CN108899720B - 一种线缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线缆，该线缆包括：线缆主体、以及分别位于线缆主体两端的第一连接器和第二连接器；其中，第一连接器和第二连接器均包括多个引脚对，第一连接器的引脚对与第二连接器的引脚对对应连接；第一连接器和第二连接器还包括多个外部端口，每个外部端口包括4个引脚对，4个引脚对中的每一个对应1条通道；线缆主体是线径规格为26AWG的铜缆。本发明短小精悍一的线缆能够实现远距离交换机之间的外部互连，完成最远端的交换节点之间的互连，同时满足系统信号完整性。

Description

一种线缆

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，具体来说，涉及一种线缆。

背景技术

曙光公司设计的一台E级超级计算机的原型系统—E级原型机，并且硅元交换机为E级原型机项目网络部分的硬件主体，其实现计算节点间的网络互连，交换机之间通过6DTorus(六维环绕的格型网)网络互连组成了E级原型机的网络系统。此外，在技术验证通过后，硅元交换机将作为E级超级计算机的高速计算网络的主要载体。

交换机网络采用英特尔Omni-Path架构，节点下行网络带宽为200G(考虑网络冗余)，互连网络带宽为400G，同时，互连架构采用6D Torus网络，该网络是在3D Torus(三维环绕的格型网)网络基础上再进行一次3D Torus网络互连，考虑到的系统可维护性，设计一台硅元交换机实现局部3D Torus网络互连，然后再用3D Torus网络将硅元交换机互连实现整体6D Torus网络。

硅元交换机之间的外部互连的最远距离约为5m，因此，需要一种满足系统信号完整性的线缆以完成最远端的交换节点之间的互连。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种线缆，能够实现远距离交换机之间的外部互连，完成最远端的交换节点之间的互连，同时满足系统信号完整性。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种线缆，线缆用于交换机之间的外部互连，线缆包括：线缆主体、以及分别位于线缆主体两端的第一连接器和第二连接器；其中，第一连接器和第二连接器均包括多个引脚对，第一连接器的引脚对与第二连接器的引脚对对应连接；第一连接器和第二连接器还包括多个外部端口，每个外部端口包括4个引脚对，4个引脚对中的每一个对应1条通道(lane)；线缆主体是线径规格为26AWG的铜缆。

根据本发明的实施例，第一连接器的多个引脚对和第二连接器的多个引脚对均构造为4行8列的引脚对；其中，相邻的2行8列的引脚对构造为4个外部端口，每个外部端口包括排列成2行2列的4个引脚对。

根据本发明的实施例，第一连接器的引脚对与第二连接器的引脚对的对应连接关系为：第一连接器的第1行和第2行之中任一列的引脚对连接至第二连接器的第3行和第4行相应列的引脚对，第一连接器的第3行和第4行之中任一列的引脚对连接至第二连接器的第1行和第2行相应列的引脚对。

根据本发明的实施例，线缆主体的长度为5m，且线缆主体的阻抗在95Ω至105Ω的范围内。

根据本发明的实施例，每条通道的通信速率为100Gbps。

根据本发明的实施例，第一连接器和第二连接器均为Xcede+连接器。

本发明通过连接器的引脚对之间的对应连接、并通过采用线径规格为26AWG的铜缆，能够实现远距离交换机之间的外部互连，完成最远端的交换节点之间的互连，同时满足系统信号完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例线缆的连接器的引脚排布示意图；

图2是根据本发明实施例线缆两端的连接器互连的连接关系的示意图；

图3是根据本发明实施例线缆的测试框图；

图4是根据本发明实施例线缆的引脚对的近端串扰和远端串扰的示意图；

图5是根据本发明实施例交换机组通过线缆互连的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供了一种线缆，该线缆用于交换节点之间的外部互连，线缆包括：线缆主体、以及分别位于线缆主体两端的第一连接器和第二连接器，该第一连接器和第二连接器可以是线缆接PCB上的连接器。结合图1和图2所示，该第一连接器22和第二连接器24均包括多个引脚对，例如1_TX1_N和1_TX1_P，第一连接器22的引脚对与第二连接器24的引脚对对应连接。第一连接器22和第二连接器24还包括多个外部端口，每个外部端口包括4个引脚对(例如1_TX1、1_TX2、1_TX3、1_TX4)，4个引脚对中的每一个对应1条通道(lane)。其中，线缆主体采用铜缆，因此本发明的线缆以下也可称为铜缆。并且根据系统布线便捷性综合信号完整性要求，铜缆的线径规格采用26AWG(American wire gauge，美国线规)。

借助于本发明的上述技术方案提供了一种无源铜缆，通过连接器的引脚对之间的对应连接、并通过采用线径规格为26AWG的铜缆，能够实现远距离交换机之间的外部互连，完成最远端的交换节点之间的互连，同时满足系统信号完整性。

在一些实施例中，上述的第一连接器22和第二连接器24均为Xcede+连接器(一种安费诺高速连接器)。

参考图1所示，在本实施例中，第一连接器的多个引脚对和第二连接器的多个引脚对均构造为4行(AB、CD、EF、GH)8列(1、...、8)的引脚对，例如采用4×8pair Xcede+连接器。其中，相邻的2行8列的引脚对构造为4个外部端口，每个外部端口包括排列成2行2列的4个引脚对。并且，每个端口包括4条通道(lane)，4条通道例如1_TX1、1_TX2、1_TX3、1_TX4，每条通道的通信速率为25Gbps，因此线缆的总带宽为4×4×25G＝400G。

参考图2所示，示出了第一连接器22和第二连接器24互连的连接关系。其中，第一连接器22的第1行GH和第2行EF之中任一列的引脚对连接至第二连接器24的第3行CD和第4行AB相应列的引脚对，第一连接器22的第3行CD和第4行AB之中任一列的引脚对连接至第二连接器24的第1行GH和第2行EF相应列的引脚对。互连关系举例：第一连接器22的第4行中的第3列AB3连接至第二连接器24的第2行的第3列EF3，第一连接器22的第3行中的第3列CD3连接至第二连接器24的第1行的第3列GH3。图2中示出的连接关系仅是示例性的，具体的连接关系可根据实际使用情况而定。

图3示出了本发明的铜缆的测试框图，铜缆10测试利用曙光自研的铜缆测试板32，与铜缆10一端的公头连接器对插，再通过SMA头(射频转接头)和仪器线缆36接到测试仪器矢量网络分析仪34上。规定铜缆带夹具测试的插入损耗，在12.89GHz时不超过26.5dB，具体的插入损耗要求如下：

K_{L_min}＝8.5dB

其中，K_{L_min}表示内奎斯特基频点的最小损耗，单位为dB；f表示工作频点，单位为GHz；ILmin(f)表示频率在f时的最小损耗，单位为dB；ILmax(f)表示频率在f时的最大损耗，单位为dB；IL_{total_cable+fixture}表示包含夹具的线缆的插入损耗。

铜缆的总长度为5m，从而满足最远距离约为5m的交换节点之间的互连。另外，曙光测试板损耗要求控制在每个测试板的损耗不大于3dB，并且铜缆的阻抗100Ω，生产要求将铜缆的阻抗控制在95Ω至105Ω之间。回波损耗Return_loss(f)满足以下要求：

差模转共模信号SCD21-SDD21损耗Conversion_loss满足以下要求：

其中，IL(f)表示频率在f时的插入损耗，单位为dB。

此外，信号从发送端到接收端，会伴随着近端串扰、远端串扰。如图4所示，对位于第2行第3列EF3的引脚对S而言，其具有三种远端串扰F1、F2、F3，具有两种近端串扰N1、N2。串扰测试未去嵌结果需满足如下要求：

F1：离被测信号最近相邻插接件(wafer)的远端串扰，

FEXT_F1(f)＜-50dB f＜19GHz

F2：离被测信号较远相邻插接件(wafer)的远端串扰，

F3：离被测信号较远同一插接件(wafer)的远端串扰，

N1：离被测信号较近同一插接件(wafer)的近端串扰，

N2：离被测信号较远相邻插接件(wafer)的近端串扰，

本发明提供的线缆实现了远距离交换机组内部互连，以构成全局3D-Torus布局，按照现有设计最大支持6×8的2D-Torus，即8个机柜，其中每个机柜最多可有6箱交换机，每箱交换机有12个交换节点，互连图如图5所示。

综上所述，本发明提供的线缆在5m长度400G带宽下，利用线缆的连接器的选型、pin定义排布、铜缆的阻抗、铜缆线号选择等关键技术控制回波损耗、插入损耗、差共模模式转换、远端串扰、近端串扰等重要的参数指标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种线缆，其特征在于，所述线缆用于远距离交换机之间的外部互连以构成三维环绕格型网网络互连，所述线缆包括：线缆主体、以及分别位于所述线缆主体两端的第一连接器和第二连接器；

其中，所述第一连接器和所述第二连接器均包括多个引脚对，第一连接器的引脚对与第二连接器的引脚对对应连接；所述第一连接器和所述第二连接器还包括多个外部端口，每个外部端口包括4个引脚对，所述4个引脚对中的每一个对应1条通道(lane)；

所述线缆主体是线径规格为26AWG的铜缆；

所述第一连接器的多个引脚对和所述第二连接器的多个引脚对均构造为4行8列的引脚对；其中，相邻的2行8列的引脚对构造为4个外部端口，每个外部端口包括排列成2行2列的4个引脚对；

第一连接器的引脚对与第二连接器的引脚对的对应连接关系为：第一连接器的第1行和第2行之中任一列的引脚对连接至第二连接器的第3行和第4行相应列的引脚对，第一连接器的第3行和第4行之中任一列的引脚对连接至第二连接器的第1行和第2行相应列的引脚对；

所述用于远距离交换机之间的外部互连以构成三维环绕格型网网络互连的所述线缆主体的长度为5m。

2.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于，所述线缆主体的阻抗在95Ω至105Ω的范围内。

3.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于，其中，每条通道的通信速率为100Gbps。

4.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于，所述第一连接器和所述第二连接器均为Xcede+连接器。

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