【技术大神】SFP高速线缆组件研制
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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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！
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莺莺 Lv7. 资深专家 2016-07-26SFP模块很多特点还是很有优势的，比其他同类产品。 -
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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 -
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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 -
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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。 -
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大胖 Lv6. 高级专家 2016-07-25受教了，收藏吧。 -
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用户_4296 Lv4. 资深工程师 2016-07-25Ro4003C的确性能很优秀，值得一用。 -
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钱钱 Lv6. 高级专家 2016-07-23高频方面，分析的很透彻 -
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钱钱 Lv6. 高级专家 2016-07-23笔者设计的可以参考一下，点赞 -
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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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产品型号
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品类
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产品系列
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介电常数（Dk）
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正切角损耗（Df）
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介质厚度(mm)(mil)
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导热系数W/(m·K)
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铜箔类型
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铜箔1厚度
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铜箔2厚度
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尺寸(inch)
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5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI
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层压板
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RT/duroid® 5880LZ
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2
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0.0027
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0.254mm(10mil)
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0.33
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电解铜
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H1
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H1
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24X18
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选型表 - ROGERS 立即选型
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线路板材料的性能可以通过多种不同的参数进行评估，包括常见的介电常数和耗散因数。
高介电常数板材RO3010和TMM10i有什么区别？
两种板材介电常数一致，但基材不同，板材RO3010的成份为聚四氟乙烯加陶瓷填料，板材较软；板材TMM10i的成份为碳氢化合物加陶瓷填料，板材较硬，且介电常数对温度不敏感，属于宇航级板材。
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