作者：Chris Kapuscinski
铜解决方案产品开发经理
双轴电缆解决方案：设计考量
向 56 和 112 Gbps PAM-4 信令的转变作为新常态继续加速。面对着在更紧凑的空间内提高数据速度而不牺牲信号完整性的巨大压力，数据中心和电信基础设施行业越来越需要具有成本效益的解决方案，以最大程度提高效率、可靠性、功耗、热性能和速度。
在相同的频率下，PAM-4 调制提供的数据传输率是不归零 (NRZ) 环境的两倍，但 PAM-4 的实现更具挑战性。Mectron 6 和 8 等印刷电路板材料降低了插入损耗和信道噪声，但是成本很高，在不使用重定时器的情况下，可能仍然不能提供足够的信道裕量。
因此，人们对绕过有损耗印刷电路板材料的低损耗、高速双轴电缆解决方案的兴趣越来越大。这些“内嵌式”解决方案可提供更大的信道裕量，从而极大减少了交换机、路由器或服务器 ASIC 与前面板输入/输出之间的插入损耗。
双轴电缆的优势
由于双轴电缆具有出色的信号完整性和能够摆脱对信道中重定时器的依赖，ASIC 可以更少的功率做更多的事情。双轴电缆解决方案使得有机会将 ASIC 安置在任何地方，减少电路板层数和使用较小的印刷电路板，因此提高了设计灵活性。此外，由于该解决方案具有出色的信号完整性和较低的插入损耗能力，因此设计者在交换机/路由器内以至整个机架中使用成本较低的无源铜解决方案，无不影响性能。
迎接设计挑战
使用支持双轴电缆的旁通解决方案还可以缩短上市时间，无需工程师花数个月时间优化每个信道。然而，使用双轴电缆解决方案而不是标准印刷电路板迹线进行设计与使用当前方法有很大不同。
许多柜顶 (TOR) 设计者已经在寻找最好的方法来支持 Broadcom 的 Tomahawk 4 ASIC。最初支持 1,024 56G PAM-4 差分对意味着设计人员需要弄清楚如何将 QSFP-DD 的 64 个端口装入 TOR 交换机中，包括需要从 1RU 机架转移到 2RU 系统。确定最佳配置/设计意味着需要考虑成本、信道长度/裕量和热要求。
多功能性和性能
为使性能、成本和上市路径达到最优，设计人员必须权衡多种配置的优缺点。考虑因素包括：
- 如何最佳地最大程度缩短迹线路线长度？
- 所需电路板最小层数是多少？
- 信道中是否需要重定时器？
- ASIC 是否可以冷却？
- 需要适应的模块功率是多少？
- 如何最佳地散热？ 气流从前到后、从侧面还是从后到前？
- 实现整个解决方案有多容易？
考虑使用 2×1 可堆叠的 DDQ 免焊压接式或 SMT 连接器的传统方法。 支持 64 个 400 Gbps 端口可能需要面对面配置、使用重定时器和重要的布线工程，包括需要额外的板层。或者，相比成本较高的印刷电路板材料，在 1×2 垂直方向上使用旁通解决方案可提供出色的 SI 性能，使得不需要重定时器，同时提高 20/25 瓦模块的冷却效果。在未来的帖子中寻找更多关于热冷却的信息。
多种工具创造多个机会
Molex 莫仕 BiPass 解决方案的灵活性让设计人员能够自由地从混合和匹配强大工具箱中的组件，以创建可成功、经济高效地提供新一代数据速度、增强的热性能和卓越信号完整性/信道裕量的产品。