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10Gbps网络背板设计关键

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随着对带宽需求持续成长,大量投资在交叉式升级(forklift upgrade)上并非最好的解决方法,IT经理们必需在现有设备上挖掘出更好的效能与更长的产品寿命。这让系统设计人员别无选择,只能寻找新方法来利用已经投资在背板(backplane)技术上的每一分钱。

表面上看起来,最简单的解决方法似乎是藉由减少每次数据带宽需求增加的单位间隔时间来延长现有铜背板的寿命。但不幸的是,更高速率的系统所衍生出的损耗、反射、串扰与偏斜等问题,将为试图提升其上一代系统性能的OEM厂商们带来更多不同于以往的重大挑战。

为解决当前的背板困境,我们必须先解决信号完整性问题,信号完整性问题会在数据速率达3Gbps到10Gbps的范围内造成像表层效应、电介值损耗、反射、串扰、符号间干扰(Inter-Symbol Interference简称ISI),以及内部对偏斜(intra-pair skew)等严重问题(参考附件)。将现有的I/O速度提高两级,或是利用通用的铜缆线均衡器,都无法有效解决上述问题,因为这些技术主要是针对克服低速背板上常见的讯息信道损耗所设计的。

现今的工程师们必须采取一些适当的技术与设计技巧,使其在数据速率接近10Gbps时,仍能达到可接受的误码率(Bit Error Rates, BER)。其中,最有效的应该是称为脉冲振幅调变(Pulse Amplitude Modulation, PAM)的多准位信号技术,以及我们熟知的判断反馈均衡器(Decision Feedback Equalization,DFE)自适应均衡技术。

OEM厂商所面对的另一个问题,是要确定该在为其现有的背板上采用何种强化技术。是要制作一种客制化的ASIC(特殊应用集成电路),或是用现成的ASSP(特殊应用标准产品)就能满足设计呢?答案将取决于相关的经济规模以及系统的特性和规格。

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