【应用】Laird通过单一的设计解决了数据中心光学收发器存在的电磁干扰以及热负荷等问题

2021-01-27 Laird
屏蔽材料,Eccosorb® BSR-1,Coolzorb 600,Eccosorb®MCS 屏蔽材料,Eccosorb® BSR-1,Coolzorb 600,Eccosorb®MCS 屏蔽材料,Eccosorb® BSR-1,Coolzorb 600,Eccosorb®MCS 屏蔽材料,Eccosorb® BSR-1,Coolzorb 600,Eccosorb®MCS

全球互联网流量的增加正在使数据中心应接不暇。然而,从中心内部发起或终止的互联网流量一直主导着整个数据处理。这使得高效交换机的设计势在必行。理想情况下,机架单元的端口数量应该与交换机专用集成电路(asic)的容量相匹配。因此,光学收发器和光学模块成为设计上的挑战。一个解决案例是由一个主要制造商的设计团队设计的一款具有紧凑、小规格、双密度并且可热插拔等特点的QSFP光收发模块。这种收发器可在单个机架单元中支持36个400GbE端口以及14Tb/s的带宽。另一个是该制造商的SFP光学模块。在设计的过程中,额外的功率、密度和尺寸限制,再加上更高的带宽,给设计者带来了一定的障碍。在面对多个杂散电磁干扰源和影响两个光学模块性能的不断上升的热负荷的情况下,该器件仍需要满足性能要求。

图1 光学发射组件与接收组件中存在的问题


案例记录情况

原来的两种设计是不充分的,其中一种方案只抑制5dB~6dB的电磁干扰噪声。电磁干扰来源有很多,包括IC驱动器、光学发射组件与接收组件(TOSA/ROSA)之间的连接器、内部电路板以及内部电路板与适配器之间的连接器等等。其中沿模块外壳侧壁的EMI表面噪声电流最为明显。值得关注的是TOSA/ROSA提供接地/屏蔽,以阻止噪声从光学模块的前开口处泄露。多余的热量是从TOSA/ ROSA,激光二极管驱动器和DSP芯片中散出(传热的方向是顶部和底部,也有PCB底部和侧面的传热。)。未来的QSFP和SFP设计需要全面降低功耗,从而限制温度。


解决方案

在对备选方案进行审查后,设计团队选择将他们的专业知识与LAIRD功能材料公司的材料科学和工程专家的技能相结合。Laird公司在涉及多功能解决方案的材料科学方面取得了进展。一个简单的Laird工艺设计能够同时解决影响元件性能的电磁干扰和散热问题。


实施

Laird提倡单线卡的噪声抑制量为10dB,两线卡的噪声抑制量为8dB,四线卡(半机架)的噪声抑制量为6dB。每个线卡有12个光学模块。Laird还对采用哪种射频/微波吸收器进行了分析计算。在HFSS中进行了26GHz的分析。对于SFP模块,在材料厚度为0.010英寸、 0.020英寸和0.040英寸的情况下测试了5种不同的吸收器放置位置。测试验证了“Laird™Eccosorb®BSR-1厚度为0.10英寸,Laird Eccosorb®MCS厚度为0.020英寸,Coolzorb 600厚度为0.060英寸“是最佳的解决方案。为了在QSFP模块上专门屏蔽TOSA/ROSA,设计师一直在使用环状的不锈钢垫圈,但角落的缺口表明电磁干扰抑制水平仍未达标。Laird建议用金属折叠护罩代替这个垫圈。另外,还可以通过石墨屏障和围绕TOSA/ROSA侧面的Laird导电泡沫CF515( Laird Conductive Foam CF515 )来减少热负荷,Laird热界面材料可以将TOSA/ROSA顶部和底部的热量有效传递出去。

图2 Laird的多功能解决方案


结论

由制造商确认的测试结果显示,使用Laird Eccosorb MCSEccosorb BSR-1Laird Coolzorb 600组合,可以显著降低总辐射功率(TRP),直至可接受范围。与此同时,Laird的解决方案将提供最佳的成本效益。另外的测试也证实了即使是在最严格控制的数据中心,这每一种方案都能使光学模块保持在可接受的温度范围之内。


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2016年05月17日  - LAIRD  - 选型指南 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

【选型】光模块设计中导热和吸波材料的选择

本文主要介绍在光模块设计中散热和杂波吸收的解决方案——Laird导热和吸波材料。

2017-07-02 -  器件选型 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

Laird的EMI屏蔽材料可灵活应用于PCB及外壳中,“对症下药”解决不同EMI及散热问题

Laird的EMI屏蔽材料通过在PCB和外壳中应用灵活的解决方案来瞄准和抑制EMI。可以根据外形设计和功能要求而进行调整,而这通常不需要调整外壳。这些电路板级和外壳级解决方案可以分为:灵活的导电弹性体材料、表面贴装式金属屏蔽件以及用于配件、接合面和法兰金属垫片。

2021-10-28 -  原厂动态 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

【产品】使用温度达170℃的吸波材料,大功率低释气应用必备

Eccosorb FGM是一款轻薄灵活,磁性负载的硅胶体吸波材料,广泛应用于商业通讯、安全防卫。

2017-08-24 -  新产品 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货
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品牌:LAIRD

品类:吸波片

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品类:Industrial Mini I/O Connectors

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品类:SDL Connectors

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品类:SDL Connectors

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品类:SDL Connectors

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品类:导电布胶带

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品牌:TE connectivity

品类:SDL Connectors

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品牌:TE connectivity

品类:SDL Connectors

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品牌:TE connectivity

品类:Multicore Cable

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品牌:鸿富诚

品类:屏蔽材料

价格:¥1.6560

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热性能材料导热系数测试

提供多种可压缩材料如导热硅胶、散热垫片、各种相变材料以及其他粘合剂和固体试样的材料导热系数测试,给出测试结果及数据解析报告;测试范围:最大加热电流5A;热阻范围:0.01K/W-5K/W。

实验室地址: 深圳 提交需求>

UL多芯复合电线定制

可定制高密度编组屏蔽电缆的材质、工作电压30-300V、工作温度80-90℃、芯对数和截面积、尺寸长度,阻燃对应UL:VW-1规格,电气用品安全法F-mark阻燃规格,对应UL·CSA·NEC·PSE等各种海外规格,符合欧盟RoHS。

最小起订量: 3000m 提交需求>

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