【技术大神】SFP高速线缆组件研制

时间： 2016-07-05 来源：技术大神活动文章

技术问答

SFP是SMALL FORM PLUGGABLE（小型可插拔）的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块减少一半，只有大拇指大小。可以在相同面积的面板上配置出多一倍以上的端口数量。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）如图1所示。

SFP是应用于BBU与RRU光口之间的互联。它能够支持1Gbps ～ 2Gbps的数据速率，最高到达4.25Gbps速率。广泛适用于万兆网卡，万兆交换机，万兆服务器，超级计算机，云计算，云存储网络等的短距离高速互联场合。

SFP按照速率分有155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G。155M和1.25G市场上用的较多，10G的技术正在逐渐成熟，需求量正以上升的姿态发展。

图1：SFP形状结构

SFP高速线缆组件技术要求：

• 接触件最大接触电阻： 10 mohm

• 外壳与cage接触电阻： 5mohm

• 耦合方式：交流

• 最大信号传输速率（使用范围）：3.125G

• VCC工作电压：3.3V

• 阻抗：差分100ohm，±10%；单端50ohm

• 差分对间信号延迟：<50ps/m；差分对内信号延迟：<20ps/m

• 插入损耗：>-10db

• 回波损耗：<-10db

• PCB PIN脚定义和规格如图2所示

图2：PCB PIN脚定义和规格

电路设计和实现

根据具体要求：我们必须解决在高频特性下传输线的特性阻抗，插入损耗等关键指标，同时整个电路必须在规定尺寸内，因此我们采用微波高频的设计方法来实现。

根据SFP技术要求和外形结构的限制，整个电路被控制在45*13MM的范围内，单一的电路是无法实现的，必须采用高介电常数的微波材料作为基板来减小电路的尺寸，同时还必须应用微波多层板来进行电路布线。因此先需要确定微波基板材料，它决定着电路的尺寸，损耗等性能。

我们选择了罗杰斯公司（ROGERS Corporation）性能优越的Ro4003C这款板材作为基板，主要的参数如下：介电常数为3.55，损耗因子为0.0027，板材厚度H=0.51mm。

Ro4003C的产品特点：

• 低损耗，低公差及优异的高频性能

• 不同频率下稳定的电特性

• 低介电常数温度系数

• 低Z轴热膨胀系数

• 低板内膨胀系数

• 优异的尺寸稳定性

• 易于大批量生产

为了更好的进行设计，我们采用ADS专业设计软件来设计来进行设计。过程如下。基板材料ROGERS-4003C的具体参数如图3所示：

图3：ROGERS-4003C基板参数设置

同时根据SFP的技术要求，对组件的射频端口进行分析，采用了微波计算机辅助设计软件来设计，仿真的结果如图4所示

图4：组件性能仿真结果

从仿真结果可知，在3.5GHz，理论上，插入损耗小于0.3db，回波损耗大于50 db。根据实际情况，如基板的损耗、电缆的损耗，对于插入损耗（>-10db）有很大余量，对于回波损耗（<-10db），我们在设计中有很大余量。

根据结构要求和图2脚定义，利用ROGERS-4003C作为基板材料，采用微波多层板制作工艺，最后完成的四层实际电路如图5所示。

图5:微波四层多层板电路图

测试结果

最后对器件进行测试，测试的结果如图6所示。

图6：SFP实际测试结果

从最后的测试结果来看，该器件完全达到了在3.5GHz时的性能要求，说明了Ro4003C具有非常优秀的高频特性，满足了设计的要求。

采用微波多层电路技术以及高性能微波基板材料的应用，实现了产品的设计。从整个设计中可以看出罗杰斯公司（Rogers Corporation）的Ro4003C具备很好的基板特性，它具有低的损耗，特别适合微波多层电路的应用。另外其特点是具备高频性能而线路板生产成本低，和普通环氧树脂/玻璃编织布（FR4）类似的加工工艺，因此有很强的价格竞争力。

作者：上海大学葛建民

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全部评论（31）

宏图 Lv4. 资深工程师 2016-07-26

大神介绍了Ro4003C很详细具体，收藏了下。
- 世小强回复：恭喜您获得热评礼！
莺莺 Lv7. 资深专家 2016-07-26

SFP模块很多特点还是很有优势的，比其他同类产品。
用户65549834 Lv3. 高级工程师 2016-07-25

感觉挺不错的文章，收藏了，以后自己试一下
用户54886136 Lv1. 初级工程师 2016-07-25

这个方案之前有同时在试验，一直没有进展，谢谢大神分享
宏图 Lv4. 资深工程师 2016-07-25

大神写的挺具体有测试图示，有理有据，学习了。

大胖 Lv6. 高级专家 2016-07-25

受教了，收藏吧。
用户_4296 Lv4. 资深工程师 2016-07-25

Ro4003C的确性能很优秀，值得一用。
钱钱 Lv6. 高级专家 2016-07-23

高频方面，分析的很透彻
钱钱 Lv6. 高级专家 2016-07-23

笔者设计的可以参考一下，点赞
小燕子 Lv7. 资深专家 2016-07-23

终于有时间好好学习下了

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技术探讨发布时间 : 2019-08-29

Rogers（罗杰斯） RO4000系列高频线路板材数据手册（中文）

型号- 4003C 24X18 1E/1E 0080+-001/DI,4003C 48X36 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 12X18 1E/1E 0320+-002/DI,RO4350B,4003C 12X18 1E/1E 0080+-001/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0087+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0080+-001/DI,4003C 48X36 5E/5E 0320+-002/DI,4003C 48X36 1E/1E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5E/5E 0320+-002/DI-RSZ,4003C 48X36 1E/1E 0080+-001/DI,RO4003C 碳氢化合物陶瓷,R04003C,4003C 24X18 5E/5E 0160+-0015/DI,4003C 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4003C 48X36 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0127+-001/DI,RO4000,4003C 24X18 1E/1E 0600+-004/DI,4003C 24X18 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 48X36 1E/1E 0600+-004/DI,4003C 48X36 5E/5E 0080+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0600+-004/DI,4003C 24X18 1E/1E 0120+-001/DI,4003C 24X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4450B BOND PLY 24X20 UNPUNCHED SHEET,4003C 48X36 5E/5E 0600+-004/DI,RO4450B碳氢化合物陶瓷半固化片,4003C 24X18 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 24X18 5E/5E 0120+-001/DI,4003C 24X18 1TC/1TC 0207+-0015/DI,4450B BOND PLY 14X24 UNPUNCHED SHEET,4003C 12X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4003C 48X36 5E/5E 0120+-001/DI

数据手册 - ROGERS - 2011年11月01日 PDF 中文下载

Rogers（罗杰斯）高频电路材料性能指南

型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,4350B 48X42 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B-TX 12X18 1E/1E 0040+-0007/DI-RSZ,4350B 48X36 1E/1E 0166+-0015/DI,RT/DUROID 5880PTFE 玻璃纤维,4350B 12X18 1E/1E 0166+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,5880 18X48 5E/5E 0400+-0015/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0307+-002/DI,4350B 24X18 5TC/5TC 0207+-001/DI,4350B 48X36 1TC/1TC 0207+-0015/DI,4350B 48X42 2E/2E 0300+-0015/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0040+-0007/DI,4350B 24X36 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 5E/5E 0433+-003/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,4350B 24X20 5E/5E 0300+-002/DI,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,4350B 48X42 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 48X36 5E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X36 2E/2E 0600+-004/DI,4350B 48X40 5E/5E 0300+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0200+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,4350B 24X36 2E/2E 0600+-004/DI,4350B 48X72 5E/5E 0200+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,4003C 24X18 1E/1E 0160+-0015/DI,5880 18X12 5R/5R 0310+-001/DI,4350B 12X18 1E/1E AR1 0100+-001/DI,6002 18X12 5E/5E 0500+-0015/DI,4350B 24X18 5TC/5TC 0307+-002/DI,4350B 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X40 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X36 1E/1E 0133+-0015/DI,4003C 24X18 1E/1E 0320+-002/DI,4003C 24X18 5E/5E 0120+-001/DI,6002 18X12 1E/1E 1100+-003/DI,4350B 24X18 5E/5E 0466+-0035/DI,4350B 48X40 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0107+-001/DI,4350B 16X21 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 24X18 5E/5E 0133+-0015/DI,6202PR 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,6010.2LM 20X20 HH/HH 0250+-001/DI,6010.2LM 20X20 1E/063AL 0250+-001/DI,TMM10I 18X12 1E/1E 0150+-0015/DI,4350B 48X40 5E/5E 0200+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,4350B 48X40 5E/5E 0100+-001/DI,5880 18X12 5E/040AL 0200+-001/,4350B 12X18 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 48X36 5E/1E 0133+-0015/DI,4233LN 48.25X36.25 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0087+-001/DI,4350B 48.5X37 5E/5E 0200+-0015/DI,TMM10 18X24 5E/5E 5000+-0015/DI,4350B 12X18 1E/1E 0300+-002/DI,4350B 48X36 5TC/5TC 0107+-001/DI,6010.2LM 10X10 H2/H2 0500+-002/DI,4003C 48X36 5E/5E 0320+-002/DI,5880 18X24 H1/H1 1250+-004/DI,4350B 24X18 5E/5E 046G+-0035/DI,4003C 48X36 1E/1E 0200+-0015/DI,6010.2LM 10X10 5E/5E 0100+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,TMM13I 18X12 5E/5E 2500+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0607+-004/DI,4350B 48X40 1E/1E 0066+-0007/DI,4003C 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,RO3010PTFE 陶瓷,6010.5LM 10X10 5E/5E 0250+-001/DI,6202 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,4350B 50.1X110 1E/1E 0100+-001/DI,RO3003PTFE 陶瓷,4350B 16X21 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 5E/5E 0166+-0015/DI,RO4360碳氢化合物陶瓷,4350B 12X18 5E/5E 0300+-002/DI,4233 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 1E/1E AR1 0200+-0015/D,4350B 12X18 5E/5E 0400+-003/DI,6035HTC 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,4350B 48X36 1E/1E 0600+-004/DI,4350B 24X18 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 1E/2E 0066+-0007/DI,4350B 48X21 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 12X18 2E/2E 0100+-001/DI,6002 18X24 5E/50OHM-5E 0200+-0015/DI,4350B 24X18 1E/1E AR1 0100+-001/DI,RO3000,RT/DUROID 6035HTC PTFE 陶瓷,4350B 12X18 5E/5E 0133+-0015/DI,4350B 24X18 2E/2E 0066+-0007/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,4350B 24X18 1E/1E 0133+-0015/DI,4350B 48X36 1E/1E 0100+-001/DI,5880 18X12 HH/HH 0200+-001/DI,4350B 12X18 1E/1E 0040+-0007/DI-RSZ,4350B 48X42 1E/1E 0300+-002/DI,4350B 48X36 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0040+-0007/DI,4350B 48X36 5E/5E 0166+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,TMM 6碳氢化合物陶瓷,4350B 48X40 5E/1E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 1E/1E 0400+-003/DI,4350B 48X42 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 48X40 1E/1E 0600+-004/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,4350B 24X18 1E/1E 0400+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,4350B 24X36 1E/1E 0300+-002/DI,4350B 24X18 1E/1E 0600+-004/DI,4003C 48X36 5E/5E 0200+-0015/DI,6002 18X24 H1/H1 0300+-001/DI,5880 18X24 HH/HH 0620+-002/DI,6010.5LM 20X20 1E/100AL 0250+-001/DI,TMM 3碳氢化合物陶瓷,6006 10X20 2E/2E 0100+-001/DI,4350B 12X18 1E/1E 0066+-0007/DI,TMM 13I 碳氢化合物陶瓷,4350B 48X36 1E/1E 0300+-002/DI,4350B 48X40 1E/1E 0133+-0015/DI,4003C 48X36 5E/5E 0080+-001/DI,4350B 21X18 1TC/1TC 0207+-001/DI,4003C 24X18 5E/5E 0600+-004/DI,TMM3 18X12 1E/1E 0150+-0015/DI,435OB 24.25X18.25 5E/5E 0066+-0007/DI,6002 18X24 HH/HH 0050+-0005/DI,5880 18X24 5E/063AL 0200+-001/DI,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,4350B 24X36 1E/1E 0200+-0015/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,6010.2LM 10X20 H1/200AL 0250+-001/DI,TMM10 18X12 5E/040AL 0400+-0015/DI,4350B 48X42 1E/1E 0100+-001/DI,6010.2LM 10X10 HH/HH 0400+-0015/DI,6010.2LM 20X20 HH/200ALTT 0250+-001/DI,4003C 12X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4350B 24X18 1E/1E AR1 0200+-0015/D,RT/DUROID 6006 PTFE 陶瓷,6010.5LM 10X10 5E/194AL 0500+-002/DI,RO4350B-TX 碳氢化合物陶瓷,TMM4 18X12 1E/1E 0150+-0015/DI,4350B 24X18 1E/1E 0433+-003/DI,6010.2LM 20X20 H1/063AL 0100+-001/DI,400

应用笔记或设计指南 - ROGERS - 2016年07月18日 PDF 英文下载

【选型】浅析用于毫米波电路的传输线技术

PCB材料的选择可以在毫米波频率的带状线电路中发挥重要作用！

器件选型发布时间 : 2019-07-30

罗杰斯板材RO3003在77G时的介电常数是多少？

如果是5mil的板材，采用半盎司的压延铜DK为3.03，如果是半盎司的ED铜则DK值为3.158。

技术问答发布时间 : 2017-09-20

RO4000 系列高频印刷线路板材料MSDS

型号- 4350B 48X42 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X36 1E/1E 0166+-0015/DI,RO4533 碳氢化合物陶瓷,4350B 12X18 1E/1E 0166+-0015/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0307+-002/DI,4350B 24X18 5TC/5TC 0207+-001/DI,4350B 48X36 1TC/1TC 0207+-0015/DI,4350B 48X42 2E/2E 0300+-0015/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0040+-0007/DI,4350B 24X36 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 5E/5E 0433+-003/DI,4350B 24X20 5E/5E 0300+-002/DI,4350B 48X42 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 48X36 5E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X36 2E/2E 0600+-004/DI,4350B 48X40 5E/5E 0300+-002/DI,4003C 24X18 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 24X36 2E/2E 0600+-004/DI,4350B 48X72 5E/5E 0200+-0015/DI,4003C 24X18 1E/1E 0160+-0015/DI,4350B 12X18 1E/1E AR1 0100+-001/DI,4350B 24X18 5TC/5TC 0307+-002/DI,4350B 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X40 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 48X36 1E/1E 0133+-0015/DI,4003C 24X18 1E/1E 0320+-002/DI,RO4450B碳氢化合物陶瓷半固化片,4003C 24X18 5E/5E 0120+-001/DI,4350B 24X18 5E/5E 0466+-0035/DI,4350B 48X40 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0107+-001/DI,4350B 16X21 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 24X18 5E/5E 0133+-0015/DI,4350B 48X40 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 48X40 5E/5E 0100+-001/DI,4350B 12X18 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 48X36 5E/1E 0133+-0015/DI,4003C 24X18 5TC/5TC 0087+-001/DI,4450F BOND PLY 24X20 UNPUNCHED SHEET,4350B 48.5X37 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 1E/1E 0300+-002/DI,4350B 48X36 5TC/5TC 0107+-001/DI,4003C 48X36 5E/5E 0320+-002/DI,4730 24X18 1TC/1TC 0607+-004/DI,4003C 48X36 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 24X18 5E/5E 046G+-0035/DI,4350B 24X18 1TC/1TC 0607+-004/DI,4350B 48X40 1E/1E 0066+-0007/DI,4003C 24X18 1E/1E 0200+-0015/DI,4350B 50.1X110 1E/1E 0100+-001/DI,4350B 16X21 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0300+-002/DI,RO4360碳氢化合物陶瓷,4350B 12X18 1E/1E AR1 0200+-0015/D,4350B 12X18 5E/5E 0400+-003/DI,4350B 48X36 1E/1E 0600+-004/DI,4350B 24X18 5E/5E 0066+-0007/DI,4350B 24X18 1E/2E 0066+-0007/DI,4350B 48X21 5E/5E 0200+-0015/DI,4350B 12X18 5E/5E 0166+-0015/DI,4350B 12X18 2E/2E 0100+-001/DI,4350B 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测试报告 - ROGERS - 99038 - 2012年02月01日 PDF 中文下载