TE zQSFP+ (QSFP28) 相互接続：QからZまで必要な速度を手に入れる
必要なスピードを、QからZへ モバイルデバイスへの依存が増加するにつれ、データセンターは技術業界において重要な焦点となり、遅延を減らしながらデータのアクセシビリティを向上させることが求められています。この依存は、より大量のデータをより高速で転送する必要があるという、エンジニアにとって独自の課題を生み出しました。
データセンター用途における技術の市場需要の高まりに応えるために、TE Connectivity (TE) は、zQSFP+インターコネクト製品ポートフォリオを提供し、市場で最も幅広い製品選択肢を顧客に提供しています。
従来のインターコネクトソリューションは10Gbpsの速度をサポートしていましたが、データ転送要件の増加に伴い、これらのソリューションは高まる需要に対応できなくなります。zQSFP+インターコネクトは、最大28Gbpsのデータレートを持つ4チャネルを提供し、100GbpsEthernet、128G Fiber Channel、50/100Gコンソーシアム、および100Gbps InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR) の要件に対応する高速設計をサポートします。
TEの新しい28Gbpsソリューションは、既存のQSFP/QSFP+10Gbpsケーブルおよびトランシーバーと後方互換性があり、設計の柔軟性を向上させ、業界のインターコネクト基準を満たしながらシームレスな移行パスを可能にします。データレートの増加が必要でないシステムでは、インターコネクトハードウェアのアップグレードが必要な場合、10Gbps用に設計された光学および銅ケーブル向けの損失予算を改善する新しいzQSFP+ソリューションがその役割を果たします。このビゼル内および通過型ケージソリューションは、さまざまなヒートシンクおよびライトパイプオプションにより異なる構成タイプに対応します。
TEのzQSFP+インターコネクトは、光モジュールおよびケーブルアセンブリが既存のソリューションよりも2.5倍速くデータ転送速度を向上させるのを支援します。データレートの増加により、短い立ち上がり時間による高周波生成が原因でEMI（電磁干渉）の保護がより困難になる可能性があるため、zQSFP+インターコネクト製品ポートフォリオは28GbpsまでのEMI保護を改善する設計となっています。これにより、インターコネクトに起因するFCC不適合の可能性が減少します。改善された熱性能は、ピーク稼働時の熱消散を向上させるヒートシンクを備えたケージ設計に起因しています。
高速インターコネクトの性能は、主にインターコネクトのリターンロスとインサーションロス、ならびに差動-共通モード変換によって特徴付けられます。リターンロスは反射係数の大きさを示し、dB対周波数の形式で表されます。リターンロスは、参照インピーダンスが特定のシステムインピーダンスにどの程度一致するかを説明します。低いリターンロスの値はシステムが良好に一致していることを意味し、最適な性能のために望ましいものです。高速差動インターコネクトでは、100オームおよび85オームが一般的な差動インピーダンス目標値です。以下の図1は、コネクタの差動リターンロスをプロットしています。ほとんどのインターコネクトまたは信号整合性エンジニアは、高速インターコネクトでコネクタを使用する際に、コネクタの形状が均一なインピーダンスを提供するのが困難であることを認識しています。しばしば直面する難しい形状のため、コネクタはインターコネクトにおけるインピーダンスの不連続性の主な要因となる可能性があります。
図 1: SMT コネクターの差動リターンロス
図1 は、コネクタが非常に優れた-- <= -10dB --差動反射損失結果を14GHzまで示していることを示しています。この周波数は、25Gbpsのナイキスト周波数をほんの少し超えたものです。擬似ランダムビットシーケンス (PRBS) パターンの周波数内容の多くはsinx/xスペクトラムを持ち、そのエネルギーの大部分は信号の立ち上がり時間の0.5/にある点を考慮することが重要です。上記の反射損失プロットを参照することで、25Gbps信号によって生成される大部分のエネルギーはコネクタによって反射されることがほとんどないと判断できます。 信号に含まれるエネルギーの大部分が12.5GHz以下であることを考えると、3次およびそれ以降の奇数高調波の一部がより高い周波数に存在する可能性がありますが、そのエネルギー内容はますます少なくなります。 高速インターコネクトを扱う際のさらなる課題は、チャネルで発生する損失の量です。挿入損失は、広範な周波数帯域でインターコネクトに注入されたエネルギーと比較して、インターコネクトを通じてどれだけのエネルギーが伝達されたかを示します。
図2: SMTコネクタがインターコネクトに与える損失と周波数の関係を示しています
損失は1.3dB未満であり、14 GHzまで明確に対応しています。リターンロス (図1) およびインサーションロス (図2) のデータは、このインターコネクト用コネクタ設計が良好に機能していることを示しています。歴史的に見て、高速インターコネクトで使用されるコネクタは性能が劣ることが多いです。このSMTソリューションは、データ速度と上昇時間において高い性能を備えたコネクタであることを示しています。
図3: TE zQSFP SMTコネクタのPower Sum FEN性能を示しています
このコネクタは、14GHzのナイキスト周波数を超える範囲で、-40dB未満のノイズのFEN性能を優れた形で発揮します。また、関心のある周波数帯域内で顕著な共振構造が見られない点にも注目してください。
TEの包括的なzQSFP+インターコネクトポートフォリオは、10Gbpsから28Gbpsのデータレートへの移行を簡単に行えるスケーラブルなインターフェースを提供し、データセンターに期待される成長する需要を満たすための設計柔軟性をエンジニアに提供します。
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