CN201336411Y - 一种sfp连接器焊盘组及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种SFP连接器焊盘组，包括：连接高速差分信号管脚的高速差分信号焊盘，所述高速差分信号焊盘与所述高速差分信号管脚尺寸匹配。本实用新型中，通过对SFP连接器中高速差分信号焊盘进行减小或位移，减小了SFP连接器压接接口部分的阻抗突变点，提高了高速差分信号的眼图质量，减少高速差分信号衰减。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种SFP连接器焊盘组及通信设备。
背景技术
现有技术中，高速信号(如10GHz、40GHz或160GHz等)的常用接口为XFP(10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver，万兆以太网接口小封装可插拔收发器)，但是由于XFP模块体积较大、不利于整合且成本较高，所以高速信号的常用接口未来都可能转向使用SFP(Small Form-FactorPluggable transceiver，小封装可插拔收发器)，因此需要尽快完善SFP(信号速率为10GHz)链路的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)设计，其中，对于SFP的信号速率为1GHz，对于SFP+的信号速率为10GHz。
如图1a所示，SFP信号包括：两对高速差分信号TD-和TD+、RD-和RD+；地信号VEET和VEER、电源信号VCCT和VCCR；控制信号。SFP连接器信号排布为：高速差分信号焊盘TD-和TD+、RD-和RD+两边焊盘为地信号，中间两个焊盘为电源信号；其他焊盘为控制信号管脚。
现有技术中，SFP连接器的PCB封装库原始设计中，高速差分信号焊盘与地/电源焊盘以及其他焊盘设置长度和宽度均为一致，例如，10GHz的SFP+连接器焊盘尺寸为2.0*0.5mm。而10GHz的SFP+中高速差分信号管脚的尺寸为1.1*0.3mm。由于链路阻抗与链路电感成正比，与链路电容成反比，而电容由与面积成正比，因此，链路阻抗与电容成反比；另外，由于通常高速差分信号焊盘比高速差分信号管脚面积大，因此，在高速差分信号管脚压接到高速差分信号焊盘上时，会导致链路阻抗不连续，如图1b所示，其中，信号管脚103压接在信号焊盘102上，信号焊盘102包括Stub(突出部分)101，其中，信号焊盘102中与Stub101相对的另一端与PCB走线连接，而Stub 101会导致链路阻抗不连续。
由于链路阻抗不连续，可能影响到SFP链路的IL(Insert Loss，***损耗)和RL(Return Loss，回波损耗)性能指标，可能导致SFP信号出现丢包，不能正常工作，影响产品性能。
实用新型内容
本实用新型提供了一种SFP连接器焊盘组及通信设备，减小了连接接口部分的阻抗突变点，提高了高速差分信号质量。
本实用新型提供了一种SFP连接器焊盘组，包括：
连接高速差分信号管脚的高速差分信号焊盘，所述高速差分信号焊盘与所述高速差分信号管脚尺寸匹配。
所述高速差分信号焊盘包括：
高速差分发送信号焊盘，连接所述高速差分信号的高速差分发送信号管脚；
高速差分接收信号焊盘，连接所述高速差分信号的高速差分接收信号管脚。
所述高速差分信号焊盘长度与所述高速差分信号管脚长度匹配；所述高速差分信号焊盘宽度与所述高速差分信号管脚宽度匹配。
所述高速差分信号焊盘的中心与其他焊盘的中心位于同一水平线。
所述高速差分信号焊盘在长方向上，与PCB走线连接的一端与其他焊盘对齐。
对于10GHz的SFP+连接器，所述高速差分信号焊盘长度为1.1mm到2.0mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.3mm到0.5mm；所述高速差分信号焊盘的中心位移为0mm到0.45mm。优选地，所述高速差分信号焊盘长度为1.6mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm；或所述高速差分信号焊盘长度为1.75mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm；或者，所述高速差分信号焊盘长度为1.1mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm。
本实用新型提供了一种支持SFP高速光口的通信设备，包括：
物理层芯片，通过PCB走线与SFP连接器焊盘组连接；
SFP连接器焊盘组，包括连接高速差分信号管脚的高速差分信号焊盘，所述高速差分信号焊盘与所述高速差分信号管脚尺寸匹配。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型中，通过对SFP连接器中高速差分信号焊盘进行减小或位移，减小了SFP连接器压接接口部分的阻抗突变点，提高了高速差分信号的眼图质量，减少高速差分信号衰减。
附图说明
图1a是现有技术中SFP连接器信号分布示意图；
图1b是现有技术中高速差分信号接口压接示意图；
图2a到图2c是本实用新型中3种优化后的焊盘设计示意图；
图3是本实用新型中3个尺寸的焊盘频域参数对比示意图；
图4是本实用新型中不同焊盘的差分阻抗对比示意图；
图5是本实用新型中1.1*0.4mm焊盘的压接示意图。
具体实施方式
本实用新型中，整个SFP的信号(例如10GHz，也可以应用于40GHz、80GHz或160GHz等)链路路径由PHY(物理层)芯片到SFP连接器的信号走线和SFP连接器接口组成。对于链路路径中PCB板上的信号走线部分，现有技术已经通过合理布线实现参数指标的最优设计。本实用新型中对于SFP连接器压接接口的设计进行优化，实现对整个链路的全部优化设计，达到对高速信号质量的优化。
下面以10GHz的SFP+为例进行说明。SFP+连接器原始PCB封装库，焊盘尺寸均为2.0*0.5mm。在SFP+光模块***时，会有图1b所示虚线框中的Stub。而Stub是造成SFP+接口压接部分阻抗突变的主要因素，通过优化该部分的Stub设计，显著的减少对阻抗突变的影响。
对SFP+连接器原始PCB封装库的焊盘优化操作内容，如图2所示，
图2a中，对SFP+连接器的高速差分信号焊盘的尺寸优化，然后再对焊盘的位置进行位移。例如，将SFP+连接器的高速差分信号焊盘宽度减小为0.4mm，尽量与SFP+光模块的高速差分信号管脚宽度相同，将SFP+连接器的高速差分信号焊盘的长度减小为1.6mm，尽量与SFP+光模块的高速差分信号管脚长度相同，且使高速差分信号焊盘的中心与其他焊盘的中心在一条水平线上，即将SFP+光模块的高速差分信号焊盘的中心位移0.2mm。
图2b中，对SFP+连接器的高速差分信号焊盘的尺寸进行优化。将SFP+连接器的高速差分信号焊盘宽度减小为0.4mm，长度减小为1.75mm，且SFP+连接器的高速差分信号焊盘在长方向上接近与光模块连接的一端(与PCB走线连接)与其他焊盘对齐，另一端比其他焊盘短0.25mm。
图2c中，对SFP+连接器的高速差分信号焊盘的尺寸进行优化。将SFP+连接器的高速差分信号焊盘宽度减小为0.4mm，长度减小为1.1mm，且高速差分信号焊盘在长方向上，与PCB走线连接的一端与其他焊盘对齐，另一端比其他焊盘短0.9mm。
可见，对于SFP+连接器的高速差分信号焊盘的优化是一个动态的范围数值。在对原有的焊盘尺寸大小的修改范围：长度可以为1.1mm到2.0mm，宽度为0.3mm到0.5mm；上下位置的移动范围为0到0.9mm以内，即中心位置的移动范围为0到0.45mm以内。理想情况是SFP+连接器的高速差分信号焊盘与SFP+光模块的高速差分信号管脚的面积相同，即1.1mm*0.3mm。上面的具体数据只是一个案例说明，不代表仅仅只有这几种尺寸的优化效果。
以下结合本实用新型的改进对几种情况的性能指标变化进行对比。
1、频域的指标对比，如图3所示，横坐标为频率，纵坐标为衰减，可以看到SFP+连接器的高速差分信号焊盘优化为1.6*0.5mm、1.1*0.4mm后，与原始的2.0*0.5mm焊盘的参数对比，其中，dB(s(2，1))，细黑线代表焊盘为1.1*0.4mm的插损曲线；dB(s(4，3))，较粗黑线代表焊盘为1.6*0.5mm的插损曲线；dB(s(6，5))，最粗黑线，代表焊盘为2.0*0.5mm的插损曲线。
通过三个焊盘的参数对比，可以发现SFP+连接器的高速差分信号焊盘与高速差分信号管脚面积越匹配，衰减越小。
2、时域的差分阻抗对比，如图4所示，横坐标为时间，纵坐标为阻抗，其中，X1，细黑线代表1.1*0.4mm的差分阻抗；X2，较粗黑线代表1.6*0.5mm的差分阻抗；X3，最粗黑线代表2.0*0.5mm的差分阻抗；
原有的焊盘阻抗已经跌落到了70欧姆以下，而其他的优化焊盘后的阻抗设计，则是有明显的改善。基本是在90欧姆左右，可以实现了与100欧姆的连续匹配(误差在10％以内是可以接受的)。
3、工艺可实现性，在对焊盘进行优化的同时，需要考虑工艺的可实现性。所以不能出现优化过分的优化尺寸或者是上下移动，影响到产品的可靠性问题。
同理，本实用新型的方案同样适用于1GHz的SFP焊盘的优化。
本实用新型中，在支持SFP高速光口的通信设备侧，PCB上用于焊接接口连接器的焊盘(高速的差分信号焊盘)在现有规范的基础上进行优化操作，如图5所示。减小了连接接口部分的阻抗突变点；提高了高速链路的IL(插损)和RL(回损)性能指标参数；显著提高了高速差分信号的眼图质量，有效的减少信号衰减。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1、一种小型可插拔收发器SFP连接器焊盘组，其特征在于，包括：
连接高速差分信号管脚的高速差分信号焊盘，所述高速差分信号焊盘与所述高速差分信号管脚尺寸匹配。
2、如权利要求1所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘包括：
高速差分发送信号焊盘，连接所述高速差分信号的高速差分发送信号管脚；
高速差分接收信号焊盘，连接所述高速差分信号的高速差分接收信号管脚。
3、如权利要求1所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘长度与所述高速差分信号管脚长度匹配；所述高速差分信号焊盘宽度与所述高速差分信号管脚宽度匹配。
4、如权利要求1至3中任一项所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘的中心与其他焊盘的中心位于同一水平线。
5、如权利要求1至3中任一项所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘在长方向上，与PCB走线连接的一端与其他焊盘对齐。
6、如权利要求4所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，对于10GHz的SFP+连接器，所述高速差分信号焊盘长度为1.1mm到2.0mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.3mm到0.5mm；所述高速差分信号焊盘的中心位移为0mm到0.45mm。
7、如权利要求6所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘长度为1.6mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm。
8、如权利要求5所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，对于10GHz的SFP连接器，所述高速差分信号焊盘长度为1.1mm到2.0mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.3mm到0.5mm；所述高速差分信号焊盘的中心位移为0mm到0.45mm。
9、如权利要求8所述的SFP连接器焊盘组，其特征在于，所述高速差分信号焊盘长度为1.75mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm；
或者，
所述高速差分信号焊盘长度为1.1mm；所述高速差分信号焊盘宽度为0.4mm。
10、一种支持SFP高速光口的通信设备，其特征在于，包括：
物理层芯片，通过PCB走线与SFP连接器焊盘组连接；
SFP连接器焊盘组，包括连接高速差分信号管脚的高速差分信号焊盘，所述高速差分信号焊盘与所述高速差分信号管脚尺寸匹配。
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