Como Selecionar um Conector de Backplane de Alta Velocidade

Esses SSDs precisarão se conectar a um backplane para fornecer transferência de dados de alta velocidade. Veja como selecionar conectores de backplane de alta velocidade para sua unidade montada em rack.

Quando minha empresa recebeu seu primeiro trabalho de backplane, tive que mergulhar nas fichas técnicas para garantir que os sinais não seriam excessivamente degradados durante a transmissão. Conectores de backplane de alta velocidade aparecem em uma variedade de equipamentos, mas são mais proeminentes em equipamentos de rede construídos com módulos de placa filha. Escolher os conectores certos fará toda a diferença na integridade do sinal quando seu sistema for implantado.

Se você está procurando por conectores de backplane de alta velocidade, encontrará uma variedade de formatos, contagens de conexão e gráficos de integridade de sinal nas fichas técnicas. Para interfaces de computação e rede de alta velocidade, como Ethernet multi-gig e PCIe, sua melhor aposta é olhar para os dados de integridade de sinal que são relatados nas fichas técnicas. Aqui está o que procurar e como interpretar esses dados ao selecionar conectores de backplane.

Selecionando Conectores de Backplane de Alta Velocidade

Conectores de backplane de alta velocidade são tipicamente projetados para se acoplar entre um conector a bordo vertical e um conector a bordo em ângulo reto para a placa filha, com pares diferenciais roteados entre os conectores. Alguns conectores de backplane de alta velocidade são projetados como conectores de borda. Ao trabalhar com interfaces de alta velocidade, os sinais são frequentemente roteados como pares diferenciais com impedância diferencial definida; conectores de backplane de alta velocidade são projetados para acomodar esse valor.

• Perda de inserção e perda de inserção. As fichas técnicas de conectores de backplane de alta velocidade frequentemente citam métricas de integridade de sinal usando perda de inserção em uma frequência específica. Você também pode ver um gráfico de perda de retorno correspondente. Idealmente, a perda de inserção deve ser de apenas alguns dB até a largura de banda nominal. VSWR ou parâmetros-S também podem estar disponíveis.

• Impedância. Conectores de backplane de alta velocidade são projetados para fornecer correspondência a uma impedância específica até a largura de banda nominal (normalmente a frequência de Nyquist para a taxa de dados relevante, dependendo do seu padrão de sinalização). Muitos produtos são especificamente comercializados para padrões de sinalização particulares (por exemplo, Ethernet), em vez de serem agnósticos em relação ao padrão.

• Ruído de diafonia diferencial induzido. Isso normalmente é citado como uma porcentagem do nível de tensão do sinal agressor para um tempo de subida específico. Tempos de subida mais curtos produzirão mais diafonia diferencial. A diafonia diferencial recebida em um par vítima também pode ser mostrada como um espectro em algumas fichas técnicas.

• Estilo de montagem. Muitos conectores de backplane de alta velocidade usam montagem através de furo, embora conectores de montagem em superfície estejam disponíveis (por exemplo, conectores de borda).

• Classificação de durabilidade. Isso se refere ao número de ciclos de conexão/desconexão que o conector suporta. Muitos conectores de backplane de alta velocidade são classificados para 200 ciclos.

• Arranjo dos pinos. Isso vai além do simples pinout, o qual afeta como você irá rotear sinais para o conector. Conectores de backplane de alta velocidade intercalam conexões de terra entre pares de sinais para suprimir o crosstalk diferencial durante a operação. Note que, se você precisar de blindagem extra entre pares diferenciais, você poderá aterrar alguns pares de pinos conforme necessário.

Nem todos os conectores são intercambiáveis. Os fabricantes de conectores projetaram seus conectores para se acoplarem com conectores específicos que vendem, o que lhe dá alguma flexibilidade na forma como você organiza suas placas. De fato, a combinação certa de conectores não o forçará a se conformar ao típico backplane planar com roteamento ortogonal; uma série de cartões pode ser interconectada ortogonalmente quando você usa pares de conectores em ângulo reto.

Arranjo típico de conector de backplane de alta velocidade para placas ortogonais.

Com relação ao crosstalk diferencial, você precisará observar como o crosstalk é testado e como os dados são relatados nas fichas técnicas. O crosstalk diferencial entre pinos em um conector de backplane de alta velocidade é medido com um par diferencial como o agressor e todos os outros pares em um grupo como as vítimas. O maior valor para o crosstalk diferencial entre quaisquer dois pares pode ser citado como o valor que você encontra no resumo do produto em uma ficha técnica. Fique atento a isso, pois você deve tentar limitar o crosstalk diferencial tanto quanto possível, tanto no conector quanto na placa.

Opções de Conector de Backplane de Alta Velocidade

Dois dos três exemplos de conectores de backplane mostrados abaixo são projetados para Ethernet multi-gig, pois essa é uma necessidade comum em equipamentos de rede montados em rack. Outros conectores de backplane para interfaces de alta velocidade (por exemplo, PCIe) usarão uma impedância diferente; certifique-se de verificar seu conector contra os padrões de sinalização pretendidos para garantir compatibilidade. Aqui estão alguns exemplos de conectores que você pode encontrar nos principais distribuidores.

Tyco Electronics, 1934326-1

O conector de backplane de alta velocidade 1934326-1 da Tyco Electronics é um conector de encaixe (montagem através de furo) que permite Ethernet operando em até 10 Gbps de taxa de dados. A perda de inserção com esses conectores é mantida abaixo de -2 dB até 10 GHz com classificação de impedância diferencial de 100 Ohms (10 colunas, 5 pares por coluna). O arranjo dos pinos neste conector inclui contatos de terra sequenciados entre pares, o que ajuda a suprimir o crosstalk diferencial durante a operação. A temperatura máxima de operação para esses conectores é de 90 °C com corrente nominal de 500 mA.

Conector de backplane de alta velocidade 1934326-1 da Tyco Electronics, a partir do datasheet 1934326-1.

TE Connectivity, 2180828-2

O conector de backplane de alta velocidade 2180828-2 da TE Connectivity oferece uma taxa de transmissão de dados Ethernet de até 56 Gbps com impedância de 100 Ohms e terminação por pressão (montagem através de furo). O pinout fornece 4 pares por coluna (8 colunas) com blindagem de terra entre os pares (56 posições de terra). Isso proporciona baixa perda e menos de 1% de diafonia diferencial induzida para sinais com tempo de subida de 20 ps. A perda de inserção também é mantida abaixo de -1 dB até 25 GHz e é plana a partir daí. Este par de conectores é bastante robusto com temperatura máxima de 185 °C a uma corrente nominal de 500 mA.

Conector de backplane de alta velocidade 2180828-2 da TE Connectivity, a partir do datasheet 2180828-2.

TE Connectivity/AMP, 2298081-1

O conector 2298081-1 da TE Connectivity/AMP oferece uma transmissão de dados de até 56 Gbps com impedância de 85 Ohms. Este conector de estilo plugue com pressão (montagem através de furo) fornece 56 pares por coluna e 36 posições de terra para blindagem. A classificação de tensão UL para este conector é de 80 V, e a temperatura máxima é classificada em 105 °C a uma corrente nominal de 400 mA. Sua alta tensão classificada pela UL e temperatura máxima o tornam útil em produtos de montagem em rack de alta velocidade para aplicações industriais.

Fotografia e diagrama de montagem do conector de backplane de alta velocidade 2298081-1 da TE Connectivity/AMP, a partir do datasheet 2298081-1.

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