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Highspeed-Steckverbinder Mehr Geschwindigkeit – die Verbindungstechnik wandelt sich

| Autor / Redakteur: Jairo Guerrero* / Richard Oed

Die Notwendigkeit, mehr Daten bei höheren Geschwindigkeiten zu übertragen, verändert das Systemdesign. Die Verbindungstechnik wandelt sich, um diesem Trend Rechnung zu tragen.

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Bild 1: Der Backplane-Steckverbinder Impel Plus ermöglicht Datenraten von mehr als 50 GBit/s sowohl in PAM4- als auch in NRZ-Systemen.
Bild 1: Der Backplane-Steckverbinder Impel Plus ermöglicht Datenraten von mehr als 50 GBit/s sowohl in PAM4- als auch in NRZ-Systemen.
(Bild: Molex)

Die stetige Zunahme von IP-Diensten und steigende Zugriffsgeschwindigkeiten haben zu einer rasanten Steigerung der benötigten Bandbreiten geführt und erfordern Schnittstellen mit immer höheren Geschwindigkeiten für Router und Switches.

Dies wiederum hat neue Verbindungstechnologien und neue Standards für 40 GBit/s- und 100 GBit/s-Schnittstellen hervorgebracht, und Planungen für Geschwindigkeiten von 400 GBit/s sind bereits in der Pipeline – für die Entwickler von Steckverbindern geht es also ohne Pause weiter!

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Die Notwendigkeit, höhere Datenmengen mit höheren Geschwindigkeiten zu übertragen hat zu Veränderungen des Systemdesigns geführt. Zu den neuen Strategien gehört unter anderem, dass Steckverbinder mit bestimmten Merkmalen entwickelt werden, die speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen ausgelegt sind und aufbauend auf neuen Protokollen eine hohe Signalintegrität bei hohen Geschwindigkeiten gewährleisten.

PAM4 bekommt größere Bedeutung

So wird immer deutlicher, dass PAM4 bei dieser Entwicklung eine wesentliche Rolle spielen wird. Die NRZ-(Non-Return-to-Zero-)Codierung, derzeit ein Industriestandard, wird bei vielen Anwendungen durch die PAM4-Modulation abgelöst, da PAM4 Datenraten von 56 GBit/s, 100 GBit/s und darüber hinaus verarbeiten kann.

PAM4 bietet gegenüber NRZ eine wesentliche Verbesserung der Geschwindigkeit. Nachteil ist jedoch, dass die Daten vor dem Senden codiert und nach dem Empfang decodiert werden müssen. Dies erfordert zusätzliche Verarbeitungsleistung und macht PAM4 in der Implementierung etwas komplizierter. Aber überall dort, wo hohe Geschwindigkeiten essentiell sind, wiegen die zusätzlichen Möglichkeiten von PAM4 den höheren Verarbeitungsaufwand auf.

NRZ ist jedoch auch weiterhin für bestimmte Hochgeschwindigkeitsanwendungen gut geeignet. Neue Backplane-Steckverbinder bieten Datenraten über 50 GBit/s sowohl in PAM4- als auch in NRZ-codierten Systemen. Verglichen mit In-Line-Beams optimieren diese Backplanes die Signalintegrität, verbessern die Einfügungsdämpfung und ermöglichen Schnittstellen-Resonanzfrequenzen oberhalb von 30 GHz. Außerdem gewährleisten sie durch Optimierung der Geometrien und differentielle Schirmung eine erhöhte Signalintegrität, minimieren Impedanz-Diskontinuitäten und verringern Übersprecheffekte.

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