高速バックプレーンコネクタの選び方

これらのSSDは、高速データ転送を提供するためにバックプレーンに接続する必要があります。ラックマウントユニット用の高速バックプレーンコネクタを選択する方法はこちらです。

私の会社が最初のバックプレーンの仕事を受けたとき、信号が伝送中に過度に劣化しないようにデータシートを徹底的に調べる必要がありました。高速バックプレーンコネクタはさまざまな機器に登場しますが、ダウターボードモジュールを搭載したネットワーキング機器に最も顕著です。適切なコネクタを選択することが、システムが展開されたときの信号の整合性において全てを左右します。

高速バックプレーンコネクタを探している場合、データシートにはさまざまな形状、接続数、信号整合性グラフが見つかります。マルチギガイーサネットやPCIeなどの高速ネットワーキングおよびコンピューティングインターフェースについては、データシートに記載されている信号整合性データを見るのが最善です。バックプレーンコネクタを選択する際に何を探し、これらのデータをどのように解釈するかはこちらです。

高速バックプレーンコネクタの選択

高速バックプレーンコネクタは通常、垂直オンボードコネクタとダウターカード用の直角オンボードコネクタの間に接続するように設計されており、コネクタ間には差動ペアが配線されます。一部の高速バックプレーンコネクタはエッジコネクタとして設計されています。高速インターフェースを扱う場合、信号はしばしば定義された差動インピーダンスを持つ差動ペアとして配線されます。高速バックプレーンコネクタは、この値を収容するように設計されています。

• 挿入損失と挿入損失。 高速バックプレーンコネクタのデータシートでは、特定の周波数での挿入損失を使用して信号整合性メトリックがしばしば引用されます。対応するリターンロスグラフも表示される場合があります。挿入損失は（理想的には）定格帯域幅まで数dBのみであるべきです。VSWRまたはSパラメータも利用可能です。

• インピーダンス。 高速バックプレーンコネクタは、定格帯域幅（通常は関連するデータレートのナイキスト周波数、シグナリング標準によって異なります）まで特定のインピーダンスに一致するように設計されています。多くの製品は、特定のシグナリング標準（例：イーサネット）に特化して市場に出されていますが、標準に依存しないものもあります。

• 誘導される差動クロストークノイズ。 これは通常、特定の立ち上がり時間に対する攻撃信号の電圧レベルのパーセンテージとして引用されます。立ち上がり時間が短いほど、差動クロストークが多くなります。被害者ペアに受信される差動クロストークも、一部のデータシートでスペクトラムとして表示される場合があります。

• 取り付けスタイル。 多くの高速バックプレーンコネクタはスルーホール取り付けを使用していますが、表面実装コネクタ（例：エッジコネクタ）も利用可能です。

• 耐久性評価。 これはコネクタが耐えることができるプラグ/アンプラグサイクルの数を指します。多くの高速バックプレーンコネクタは200サイクルで評価されています。

• ピン配置。これは、コネクタに信号をどのようにルーティングするかに影響を与えるピン配置以上のことです。高速バックプレーンコネクタは、動作中に差動クロストークを抑制するために、信号ペアの間にグラウンド接続を交互に配置します。差動ペア間に追加のシールドが必要な場合は、必要に応じてピンペアをグラウンドすることができることに注意してください。

すべてのコネクタが互換性があるわけではありません。コネクタメーカーは、彼らが販売する特定のコネクタと組み合わせるようにコネクタを設計しており、ボードを配置する方法にある程度の柔軟性を提供します。実際、適切なコネクタの組み合わせは、典型的な平面バックプレーンと直交ルーティングに従うことを強制しません。直角コネクタのペアを使用すると、一連のカードを直交して相互接続できます。

直交ボード用の典型的な高速バックプレーンコネクタ配置。

差動クロストークに関しては、クロストークがどのようにテストされ、データシートでどのようにデータが報告されるかを注意深く見る必要があります。高速バックプレーンコネクタ上のピン間の差動クロストークは、1つの差動ペアを攻撃者として、グループ内の他のすべてのペアを被害者として測定されます。任意の2つのペア間の差動クロストークの最大値は、データシートの製品概要で見つかる値として引用される場合があります。これに注意し、コネクタとボードの両方で差動クロストークをできるだけ制限しようとする必要があります。

高速バックプレーンコネクタのオプション

以下に示された3つのバックプレーンコネクタオプションのうちの2つは、マルチギガイーサネット用に設計されています。これは、ラックマウント型ネットワーキング機器で一般的なニーズです。高速インターフェース用の他のバックプレーンコネクタ（例えば、PCIe）は異なるインピーダンスを使用します。互換性を確保するために、コネクタを意図した信号規格と照らし合わせて確認してください。ここに、主要なディストリビューターから見つけることができるコネクタの例をいくつか紹介します。

Tyco Electronics, 1934326-1

Tyco Electronicsの1934326-1高速バックプレーンコネクタは、最大10GbpsのデータレートでEthernetを実行可能なプレスフィットコネクタ（スルーホールマウント）です。これらのコネクタでは、10GHzまでの挿入損失が-2dB以下に維持され、100オームの差動インピーダンス評価（10列、列ごとに5ペア）があります。このコネクタのピン配置には、動作中に差動クロストークを抑制するために、ペア間に順序付けられたグラウンド接点が含まれています。これらのコネクタの最大動作温度は、定格電流500mAで90°Cです。

Tyco Electronicsからの1934326-1高速バックプレーンコネクタ、1934326-1データシートより。

TE Connectivity, 2180828-2

TE Connectivityからの2180828-2高速バックプレーンコネクタは、100オームのインピーダンスとプレスフィット端子（スルーホールマウント）で、最大56Gbpsのイーサネットデータレート伝送を提供します。ピン配置は列ごとに4ペア（8列）で、ペア間にはグラウンドシールドが提供されています（56のグラウンド位置）。これにより、20psの立ち上がり時間を持つ信号に対して、低損失と1%未満の誘導差動クロストークが実現されます。挿入損失も25GHzまで-1dB以下に保たれ、その後はフラットです。このコネクタペアは、定格電流500mAで最大温度185°Cの厳しい条件にも耐えるほど頑丈です。

TE Connectivityからの2180828-2高速バックプレーンコネクタ、2180828-2データシートより。

TE Connectivity/AMP, 2298081-1

TE Connectivity/AMPからの2298081-1コネクタは、85オームのインピーダンスで最大56Gbpsのデータ伝送を提供します。このプレスフィットプラグスタイルコネクタ（スルーホールマウント）は、列ごとに56ペアと36のグラウンド位置でシールドを提供します。このコネクタのUL電圧定格は80Vで、定格電流400mAでの最大温度は105°Cです。高いUL定格電圧と最大温度は、産業用途の高速ラックマウント製品に役立ちます。

TE Connectivity/AMPからの2298081-1高速バックプレーンコネクタの写真と取り付け図、2298081-1データシートより。

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