การควบคุม EMI กลายเป็นความต้องการการออกแบบหลักสําหรับโมดูลออปติกความเร็วสูง: วิธีการ SFP Cages และ Connectors รองรับเครือข่าย

เนื่องจากศูนย์ข้อมูล แพลตฟอร์มคลาวด์คอมพิวติ้ง และอุปกรณ์อีเธอร์เน็ตความเร็วสูงยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สวิตช์เครือข่าย เราเตอร์ และระบบสื่อสารด้วยแสงจึงมีการรวมเอาออปติคัลทรานซีฟเวอร์แบบเสียบได้มากขึ้น แม้ว่าอินเทอร์เฟซ SFP, SFP+ และ QSFP จะรองรับความหนาแน่นของพอร์ตที่สูงขึ้นและความสามารถในการปรับขนาดเครือข่ายได้ แต่ก็ทำให้ การควบคุม EMI, การจัดวาง PCB และการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าความเร็วสูง เป็นข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการเลือกคอนเนคเตอร์

สำหรับ SFP Cages และ Connectors วัตถุประสงค์ของการออกแบบไม่ใช่เพียงแค่การเชื่อมต่อโมดูลออปติคัลเท่านั้น การยึดทางกล การติดตั้ง PCB การป้องกัน EMI และการกำหนดค่าอินเทอร์เฟซจะต้องเข้ากันได้กับสถาปัตยกรรมอุปกรณ์โดยรวม

เหตุใดการควบคุม EMI จึงมีความสำคัญในอุปกรณ์ออปติคัลความเร็วสูง

ความท้าทายด้าน EMI ในอุปกรณ์เครือข่าย

อุปกรณ์เครือข่ายความเร็วสูงมักจะวางอินเทอร์เฟซออปติคัลทรานซีฟเวอร์หลายตัวไว้ในพื้นที่ PCB ที่จำกัด ระยะห่างที่แคบระหว่างเคจ คอนเนคเตอร์ และวงจรโดยรอบ ทำให้ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบอินเทอร์เฟซ

วิศวกรที่ประเมิน SFP Connectors หรือ SFP Cages อาจพิจารณา:

โครงสร้างการป้องกัน EMI;
วิธีการติดตั้ง PCB;
การจัดตำแหน่งโมดูลออปติคัล;
การกำหนดค่าหลายพอร์ต;
การเดินสายสัญญาณความเร็วสูง

ด้วยเหตุนี้ คำค้นหาเช่น EMI shielded SFP cage, SFP cage connector, และ optical transceiver connector สามารถสะท้อนถึงข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่เฉพาะเจาะจง แทนที่จะเป็นการค้นหาผลิตภัณฑ์ทั่วไป

บทบาทของ SFP Cage และ Connector คืออะไร

แม้ว่า SFP Cages และ Connectors จะถูกใช้ร่วมกันบ่อยครั้ง แต่หน้าที่ของมันก็แตกต่างกัน

SFP Cage

เคจให้การรองรับทางกลสำหรับออปติคัลทรานซีฟเวอร์ และมีส่วนช่วยในการป้องกันรอบๆ อินเทอร์เฟซ ในอุปกรณ์เครือข่ายแบบหลายพอร์ต โครงสร้างของมันจะต้องเข้ากันได้กับพื้นที่ PCB ทิศทางการเสียบโมดูล และข้อกำหนดของแผงด้านหน้า

SFP Connector

คอนเนคเตอร์ให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่าง PCB และโมดูลออปติคัลแบบเสียบได้

ดังนั้น การค้นหาผลิตภัณฑ์จึงสามารถขยายไปไกลกว่าคำว่า “SFP connector” ไปสู่คำเช่น:

SFP cage connector;
SFP receptacle;
PCB mount SFP connector;
EMI shielded SFP cage;
multi-port SFP cage

วิศวกรควรเลือกคอนเนคเตอร์อย่างไร

1. ยืนยันรูปแบบของโมดูลออปติคัล

ระบบเครือข่ายที่แตกต่างกันอาจใช้อินเทอร์เฟซ SFP, SFP+, QSFP, QSFP-DD หรือ OSFP

วิศวกรควรยืนยันก่อน:

รูปแบบทรานซีฟเวอร์;
การกำหนดค่าพอร์ต;
การจัดวาง PCB;
อัตราข้อมูลที่ต้องการ

กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ครอบคลุมตระกูลอินเทอร์เฟซหลายตระกูล ไม่ได้ หมายความว่าคอนเนคเตอร์รุ่นใดรุ่นหนึ่งรองรับทั้งหมด ควรตรวจสอบความเข้ากันได้ระดับรุ่นกับเอกสารข้อมูลที่เกี่ยวข้องเสมอ

2. ประเมินการป้องกัน EMI

สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้อินเทอร์เฟซออปติคัลความเร็วสูงหลายตัว วิศวกรควรประเมินโครงสร้างการป้องกันของเคจและการรวมเข้ากับการออกแบบกราวด์ของ PCB

การป้องกัน EMI สามารถใช้เป็นเกณฑ์การเลือกทางเทคนิคได้ แต่ไม่ควรแปลเป็นข้ออ้างที่ไม่ได้รับการสนับสนุน เช่น การปรับปรุงคุณภาพสัญญาณเป็นเปอร์เซ็นต์ที่แน่นอน

3. พิจารณาความหนาแน่นของพอร์ตและพื้นที่ PCB

สวิตช์ศูนย์ข้อมูลมักต้องการอินเทอร์เฟซออปติคัลหลายตัวภายในพื้นที่ PCB และแผงจำกัด ดังนั้นการกำหนดค่าเคจแบบหลายพอร์ตและโครงสร้างคอนเนคเตอร์ที่กะทัดรัดจึงอาจเป็นข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

รายการเลือก	ข้อควรพิจารณาหลัก
อินเทอร์เฟซ	SFP / SFP+ / QSFP, ฯลฯ
การกำหนดค่าพอร์ต	พอร์ตเดี่ยวหรือหลายพอร์ต
การติดตั้ง	วิธีการติดตั้ง PCB
EMI	โครงสร้างการป้องกัน
เชิงกล	การเสียบโมดูลและความเข้ากันได้ของโครงสร้าง
การจัดวาง PCB	ข้อกำหนดด้านพื้นที่และการเดินสาย

อินเทอร์เฟซออปติคัลสำหรับศูนย์ข้อมูล AI

เซิร์ฟเวอร์ AI และคลัสเตอร์ GPU กำลังผลักดันเครือข่ายศูนย์ข้อมูลไปสู่สถาปัตยกรรมแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้น เมื่อจำนวนโมดูลความเร็วสูงเพิ่มขึ้น คอนเนคเตอร์จะต้องได้รับการพิจารณาร่วมกับการจัดวาง PCB ความหนาแน่นของพอร์ต และการออกแบบ EMI ระดับระบบ

ดังนั้น คอนเนคเตอร์ตระกูล SFP/SFP+ และ QSFP ความเร็วสูงกว่า จึงสามารถเป็นส่วนหนึ่งของ สถาปัตยกรรมอินเทอร์คอนเนคต์ออปติคัลความเร็วสูง ที่ใช้ในอุปกรณ์เครือข่าย AI อย่างไรก็ตาม ควรตรวจสอบอัตราข้อมูล อุณหภูมิการทำงาน และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงจากเอกสารข้อมูลของรุ่นที่เลือกเสมอ

สรุป

สำหรับอุปกรณ์เครือข่ายความเร็วสูง การเลือก SFP Cage หรือ Connector นั้นมีมากกว่าการเชื่อมต่อทางกล การป้องกัน EMI ประเภทอินเทอร์เฟซ ความหนาแน่นของพอร์ต การติดตั้ง PCB และพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ควรได้รับการประเมินร่วมกันทั้งหมด

สำหรับศูนย์ข้อมูล อุปกรณ์โทรคมนาคม และฮาร์ดแวร์เครือข่าย AI วิศวกรสามารถระบุรูปแบบของออปติคัลทรานซีฟเวอร์ที่ต้องการก่อน จากนั้นจึงเลือก SFP/SFP+/QSFP Cage และ Connector ที่เหมาะสมตามโครงสร้าง PCB และข้อกำหนด EMI วิธีนี้จะช่วยให้การออกแบบอินเทอร์เฟซออปติคัลความเร็วสูงมีโครงสร้างมากขึ้น