军事设备背板引入光纤技术
嵌入式技术趋势会议强调了一种趋势：军事应用的电路板和子系统越来越多地使用光缆。
工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求，光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。
Samtec的高速ExaMAX背板系统（左）可支持高达56Gb / s的速度，与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时，可显示28Gb / s的性能，并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。
尽管铜在高速下仍然可行，但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势（ETT）会议上重点介绍了基于光纤的新产品，VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。
传统上，电路板使用铜缆通过背板进行通信，而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短，但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆，但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。
规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术，而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题，改了反而出问题，这是很大部分技术人员拥有的心态。例如，数据中心使用光纤已有一段时间，但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步，军事系统也不例外，这只是个时间早晚的问题。
Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用，有铜线和光纤两种配置。
数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术，例如脉冲幅度调制（PAM4），它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品，而采用更高级的编码技术（例如PAM4）可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意，他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码，例如PAM4。此外，诸如现场可编程门阵列（FPGA）之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。
“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时，什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s，但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤，那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。]
ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出，光纤连接器的放置会改变电路板的性能，所以位置参数很重要。
Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽，是升级MIL/Aero应用（包括军用飞机子系统）的理想选择。
如果光连接器位于板的边缘（通常是连接器的位置），则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样，随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升，这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中，甚至100Gb / s都不足够；例如，当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备，甚至需要具有24个光学连接的系统。
与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计，目前Mercury的程序中有10％到30％包含光纤，并且该程序正在迅速发展，因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头，激光雷达和雷达传感器，并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。
光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸，与以前的FPGA相比，它具有更好的性能/功耗比，是需要DSP密集处理应用的理想选择。
从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多；用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道，在16条铜缆的放置空间中，您可以获得48条光缆。
“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板，” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”
Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板，这是它的第一款带有光学连接器的主板。
但其他公司则指出，在恶劣的应用环境，尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中，可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。
在军事和航空航天领域，选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽，但清洁度是一个问题，尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为，铜的性能持续提高，远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限，这意味着光纤是一种选择，但目前还不是必须的。
Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器，并且需要非常小心地布置电路板。
TE Connectivity指出，随着数据速率每两年或三年翻一番，光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长，但中短期内光纤不能代替铜，它是铜的有力补充。
【摘自Bishop杂志，作者：Terry Costlow ， March 24, 2020】
工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求，光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。
Samtec的高速ExaMAX背板系统（左）可支持高达56Gb / s的速度，与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时，可显示28Gb / s的性能，并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。
尽管铜在高速下仍然可行，但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势（ETT）会议上重点介绍了基于光纤的新产品，VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。
传统上，电路板使用铜缆通过背板进行通信，而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短，但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆，但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。
规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术，而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题，改了反而出问题，这是很大部分技术人员拥有的心态。例如，数据中心使用光纤已有一段时间，但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步，军事系统也不例外，这只是个时间早晚的问题。
Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用，有铜线和光纤两种配置。
数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术，例如脉冲幅度调制（PAM4），它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品，而采用更高级的编码技术（例如PAM4）可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意，他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码，例如PAM4。此外，诸如现场可编程门阵列（FPGA）之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。
“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时，什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s，但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤，那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。]
ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出，光纤连接器的放置会改变电路板的性能，所以位置参数很重要。
Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽，是升级MIL/Aero应用（包括军用飞机子系统）的理想选择。
如果光连接器位于板的边缘（通常是连接器的位置），则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样，随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升，这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中，甚至100Gb / s都不足够；例如，当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备，甚至需要具有24个光学连接的系统。
与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计，目前Mercury的程序中有10％到30％包含光纤，并且该程序正在迅速发展，因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头，激光雷达和雷达传感器，并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。
光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸，与以前的FPGA相比，它具有更好的性能/功耗比，是需要DSP密集处理应用的理想选择。
从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多；用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道，在16条铜缆的放置空间中，您可以获得48条光缆。
“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板，” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”
Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板，这是它的第一款带有光学连接器的主板。
但其他公司则指出，在恶劣的应用环境，尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中，可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。
在军事和航空航天领域，选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽，但清洁度是一个问题，尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为，铜的性能持续提高，远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限，这意味着光纤是一种选择，但目前还不是必须的。
Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器，并且需要非常小心地布置电路板。
TE Connectivity指出，随着数据速率每两年或三年翻一番，光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长，但中短期内光纤不能代替铜，它是铜的有力补充。
【摘自Bishop杂志，作者：Terry Costlow ， March 24, 2020】
