Ce que vous devez savoir sur les connecteurs SFP

1. Fonction et composition matérielle de la cage optique SFP

1. Concept et fonction de la cage optique

① Qu'est-ce qu'une cage optique ?
SFP Cage (Small Form-factor Pluggable Cage) is the core mechanical and electrical interface component used to install and fix optical modules in communication equipment. It has a metal frame structure, which is composed of upper and lower covers and EMI shrapnel. It can add parts such as heat sink or light guide rod, and be crimped or welded on the equipment PCB (such as switch, router motherboard). It provides a physical slot for the optical module and realizes the connection between the optical module and the PCB board. Therefore, it is often called SFP optical cage or SFP connector.

② Quelles sont les fonctions principales de la cage optique ?
1. Connexion électrique et intégrité du signal
2. Blindage électromagnétique (suppression EMI)
3. Fixation mécanique et protection des modules
4. Gestion de la dissipation thermique et prévention de la poussière
5. Autres fonctions auxiliaires : indication d'état et prévention des erreurs d'insertion avec guide de lumière

2. Composants du produit et composition matérielle de chaque pièce
SFP optical cage is usually composed of a metal shielding shell and a connector core, and other accessories such as light guide, heat sink, etc. can be integrated according to needs.
Coque de blindage métallique :
It is composed of shielding shell + locking mechanism. Its main material is generally white copper or stainless steel. The plating and thickness are optional, usually nickel plating 30μ”-50μ” or no nickel plating.
Noyau du connecteur :
It is composed of a base and signal terminal. The number of socket PIN is 20PIN. The processing method is surface mounting. It needs to be used with a single-layer optical cage when applied. The connector terminal is copper alloy or phosphor copper. The gold plating method is contact gold plating, and the gold plating thickness is optional.
Autres accessoires :
Colonne guide de lumière - en polycarbonate optique
Radiateur - en AL 6063

2. Classification des produits et sélection des cages optiques SFP
1. Classement des produits
① Classement par vitesse

② Classification par structure de produit

③ Classification par accessoires de produits

2. Recommandations de sélection
Étapes de sélection de la cage SFP
1. Définir les exigences
Déterminez le taux :
• Étapes : sélectionnez une cage prenant en charge 1G, 10G, 25G, 100G, 200G, 400G, 800G en fonction des exigences du réseau.
Déterminez le type de fibre :
• Étapes : sélectionnez une cage prenant en charge la fibre monomode ou multimode. Si une transmission longue distance est requise, sélectionnez une cage prenant en charge la fibre monomode.
Déterminez le type d'interface :
• Étapes : Sélectionnez une cage avec une interface LC, SC ou FC.
2. Faites correspondre l'appareil
Vérifiez les spécifications de l'appareil :
• Étapes : S'assurer que les paramètres électriques et mécaniques de la cage sont cohérents avec l'appareil.
Liste de compatibilité de référence :
• Étapes : reportez-vous à la liste de compatibilité du fabricant de l'appareil pour vous assurer que la cage est compatible avec l'appareil.
3. Évaluez le coût
Coût de la cage :
• Étapes : Tenez compte du prix unitaire et du coût d'achat en gros de la cage.
Coût d'entretien :
• Étapes : Tenez compte de la fiabilité et du coût d'entretien de la cage.

Guide de sélection pour les scénarios spéciaux
1. Câblage haute densité dans les centres de données
Cages haute-densité :
• Caractéristiques : prend en charge le câblage haute densité et réduit l'occupation de l'espace.
• Recommandations : sélectionnez des cages prenant en charge le câblage haute densité, telles que les cages QSFP.
Gestion de la chaleur :
• Caractéristiques : les modules haute-puissance nécessitent une bonne conception de dissipation thermique.
• Recommandations : Sélectionnez des cages avec des dissipateurs thermiques ou des caloducs pour assurer la dissipation thermique.
2. Environnements industriels difficiles
Conception renforcée :
• Caractéristiques : Matériaux résistants à la corrosion et à haute résistance, tels que l'acier inoxydable.
• Recommandations : Choisir des cages en acier inoxydable pour garantir la fiabilité dans les environnements difficiles.
Plage de température étendue :
• Caractéristiques : Prend en charge une plage de température de -40℃ à +85℃.
• Recommandations : sélectionnez des cages prenant en charge une plage de températures étendue pour garantir la stabilité dans des environnements extrêmes.
3. Transmission longue distance
Prise en charge des modules longue distance :
• Caractéristiques : modules prenant en charge la transmission longue distance, tels que les modules 10GBASE-ZR de 100 km.
• Recommandation : Choisissez une cage prenant en charge la transmission longue distance pour garantir la qualité du signal.
Compensation de dispersion :
• Caractéristiques : La transmission longue distance nécessite un module de compensation de dispersion.
• Recommandation : Choisissez une cage prenant en charge la compensation de dispersion pour garantir la qualité du signal pour la transmission longue distance.
III. Méthodes d'installation et accessoires
1. La différence entre press-fit et soudure

Press-fit connection, as the name implies, is to press a pin with an interference size into a through hole drilled on the circuit board. The basic element is that the diameter of the pin's joint area must be larger than the hole diameter. This causes the material of the mating surface of the pin and the hole to deform, and the deformation of the pin or the through hole will also maintain the tight fit between the two.

Press-fit est divisé en broches solides et broches fisheye (voir la figure ci-dessous pour plus de détails)

1. Goupilles solides, la force qui maintient un bon contact entre la goupille et le trou traversant est la force de déformation élastique du trou traversant.

2. Déformation élastique (goupille fisheye EoN) La force qui maintient un bon contact entre la goupille et le trou traversant est la force de déformation élastique de la goupille.

Compared with solid pins, elastic pins have lower requirements for the dimensional accuracy of PCB metallized through holes; smaller insertion force; and allow multiple plugging and unplugging in the metallized through holes of the same PCBA (good maintainability). Therefore, in the current PCBA processing crimping process, elastically deformable pins or fisheye pins are mainly used.

Connexion par soudage, le soudage est un processus de traitement à chaud, la broche est placée dans le trou traversant et la connexion est réalisée par soudure fondue.

2. Appuyez sur les étapes d'installation

Installing a press-fit SFP optical cage requires the use of a dedicated press-fit machine and a press-fit fixture, using a three-stage press-in method for press-fitting.

① Placez le gabarit de sertissage à plat sur la table de sertissage

② Placez le bloc de positionnement et la cage SFP sur les positions correspondantes du dispositif de sertissage.

③ Placez la carte PCB pour un sertissage en trois étapes

4. Paramètres clés de la cage optique SFP
Matériau du produit

Matériau de la cage : cuivre blanc, acier inoxydable
Placage de la cage : nickel

Colonne guide de lumière : polycarbonate optique

Matériau du connecteur : bronze phosphoreux
Placage du connecteur : placage à l'or par contact
Matériau du boîtier : LCP

Plage de température

Température de fonctionnement : -40℃ à +105℃

Température de stockage : -40℃ à +105℃

Propriétés mécaniques

Durabilité : prend en charge le branchement et le débranchement plus de 100 fois

Force d'extraction du module optique : 15 Nmax

Force d'insertion du module optique : 40 Nmax

Performances électriques

Prise en charge du branchement à chaud

Tension de fonctionnement : 30 V CC Tension de tenue : 300 V CA

Courant de fonctionnement : 0,5 A (signal), 5 A (alimentation)

Impédance différentielle : 100Ω ± 10Ω

Résistance d'isolation : 1 000 mΩ min

Résistance de contact : 80 mΩ maximum, Δ20 mΩ maximum

Remarque : L'épaisseur minimale de la carte de la cage à broches à ajustement serré et du circuit imprimé combiné du connecteur est de 1,57 ± 0,10 mm (0,0625").

V. Test de fiabilité du produit

Prenons l'exemple du connecteur SFP+ 2x4

The test was conducted on the 2x4 product version equipped with gaskets and metal EMI shrapnel. The performance data presented is related to these configurations and should be used as a reference for other product configurations.

Test de performances de blindage

1. Procédure et séquence de test

The shielding effect data was collected using a cubic copper housing with a device for connecting the device under test (DUT) mounting plate. The mounting plate is fixed to a square cutout on one side of the copper housing. There are two different mounting plates, one with a hole for the connector and the other without.

For the measurement, two horn antennas were used in the test. One was placed inside the housing and the other outside the housing. The two antennas were as close to the mounting plate as possible, about a few inches.

L'objectif de performance est de concevoir une couche de blindage pour minimiser la puissance du signal transmis d'une antenne à l'autre.

Dans un premier temps, quelques mesures de référence ont été effectuées.
1. Le boîtier scellé a été mesuré avec une plaque de montage sans trous. Nous utilisons cette mesure pour déterminer le « plancher » sonore.
2. The DUT board was measured with only holes and no connectors installed. We use this measurement as an “upper bound” for the worst-case leakage energy without shielding.
3. The antennas were measured without any obstructions between them. This is shown as the dark black line within the upper bound. Three samples of the Design Under Test (DUT) were then measured.
Le premier DUT était un connecteur SFP 2x4 avec un joint métallique EMI (ligne orange). Voir Figure 2 et Figure 3.
Le deuxième DUT était un connecteur SFP+ 2x4 avec un joint flexible EMI (ligne verte). Voir la figure 2
Le troisième DUT était un connecteur SFP+ 2x4 avec un joint métallique EMI (ligne verte). Voir la figure 3
Note that the DUT did not include any connected cables or SFP/SFP+ modules. The focus of the measurements is to compare and evaluate different cage technologies. Once the modules or cables are installed, their performance parameters will dominate.

The following figure shows the performance comparison of the SFP+ elastomeric gasket design versus the SFP spring clip design. The green shaded area indicates that the elastomeric gasket performs better than the SFP spring clip, and the yellow shaded area indicates that the performance of the two complements each other.

The following graph shows the performance of the SFP+ metal gasket design compared to the SFP spring clip design. The green shaded area indicates where the elastomeric gasket outperforms the SFP spring clip.

Test dans un environnement difficile Réussi

Résistance à l'humidité/température et humidité constantes

Essai au brouillard salin ;

Test de résistance à la température/durée de vie en température

Test de performance électrique réussi

Test EMI

Test d'endurance de rétention de contact

Test de claquage électrostatique

Test de signal haute vitesse

Test de matériau réussi

Test de durabilité

Test de résistance à la flexion du métal

Test de force d'insertion et de durée de vie ;

Test de choc/chute mécanique

Essai de vibrations

Shielding effect data was collected using a cubic copper housing with a device for connecting the device under test (DUT) mounting plate. The mounting plate is fixed to a square cutout on one side of the copper housing. There are two different mounting plates, one with holes for connectors and one without.

For the measurements, two horn antennas were used in the test. One was placed inside the housing and the other outside. The two antennas are placed as close to the mounting plate as possible, about a few inches.

L'objectif de performance est de concevoir un blindage qui minimise la puissance du signal transférée d'une antenne à l'autre.
6. Processus de personnalisation non standard du produit

7. Scénarios d'application des cages optiques SFP

Centres de données : utilisés dans les périphériques réseau tels que les serveurs, les commutateurs, les routeurs, etc. pour assurer une transmission de données à haut débit.
Réseaux de télécommunication : largement utilisés dans les communications longue distance par fibre optique pour assurer la stabilité et la fiabilité de la transmission des données.
Réseaux d'entreprise : utilisés pour la construction de réseaux internes d'entreprises afin de fournir des solutions de transmission de données efficaces et stables.