使用Xpeedic SnpExpert 分析25Gbps高速背板连接器

　摘要：背板是电信传输设备基础。在超大容量的骨干网传输设备中，25Gbps背板互连设计越来越普遍，通过背板传输的25G高速信号会表现出严重的信号完整性问题。本文以100GBase-KR4设计规范为基础，介绍25G高速背板设计中影响性能的主要因素，着重介绍高速连接器在背板设计中重要地位，并通过芯禾科技的仿真软件（SnpExpert）来评估高速背板连接器的各种参数及性能，指导SI工程师对连接器的正确选型及使用。
　　关键字：高速连接器，信号完整性，插损，回损
　　1.引言
　　当前的数据通信系统和计算机系统都依赖于高速串行数据传输。随着25Gbps以上串行链路应用的普及，信号完整性（SI）问题越来越突出。使用合适的设计工具和设计方法来分析传输通道中的各个环节，就可清楚地观察到这些复杂SI现象［1，2］：反射损耗，插入损耗，串扰，阻抗失配等。而连接器是高速传输通道中的重要组成部分，本文通过分析高速背板连接器的功能及特点，利用”SnpExpert” S参数分析软件对连接器参数进行分析。
　　2. 背板介绍及性能要求
　　背板由许多不同组件组成，10Gbps以上的信号速率将在信号完整性上产生巨大挑战，以前低速可忽略的因素在高速通道中会严重影响传输性能，因此需要对通道中每个设计环节进行仔细分析。如图1所示，其信号链路中包含了多达10种的不同组件，从发送端开始依次为：发射芯片及封装过孔子卡走线发送端连接器背板及走线接收端连接器子卡走线过孔最后到接收
　　芯片。每一个组件均各自拥有其阻抗变化。
　　
　　图1 背板示意图
　　信号在整个传输过程中，每个环节都会表现出信号完整性（SI）问题，例如插损、回损、串扰，从而大大降低系统性能［2］。
　　为了约束控制背板的损耗，IEEE的规范里对于背板的损耗都有严格的要求。根据100GBASE-KR4无源通道测试要求，测试范围为背板连接器一端到背板连接器另一端（规范定义为TP0~TP5），插损（IL）、回损（RL）满足如下公式［3］。