突破无源线缆瓶颈有源线缆使传输距离延展三倍 - 文章

突破无源线缆瓶颈有源线缆使传输距离延展三倍

作者：来源：电子工程专辑

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随着在高性能计算和数据中心的互连密度持续增加，设计师正着手解决无源线缆固有的无法解决的难题。

传输距离有限的大束铜缆会阻碍空气流动、增加线缆重量、而且通常还会使线缆管理和布线变得复杂。解决此问题的途径之一是采用更细的线缆，例如更细的线缆规格。但是，越细的线缆对信号的衰减就越严重。

“线缆既不能太细、又需要支持更长的距离，这样，在高数据速率时就会产生无源线缆根本无法解决的互连问题：信号被极度衰减、产生严重形变，以至于系统根本无法可靠将其还原。”Quellan的市场营销和应用工程总监John Mitchell表示。

为解决数据中心的信号衰减和形变问题，Quellan已开发出一种称为Q:Active的技术，它通过放大信号和降低噪声来恢复信号质量。Q:Active组件被整合进无源线缆总成的每个端，它放大信号并降低噪声，从而显著缩小了线缆规格并延长了传输距离，采用该技术后，能传输的距离达到原来无源线缆的三倍。

除Quellan外，还有W.L. Gore & Associates、Luxtera、Zarlink Semiconductor和英特尔等几家公司在为数据中心提供高性能有源线缆互连，它们的产品可降低功耗、扩展距离并提升速度。

Quellan用于延长铜缆覆盖距离的Q:Active方案体现在三方面。首先，一个低功耗均衡滤波器用于补偿线缆内电介质和导线的损耗。其次，一套综合的路径管理特性确保其完全满足多种高速数据传输协议，其中包括：Infiniband、PCIe、10GbE和SAS。最后，支持Q:Active的有源线缆总成对近端串扰的敏感度低于无源线缆总成，实现的链接长度远长于传统无源线缆信噪比(SNR)所限定的距离。

Quellan的产品包括三种：QLx4300-S40 3.125Gbps的四路延展有源铜线缆；QLx4600-S30 6.25Gbps四路延展有源铜线缆；带LOS支持的6.25Gbps四路延展有源铜线缆。

这些器件可与Gore先进的线缆技术相结合，从而为数据中心提供Quellan所谓的轻得多、细得多、及远得多的连接方案。Quellan和Gore在去年九月达成一项协议，他们将通过为OEM和集成商提供采用Q:Active的Gore Extended Reach线缆总成来解决庞大的线缆束难题，该线缆总成采用了Gore的Eye-Opener+专利导体技术。结合了两家技术之长的线缆方案的传输距离是无源线缆的三倍、而重量和体积只有其1/3。

图1：Gore的Extended Reach线缆总成采用了其专利Eye-Opener+导线技术与Quellan的Q:Active器件，该线缆的传输距离是无源铜缆的三倍，而重量和体积仅为后者的1/3

“Gore的Eye-Opener+导线技术结合其低损耗电介质材料，能提供一个可以打开眼图并减小线缆抖动的信号保真度。”W.L. Gore & Associates的产品专家Kristina Mitchell表示，“然后，Quellan的Q:Active芯片就可处理这个干净但微弱的信号，并在线缆的接收端再现该信号。”

据Gore介绍，其线缆可达到的距离比竞争对手的SPC线缆远20到30%，换句话，也即能以更细的线缆规格实现与SPC相同的距离。另外，其Extended Reach线缆总成每端的功耗是0.25W，而竞争对手的是1到2W。

选择光缆

而英特尔和Luxtera走的是光有源线缆之路。Luxtera的光有源线缆连至的连接器与铜线缆相同，并在连接器内将电信号转换为光信号。它采用的是比铜缆细的光缆。

无源4 x 10Gbps铜线缆的传输距离约以7米为限，而Luxtera的Blazar系列光缆可达300米。Blazar是一种40Gb的光有源线缆。这款四路多速率光缆的每一路都可工作在1-10.5Gb内的任何速率，其总带宽可达42Gbps。Blazar是Luxtera基于其专利CMOS Photonics知识产权(IP)的首款产品，在单一裸片上实现，采用标准的0 .13微米SOI COMS工艺制造。

在40Gbps带宽，Blazar的速度和距离(达300米)分别是现有光缆产品的两倍和三倍，它被封装在一个QSFP连接器大小内，从而将前面板密度增加了4倍。每个40Gbps收发器的功耗是2.2 W，约为10Gbps光缆收发器功耗的一半，Luxtera介绍。

六月，英特尔推出了带有集成收发器的Intel Connects Cable光有源线缆。该光缆在每一方向上有4条5Gbps的通道，双向总吞吐量达20Gbps。这些5Gbps通道支持InfiniBand DDR数据速率，但也可工作在较低的数据速率以支持SDR和那些可从CX4插槽获得电源的10Gbps以太网CX4装置。英特尔表示，该光缆的售价大致与铜缆相当，但距离可达100米。

图2：Luxtera的光有源线缆连至的连接器与铜缆的一样，并在连接器内将电信号转换为光信号。Luxtera的Blazar系列光缆可延伸至300米距离

卓联半导体公司最近发布了一款光缆互连，它可扩展10Gb以太网数据中心和高性能计算机集群的覆盖距离。目前，10Gb以太网互连依靠CX4连接器连接铜缆总成用于短距离要求；可插拔光收发器用于长距离需求。ZLynx光缆可实现的互连据说可比铜缆远10倍，且当数据中心和计算机集群扩展时，采用这种超细光缆将不必再受重量、灵活性和功耗的困扰。

ZLynx产品是种光纤电缆，它带有集成的行业标准电气终端，可实现20Gbps双向传输以及达100米的5Gbps双工四通道数据传输。ZLynx标准连接器允许这种光方案利用CX4端口。ZLynx技术其每节点的典型功耗是1W，而最新的铜缆技术在10GBase-T时，每节点的功耗约是其五倍，Zarlink称。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/17/2008)


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