高速連接的需求

無(wú)論是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是在太空邊緣，現(xiàn)代電子設(shè)備都以前所未有的速度進(jìn)行通信。物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 允許設(shè)備相互共享數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制遠(yuǎn)程設(shè)備的能力。高速連接器及其相關(guān)布線是神經(jīng)系統(tǒng)，為大量信號(hào)提供通路。

高速的演變

早期的高速傳輸實(shí)驗(yàn)使用同軸電纜。第一項(xiàng)專(zhuān)利是在 1880 年代；到 1920 年代，它已成為電信網(wǎng)絡(luò)的支柱。同軸電纜可以承載語(yǔ)音和文本通信所需的信號(hào)速度——因此隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，同軸電纜是顯而易見(jiàn)的選擇。

由于數(shù)據(jù)速率的提高和對(duì)更多連接的需求，同軸電纜被雙絞線電纜所取代。以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)化布線解決方案。雙絞線成為新標(biāo)準(zhǔn)，而 BNC 連接器讓位于多針模塊化連接器。在此期間，100Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率被認(rèn)為是很高的。

突破 10Gbps 障礙

在現(xiàn)代通信中，100Mbps 是低速。在高速互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信和視頻流的時(shí)代，6Gbps 的數(shù)據(jù)速率司空見(jiàn)慣。5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò)使手持設(shè)備能夠以超過(guò) 10Gbps 的速度進(jìn)行通信。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有與傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)相同的通信速度。網(wǎng)絡(luò)中的連接器必須在設(shè)備本身以及對(duì)現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的數(shù)據(jù)中心和基站中提供高速性能。

高速挑戰(zhàn)——信號(hào)完整性

隨著更高的數(shù)據(jù)速率變得普遍，傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性變得至關(guān)重要。連接器設(shè)計(jì)人員努力確保保持信號(hào)完整性 (SI)。當(dāng)電信號(hào)通過(guò)電纜和連接器傳輸時(shí)，比較從起點(diǎn)到目標(biāo)的信號(hào)損失可以衡量 SI。許多因素（內(nèi)部和外部）都會(huì)影響 SI。例如，工程師需要了解電磁干擾 (EMI) 對(duì)通過(guò)連接器系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量的影響。

隨著數(shù)據(jù)速率的增加，還需要具有更多引腳數(shù)的更小連接，因此需要更細(xì)的間距。印刷電路板上的信號(hào)走線長(zhǎng)度和電纜的設(shè)計(jì)成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。增加引腳數(shù)和減小間距會(huì)增加串?dāng)_的風(fēng)險(xiǎn)——一個(gè)導(dǎo)體內(nèi)的信號(hào)與其相鄰導(dǎo)體之間的干擾。設(shè)計(jì)人員需要制造的連接器能夠保持高速信號(hào)的信號(hào)完整性（圖 2）。

支持高速計(jì)算和通信的連接器

現(xiàn)代技術(shù)的各個(gè)方面都受益于高速革命。在 5G 技術(shù)的幫助下，智能手機(jī)在電信和個(gè)人計(jì)算領(lǐng)域占據(jù)了消費(fèi)世界的主導(dǎo)地位。

更重要的是，工業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)采用高速通信來(lái)創(chuàng)建智能工廠和優(yōu)化制造環(huán)境的新方法。

高速通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)部署也在工廠車(chē)間之外進(jìn)行。汽車(chē)、航空航天和國(guó)防系統(tǒng)在很大程度上依賴于這項(xiàng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航、通信和數(shù)據(jù)共享。這些應(yīng)用需要能夠承受沖擊、振動(dòng)和惡劣環(huán)境的連接器。

技術(shù)與解決方案

許多固定安裝中使用的高速連接器，例如數(shù)據(jù)中心和移動(dòng)基站，其設(shè)計(jì)可靠性不適合現(xiàn)場(chǎng)使用。為這些要求苛刻的應(yīng)用創(chuàng)建連接器需要深入了解惡劣的環(huán)境條件。

新一代高速連接器將使用既定功能來(lái)保持信號(hào)完整性——例如差分對(duì)、屏蔽和接地層——但將采用先進(jìn)的制造技術(shù)。機(jī)加工觸點(diǎn)在高振動(dòng)應(yīng)用的連接器中很常見(jiàn)，具有出色的導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。連接器外殼使用高性能聚合物以提供卓越的強(qiáng)度（圖 3）。

Harwin 和高速連接

Harwin為全球許多不同應(yīng)用提供最高質(zhì)量的多極連接器。Harwin已經(jīng)精通可靠的 連接器產(chǎn)品的要求，正在將其知識(shí)應(yīng)用于一系列用于要求苛刻的應(yīng)用的高速連接解決方案。通過(guò)利用在高性能產(chǎn)品方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，Harwin為下一代設(shè)備創(chuàng)建了一個(gè)小巧輕便的高速連接器系列。已經(jīng)計(jì)劃在該連接領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展，因此請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注該范圍的更多內(nèi)容。

結(jié)論

高速通信的最新進(jìn)展為廣泛的行業(yè)提供了機(jī)會(huì)。在這些要求苛刻的應(yīng)用中，傳統(tǒng)連接解決方案可能無(wú)法滿足數(shù)據(jù)速率要求，因此需要能夠提供卓越性能的解決方案。Harwin 致力于開(kāi)發(fā)尖端的連接產(chǎn)品，幫助所有行業(yè)的設(shè)計(jì)工程師自信地連接。

Wendy Jane Preston，Harwin 高級(jí)技術(shù)作者
Wendy 自 1995 年以來(lái)一直在 Harwin 工作。她目前在市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)方面的職責(zé)包括撰寫(xiě)內(nèi)容豐富的文章以在 Harwin.com 及其他網(wǎng)站上發(fā)布，創(chuàng)建技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)布文檔以支持社交媒體和銷(xiāo)售渠道。

在 Harwin 任職期間，Wendy 擔(dān)任設(shè)計(jì)工程師的第一份工作是負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)定制和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，包括 Datamate J-Tek 和 Mix-Tek 連接器。她還曾在公司擔(dān)任技術(shù)支持和立法官職務(wù)。她擁有布魯內(nèi)爾大學(xué)制造工程學(xué)士（榮譽(yù)）學(xué)位。