面向高速應用的高密度可插拔I/O接口解決方案

　　作為網(wǎng)絡、存儲和電信設備應用中的高速I/O連接，可插拔I/O接口的優(yōu)勢非常明顯。它的特點是帶有標準設備I/O接口，可插拔模塊和線纜連接方式靈活，可以選擇光纖或銅纜鏈路。它同時支持多種數(shù)據(jù)傳輸速率以及以太網(wǎng)、光纖通道和InfiniBand等多種協(xié)議。因此，集成商可利用其根據(jù)不同應用需求設計線纜結構。當前，數(shù)據(jù)通信設備對帶寬需求的飛速增長，促使了可插拔I/O接口迅速更新?lián)Q代，以期利用更小的封裝實現(xiàn)更大的吞吐量。

目前，包括單端口以及單排堆疊式高密度多端口SFP屏蔽籠的小封裝熱插拔(SFP)產(chǎn)品線業(yè)已成熟，工業(yè)應用十分廣泛。它們的主板上都包含了高速信號連接器和電磁干擾屏蔽籠。隨著市場對功能和數(shù)據(jù)傳輸速率要求的日益提高，泰科電子公司為用戶提供了全新的SFP解決方案，包括：用于端口指示的集成光導管、提高信號完整性的改進型連接器、減少電磁干擾的增強型EMI彈片，以及面向熱管理的跨越式散熱片技術。

從數(shù)據(jù)傳輸率達到每秒10Gb開始，泰科電子公司就一直積極研發(fā)10Gb串行標準(XFP)和基于XAUI的 10Gb標準X2 MSA。XFP實現(xiàn)了單通道10Gbps的傳輸速率，同時也對信號完整性和EMI電磁干擾提出了新的挑戰(zhàn)。該問題最終可以通過對使用低損耗連接器和導電襯墊得以解決。協(xié)議速度的提高促進了SFP+接口的發(fā)展，并且將SFP對8X光纖通道及10G以太網(wǎng)標準等應用的支持能力提高到了10Gbps。高數(shù)據(jù)傳輸速率下的EMI電磁干擾的控制問題，也通過增強型EMI彈片和橡膠襯墊得到了解決。與SFP類似，SFP+也具有單端口以及單排堆疊式的高密度多端口屏蔽罩可供選擇。

為了滿足市場對更高密度的高速可插拔解決方案的需求，四通道SPF接口(QSFP)應運而生。這種4通道的可插拔接口傳輸速率達到了40Gbps。很多XFP中成熟的關鍵技術都應用到了該設計中。

QSFP可以作為一種光纖解決方案，并且速度和密度均優(yōu)于4通道CX4接口。由于可在XFP相同的端口體積下以每通道10Gbps的速度支持四個通道的數(shù)據(jù)傳輸，所以QSFP的密度可以達到XFP產(chǎn)品的4倍，SFP+產(chǎn)品的3倍。具有4通道且密度比CX4高的QSFP接口已經(jīng)被InfiniBand標準所采用。

　　圖1：一個QSFP應用所包含的組件。

泰科電子公司利用上述可插拔接口研發(fā)了直連式線纜組件。直連式線纜放棄了傳統(tǒng)的接收器，不再通過接收器把光纜或銅纜組件接入系統(tǒng)，而是通過編程滿足終端不同應用需求。對于短距應用來說，銅線纜是一種經(jīng)濟實用的解決方案，它既可以不包含均衡，也可以設置為有源或者無源的均衡。目前泰科電子可以為QSFP接口提供有源的PARALIGHT光纜，而且無需使用接收器、光纖接口等相關設備。

圖1展示的是一個QSFP應用，通常情況下，可插拔I/O接口的組件包括： 　　 一個主機板連接器 　　 一個屏蔽籠或?qū)к?，用于控制EMI干擾和指示觸合插頭 　　 一個觸合插頭?？梢允强刹灏谓邮掌骰蛑边B線纜組件?？刹灏谓邮掌餍枰幸粋€配合的線纜組件。

附件包括散熱片、光導管、防塵罩以及EMI屏蔽罩等。

一個設備可以通過多種方式配置I/O端口，以達到提升密度的目的。如圖2所示，并聯(lián)式籠的相鄰端口共用同一個側(cè)壁，因此每個端口在底板上的寬度均較小，排列比單列式緊密。層疊式的端口和并聯(lián)式排列同樣緊密，同時在豎直方向上增加了一排端口。層疊式籠集成了一個連接器，通過壓接固定在PCB板上。另一個常用的方式是在PCB板兩面都設置端口，通常稱為“背對背式”，在這些配置中，采用表面貼連接器用于提高電氣性能。具體例子請參閱SFP+的介紹。

　　圖2： 四種不同的I/O端口配置比較。

為了展示現(xiàn)今所能實現(xiàn)的速度/密度比例，我們將并聯(lián)式1x3 QSFP籠以“背對背”方式配置，可將36個QSFP端口植入到1U的機箱中，從而實現(xiàn)了在1U機箱中提供144通道、每通道速率高達10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸性能。

對于高速度高密度接口產(chǎn)品，泰科電子公司在上海已經(jīng)建立了一支卓越的研發(fā)團隊，同時我們的絕大多數(shù)高速度高密度接口產(chǎn)品也是在中國生產(chǎn)。所以我們現(xiàn)在不但可以為客戶提供符合標準或市場通用的高速度高密度接口產(chǎn)品，而且可以根據(jù)客戶的特殊要求為中國客戶在國內(nèi)快速有效的提供全套的定制產(chǎn)品服務。