I-PEXのエンタープライズソリューション

近年、エンタープライズ市場においてサーバーやスィッチなど、電気通信のインフラストラクチャの伝送の高速化が益々進んでいます。一方で課題として、従来の基板配線では挿入損失が大きく、伝送距離に制約が生じてしまいます。また、将来のCo-Packageシステム化にあたっては、高密度実装化の課題があります。
それらの課題を解決するために、低ロスTwinaxケ－ブルを使用した112G PAM4対応LEAPWIRE^®ソリューション / DUALINE^®コネクタシリーズおよび基板対基板接続用の製品とパドルカードハーネスソリューションで64Gbps　PAM4を開発しました。用途としては機器内部のチップ間の伝送やI/Oコネクタへの接続に対応します。

2. DUALINE^®& LEAPWIRE^®

DUALINE^®

I-PEXのDUALINE^®シリーズは、高速伝送に最適なTwinaxケ－ブル用コネクタの名称です。

LEAPWIRE^®

LEAPWIRE^®は、I-PEXが提供する高速伝送ジャンパーソリューションの名称です。

800GQSFP-DD — 800G QSFP-DD と DUALINE®195-HB のハーネスアッセンブリ (112 Gbps PAM4)

800GQSFP-DDtoDUALINE110-VB-M — 800G QSFP-DD と DUALINE®110-VB-M のハーネスアッセンブリ (112Gbps PAM4)
(最大: 800G QSFP-DD x4ポート)

400GQSFP-DDtoCABLINE-CAP — 400G QSFP-DD と CABLINE®-CAP のハーネスアッセンブリ(56Gbps PAM4)

課題

従来、図1のような基板伝送のパターンにおいて、挿入損失が大きいことが課題となってきました。また、図2の一般的なジャンパーハーネスでは、コネクタサイズが大きいため、ヒートシンクから離れた位置でのコネクタの配置となり、かつI/Oコネクタへは基板を介しての接続となるため、伝送ロスが大きくなります。
I-PEXが提案する図3のソリューションは、コネクタ高さが低いデザインとなっていることから、ASICにより近いヒートシンク下への配置することで基板伝送距離を最小限に抑え、かつI/Oコネクタへダイレクトな接続も可能なため、伝送ロスの削減に寄与します。また製品サイズが小さいため、エアフロー対策にも寄与します。

dualine195hb — 図3 I-PEX LEAPWIRE®(DUALINE®195-HB) ジャンパーハーネス伝送

connector-under-heat-sink — ヒートシンクの下にコネクタ設置

QSFP-DD-to-DUALINE195-HB — QSFP-DD と DUALINE®195-HB のハーネスアッセンブリ

3. Low-Loss PCB（Dk3.7）vs I-PEX LEAPWIRE^®（Twinaxケーブル）の伝送距離比較

I-PEX LEAPWIRE^®（Twinaxケーブル）は、低伝送損失基板に比べて28GHz帯域において約10.3倍の距離の伝送が可能です。

測定条件

低伝送損失基板
基板誘電率：3.7
（※一般的なFR-4基板の誘電率は4.7～5.0程度）

伝送方式：差動伝送
試験装置：ネットワークアナライザ Keysight technologies E5080B
測定周波数：10MHz～30GHz
測定位置：1,2,3,4 （G,S,S,G）

4. Co-Package化の動向

Co-Packageとは、帯域幅と消費電力の課題に対応することを目的とし、ICと共に電子部品を単一パッケージ基板上に纏める高度な混載実装技術です。
次のステップでは、光学系と電子スイッチングを単一パッケージ基板上に纏めることが想定されています。この技術によって消費電力と熱影響を低減すると同時に、フットプリントを削減することが、高速ネットワークの効率的なサポートの課題となっています。また故障時はPackage自体を交換可能なシステムとなっていて設計デザインの自由度を高めます。
上述した通り、伝送の高速化や効率化、また実装の高密度化が課題となっているため、製品サイズが小さく、かつ高速伝送が可能なジャンパーソリューションが求められています。

上記の課題を解決することを目指し、I-PEXはエンタープライズ市場向けに３つの112Gbps対応製品を開発しました。

	MEZZTRACK^®	DUALINE^® 195-HB	DUALINE^® 110-VB-M	DUALINE^® 130-HB-D	CABLINE^®-CAP Harness	CABLINE^®-CA IIP PLUS Harness
外観
コネクタタイプ	基板間接続	電線対基板	電線対基板	電線対基板	電線対基板	電線対基板
嵌合方向	垂直嵌合	水平嵌合	垂直嵌合	水平嵌合	水平嵌合	水平嵌合
製品紹介動画				-	-	-

5. MEZZTRACK^®（高速基板間接続用）製品紹介



1. MEZZTRACK^® 2. オンボードオプティカルモジュール 3. I/Oコネクタへ 4. ASIC

製品特徴

伝送速度112G PAM4に対応
独自のコンタクト設計によりディファレンシャルペア間での優れたアイソレーション性能を実現
低背、省スペースデザイン、H=2.0mm、D=21.20mm、W=19.01mm　Co-Packageのような高密度実装に最適

製品仕様

嵌合タイプ	垂直
ピッチ	1.45mm (差動ペア) ※0.35mm(信号接点)
ピン数	10-60差動ペア (20-120 信号接点)
高さ	2.00mm
奥行き	21.20mm (60差動ペア)
幅	19.01mm (60差動ペア)
動作温度	-40℃ ～ 85℃

伝送特性データ（参考）

測定結果

	挿入損失			反射損失

単位[dB]	14GHzまでの最小値	28GHzまでの最小値	単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
SDD21	-0.11	-0.21	SSD11	-26.50	-18.34

	近端クロストーク			遠端クロストーク

単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値	単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
SDD31	-59.44	-53.02	SSD41	-62.17	-54.69
SDD51	-63.07	-57.99	SDD61	-67.04	-60.30
SDD71	-68.48	-58.26	SDD81	-64.88	-60.90

現在、試作段階の製品のため、製品仕様変更の可能性がございます。あらかじめご了承ください。
サンプル供給につきましては、弊社までお問い合わせください。

6. DUALINE^® 195-HB 製品紹介

製品特徴

・伝送速度112Gbps PAM4に対応
シグナルインテグリティー性能に優れるTwinax ケーブルを採用
・低背、省スペースデザイン、 H=3.0mm、D=11.0mm、W=40.0mm
H=3.0mmの低背設計でCPUにより近いヒートシンクの下への配置することができ、伝送ロスの低減に寄与。小型デザインにより機器内のエアフロー対策にも貢献。
・嵌合外れを防止するメカニカルロック付き

製品仕様

嵌合タイプ	水平
ピッチ	1.95mm (差動ペア) ※0.4mm (信号接点)
ピン数	32ピン(16差動ペア)
高さ	3.0mm
奥行き	11.0mm
幅	40.0mm
ケーブル	TwinaxケーブルAWG #32
動作温度	-40℃ ～ 105℃

伝送特性データ（参考）

測定条件

ケーブル：Twinaxケーブル、AWG #32, 差動92ohm
ケーブル長：300mm
コネクタ両端付き

測定結果

	挿入損失		反射損失

単位[dB]	14GHzまでの最小値	28GHzまでの最小値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
7ペア	-2.24	-3.43	-20.15	-16.39
8ペア	-2.25	-3.46	-19.94	-15.85

	近端クロストーク		遠端クロストーク

単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
Pair 7-8	-68.13	-56.04	-64.59	-53.71

7. DUALINE^® 110-VB-M 製品紹介

製品特徴

伝送速度112Gbps PAM4に対応
シグナルインテグリティー性能に優れるTWINAXケーブルを採用
Co-Packageシステムに対応
高密度実装化に対応する小スペース製品　　
多ピン配列、64ペア（16差動ペア×4列）

製品仕様

嵌合タイプ	垂直
ピッチ	1.10mm(差動ペア) *0.35mm (信号接点)
ピン数	64ペア(16ピン差動ペア x 4)
高さ	2.77mm
奥行き	13.41mm
幅	19.9mm
ケーブル	Twinaxケーブル AWG #32, 34
動作温度	-40℃ ～ 85℃

伝送特性データ（参考）

測定条件

ケーブル： Twinaxケーブル、AWG #34, 差動 92ohm
ケーブル長： 300 mm
コネクタ両端付き

測定結果

	挿入損失		反射損失

単位[dB]	14GHzまでの最小値	28GHzまでの最小値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
1ペア	-3.25	-5.06	-20.68	-15.19
2ペア	-3.21	-6.15	-19.15	-16.53
3ペア	-3.29	-5.16	-20.9	-15.03

	近端クロストーク		遠端クロストーク

単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
1-2ペア	-59.74	-52.55	-65.6	-57.12
1-3ペア	-75.97	-66.08	-76.71	-62.58
2-3ペア	-59.93	-57.14	-66.12	-58.31

8. DUALINE^® 130-HB-D 製品紹介

製品特徴

伝送速度112Gbps PAM4に対応
ダブルロータイプでスペースの制約があるアプリケーションに最適
Twinaxケーブルを使用したLEAPWIRE^®ジャンパーソリューション

製品仕様

嵌合タイプ	水平
ピッチ	1.30mm (差動ペア) *0.40mm (信号接点)
ピン数	64ピン(16差動ペアx 2列 = 32ペア)
高さ	3.10mm
奥行き	8.70mm
幅	26.90mm
ケーブル	Twinaxケーブル AWG #34
動作温度	-40℃ ～ 85℃

伝送特性データ（参考）

測定条件

ケーブル： Twinaxケーブル、AWG #34, 差動92ohm
ケーブル長： 356mm
コネクタ両端付き

測定結果

	挿入損失		反射損失

単位[dB]	14GHzまでの最小値	28GHzまでの最小値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
上方	-3.67	-5.57	-17.55	-13.38
下方	-3.55	-5.33	-18.04	-16.60

	近端クロストーク		遠端クロストーク

単位[dB]	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値	14GHzまでの最大値	28GHzまでの最大値
上方	-51.92	-48.64	-51.22	-44.55
下方	-59.77	-50.91	-54.59	-50.34

9. CABLINE^®-CAP パドルカードハーネス製品紹介

製品特徴

パドルカード技術を駆使した高速伝送64Gbps/lane PAM4に対応
低背でスペース制約があるアプリケーションに最適
細線同軸ケーブルを使用したLEAPWIRE^®ジャンパーソリューション
CABLINE^®-CA のレセプタクル(20525-#50E-02)に嵌合

製品仕様

嵌合タイプ	水平
ピッチ	0.40mm
ピン数	50ピン(16差動ペア)
高さ	1.15mm、最大1.35mm
奥行き	6.86mm
幅	25.75mm
動作温度	-40℃ ～ 85℃

伝送特性データ（参考）

測定条件

プラグ: CABLINE-CAPパドルカードハーネス
ケーブル: L=250mm, 500mm (細線同軸 AWG #38, 差動 90ohm)
レセプタクル: CABLINE-CA レセプタクルアッセンブリ

測定結果

	挿入損失	反射損失

単位[dB]	16GHzまでの最小値/単位[dB]	16GHzまでの最大値/単位[dB]
L=500 mm	-10.31	-17.90
L=250 mm	-5.51	-16.04

	近端クロストーク	遠端クロストーク

単位[dB]	16GHzまでの最大値/単位[dB]	16GHzまでの最大値/単位[dB]
L=500 mm	-38.32	-41.02
L=250 mm	-36.65	-36.61

CABLINE^®-CAPの製品詳細についてはこちらをご覧ください。
サンプル供給につきましては、弊社までお問い合わせください。

10. CABLINE^®-CA IIP PLUS パドルカードハーネス製品紹介

製品特徴

パドルカード技術を駆使した高速伝送64Gbps/lane PAM4に対応
低背でスペース制約があるアプリケーションに最適、かつ、ZenShield^®フルシールドカバー付き
細線同軸ケーブルを使用したLEAPWIRE^®ジャンパーソリューション
CABLINE^®-CA II PLUS のレセプタクル(20790-060E-01/-02)に嵌合

製品仕様

嵌合タイプ	水平
ピッチ	1.20mm(差動ペア) ※0.40mm(信号接点)
ピン数	60ピン(19差動ペア)
高さ	1.14mm、最大1.30mm
奥行き	8.20mm
幅	30.95mm
動作温度	-40℃ ～ 85℃

伝送特性データ（参考）

測定条件

プラグ: CABLINE-CA IIP PLUSパドルカードハーネス
ケーブル：Test Sample 1: L=390mm (Twinaxケーブル #34 差動 85ohm)
　　　　　Test Sample 2: L=165mm (細線同軸 #38 差動 85ohm)
レセプタクル: CABLINE-CA II PLUS レセプタクルアッセンブリ

testsample1 — Test sample 1
L=390mm
(Twinaxケーブル #34 差動 85 ohm)

testsample2 — Test sample 2
L=165mm
(細線同軸 #38 差動 85 ohm)

測定結果　test sample 1

挿入損失		反射損失

16GHzまでの最小値/単位[dB]		16GHzまでの最大値/単位[dB]
-4.522		-19.596

近端クロストーク		遠端クロストーク

16GHzまでの最大値/単位[dB]		16GHzまでの最大値/単位[dB]
-36.276		-39.257

測定結果　test Sample 2

挿入損失		反射損失

16GHzまでの最小値/単位[dB]		16GHzまでの最大値/単位[dB]
-5.427		-20.144

近端クロストーク		遠端クロストーク

16GHzまでの最大値/単位[dB]		16GHzまでの最大値/単位[dB]
-38.407		-40.104

CABLINE^®-CA IIP PLUSの製品詳細についてはこちらをご覧ください。
サンプル供給につきましては、弊社までお問い合わせください。

Enterprise Solutions for 112 Gbps PAM4 Applications

Check out I-PEX Enterprise Solutions for 112 Gbps PAM4 Applications. LEAPWIRE^®(Twinax Cable), DUALINE^® 195-HB, DUALINE^® 110-VB-M, and MEZZTRACK^® (Optics or other mezzanine applications) are introduced in this video.

Video-Thumbnail-for-Web_Enterprise-Solution

サーバー / エンタープライズコンピューティング向けソリューション

エンタープライズコンピューティング向けのI-PEXコネクタソリューション。

112Gbps PAM4向けI-PEXのエンタープライズソリューション (2022/03/18)

近年、エンタープライズ市場においてサーバーやスィッチ等、電気通信のインフラストラクチャの伝送の高速化が益々、進んでいます。課題として、従来の基板配線では挿入損失が大きく、伝送距離に制約があります。また、Co-Packageシステムでは、高密度実装化の課題があり、それらの課題を解決する為に高速Twinaxケ－ブルを使用したLEAPWIRE^® / DUALINE^®シリーズ 112Gbps PAM4やMEZZTRACK^®シリーズ基板対基板接続用 112G PAM4に対応する製品開発をスタートしました。

サーバー設計の複雑化

かつてないほど、今日のコンピューティング環境はエンタープライズレベルの装置において一層の複雑化が求められています。データ転送速度が上昇するさなか、標準的に構築された材料において遭遇している性能の限界により複雑化問題が悪化します。より高速なデータ転送速度には短時間での立ち上がりが必要となり、それにより高速信号においてさらなるロスが発生します。それを補うために高性能な積層材料が利用されますが、それでも十分な結果とはならない場合があり、多額の費用がかかります【続きを読む】

I-PEXのエンタープライズソリューション

目次 :

1. I-PEXがエンタープライズ市場向け製品を開発する背景

2. DUALINE® & LEAPWIRE®

DUALINE®

LEAPWIRE®

課題

3. Low-Loss PCB（Dk3.7）vs I-PEX LEAPWIRE®（Twinaxケーブル）の伝送距離比較

測定条件

4. Co-Package化の動向

MEZZTRACK®

DUALINE® 195-HB

DUALINE® 110-VB-M

DUALINE® 130-HB-D

CABLINE®-CAP Harness

CABLINE®-CA IIP PLUS Harness

外観

コネクタタイプ

基板間接続

電線対基板

電線対基板

電線対基板

電線対基板

電線対基板

嵌合方向

垂直嵌合

水平嵌合

垂直嵌合

水平嵌合

水平嵌合

水平嵌合

製品紹介動画

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5. MEZZTRACK®（高速基板間接続用）製品紹介

1. MEZZTRACK® 2. オンボードオプティカルモジュール 3. I/Oコネクタへ 4. ASIC

製品特徴

製品仕様

嵌合タイプ

垂直

ピッチ

1.45mm (差動ペア) ※0.35mm(信号接点)

ピン数

10-60差動ペア (20-120 信号接点)

高さ

2.00mm

奥行き

21.20mm (60差動ペア)

幅

19.01mm (60差動ペア)

動作温度

-40℃ ～ 85℃

測定結果

挿入損失

反射損失

単位[dB]

14GHzまでの最小値

28GHzまでの最小値

単位[dB]

14GHzまでの最大値

28GHzまでの最大値

SDD21

-0.11

-0.21

SSD11

-26.50

-18.34

近端クロストーク

遠端クロストーク

単位[dB]

14GHzまでの最大値

28GHzまでの最大値

単位[dB]

14GHzまでの最大値

28GHzまでの最大値

SDD31

-59.44

-53.02

SSD41

2. DUALINE^®& LEAPWIRE^®

DUALINE^®

LEAPWIRE^®

3. Low-Loss PCB（Dk3.7）vs I-PEX LEAPWIRE^®（Twinaxケーブル）の伝送距離比較

MEZZTRACK^®

DUALINE^® 195-HB

DUALINE^® 110-VB-M

DUALINE^® 130-HB-D

CABLINE^®-CAP Harness

CABLINE^®-CA IIP PLUS Harness

5. MEZZTRACK^®（高速基板間接続用）製品紹介

1. MEZZTRACK^® 2. オンボードオプティカルモジュール 3. I/Oコネクタへ 4. ASIC

6. DUALINE^® 195-HB 製品紹介