主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)添翼 USB 3.0傳輸距離大躍進(jìn)

發(fā)布時(shí)間:2013-3-10 21:10    發(fā)布者:1770309616
關(guān)鍵詞: 光纖 , 有源光纜 , USB , 光纖傳輸
  注:主動(dòng)式光纖纜線(xiàn),即有源光纜(AOC,Active Optical Cable)
  文 湯金寬/蘇怡安
  隨著(zhù)技術(shù)不斷地更新?lián)Q代和發(fā)展,周邊接口傳輸速度已不斷提升,如第三代通用串行總線(xiàn)(USB 3.0)接口由USB 2.0的480Mbit/s通訊速度提高到5Gbit/s。超高速的傳輸速度,為人們的生活帶來(lái)巨大的便利,但是同時(shí)也對承載高速數據傳輸的線(xiàn)材提出更高的需求。
  與此同時(shí),在電信(Telecom)及數據中心(Data Center)被大量采用的光纖通訊技術(shù)已越來(lái)越成熟,成本也越來(lái)越低,光纖通訊技術(shù)逐漸走進(jìn)計算機周邊及消費類(lèi)電子等相關(guān)產(chǎn)品中。USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)(AOC)能滿(mǎn)足高速通訊接口的各項需求,幫助各種新型的高速接口被廣泛采用。
  USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)的結構,如圖1所示。USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)會(huì )在USB 3.0的兩邊接頭中,完成光電及電光的轉換,而接頭中間則采用光纖傳輸高速光學(xué)訊號。正是由于光電/電光轉換已在接頭中完成,用戶(hù)在使用USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)時(shí),會(huì )感覺(jué)和使用普通銅線(xiàn)電纜無(wú)異。
圖1 USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)結構圖
  USB 3.0光纖纜線(xiàn)接頭內主要包括三個(gè)組件,其一為激光器,通常使用垂直共振腔表面放射雷射(VCSEL),用于將電訊號轉換成雷射訊號;其次為光電接收器,用于將光訊號轉換成電訊號;最后是光電收發(fā)器,用于驅動(dòng)激光器及放大光電接收器輸出的訊號。同時(shí),USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)中采用的光電收發(fā)器,還將把高速的電傳輸訊號轉換成與USB 3.0接口完全兼容的電訊號。
  本文將分析USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)在高速周邊通訊接口上,相對于普通被動(dòng)式銅線(xiàn)線(xiàn)纜或是主動(dòng)式銅線(xiàn)線(xiàn)纜的優(yōu)劣勢! 」饫w纜線(xiàn)助跑 USB 3.0 AOC沖向百米
  傳輸距離是高速通訊接口遇到的最大問(wèn)題,例如USB 2.0規定線(xiàn)纜長(cháng)度最長(cháng)為5公尺,但是到了USB 3.0,最大長(cháng)度則縮短到3公尺,而且實(shí)際上,在市面可看到常見(jiàn)配線(xiàn)長(cháng)度通常在1公尺左右;即使是USB 3.0主動(dòng)式銅線(xiàn)線(xiàn)纜最長(cháng)距離也不過(guò)15公尺,如目前在蘋(píng)果(Apple)Store銷(xiāo)售的Thunderbolt纜線(xiàn)長(cháng)度僅為2公尺,而且該纜線(xiàn)是主動(dòng)式銅線(xiàn),內部共采用六顆芯片之多。
  傳輸距離極大限制很多應用的拓展和使用領(lǐng)域。微軟(Microsoft)推出的Zero-Client系統,由于采用USB線(xiàn)纜進(jìn)行連接,導致所有的用戶(hù)必須圍坐在主機附近,這種限制讓該系統難以在更多的場(chǎng)合推廣,例如小型辦公室、會(huì )議室及圖書(shū)館等。
  然而,傳輸距離卻是光纖通訊線(xiàn)纜的最大優(yōu)勢。傳統多模光纖傳輸5Gbit/s或10Gbit/s的訊號,可輕松達到100公尺甚至300公尺的長(cháng)度,如果采用多模光纖,距離更是可達到公里級。因此,如果采用主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)來(lái)傳輸高速接口的訊號,距離對于很多應用的限制將變得不存在。
  目前USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)的解決方案,將USB 3.0接口距離擴展至100公尺,使得目前已相當普及的USB應用可被更為廣泛采用,這是傳統銅線(xiàn)傳輸所望塵莫及的事。以Zero-Client應用為例,所有用戶(hù)位置可按照需求排布,因此這種非常方便、低成本的方案可進(jìn)一步應用于更多的場(chǎng)合(圖2)。

圖2 使用USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)的Zero-Client應用,所有用戶(hù)的位置可按照需求進(jìn)行排列! 」饫w直徑小于3mm USB 3.0 AOC便攜性高
  為保證5Gbit/s的訊號質(zhì)量,同時(shí)還須兼顧電磁干擾(EMI)等問(wèn)題考慮,USB 3.0纜線(xiàn)(銅線(xiàn))須用到九根AWG26?34的線(xiàn)材,然而采用特殊的繞線(xiàn)編排方式,使USB 3.0線(xiàn)纜非常厚重,攜帶及布線(xiàn)都十分不便。同時(shí),由于USB 3.0線(xiàn)纜比較粗,所以不易彎曲和繞線(xiàn)。目前筆記本電腦(Laptop)朝向越來(lái)越輕薄趨勢,例如Mac Air等等,因此用戶(hù)沒(méi)有更多的空間去攜帶USB 3.0纜線(xiàn)。
  如果筆記本電腦需要超過(guò)USB 3.0 Spec規定的3公尺最長(cháng)長(cháng)度,則須使用主動(dòng)式驅動(dòng)芯片來(lái)加強訊號,同時(shí)還須使用更高規格、更粗的線(xiàn)纜(圖3),這使得攜帶及根據應用布線(xiàn)變得更加困難。
圖3 如果筆電需要超過(guò)USB 3.0 Spec規定的3公尺最長(cháng)長(cháng)度,則須使用主動(dòng)式驅動(dòng)芯片來(lái)加強訊號,同時(shí)還須使用如圖所示更高規格、更粗的線(xiàn)纜。
  USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)可解決這個(gè)問(wèn)題。首先,USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)的直徑完全不會(huì )隨著(zhù)傳輸距離的增加而增加;其次,由于采用多模光纖,每條光纖的真實(shí)纖徑只有62.5微米(μm),整條光纖的直徑小于3毫米(mm),非常柔軟輕便,容易攜帶和布線(xiàn)。如圖4所示,是一卷50公尺USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)產(chǎn)品。

圖4 50公尺USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)產(chǎn)品  不對外輻射電磁波 USB 3.0 AOC相對干擾少
  隨著(zhù)傳輸速度不斷地提高,線(xiàn)纜的電磁兼容性及電磁干擾問(wèn)題變得越來(lái)越重要。USB 3.0接口傳輸速度達到雙向的5Gbit/s,工作中的纜線(xiàn)在傳送訊號時(shí),就會(huì )向外輻射大量的電磁訊號。
  同時(shí),在很多特別的工作環(huán)境中,例如工業(yè)應用或室外應用等,本來(lái)就存在很多的電磁干擾,這些干擾極易干擾到USB 3.0的訊號傳輸,使得數據傳輸出錯,因此USB 3.0可應用的范圍容易受到限制。
  USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)則可大大減輕電磁干擾的問(wèn)題,由于訊號傳輸采用光纖,整條線(xiàn)纜在傳輸過(guò)程中,完全不會(huì )對外輻射任何的電磁波或受到其他電磁波的干擾。所有的光電訊號轉換均在兩個(gè)USB 3.0接頭內完成,只須要對接頭部分電路加以適當的控制,USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)的電磁兼容性及電磁抗干擾能力,將會(huì )得到極大的提高。
  光纖模塊價(jià)格降 USB 3.0 AOC與銅線(xiàn)成本拉近
  隨著(zhù)光纖技術(shù)不斷發(fā)展及數量不斷增加,光學(xué)模塊里面最重要的零件成本也急遽下降。例如多模傳輸用的激光器——VCSEL及光電接收器——光電二極管(Photo diode)成本和售價(jià)都在不斷下降。同時(shí)光學(xué)模塊的組裝成本,隨著(zhù)目前機器自動(dòng)化不斷提高及光學(xué)模塊數量急遽下滑,單元成本也越來(lái)越便宜。
  此外,光纖成本相較于普通銅線(xiàn)成本更具成本優(yōu)勢;特別是銅線(xiàn)成本不斷走高,然光纖成本卻不斷下降。目前每公尺光纖的售價(jià),已經(jīng)低于每公尺銅線(xiàn)的售價(jià),并且之間的差距變得越來(lái)越大。
  若是較長(cháng)距離的USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn),其光學(xué)模塊成本會(huì )分擔到每公尺光纖線(xiàn)纜,因此每公尺單位成本也隨著(zhù)長(cháng)度的增加不斷下滑,當到達某個(gè)臨界點(diǎn)后,單位成本將會(huì )低于普通USB 3.0銅線(xiàn)的成本。
  綜上所述,USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)可讓USB 3.0接口進(jìn)入更多原來(lái)無(wú)法進(jìn)入的領(lǐng)域,并隨著(zhù)光學(xué)零件及光學(xué)模塊的組裝成本下滑,USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線(xiàn)會(huì )被更多的應用和場(chǎng)合所采用。
  (本文作者任職于威鋒電子)
本文地址:http://selenalain.com/thread-111391-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页