HIGH SPEED CABLE — TECHNICAL INTRODUCTION
Von der Signalintegritäts-Konstruktion über die R&D-Simulation bis zum 100 % Hochfrequenz-Endtest: ein vollständiger Überblick über die technischen Stärken und die Fertigungskompetenz der Hochgeschwindigkeitskabel von C.C.P.
What is DAC Cable
Direct Attach Cable (DAC) ist eine Kupferkabel-Lösung für die direkte Verbindung: Pogo Pin + PCBA + High Speed Cable werden präzise kombiniert, um differenzielle Hochgeschwindigkeitssignale zu übertragen. Anders als Glasfasermodule benötigt ein DAC-Kabel keine elektrooptische Wandlung und bietet damit geringen Stromverbrauch, geringe Latenz und niedrige Kosten. Eingesetzt wird es vor allem für kurze Verbindungen zwischen Racks im Rechenzentrum, in der 5G-Telekommunikationsinfrastruktur und in leistungsstarken Unternehmensnetzwerken.
Die DAC-Kabelserie von C.C.P. umfasst die beiden Typen External (SFP / QSFP) und Internal (OCuLink / Slimline SAS / Gen Z / MCIO) mit Datenraten von 10 Gbps bis hin zu kundenspezifischen 400-Gbps-Spezifikationen und unterstützt durchgängig das aktuelle PCIe-Gen5-Protokoll.
Product Structure
Am Beispiel eines SFP-25-Gbps-Kabels: C.C.P. setzt eine mehrlagige Präzisionsmaterial-Kombination ein; für jedes Bauteil gelten strenge Materialspezifikationen, die die Signalqualität sichern.
Core Technology
Der Stub-Effekt ist das kritischste Signalintegritätsproblem bei Hochgeschwindigkeitskabeln. Wird das Kabel an eine Leiterplatte angeschlossen und bleibt ein nicht abgeschlossener Leiterstumpf zurück, reflektiert das Hochfrequenzsignal an dessen Ende. C.C.P. beseitigt den Stub-Effekt vollständig – durch die präzise Kombination aus Pogo Pin und exaktem Kabelschnittprozess.
Vergleich der Insertion Loss (SDD21), Frequenzbereich 0 – 60 GHz
Am Kabelabschluss bleibt ein nicht abgeschlossener Leiterstumpf zurück; das Hochfrequenzsignal reflektiert an dessen Ende und erzeugt bei bestimmten Frequenzen Resonanzeinbrüche, die die Insertion-Loss-Kurve stark verschlechtern.
Durch die Pogo-Pin-Federkontaktkonstruktion und das präzise Laser-Stripping-Verfahren beseitigt C.C.P. den Stub vollständig: Die Insertion-Loss-Kurve verläuft gleichmäßig abfallend, die Signalintegrität steigt deutlich.
Pogo PinSignalkontaktseite; die Federstruktur sichert einen stabilen Kontakt
PCBAFR4 / TUB72, Signalführung und Impedanzanpassung
SolderingDie Lötqualität beeinflusst die Impedanzkontinuität unmittelbar
Raw CableDifferenzialpaar-Hochgeschwindigkeitskabel, 26–32 AWG
R&D Capability
C.C.P. verfügt über eine vollständige Hard- und Software-Entwicklungskompetenz – von der 3D-Hochfrequenzsimulation bis zur realen Messung. So werden die Signalintegritätsanforderungen bereits in der Konstruktionsphase erfüllt.
Precise Process Control
Die Signalqualität eines Kabels hängt nicht nur von der Konstruktion ab – die Prozessgenauigkeit ist ebenso entscheidend. C.C.P. hat für die drei Prozessschritte Mylar-Abisolierung, Lötqualität und Laser Stripping ein striktes Mess- und Kontrollsystem aufgebaut.
Die Genauigkeit der Mylar-Abisolierlänge wirkt sich unmittelbar auf die Kabelimpedanz aus. Zwischen >0,4 mm und <0,4 mm Abtrag zeigen sich in der TDR-Messung deutliche Unterschiede; C.C.P. überwacht die Abisolierqualität in Echtzeit über die TDR-Kurve.
Eine unzureichende Lötqualität (Irregular) erzeugt in der TDR-Kurve deutliche Impedanzanomalien und damit Signalreflexionen. C.C.P. nutzt den SDD11 Return Loss als schnellen Prüfindikator für die Lötqualität.
Die Aluminiumfolie wird per YAG-Laser präzise abgetragen – genauer als mit herkömmlichen Klingen. Nach dem Abtrag der Innenisolierung folgt eine Feinbearbeitung mit CO₂-Laser, damit der Innenleiter unbeschädigt bleibt und die Impedanz kontinuierlich ist.
Mit ANSYS wird eine strukturelle Finite-Elemente-Analyse (FEA) durchgeführt: Die Verformung des Kabels unter Biegung, Zug und Temperaturwechseln wird simuliert, um die Zuverlässigkeit der Struktur abzusichern.
Entwicklungsablauf
100% High Frequency Testing
Alle Hochgeschwindigkeitskabel von C.C.P. durchlaufen vor der Auslieferung eine vollständige differenzielle und Gleichtakt-S-Parameter-Messung mit dem Vector Network Analyzer, ergänzt um eine Langzeit-Traffic-Verifizierung mit dem Spirent Test Center.
Mit dem Spirent Test Center wurde über 18 Stunden durchgehend auf zwei Ports mit 400 Gbps übertragen; TX- und RX-Paketzahlen stimmten exakt überein, kein Traffic Loss. Damit ist die Langzeitstabilität bei höchster Spezifikation belegt – wie sie für Hyperscale-Rechenzentren gefordert wird.
Testing Equipment
Digital Oscilloscope
Vector Network Analyzer
HFSS Analysis Program
Thermal Shock Tester
Salt Spray Tester
Electron Microscope
Automation Production Line
Die Hochgeschwindigkeitskabel von C.C.P. entstehen auf einer vollständig automatisierten Linie: von der Kabelpositionierung über das Laser-Abtragen der Aluminiumfolie und das positionierte PCB-Löten bis zur UV-Aushärtung ersetzen Bildverarbeitung und Automatisierung überall die Handarbeit.
PRODUCTION STEPS
1
Die äußere Aluminiumfolie wird per YAG-Laser abgetragen und auf ±0,1 mm genau positioniert – die Referenz für die Konsistenz aller Folgeprozesse.
2
Automatisierte Anlagen tragen obere und untere Aluminiumfolie präzise ab und richten das Kabel gerade aus.
3
Der CO₂-Laser trägt die Isolierung der Ader präzise ab; nach dem Formen der Ader folgt der Abtrag der Außenisolierung, damit die Lötfläche sauber und rückstandsfrei ist.
4
PCB positionieren → manuelles Zusammenlegen am Universalautomaten → Lotpaste positionieren → Ziehlöten (Vorderseite) → Ziehlöten (Vorderseite, Kontrolle); nach dem beidseitigen Löten folgt die optische Prüfung.
5
UV-Kleber auftragen → UV-Bestrahlung zur Aushärtung → automatische optische CCD-Prüfung; Aussehen und Lage der Lötstellen werden gegen die Spezifikation geprüft, Ausschuss wird automatisch aussortiert.
Application Areas
Die Hochgeschwindigkeitskabel von C.C.P. kommen überall dort zum Einsatz, wo hohe Bandbreiten gefordert sind – zu den Kunden zählen weltweit führende Technologieunternehmen wie Apple, Google und Amazon.
Hyperscale-Rechenzentren (Hyperscale DC) benötigen dichte Kurzstreckenverbindungen zwischen Racks und ToR-Switches. Mit geringer Latenz und geringem Stromverbrauch ist das DAC-Kabel hier die beste Alternative zum Glasfasermodul.
Das Fronthaul von 5G-Basisstationen und die Technik in Telekommunikationsräumen stellen höhere Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit. Die Kabel von C.C.P. bestehen strenge Umweltprüfungen wie Thermal Shock und Salt Spray und eignen sich damit für den Außeneinsatz und dicht bestückte Technikräume.
Die Ingenieure von C.C.P. liefern Signalintegritäts-Analyseberichte, kundenspezifische Kabellängen und Kleinserien-Muster.
