【導讀】伴隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)概念的興起和落地，全球無線通信發(fā)展再提速，成為一條長期的優(yōu)質發(fā)展賽道，衍生出移動支付、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、安防監(jiān)控等多個千億級，甚至是萬億級的終端應用市場。
在無線通信方便快捷的背后，是一個又一個穩(wěn)定可靠的通信節(jié)點，它們編織在一起，便是全時空場景下的高速移動互聯(lián)。在每一個通信節(jié)點下，光纖、路由器、電源設備等高效協(xié)同，為無線通信提供穩(wěn)定可靠的支持。而今天我們要談論的元器件則是幫助那些無線通信基礎設施滿足網(wǎng)速、EMI等指標的連接器——有線連接與接插件。
連接器是無線通信基礎設施的筋脈
近幾年，受益于智能化和電氣化在各行業(yè)的滲透率快速擴大，全球連接器市場規(guī)?？焖偬嵘８鶕?jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的預測數(shù)據(jù)，預計2022年全球連接器市場規(guī)模將達798.5億美元，同比增長8.4%。在終端市場方面，通信業(yè)成為僅次于汽車產(chǎn)業(yè)的第二大連接器市場，占比達到23.08%。能夠有如此大的市場容量，恰恰也說明了連接器在通信領域的重要性。
圖1：2017-2022全球連接器市場規(guī)模
（圖源：中商產(chǎn)業(yè)研究院）
這其實很好理解，任何電力電子設備/系統(tǒng)可靠運行其實都需要連通性，通信設備/系統(tǒng)也不例外。隨著通信系統(tǒng)越來越復雜，標準、穩(wěn)定、高速的連接器已經(jīng)成為系統(tǒng)中重要的組成部分，堪稱是系統(tǒng)“筋脈”。
連接器的基本結構包括接觸件、絕緣體、殼體和附件四部分。在通信系統(tǒng)中，連接器的作用主要有三個：其一是在單體設備中實現(xiàn)電路板和元器件的電連接；其二是通過標準互連把不同廠商的設備組成一個可工作的系統(tǒng)；其三是幫助系統(tǒng)應對復雜、嚴苛的工作環(huán)境。因此，在連接器的選擇上，電性能、EMI特性、耐用性、穩(wěn)定性和可靠性等是需要特別考慮的因素。
下面，我們通過幾個典型的無線通信基礎設備來看一下。
路由器是互聯(lián)網(wǎng)中關鍵的網(wǎng)絡設備，包括路由選擇和分組轉發(fā)兩個部分。進一步細分的話，路由選擇部分則包括路由選擇處理機，分組轉發(fā)部分則會包括輸入端口、交換結構和輸出端口。那么，要想讓這些組成單元在物理層面上協(xié)同工作，就需要連接器的參與，比如板與板之間的連接，以及板與核心器件之間的連接等。未來，路由器的發(fā)展將主要呈現(xiàn)智能化和無線網(wǎng)絡高速化兩大明顯的趨勢，那么對于設備中的連接器而言，需要在接口界面、傳輸速度和傳輸帶寬等方面提供冗余性，以保證設備的智能化運轉。
圖2：路由器內部框圖
（圖源：CSDN博文）
路由器是單體設備，通信基站則是一個由各種設備組合在一起的復雜系統(tǒng)。在完整的通信網(wǎng)絡中，核心網(wǎng)發(fā)出的信號在基站側經(jīng)過基帶和射頻處理，然后通過射頻饋線送到天線上進行發(fā)射。因此，基站本身在物理構成上就可以劃分為基帶和射頻兩部分，其中基帶部分負責信號調制與解調、呼叫處理等，射頻部分則主要負責信號的發(fā)射和接收。而到了設備層面，各種設備構成了基站的基帶模塊和射頻模塊。比如在5G基站中，基帶模塊中會包含BBU、CU、DU不同類型的物理設備，射頻模塊由AAU和RRU設備組成，并且它們都需要電源設備為之供電，這些設備之間的互連會用到非常多的連接器。同時，在圍繞基站構成的基站控制器、移動交換網(wǎng)絡和網(wǎng)關支持節(jié)點之間的典型互聯(lián)也會用到大量的連接器。
面向基站側應用的連接器，隨著基站內功能單元越來越多，加上無線通信愈發(fā)高頻化，基本上呈現(xiàn)出小型化、高密度、高速、高性能和高頻化等典型的發(fā)展趨勢。
為了應對這些顯著的發(fā)展趨勢，更好地賦能無線通信領域的高速發(fā)展，連接器廠商在推出新技術和新產(chǎn)品方面也有了一些可歸納的具體趨勢。為了應對無線網(wǎng)絡在速度和帶寬等方面的高要求，高速、高頻的連接器技術成為各廠商的研究的核心；為了應對集成化之后單設備多連接的特點，廠商推出的模塊化、高密度、小型便捷的連接器成為市場新寵；為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場景下的復雜連接問題，連接器廠商進一步提升了產(chǎn)品的抗干擾性，也在推動產(chǎn)品從有線走向無線；為了提升無線通信系統(tǒng)的運維效率，廠商也在研發(fā)帶有簡單智能判斷和保護功能的智能連接器產(chǎn)品。
接下來，我們就為廣大工程師朋友介紹幾款貿澤電子平臺上上在售的具有出色性能、卓越可靠性的連接器產(chǎn)品。本文中的方案均來自制造商Molex。
極具靈活性的iPass互連解決方案
Molex的iPass互連解決方案能夠滿足極為嚴格的高速性能要求，因此我們今天要介紹的第一款連接器便是iPass互連解決方案中的一款串口線，該產(chǎn)品在貿澤電子平臺上的制造商編號為74546-0405。這款連接器為iPass PCIe x4雙端電纜組件，類型為PCI Express公轉PCI Express公，線徑為26 AWG，長度為5m，支持防水、防塵。
圖3：iPass PCIe x4雙端電纜組件74546-0405
（圖源：貿澤電子）
iPass互連解決方案可為SAS、PCIe、以太網(wǎng)、InfiniBand和光纖通道內部和外部系統(tǒng)提供主板和背板連接器以及電纜組件。其中，高速/模塊連接器可在高達14Gbps的應用中實現(xiàn)靈活的速度兼容性，并且該連接器和電纜組件互連解決方案包括外部和內部I/O配置。
支持高性能網(wǎng)絡的多光纖解決方案
Molex的光纖解決方案為高密度應用提供了薄型解決方案，并且可以簡化實施。我們?yōu)榇蠹規(guī)淼牡诙钸B接器便是Molex光纖解決方案中的一款，貿澤電子平臺上的制造商編號為106225-0022，類型為MPO-MPO，電纜長度為25M，電纜規(guī)格為5.40mm，可直接彎曲到90°，從而緩解堵塞問題并改善電纜疏導。
圖4：光纖線纜組件106225-0022（圖像僅供參考）
（圖源：貿澤電子）
106225-0022適用于電信/網(wǎng)絡領域的光學電子模塊、光交換機和路由器、PC卡和配線架應用，以及數(shù)據(jù)中心的服務器應用，應用形式包括機架到機架、房間到房間和地板到地板的光纖布線。
Molex FlexiBend MTP/MPO多光纖解決方案有多種配置可供選擇，采用12和24光纖配置，設計用于QSFP、CXP和CFP模塊等應用。這些電纜在護套內堆疊了多根帶狀電纜，為高密度應用提供了薄型解決方案。此類電纜采用行業(yè)標準連接器外殼，與其他預裝電纜兼容，以簡化實施。工程師朋友可以使用幾種不同的護套來支持多個電纜應用，F(xiàn)lexiBend護套還有助于操作和配置電纜。
數(shù)據(jù)速率高達56Gbps的鏡像式夾層板連接器
隨著無線通信的高頻化和集成化趨勢，設備內部采用板對板連接已經(jīng)是非常普遍的現(xiàn)象。接下來，我們?yōu)榇蠹彝扑]的這款器件是Molex鏡像式夾層連接器，貿澤電子平臺上該器件的制造商編號為203456-0003。
圖5：鏡像式夾層連接器203456-0003
（圖源：貿澤電子）
203456-0003屬于板對板與夾層連接器，擁有高密的端子結構，位置數(shù)量達到了699，支持高達56Gbps的數(shù)據(jù)速率，適用于電信、網(wǎng)絡和其他應用。
203456-0003為Molex鏡像式夾層連接器系列方案中的一款，為11 Row（排數(shù)）類型的產(chǎn)品，此外該系列連接器還包括“6-PAIR，5-ROW”、“6-PAIR，15-ROW”和“15X11 OCP”三個類別，為終端應用提供了豐富的產(chǎn)品選擇。
Molex鏡像式夾層連接器是支持可堆疊插接的占位兼容型無極性連接器，采用縫合球柵陣列（BGA）設計，而非嵌件成型BGA附件，與2.5mm和5.5mm高度連接器插接。在數(shù)據(jù)速率方面，每一款Molex鏡像式夾層連接器都能夠支持每差分對高達56Gbps的數(shù)據(jù)速率。
在電氣性能方面，Molex鏡像式夾層連接器可承受最大電壓為30VAC，每觸點最大電流為1A，介電耐壓為500VDC，絕緣電阻為1,000M?，阻抗為92Ω。
為幫助電信設備應對嚴苛的應用環(huán)境，Molex鏡像式夾層連接器采用設計復雜的端子結構，具有極高的機械強度和優(yōu)異的電氣特性。
引腳兼容的Impel背板互連系統(tǒng)
在無線通信系統(tǒng)中，高速背板是不可或缺的一部分，能夠實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)流的傳輸和處理。而要讓高速背板發(fā)揮自身的高性能，背板互連系統(tǒng)又是其中的關鍵所在，包括連線、PCB走線和連接器，背板互連系統(tǒng)幫助整個系統(tǒng)同時實現(xiàn)了通信傳輸?shù)母咚俾屎透呙芏取?/p>
那么，下面這款推薦給大家的器件便是一款屬于背板互連系統(tǒng)的電纜組件，貿澤電子平臺上的制造商編號為203387-9001，該產(chǎn)品及整個Molex Impel背板互連系統(tǒng)均支持后向和前向兼容性，為整個高速背板系統(tǒng)帶來了極高的靈活性。
圖6：Impel背板互連系統(tǒng)203387-9001
（圖源：貿澤電子）
203387-9001的連接器端口A和連接器端口B均為插頭類型，管腳數(shù)為96，連接形式為公對公，線徑為30 AWG，長度為682.6mm。
203387-9001是Molex Impel背板互連系統(tǒng)中的一款。Impel背板互連系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)速率從25Gbps升級至40Gbps，可實現(xiàn)出色的信號完整性、高互連密度，以及與不同高端系統(tǒng)架構的向后和向前兼容，適用于電信、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、工業(yè)、軍事/航空航天等應用領域。
Impel背板互連系統(tǒng)基于Molex正在申請專利的Impel連接器技術打造，提供出色的密度和電氣性能、低串擾、低插入損耗，以及各通道、最高達20GHz的各頻率間最小的性能變動，提供多種間距選項，包括1.90mm腳距寬邊耦合、2.35mm腳距正交和3.00mm腳距四路由，實現(xiàn)設計靈活性。此外，Impel背板互連系統(tǒng)的標稱阻抗為92Ω，最大限度地減少阻抗不連續(xù)。
值得注意的是，Impel背板互連系統(tǒng)能夠支持各種高速背板互連選項，包括傳統(tǒng)連接、共面連接、正交中板連接等，真正形成了一個完整的互連系統(tǒng)，為工程師朋友提供滿足應用規(guī)格的設計靈活性。
用穩(wěn)定可靠應對復雜多變
上述內容已經(jīng)提到了路由器和基站的發(fā)展大趨勢，但也正如同介紹設備趨勢一開始講到的，這兩項只是代表，隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)應用的落地，小基站理念以及新興物聯(lián)網(wǎng)應用衍生出了豐富的無線通信模式，并伴隨著明顯的小型化和智能化趨勢。因此，對于連接器產(chǎn)品而言，除了提供基本的電氣性能以外，在穩(wěn)定性、可靠性、小型化、智能化和易用性方面也要持續(xù)加強，以應對萬物互聯(lián)帶來的日新月異的巨大挑戰(zhàn)。
連接器是電子元器件中一個龐大的分支，貿澤電子的優(yōu)勢不僅是為大家提供種類齊全的連接器產(chǎn)品，而且系列化的推薦也幫助大家提升采購的效率，讓工程師朋友能夠快速找到適合的連接器產(chǎn)品，提升無線通信系統(tǒng)開發(fā)的效率。
來源：貿澤電子
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