Der starke Rücken des Systems Was ist Backplane?

Fast jedes elektronische Gerät hat sie, und wenn sie nicht mehr funktioniert, dann ist das Gerät meistens hin. Insofern ist die unscheinbar im Hintergrund arbeitende Backplane eine der wichtigsten Komponenten von Computern, Switches und sonstigen Systemen.

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Eine Backplane, auch Basis- oder Hauptplatine genannt, ist die rückwärtige Wand eines elektronischen Geräts. In oder auf der Backplane befinden sich elektrische Verbindungen. Sie hat Kontakte (Pins), auf oder an die andere Komponenten gesteckt werden können.

In den Frühzeiten der Elektronik wurden Backplanes von Hand verdrahtet. Diese Zeiten sind allerdings automatisierten Fertigungsmethoden gewichen.

Die Leiterplatte als Basis

Heute bestehen Backplanes aus mehrlagigen Leiterplatten. Sie haben mehrere Kontaktschichten, zu denen jeweils Bohrungen führen. Sie sind für den Systemhersteller ein typisches Zulieferprodukt. Hersteller von Backplanes gibt es viele. Beispiele sind Schroff, Hartmann, Adlink Technology oder Advantech.

Es gibt Leiterplatten in sehr unterschiedlichen Formaten und für unterschiedliche Gehäuse- oder Buskonzepte. Auch Maßfertigungen für spezifische Geräte sind durchaus üblich.

Beispiele für Komponenten, die auf die Backplane montiert werden, sind die CPU, Speicherbänke, Netzwerkkomponenten oder Spezialprozessoren. Auch ganze Platinen lassen sich gegebenenfalls auf die Backplane aufmontieren und direkt kontaktieren. Diese Module heißen Riser-Karten.

Backplanes sind passiv

Die Backplane selbst ist in der Regel passiv, das heißt, sie enthält keine rechnenden Elemente. Das hat den Vorteil, dass sie nicht so leicht ausfällt und seltener ausgewechselt werden muss.

In Netzwerksystemen enthält die Backplane manchmal eine sogenannte Switching Fabric (Switchmatrix), die alle Ein- und Ausgänge in Form einer Matrix miteinander verbindet. Das Schalten dieser Verbindungen übernimmt aber nicht die Switching Fabric selbst.

In einfacheren Netzwerkswitches sind manchmal nicht alle Ports miteinander in Kontakt. Vielmehr hängen die Ports an einem Datenbus. Wie breit diese Verbindungen in Leiterplatten sind und wie sie verschaltet wurden, bestimmt, wie schnell ein Switch oder ein anderes Gerät zwischen den Komponenten auf der Leiterplatte Daten transportieren kann.

Die Rolle von Bussen

Oft befinden sich mehrere gleichartige Elemente auf einer Backplane. Ein typisches Beispiel sind Speichersteckplätze. Werden diese miteinander verbunden, bezeichnet man das Verbindungselement als Bus.

Den Zugriff auf diesen Bus regelt ein spezielles Protokoll. Es verhindert, dass es durch gleichzeitige Zugriffe zu Verkehrsstaus oder Datenverlusten kommt. Das Protokoll dieses Busses und seine Bandbreite entscheiden über die Geschwindigkeit, mit der beispielsweise die Speicherbänke erreicht werden können.

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