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TE zQSFP+ (QSFP28) 인터커넥트: Q부터 Z까지 필요한 속도를 제공합니다

상호 연결08 1월 2021
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모바일 기기에 대한 의존도가 증가함에 따라 데이터센터는 기술 산업의 핵심 초점이 되었으며, 데이터 접근성을 개선하고 지연 시간을 줄이는 데 중점을 두고 있습니다. 이러한 의존도는 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송해야 하는 독특한 엔지니어링 과제를 만들어 냈습니다.   데이터센터 애플리케이션에서 기술에 대한 상당한 시장 수요에 대응하기 위해, TE Connectivity(TE)는 시장에서 가장 다양한 제품 선택을 제공하는 포괄적인 zQSFP+ 인터커넥트 제품군을 고객에게 제공합니다.    이전의 인터커넥트 솔루션은 10Gbps 속도를 지원했지만, 데이터 전송 요구 사항이 증가함에 따라 이러한 솔루션은 더 이상 증가된 수요를 지원하지 못할 것입니다. 28Gbps의 데이터 속도로 4개의 채널을 제공하는 zQSFP+ 인터커넥트는 고속 설계를 위해 100Gbps 이더넷, 128G 파이버 채널, 50/100G 컨소시엄 및 100Gbps InfiniBand Enhanced Data Rate(EDR) 요구 사항을 지원합니다.    TE의 새로운 28Gbps 솔루션은 기존 QSFP/QSFP+ 10Gbps 케이블 및 트랜시버와 하위 호환되며, 설계 유연성을 증가시키고 산업 표준 인터커넥트를 충족하면서 무중단 마이그레이션 경로를 가능하게 합니다.  데이터 속도 증가가 필요하지 않은 시스템에서는 인터커넥트 하드웨어의 업그레이드가 필요한 경우, 새로운 zQSFP+ 솔루션은 10Gbps용 광학 및 구리 케이블 설계를 위한 향상된 손실 마진을 제공합니다. 이 후면 및 전면 베젤 케이지 솔루션은 다양한 히트 싱크와 라이트 파이프 옵션으로 여러 구성 유형을 충족합니다.    TE의 zQSFP+ 인터커넥트는 광 모듈과 케이블 어셈블리가 기존 솔루션보다 2.5배 더 높은 데이터 전송 속도를 달성하도록 돕습니다. 데이터 속도가 증가하면 짧은 상승 시간으로 인해 생성되는 주파수가 높아 전자기 간섭(EMI) 보호가 더 어려워질 수 있기 때문에, zQSFP+ 인터커넥트 제품군은 28Gbps를 통해 EMI 보호를 개선하여 인터커넥트로 인해 FCC 불이행이 발생할 가능성을 줄이도록 설계되었습니다. 개선된 열 성능은 향상된 히트 싱크를 제공하는 케이지 설계 덕분이며, 이는 운영의 피크 수요 동안 더 나은 열 성능과 열 방출을 제공합니다.    고속 인터커넥트의 성능은 주로 인터커넥트의 반사 손실(Return Loss) 및 삽입 손실(Insertion Loss), 그리고 차동에서 공통 모드 변환으로 특징지어집니다. 반사 손실은 주파수에 따른 데시벨(dB)의 반사 계수 크기를 나타냅니다. 반사 손실은 참조 임피던스가 특정 시스템 임피던스와 얼마나 잘 일치하는지를 설명합니다. 반사 손실의 값이 낮을수록 최적의 성능에 유리하며, 이는 시스템이 잘 일치한다는 것을 의미합니다. 고속 차동 인터커넥트에서는 100옴과 85옴이 일반적인 차동 임피던스 목표치입니다. 아래의 Figure 1은 커넥터의 차동 반사 손실을 나타냅니다. 대부분의 인터커넥트 또는 신호 무결성 엔지니어는 고속 인터커넥트에서 커넥터를 사용할 때 커넥터 기하학이 균일한 임피던스를 제공하기 어렵다는 사실을 인식하고 있습니다. 종종 발생하는 복잡한 기하학적 구조 때문에, 커넥터는 인터커넥트에서 임피던스 불연속의 주요 원인이 될 수 있습니다.

Image of differential return loss graph with frequency for SMT connector

그림 1: SMT 커넥터의 차등 반사 손실

그림 1 은 커넥터가 14GHz까지 매우 인상적인 -- <= -10dB -- 차동 반사 손실 결과를 보여주며, 이는 25Gbps의 나이퀴스트 주파수를 약간 초과하는 수준입니다. 중요한 점은 의사 난수 비트 시퀀스(PRBS) 패턴의 주파수 내용 대부분이 sinx/x 스펙트럼을 가지며, 신호 상승 시간의 0.5/rise time에서 에너지의 대부분이 집중된다는 것입니다. 위의 반사 손실 플롯을 참조하면, 25Gbps 신호에서 생성된 에너지의 대부분이 커넥터로 인해 반사되지 않을 것임을 알 수 있습니다.  신호가 포함하는 에너지의 대부분이 12.5GHz 이하에 있으며, 일부 3차 이상 홀수 고조파는 더 높은 주파수에 있지만 에너지 내용은 점점 감소합니다. 
 
고속 인터커넥트를 다루는 또 다른 과제는 채널에서 발생하는 손실의 양입니다. 삽입 손실은 넓은 주파수 대역에서 인터커넥트에 주입된 에너지와 인터커넥트를 통해 전송된 에너지의 양을 비교하여 얼마나 많은 에너지가 전달되었는지를 나타냅니다.

Image of differential insertion loss graph with frequency for SMT connector

그림 2: SMT 커넥터가 인터커넥트에 기여하는 손실량 대 주파수를 보여줍니다

손실이 14 GHz까지 명확히 1.3dB 미만입니다. 반사 손실(그림 1)과 삽입 손실(그림 2) 데이터를 보면, 이 인터커넥트를 위한 커넥터 설계가 훌륭하게 작동함을 알 수 있습니다. 기존에는 고속 인터커넥트와 함께 사용할 때 커넥터의 성능이 좋지 않았습니다. 이 SMT 솔루션은 데이터 속도와 관심 있는 상승 시간에 대해 이러한 커넥터가 우수한 성능을 발휘함을 보여줍니다.

Bar graph depicting Power Sum FEN performance for TE zQSFP SMT connector with diagram

그림 3: TE zQSFP SMT 커넥터의 Power Sum FEN 성능을 보여줍니다

이 커넥터는 14 GHz 나이퀴스트 주파수까지 & 이를 초과하여 -40dB 미만의 잡음으로 뛰어난 FEN 성능을 보여줍니다. 또한, 관심 주파수 대역에서 중요한 공진 구조가 나타나지 않는다는 점에 유의하십시오.   TE의 포괄적인 zQSFP+ 인터커넥트 포트폴리오는 10Gbps에서 28Gbps 데이터 속도로 쉽게 이동할 수 있는 확장 가능한 인터페이스를 제공하며, 엔지니어에게 데이터 센터에서 기대되는 증가하는 수요를 충족할 수 있는 설계 유연성을 제공합니다.

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