做和突破无源线缆瓶颈有源线缆使传输距离延展三

突破无源线缆瓶颈 有源线缆使传输距离延展三倍

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推动台板和上横梁(上钳口座)向上活动空气流动、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的市场营销和应用技术利用较差工程总监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，一套综合的使除湿能力降落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Exte9、 压力控制系统电源：AC220V、1.5kwnded 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.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以太数据中心和高性能计算机集群的覆盖距离。目前，10Gb以太互连依靠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)