展示了由QSFP-DD光收发器驱动的400Gb PAM4双向(8X50)100米多模光纤链路。他们还提供10、25、40、100和400Gb以太网收发器的广泛产品线。
Glenair因其广泛的坚固耐用的圆形和矩形连接器系列而广为人知,这些连接器用于航空和航天电子应用。他们还提供了一系列光子设备,包括千兆位连接器,视频媒体转换器和用于关键任务应用的发射器。
Glenair坚固的圆形连接器。
Senko Advanced Components展示了其高密度CS双工连接器,该连接器比标准LC Duplex小40%。此推/拉连接器已针对400G数据中心应用进行了优化。
他们还推出了新的SN光连接器。这种双工连接器采用了久经考验的1.25mm套圈技术,在密度和设计灵活性方面都有了显着提高。这些连接器中的四个可以与OSFP / QSFP-DD适配器配对,以简化突破性应用。
住友电气推出了FlexAirConnecT FO扩展梁连接器,该连接器具有极低的配合力和插入损耗。应用包括服务器和交换机中的光背板和板载互连。
Yamaichi Electronics展示了其QSFP-DD可插拔收发器模块以支持112G PAM4信号,以及其广泛的CFP2、4和8可插拔模块产品线,适用于高达400GbE应用。
USCONEC配备了广泛的光纤连接器阵列,包括其可盲配,扩展光束MXC接口,可提供更高的光纤密度和坚固的应变消除功能。
他们还在开发推挽MDC双工连接器,该连接器将实现3倍电缆密度和目标突破性应用。
DesignCon 2019和OFC的参展商和现场演示都为下一代设备如何支持物联网,第五代无线通信,工业4.0和自动运输所创建的大量数据指明了道路。
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,March 12, 2019】 查看全部
在光纤通信大会暨展览会最近在圣地亚哥举行的是当前和下一代光网络通信技术的主要展示。本次会议有700多家参展商和15,000名注册参加者,涵盖了圣地亚哥会议中心的两个层面。除了在展厅进行大量现场演示外,OFC还包括450余篇同行评审论文,180余份受邀和教程演示,10个讲习班,六个小组和55个短期课程,探讨了新兴的光连接性的各个方面技术。OFC的主要重点是中长距离,高速光链路,而在短距离机架到机架应用中使用的有源光缆(AOC)和直接连接铜缆(DAC)组件则很活跃晋升。
在展厅展示的许多产品都集中在最先进的组件上,例如光发射机,接收机,分离器,合路器,调制器,多光纤电缆以及连接器。从半导体晶圆加工,引线键合和材料到系统级封装,整个光学连接组件领域都得到了展示。手动和自动光缆测试和评估系统以及光纤熔接机的制造商也应运而生。HUBER + SUHNER和MACOM等多家供应商提供的产品涵盖从RF频率到光的频谱。庞大的供应商队伍,其中许多位于亚洲,提供了可插拔的光收发器和电缆组件,包括SFP28,QSFP,QSFP28,QSFP-DD,QSFP SR8,QSFP DR4和OSFP FR4。
一些一般性观察:
随着技术和组装技术的进步,降低成本的同时提高密度和性能,基于硅光子学的设备占据了中心位置。
PAM4编码已成为高速光学数据传输的标准,其目的是获得清晰的眼图,这在许多现场演示中都显而易见。
预计即将到来的5G网络和相关基础设施的升级,促使了对精密超小型同轴电缆和可插拔光学I / O连接器的推广。
与铜电子连接器市场的情况类似,供应商正在与相关产品的制造商合作以演示系统解决方案。许多连接器演示都将多个组件供应商(如ASICS,电缆和测试设备提供者)归功于他们。
合并仍然是该细分市场的重要趋势。为了获得所需的技术,较大的供应商正在建立战略合作伙伴关系,或者干脆收购较小的公司。Amphenol最近收购了Ardent Concepts,以使用其压缩端接技术,从而推动了LinkOVER技术的开发,该技术是Amphenol OverPass铜互连系统的关键方面。Amphenol和Ardent的展位都采用了这种新界面。
以太网以其许多迭代形式出现在整个展厅。以太网联盟举办了一个大型展位,展位上有一对机架,这些机架展示了使用21个参与供应商(包括TE Connectivity)的设备组件和服务展示的10、25、50、100和400Gb以太网。新的2019年以太网路线图描绘了其从1980年的10 Mb / s演变到当前的变化,包括2、5、25、50、200和400GbE,并可能将来链接到800GbE。现在,GbE在许多市场领域都得到了广泛采用,包括自动化,汽车,企业,数据中心云和移动提供商。
几家供应商展示了专为直通光学背板应用设计的可插拔接口,但没有证据表明对嵌入在背板中的光学器件有兴趣。
[Molex板载光连接] Amphenol ICC继续销售其Leap中板光收发器,但该产品领域中很少有新进入者。车载光学联盟(COBO) 的章程是将可互操作的车载光学带入网络行业。他们举办了一个展台,展示了一个400G光通道。更新的1.1 COBO规范于2018年12月发布,随着定义了信令协议,有望进一步修订。该组织的支持成员包括领先的连接器制造商Amphenol,HUBER + SUHNER,Molex,Rosenberger,Samtec,Senko,住友,TE Connectivity,USCONEC和Yamaichi。
尽管OFC不像DesignCon那样吸引许多传统的连接器制造商,但一些行业领先者采用了他们最新的铜缆和光纤接口。
安费诺展台展示了其高速背板和可插拔连接器,包括支持下一代800G应用的QSFP-双密度(QSFP-DD)和OSFP小型连接器。
Molex展示了高速铜线和光互连的大型展示,其中包括现场演示400 Gb以太网,三米长的QSFP-DD连接器端接的铜缆,过渡到11.1公里的单模光纤上的100 Gb,总吞吐量为12.8 TB。Molex与包括Innovium(交换芯片),Teralynx(芯片),Cisco(交换机)和Ixia(测试设备)在内的联盟供应商合作,展示了系统级解决方案。
Molex光学解决方案集团通过最近宣布对基于硅光子学的芯片设计的领导者Elenion Technologies LLC的投资,扩大了开发相干光学模块的承诺。他们将合作开发用于电信和数据通信应用的光连接产品。
Samtec长期以来一直倡导硅到硅的概念,并展示了铜和光纤接口的高端性能。一项演示的特点是,通过三米长的电缆到Flyover QSFP-DD端口的速度为56Gb / s PAM4。
另一个演示使用他们的NovaRay电缆对板连接器以112 Gb / s PAM4运行。
Samtec还展示了铜缆跨接概念,该概念将处理器或ASIC直接链接到各种可插拔I / O端口。
OFC提供了一个绝佳的机会来引入几个新的可分离的光学连接系统。3M电子材料解决方案部宣布了一种新的扩展光束光学连接器,该连接器可从12扩展到144单模或多模光纤。这种独特的接口具有减少的插入损耗和对光接口处污染的敏感性,因此非常适合恶劣的环境以及数据中心应用。
富士康互连技术(FIT)展示了由QSFP-DD光收发器驱动的400Gb PAM4双向(8X50)100米多模光纤链路。他们还提供10、25、40、100和400Gb以太网收发器的广泛产品线。
Glenair因其广泛的坚固耐用的圆形和矩形连接器系列而广为人知,这些连接器用于航空和航天电子应用。他们还提供了一系列光子设备,包括千兆位连接器,视频媒体转换器和用于关键任务应用的发射器。
Glenair坚固的圆形连接器。
Senko Advanced Components展示了其高密度CS双工连接器,该连接器比标准LC Duplex小40%。此推/拉连接器已针对400G数据中心应用进行了优化。
他们还推出了新的SN光连接器。这种双工连接器采用了久经考验的1.25mm套圈技术,在密度和设计灵活性方面都有了显着提高。这些连接器中的四个可以与OSFP / QSFP-DD适配器配对,以简化突破性应用。
住友电气推出了FlexAirConnecT FO扩展梁连接器,该连接器具有极低的配合力和插入损耗。应用包括服务器和交换机中的光背板和板载互连。
Yamaichi Electronics展示了其QSFP-DD可插拔收发器模块以支持112G PAM4信号,以及其广泛的CFP2、4和8可插拔模块产品线,适用于高达400GbE应用。
USCONEC配备了广泛的光纤连接器阵列,包括其可盲配,扩展光束MXC接口,可提供更高的光纤密度和坚固的应变消除功能。
他们还在开发推挽MDC双工连接器,该连接器将实现3倍电缆密度和目标突破性应用。
DesignCon 2019和OFC的参展商和现场演示都为下一代设备如何支持物联网,第五代无线通信,工业4.0和自动运输所创建的大量数据指明了道路。
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,March 12, 2019】
QSFP-DD的使用帮助数据中心保持冷静
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 2999 次浏览 • 2019-11-20 07:48
四边形小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已得到广泛评估,可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果,显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE(千兆以太网)模块,并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)多源协议(MSA)集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度,高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构,支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元(RU)中实现36个400GbE端口,并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容,并且可以支持一系列产品,包括:
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用(WDM)和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查,至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是,在构建和冷却小型模块系列(包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块)方面,他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验,这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块,并且通过进一步的创新,可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化,包括端口范围的进气口,排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板(PCB)布局,风扇放置和气流控制来优化布线,模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中,空气在PCB的两侧流动,以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比,该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限,而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局,将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧,因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度,这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定,已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果,其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下,目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1:堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块,需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试,以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上,因为从热设计的角度来看,它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限,这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇,并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行,海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中,使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值,以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究,请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中,温度随夹子的使用而升高,无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果,这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时,模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明,如果每2×1笼的气流大于8 CFM,模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下,在测试的CFM范围内,2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2:从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器,并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中,在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C(114.8°F)的环境温度下进行。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明,将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中,在46°C的环境中,每个模块气流6.4 CFM,可以将15W模块的外壳温度保持在70°C(158°F)以下。在40°C(114.8°F)的环境温度下,模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器(例如,散热片较高和/或散热片密度较高的散热器)的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块,交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量,热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估,可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活,低成本的解决方案,它们利用了系统,模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实,外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中,QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志,作者:Molex的Scott Sommers,March 12, 2019】 查看全部
四边形小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)模块的热性能已得到广泛评估,可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果,显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE(千兆以太网)模块,并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度(QSFP-DD)多源协议(MSA)集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度,高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构,支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元(RU)中实现36个400GbE端口,并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容,并且可以支持一系列产品,包括:
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用(WDM)和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查,至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是,在构建和冷却小型模块系列(包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块)方面,他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验,这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块,并且通过进一步的创新,可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化,包括端口范围的进气口,排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板(PCB)布局,风扇放置和气流控制来优化布线,模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中,空气在PCB的两侧流动,以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比,该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限,而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局,将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧,因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度,这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定,已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果,其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下,目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1:堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块,需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试,以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上,因为从热设计的角度来看,它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限,这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇,并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行,海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中,使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值,以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究,请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中,温度随夹子的使用而升高,无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果,这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时,模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明,如果每2×1笼的气流大于8 CFM,模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下,在测试的CFM范围内,2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2:从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器,并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中,在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C(114.8°F)的环境温度下进行。气流方向是从前到后,并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明,将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中,在46°C的环境中,每个模块气流6.4 CFM,可以将15W模块的外壳温度保持在70°C(158°F)以下。在40°C(114.8°F)的环境温度下,模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器(例如,散热片较高和/或散热片密度较高的散热器)的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块,交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量,热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估,可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活,低成本的解决方案,它们利用了系统,模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实,外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中,QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志,作者:Molex的Scott Sommers,March 12, 2019】
由IEEE 802.3cd委员会选定的MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连系统介绍
技术分享 • hehe 发表了文章 • 3 个评论 • 15786 次浏览 • 2017-07-23 13:44
最近在温哥华IEEE-802.3cd以太网标准委员会投票赞成将MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块作为MDI(媒体相关接口)选项。 66票赞成,0票反对和14票弃权的结果似乎反映了广泛而深刻的需求,支持不同类型的初创公司、数据中心和云部署,维护快速部署,并支持不断增加的带宽需求。 三个MSA组织的领导人首先提出了一个彻底的互连提案,并提出了几个具体问题,并在投票前提供了相关问题的答案。
其中,被问及一个维护三种连接规格的问题。 答案就是说明了三个规范将进入SFF-xxxx连接器规范的流程和保存系统。 SNIA贸易集团正在协商,为以前由NCITS-T10,T12标准组织支持sffcommittee.org开发的使用了三十多年的超大型SFF-xxxx规范系统提供长期维护。
这三个互连系统推出支持PAM-4信令的以太网1x50G,2x50G,4x50G的使用。 这更多体现的是信号完整性测量的挑战,因为这涉及到过去流行的四次眼图测量与使用一次眼图测量的NRZ信号方法。 当某些系统设计人员选择外部AOC或可插拔模块时,他们可以选择将收发器芯片的NRZ信号用于隔板面板,以提高效率。
两个不同的QSFP-DD插头连接器端
其他标准机构正在适配IEEE802.3规范和每通道50G应用的实施。 这包括InfiniBand和Gen-Z I / O接口以及其他接口标准。 然而,IEEE-802.3cd规范的部分来自OIF CEI-56G接口标准。
QSFP-DD和OSFP还支持马上发布的以太网IEEE-02.3bs 8x50G = 400G标准。 对于新的单通道50G PAM-4 IEEE802.3cd端口互连选项,人们在一些一对一应用中使用新的SFP56连接器,但是更多使用QSFP56,MicroQSFP56分支式电缆,它们具有多个端点。
这三个互连系统是一个完整的解决方案系列,具有可插拔模块,AOC,外部无源和有源铜直接和分支电缆,内部插座铜连接器和保持架,内部铜缆和光纤天桥型无源电缆以及内部有源铜悬空模块。
MicroQSFP是一个4通道I / O连接器,远小于QSFP28 / 56型,并具有更好的光学实现的热性能。 这种更高密度的面板解决方案可以很好地将顶部的机架式交换机与超高密度的服务器和存储刀片阵列连接起来。
QSFP-DD是一个8通道连接器,略大于QSFP28 / 56,但具有两倍的数据传输能力。 在机架顶端,行尾和核心交换机之间连接400G一对一链路是一种非常有效的方式。 而且,对于机架内和机架间拓扑的8脚分离电缆来说,这是一个非常重要的解决方案。
以太网IEEE-802.3cd标准委员会选择了微MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块(这里看到的OSFP)作为MDI(媒体相关接口)选项。
OSFP是一个8通道连接器,略大于QSFP-DD,但相对较热,更高瓦数的光学引擎和收发器,散热性能稍好。 CFP通过CFP8光学模块系列以前处理了这些长距离连接类型,与OSFP相比,每个模块占据更多的面板面积。 较新的云数据中心使用更多的远程连接,这是推动新的OSFP模块使用的主要因素。 因此,有新的开关类型有QSFP-DD和OSFP连接器端口,有时还有MicroQSFP。
SFP56和QSFP56连接器和电缆有时也用于单链路连接和断开电缆,但不在IEEE-802.3cd规范上。 COBO联盟的DCN和相干模块/连接器规范仍在开发中,可能以后添加到IEEE-802.3cd MDI选项列表中。
一些OEM,连接器供应商和数据中心终端用户已经在发布的产品中使用这三个互连系统,尽管各种每通道50G标准刚刚开始准备发布。 即使在上周在洛杉矶的OFC展会,也可以看到准50G产品,组件,组件和实验室以及生产测试机器和市场的网络。 您可以说这三个互连在一些应用中存在竞争,但客户市场反馈的声音是,所有这三个互连通常可以分别应用于特定应用。
【摘自connectortips.com,作者:ED CADY,APRIL 24, 2017】 查看全部
TE Connectivity的MicroQSFP系统的保持架和插头设计
最近在温哥华IEEE-802.3cd以太网标准委员会投票赞成将MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块作为MDI(媒体相关接口)选项。 66票赞成,0票反对和14票弃权的结果似乎反映了广泛而深刻的需求,支持不同类型的初创公司、数据中心和云部署,维护快速部署,并支持不断增加的带宽需求。 三个MSA组织的领导人首先提出了一个彻底的互连提案,并提出了几个具体问题,并在投票前提供了相关问题的答案。
其中,被问及一个维护三种连接规格的问题。 答案就是说明了三个规范将进入SFF-xxxx连接器规范的流程和保存系统。 SNIA贸易集团正在协商,为以前由NCITS-T10,T12标准组织支持sffcommittee.org开发的使用了三十多年的超大型SFF-xxxx规范系统提供长期维护。
这三个互连系统推出支持PAM-4信令的以太网1x50G,2x50G,4x50G的使用。 这更多体现的是信号完整性测量的挑战,因为这涉及到过去流行的四次眼图测量与使用一次眼图测量的NRZ信号方法。 当某些系统设计人员选择外部AOC或可插拔模块时,他们可以选择将收发器芯片的NRZ信号用于隔板面板,以提高效率。
两个不同的QSFP-DD插头连接器端
其他标准机构正在适配IEEE802.3规范和每通道50G应用的实施。 这包括InfiniBand和Gen-Z I / O接口以及其他接口标准。 然而,IEEE-802.3cd规范的部分来自OIF CEI-56G接口标准。
QSFP-DD和OSFP还支持马上发布的以太网IEEE-02.3bs 8x50G = 400G标准。 对于新的单通道50G PAM-4 IEEE802.3cd端口互连选项,人们在一些一对一应用中使用新的SFP56连接器,但是更多使用QSFP56,MicroQSFP56分支式电缆,它们具有多个端点。
这三个互连系统是一个完整的解决方案系列,具有可插拔模块,AOC,外部无源和有源铜直接和分支电缆,内部插座铜连接器和保持架,内部铜缆和光纤天桥型无源电缆以及内部有源铜悬空模块。
MicroQSFP是一个4通道I / O连接器,远小于QSFP28 / 56型,并具有更好的光学实现的热性能。 这种更高密度的面板解决方案可以很好地将顶部的机架式交换机与超高密度的服务器和存储刀片阵列连接起来。
QSFP-DD是一个8通道连接器,略大于QSFP28 / 56,但具有两倍的数据传输能力。 在机架顶端,行尾和核心交换机之间连接400G一对一链路是一种非常有效的方式。 而且,对于机架内和机架间拓扑的8脚分离电缆来说,这是一个非常重要的解决方案。
以太网IEEE-802.3cd标准委员会选择了微MicroQSFP,QSFP-DD和OSFP互连模块(这里看到的OSFP)作为MDI(媒体相关接口)选项。
OSFP是一个8通道连接器,略大于QSFP-DD,但相对较热,更高瓦数的光学引擎和收发器,散热性能稍好。 CFP通过CFP8光学模块系列以前处理了这些长距离连接类型,与OSFP相比,每个模块占据更多的面板面积。 较新的云数据中心使用更多的远程连接,这是推动新的OSFP模块使用的主要因素。 因此,有新的开关类型有QSFP-DD和OSFP连接器端口,有时还有MicroQSFP。
SFP56和QSFP56连接器和电缆有时也用于单链路连接和断开电缆,但不在IEEE-802.3cd规范上。 COBO联盟的DCN和相干模块/连接器规范仍在开发中,可能以后添加到IEEE-802.3cd MDI选项列表中。
一些OEM,连接器供应商和数据中心终端用户已经在发布的产品中使用这三个互连系统,尽管各种每通道50G标准刚刚开始准备发布。 即使在上周在洛杉矶的OFC展会,也可以看到准50G产品,组件,组件和实验室以及生产测试机器和市场的网络。 您可以说这三个互连在一些应用中存在竞争,但客户市场反馈的声音是,所有这三个互连通常可以分别应用于特定应用。
【摘自connectortips.com,作者:ED CADY,APRIL 24, 2017】