鉴于预期增长，领先企业、行业组织和贸易协会一直在积极努力，确保相关规范和产品能够满足预计的容量需求。为了确保硬件、信号和软件通信的统一性、兼容性和网络功能，已制定了多项行业规范。这些行业标准包括数据中心互连技术，例如 InfiniBand、光纤通道、以太网、串行连接 SCSI (SAS) 和串行 ATA (SATA)。与此同时，InfiniBand 贸易协会和 IEEE 802.3 各子委员会等组织正在最终确定相关规范，以满足行业对能够支持 40 Gbps 和 100 Gbps 带宽以及 I/O 连接的系统的需求。为了进一步强化这些趋势，一份路线图已经发布，指出链路带宽将在 100 Gb/s 带宽范围内远超 100 Gb/s。参见图 2。.

满足这些带宽需求并非易事，服务提供商必须平衡客户对及时、可靠且经济高效的服务交付的需求与能源和设备成本、设备利用率以及数据中心的整体效率和生产力。显然，这些挑战将持续影响几乎所有数据中心和通信设备平台，无论是交换机、路由器、服务器还是存储系统。
未来五到六年内，10Gb/s 服务器连接将持续增长和普及，随后，40Gb/s 连接也将迎来类似的增长周期，预计从 2015 年左右开始。为了将这些服务器连接到网络，行业分析师预计，从 2008 年到 2012 年，以太网交换机的复合年增长率 (CAGR) 将达到 143%，而同期对配备 10G 端口的高性能服务器的需求复合年增长率将达到 31%。

为了支持该行业的增长，诸如 SFP+、QSFP+、CXP、mini-SAS HD 和 CFP 等新型 I/O 接口和线缆连接规范将提供高速的外部和内部线缆连接，以满足这一显著增长的需求。那么，
这种产品演进和技术进步对现有铜缆 I/O 连接解决方​​案供应商意味着什么呢？简而言之，为这些系统生产线缆组件已不再像以前那样简单。任何合格的线缆组件供应商都必须应对诸多挑战，才能确保为客户提供兼容且高质量的互连链路。

系统和设备设计：
系统和设备设计人员在应对日益增长的带宽需求时面临诸多挑战。多核处理器、虚拟化、整合、主机总线速度提升以及内存性能增强等技术，虽然提高了设计人员可集成到系统设计中的可用容量，但也对带宽容量、功耗以及电源和温度管理提出了更高的要求。在保持足够信号完整性的前提下，向更高速度迁移，使得继续使用FR-4等常用且经济高效的印刷电路板材料以及采用常用绝缘材料的电缆，以及现有的制造工艺，变得越来越困难。

我们以谷歌搜索为例来说明电源管理方面的挑战。根据目前的芯片性能和技术，完成一次谷歌搜索估计需要 3 瓦的功率。但为了进行适当的冷却和散热，还需要额外的 3 瓦功率。这种功率需求促使设计人员采用“绿色”技术，例如端口电源管理功能，该功能会在端口不使用时自动将其置于“待机”模式。其目的是通过更高效的电源管理来降低功耗。这只是系统设计人员和用户在设计下一代设备时必须权衡的众多因素（有时甚至是相互冲突的因素）中的一个例子。.

在高速度和低功耗下保持信号完整性并非设计人员和用户唯一需要考虑的问题。其他因素，例如合理的系统散热管理、充足的气流、线缆布线和电磁兼容性/电磁干扰 (EMC/EMI) 防护、端口密度以及线缆组件的安装、拆卸和连接，也必须仔细考虑。
设备制造商和用户都在寻求灵活且适应性强的互连系统，这些系统不仅易于安装和维护，而且还应具备与未来系统升级兼容的潜在性能容量。虽然最低要求是保持当前系统的端口密度，但人们更倾向于提高线路卡边缘的 I/O 端口带宽密度，以提供更大的容量。最终目标是能够根据具体的安装环境，以最小的问题和成本，自由地设计或配置任何可用的系统端口，并使用光纤或铜缆进行布线。

所有这些需求都促使系统设计人员和高速I/O系统供应商之间建立更紧密的合作关系。过去，这两个领域的合作并不广泛，但随着更高信号速度的出现，为了实现上述目标，系统设计人员和I/O系统设计人员之间加强合作的必要性日益凸显。这也要求双方更好地理解和认识各自能够为整体系统设计贡献的具体功能和设计能力，同时避免增加过多的制造成本和费用。
行业标准机构、委员会和分委员会之间的合作，以及小型化（SFF）委员会等临时行业组织之间的合作，都很好地体现了这种新的动态，这些组织之间开展了大量的讨论和协作。这种互动对于设备供应商而言已成为必然，因为他们最终要为客户提供所需的产品。I/O系统供应商必须尽可能地为设备设计人员提供最大的灵活性和功能性。

I/O 系统解决方案：
好消息是，已开发的 I/O 系统能够满足许多需求。基于铜缆和光纤的 XFP 和 SFP I/O 系统已上市一段时间，它们在将 I/O 端口带宽提升至每通道 5 至 6 Gb/s 以上方面发挥了关键作用。这些系统也更加紧凑，最大限度地减少了所需的纵向电路板连接线。SFP 系统显著减少了之前系统（例如 GBIC 和 XENPAK）所需的连接线和模块设计。

SFP系统未能满足10 Gb/s通道容量的需求，而这正是目前市场所迫切需要的。因此，SFP+系统应运而生，能够真正支持10 Gb/s通道容量。尽管SFP和SFP+系统共享相同的电路板空间、连接器和驱动器，但只有SFP+系统才能支持10 Gb/s通道带宽。
随着QSFP+、mini-SAS/SATA、mini-SAS HD、CXP和CFP等行业标准接口的不断涌现，I/O产品开发持续取得进展

QSFP+ 系统旨在满足每端口 40 Gb/s 总带宽的 I/O 系统需求。同样，CXP 系统正在开发中，以支持每端口 100 至 120 Gb/s 总带宽的系统。这两个系统均已开发并适配多种互连技术，例如 InfiniBand 和以太网，并已被纳入多个行业规范。它们还提供与以下方案兼容的单元和连接器：无源铜缆解决方案（通常用于相对较短的电缆，长度为 5 至 7 米或更长，具体取决于验收标准）；有源均衡铜缆解决方案（用于更长的电缆，长度可达 15 米或更长，具体取决于验收标准）；带有光 I/O 连接器的插入式光收发器模块；或光纤端接位于电缆后壳内的有源光缆 (AOC) 组件。这种架构方法使系统安装人员和用户能够根据需要灵活地定义和更改端口配置和功能。.

CFP系统于2009年初以MSA（多源协议）的形式发布，其设计思路与CXP接口类似，均支持100 Gb/s的带宽。目前，CFP系统的收发器始终集成在模块内部，模块与设备端口之间采用标准的两件式连接器接口。模块的I/O端支持多种端口配置选项（SFP+、QSFP+、CXP，或单工/多芯光纤接口的组合），可根据客户所需的数据分配和I/O接口进行定制。与更为紧凑的CXP模块相比，尺寸更大的CFP收发器模块针对远距离单模光纤应用进行了优化。.

对带宽和信号传输速度的需求主要来自社交网络应用和高强度视频使用，预计未来这两项应用的需求将显著增长。为了充分满足这些市场需求，设备设计人员、线缆供应商、组件供应商和高速I/O系统供应商之间需要加强合作。这种合作将体现在产品上，使其端口配置更加灵活，端口密度更高。鉴于新增功能和更高信号速度，制造这些线缆组件如今面临着更大的挑战。.

随着这些系统和组件的发展，必须对裸线、印刷电路板设计、线缆管理、剥线、端接和应力消除等方面的质量问题进行妥善管理和控制。.

参考文献：
思科视觉连接指数：预测和方法论，2007-2012 年，2008 年 6 月 16 日思科新闻稿。Infiniband

贸易协会路线图，2005-2011 年及以后。

作者：Jim David，FCI高速电缆组和连接器全球产品经理