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      產(chǎn)品分類

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      突破無源線纜瓶頸,有源線纜使傳輸距離延展三倍

      發(fā)布日期:2022-07-15 點(diǎn)擊率:34

      ay: block;">隨著在高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的互連密度持續(xù)增加,設(shè)計(jì)師正著手解決無源線纜固有的無法解決的難題。

      傳輸距離有限的大束銅纜會(huì)阻礙空氣流動(dòng)、增加線纜重量、而且通常還會(huì)使線纜管理和布線變得復(fù)雜。解決此問題的途徑之一是采用更細(xì)的線纜,例如更細(xì)的線纜規(guī)格。但是,越細(xì)的線纜對(duì)信號(hào)的衰減就越嚴(yán)重。

      “線纜既不能太細(xì)、又需要支持更長(zhǎng)的距離,這樣,在高數(shù)據(jù)速率時(shí)就會(huì)產(chǎn)生無源線纜根本無法解決的互連問題:信號(hào)被極度衰減、產(chǎn)生嚴(yán)重形變,以至于系統(tǒng)根本無法可靠將其還原。”Quellan的市場(chǎng)營(yíng)銷和應(yīng)用工程總監(jiān)John Mitchell表示。

      為解決數(shù)據(jù)中心的信號(hào)衰減和形變問題,Quellan已開發(fā)出一種稱為Q:Active的技術(shù),它通過放大信號(hào)和降低噪聲來恢復(fù)信號(hào)質(zhì)量。Q:Active組件被整合進(jìn)無源線纜總成的每個(gè)端,它放大信號(hào)并降低噪聲,從而顯著縮小了線纜規(guī)格并延長(zhǎng)了傳輸距離,采用該技術(shù)后,能傳輸?shù)木嚯x達(dá)到原來無源線纜的三倍。

      除Quellan外,還有W.L. Gore & Associates、Luxtera、Zarlink Semiconductor和英特爾等幾家公司在為數(shù)據(jù)中心提供高性能有源線纜互連,它們的產(chǎn)品可降低功耗、擴(kuò)展距離并提升速度。

      Quellan用于延長(zhǎng)銅纜覆蓋距離的Q:Active方案體現(xiàn)在三方面。首先,一個(gè)低功耗均衡濾波器用于補(bǔ)償線纜內(nèi)電介質(zhì)和導(dǎo)線的損耗。其次,一套綜合的路徑管理特性確保其完全滿足多種高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,其中包括:Infiniband、PCIe、10GbE和SAS。最后,支持Q:Active的有源線纜總成對(duì)近端串?dāng)_的敏感度低于無源線纜總成,實(shí)現(xiàn)的鏈接長(zhǎng)度遠(yuǎn)長(zhǎng)于傳統(tǒng)無源線纜信噪比(SNR)所限定的距離。

      Quellan的產(chǎn)品包括三種:QLx4300-S40 的四路延展有源銅線纜;QLx4600-S30 四路延展有源銅線纜;帶LOS支持的四路延展有源銅線纜。

      這些器件可與Gore先進(jìn)的線纜技術(shù)相結(jié)合,從而為數(shù)據(jù)中心提供Quellan所謂的輕得多、細(xì)得多、及遠(yuǎn)得多的連接方案。Quellan和Gore在去年九月達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議,他們將通過為OEM和集成商提供采用Q:Active的Gore Extended Reach線纜總成來解決龐大的線纜束難題,該線纜總成采用了Gore的Eye-Opener+專利導(dǎo)體技術(shù)。結(jié)合了兩家技術(shù)之長(zhǎng)的線纜方案的傳輸距離是無源線纜的三倍、而重量和體積只有其1/3。

      圖1:Gore的Extended Reach線纜總成采用了其專利Eye-Opener+導(dǎo)線技術(shù)與Quellan的Q:Active器件,該線纜的傳輸距離是無源銅纜的三倍,而重量和體積僅為后者的1/3。
      圖1:Gore的Extended Reach線纜總成采用了其專利Eye-Opener+導(dǎo)線技術(shù)與Quellan的Q:Active器件,該線纜的傳輸距離是無源銅纜的三倍,而重量和體積僅為后者的1/3。

      “Gore的Eye-Opener+導(dǎo)線技術(shù)結(jié)合其低損耗電介質(zhì)材料,能提供一個(gè)可以打開眼圖并減小線纜抖動(dòng)的信號(hào)保真度。”W.L. Gore & Associates的產(chǎn)品專家Kristina Mitchell表示,“然后,Quellan的Q:Active芯片就可處理這個(gè)干凈但微弱的信號(hào),并在線纜的接收端再現(xiàn)該信號(hào)。”

      據(jù)Gore介紹,其線纜可達(dá)到的距離比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的SPC線纜遠(yuǎn)20到30%,換句話,也即能以更細(xì)的線纜規(guī)格實(shí)現(xiàn)與SPC相同的距離。另外,其Extended Reach線纜總成每端的功耗是,而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的是1到2W。

      選擇光纜

      而英特爾和Luxtera走的是光有源線纜之路。Luxtera的光有源線纜連至的連接器與銅線纜相同,并在連接器內(nèi)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。它采用的是比銅纜細(xì)的光纜。

      無源4 x 10Gbps銅線纜的傳輸距離約以7米為限,而Luxtera的Blazar系列光纜可達(dá)300米。Blazar是一種40Gb的光有源線纜。這款四路多速率光纜的每一路都可工作在內(nèi)的任何速率,其總帶寬可達(dá)42Gbps。Blazar是Luxtera基于其專利CMOS Photonics知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)的首款產(chǎn)品,在單一裸片上實(shí)現(xiàn),采用標(biāo)準(zhǔn)的0 .13微米SOI COMS工藝制造。

      在40Gbps帶寬,Blazar的速度和距離(達(dá)300米)分別是現(xiàn)有光纜產(chǎn)品的兩倍和三倍,它被封裝在一個(gè)QSFP連接器大小內(nèi),從而將前面板密度增加了4倍。每個(gè)40Gbps收發(fā)器的功耗是2.2 W,約為10Gbps光纜收發(fā)器功耗的一半,Luxtera介紹。

      六月,英特爾推出了帶有集成收發(fā)器的Intel Connects Cable光有源線纜。該光纜在每一方向上有4條5Gbps的通道,雙向總吞吐量達(dá)20Gbps。這些5Gbps通道支持InfiniBand DDR數(shù)據(jù)速率,但也可工作在較低的數(shù)據(jù)速率以支持SDR和那些可從CX4插槽獲得電源的10Gbps以太網(wǎng)CX4裝置。英特爾表示,該光纜的售價(jià)大致與銅纜相當(dāng),但距離可達(dá)100米。

      圖2:Luxtera的光有源線纜連至的連接器與銅纜的一樣,并在連接器內(nèi)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。Luxtera的Blazar系列光纜可延伸至300米距離。
      圖2:Luxtera的光有源線纜連至的連接器與銅纜的一樣,并在連接器內(nèi)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。Luxtera的Blazar系列光纜可延伸至300米距離。

      卓聯(lián)半導(dǎo)體公司最近發(fā)布了一款光纜互連,它可擴(kuò)展10Gb以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算機(jī)集群的覆蓋距離。目前,10Gb以太網(wǎng)互連依靠CX4連接器連接銅纜總成用于短距離要求;可插拔光收發(fā)器用于長(zhǎng)距離需求。ZLynx光纜可實(shí)現(xiàn)的互連據(jù)說可比銅纜遠(yuǎn)10倍,且當(dāng)數(shù)據(jù)中心和計(jì)算機(jī)集群擴(kuò)展時(shí),采用這種超細(xì)光纜將不必再受重量、靈活性和功耗的困擾。

      ZLynx產(chǎn)品是種光纖電纜,它帶有集成的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電氣終端,可實(shí)現(xiàn)20Gbps雙向傳輸以及達(dá)100米的5Gbps雙工四通道數(shù)據(jù)傳輸。ZLynx標(biāo)準(zhǔn)連接器允許這種光方案利用CX4端口。ZLynx技術(shù)其每節(jié)點(diǎn)的典型功耗是1W,而最新的銅纜技術(shù)在10GBase-T時(shí),每節(jié)點(diǎn)的功耗約是其五倍,Zarlink稱。

      作者:蘇美妮


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