【有奖投票】谁是高速IO连接器中的“卷王”？

云计算的兴起让数据中心已经成为了不可或缺的“云脑”，每时每刻都在处理海量的数据，并驱动着日益智能化的世界的运转。而随着数据中心的不断迭代升级，高速IO连接器也在加速进化。

为了能够在高性能计算设备之间建立更高速度、更长距离的数据通信，将它们互连为一个整体，提供更加澎湃的算力，需要在光纤及外部网络与计算设备之间建立一个数据接口，特别是作为光模块的接口，其中的关键器件之一的高速IO连接器的用武之地。

像每一个处于萌芽期的新技术一样，高速IO接口技术在发展初期也是门派林立，彼此互不服气。为了推动高速IO接口的标准化，解决不同产品间的互操作性问题，多家制造商最终联手，希望通过一个标准化组织对光模块的接口类型、安装以及功能进行规范，小型封装（SFF）委员会主导的MSA（Multi-Source Agreement，多源协议）也就应运而生。

MSA标准定义了光模块接口的外形尺寸，还定义了其电接口和光接口的规范，所有光模块供应商在进行产品设计时严格遵守MSA标准，就能够确保产品之间的可操作性和互换性。此举显然有利于更多厂商参与其中，在这个领域实现充分的竞争，以降低最终用户系统搭建和维护的成本，确保整个行业的活力。

与此同时，MSA标准的演进与高性能计算的发展也是亦步亦趋，会充分考虑到市场需求的变化，及时进行技术迭代。在过去20多年中，MSA标准升级的脚步从未停歇，其支持的数据带宽也从最初GBIC标准的千兆位，飙升到了今天的400Gbps，并正在向着800Gbps迈进。

表1：主要MSA标准及特性

表1中列出了主要的MSA标准及其特性。虽然这些标准看上去让人眼花缭乱，但其中还是有几个关键的节点，有助于我们去把握其发展的大趋势。

#1

第一个节点，是GBIC向SFP的转折。与初代的GBIC标准相比，SFP在性能上的升级是全方位的：首先，采用SFP接口的光模块体积只有GBIC模块的一半；其次，其支持的数据传输速率从100Mbps大幅提升到了4Gbps；再有，SFP接口支持热插拔（而不是像GBIC模块那样需要焊接），使用更为方便……可以说，SFP标准的出现为后续MSA标准发展提供了坚固的技术基石。

第二个节点，是从SFP向QSFP标准的升级。从QSFP标准开始，MSA转化了技术升级的思路，即通过在单一封装互连系统中堆叠更多的IO接口，容纳更多的数据通道，来获得更高的聚合带宽。如QSFP+模块可以支持4个通道，每个通道10Gbps，因此就可以获得40Gbps的总带宽，是SFP+模块的4倍。

#2

#3

第三个节点，是OSFP标准的出现。OSFP是一种全新的可插拔封装，具有8个高速电气通道，初代产品可以支持400Gbps的带宽。值得注意的是，OSFP在外形上比QSFP模块大，且不能直接向后兼容现有QSFP接口规格（如兼容则需要专门的适配器），但其具有更好的散热性能，适用于更高功率的光学引擎和收发器。因此可以说，OSFP是在人们意识到QSFP四通道产品的发展即将触碰到性能的“天花板”之后，专为未来的800Gbps甚至更高带宽网络而打造的。

按照我们的常识，在发展速度快、标准化做得好的领域，都会比较“卷”。高速IO连接器面临的市场环境正好与此相符。

如果我们仔细研究各个连接器厂商的“内卷”大法，就会发现，想让产品成为高速IO连接器中的“卷王”，在竞争中胜出，通常可以从三个路径着手：

1

超前布局，紧跟标准发展的步伐，提前在新技术、新应用上跑马圈地，比如积极拥抱OSFP这类新标准，寻找新的市场增长点。

2

深度挖潜，在现有主流标准架构的优化上做文章，在做好兼容性的前提下，推动产品性能升级，让用户可以更小的代价获得更高性能的解决方案。

3

精益求精，考虑到巨大的存量市场，通过对成熟产品的不断打磨，使其获得难于替代的综合竞争力。

上面这些目标，真正的高速IO连接器“卷王”是如何实现的？我们今天就以Amphenol Communications Solutions（ACS）的三款连接器产品为例，为大家深入解析。

 

产品一

ACS ExpressPortSFP+连接器

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ACS的ExpressPortSFP+连接器旨在为用户提供一种低成本的高速模块化IO互连解决方案。该方案可以提供1xN和2xN等多种配置，ExpressPortSFP+ 1xN连接器搭配ExpressPortSFP+壳体使用，可提供高达25Gbps的数据传输速度。2xN组合中包含一个集成式堆叠连接器系统和一个带兼容压配引脚或焊尾的壳体。

为了实现更高的传输速率，该连接器在设计上大幅降低了高数据速率下的阻抗不连续性和反射。它在近端串扰方面还提供了10dB至20dB的改进。ExpressPortSFP+还采用了特别设计的屏蔽笼结构，利用金属簧片或橡胶垫片来实现EMI屏蔽，进一步保证了信号质量。

此外，在散热上，该连接器提供一种被动热交换器的选项，可将热量传递到流动的冷却液中。而且还提供导光管选项，可通过安装在PCB上的LED指示"连接"或"未连接"状态。虽然SFP+不是一个“抢眼”的新标准，但ExpressPortSFP+连接器在设计上还是花费了不少心思，使得该连接器能够为存量市场上的应用带来额外的增值，

图1：ExpressPortSFP+连接器

（图源：ACS）

 

产品二

ACS QSFP DD连接器

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QSFP双密度（DD）连接器，应该算是ACS在QSFP架构上性能挖潜的“巅峰之作”。它在QSFP的基础上将电气接口的数量增加了一倍，达到8路，每路采用25Gbps的NRZ或者56Gbps的PAM4信号格式，因此可以实现高达400Gbps的数据传输速率。

使用这一76位0.8mm间距连接器，可在单个交换机插槽中实现高达14.4Tbps的总带宽（共容纳36个QSFP DD端口）。其屏蔽笼和连接器在设计上向后兼容QSFP28模块，QSFP28模块可插入QSFP DD端口并连接至8个电气通道中的4个，充分考虑到了现有QSFP互连系统兼容和升级的需要。

该QSFP DD互连系统支持多种连接配置，包括单体式(1x1)、组合式(1xN)和堆叠式(2xN)连接器及屏蔽笼配置；它还支持无源和有源铜缆及光缆组件，可使用DAC、短距离和长距离光缆；而且其还提供多种散热器选项，因此QSFP DD连接器在实际应用中，在实现更高性能的同时，还能为用户提供极大的设计灵活性。

图8：ACS QSFP DD连接器

（图源：ACS）

 

产品三

ACS OSFP互连系统

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ACS推出的OSFP互连系统具有八个高速通道，每端口具有60个触点，支持16个高速对，触点间距为0.6mm，其可以实现每通道25Gbps NRZ和56Gbps PAM4的传输速度，总带宽可以达到200Gbps和400Gbps。同时，其在设计时已经考虑到支持下一代112Gbps PAM4更高速率的应用，届时将可以提供800Gbps的总带宽。

该OSFP连接器对叠层式设计进行了改进，具有低串扰和消频特性，并提供了有利于共振抑制的接地共用，这些信号完整性优化措施都有利于提升其超高速的数据传输性能。该互连系统可用于1U应用，并配备集成散热器以达到极佳散热效果。

ACS OSFP互连系统的其他特性还包括：

• 兼容单端口、组合式和堆叠式等所有配接连接器和屏蔽笼配置，可大幅提高线性端口间密度；

• 所有屏蔽笼配置单端口的功率均高达16W，这使其可使用DAC、短程和远程光缆，而无需担心散热问题；

• 支持定制化解决方案，包括适配器电缆和环回电缆，满足多场景应用需求。

总之，对于希望提前布局，在下一代高性能计算系统中抢占先机的用户来讲，ACS的OSFP互连系统是一个理想的解决方案。

图9：ACS OSFP互连系统

（图源：ACS）

有奖投票

以数据中心为代表的高性能、高密度计算的发展，推动着高速IO连接器产品的不断优化和升级。在这个激烈竞争的市场中，想要成为一代“卷王”并不容易。

本文介绍的三款ACS的高速IO产品，虽然分别符合不同的MSA标准，适用于不同性能的计算设备，但是它们都能够准确地找到自己的技术着力点，建立自己的竞争优势，为用户带来更大的价值。

这三款产品中，谁是你心目中的高速IO连接器“卷王”？请参加我们的有奖投票，做出你的选择吧——

ExpressPortSFP+连接器

ACS QSFP DD连接器

ACS OSFP互连系统

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