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线材光纖化 AOC傳輸方案使用效益大

导读: 高速傳輸接口承載的資料傳輸量持續挑戰銅纜線材的物理極限,但銅纜線材即便透過更好的披覆隔離處理,或是信號的預處理,面對線材在長距離布設應用狀況下,傳輸速度與信號的辨識度都會因爲距離拉長而受影響,而傳輸線材改換光纖材质,不仅信号质量可提升,传输距离也可以大幅改。

关键字:光纖  AOC传输

高速傳輸接口承載的資料傳輸量持續挑戰銅纜線材的物理極限,但銅纜線材即便透過更好的披覆隔離處理,或是信號的預處理,面對線材在長距離布設應用狀況下,傳輸速度與信號的辨識度都會因爲距離拉長而受影響,而傳輸線材改換光纖材質,不僅信號質量可提升,傳輸距離也可以大幅改善!

随着4K2K影音应用与数码相机、摄影机相继挑战超高分辨率记录功能,对于现有的传输接口资料传输效能要求也越来越高,象是USB 3.0、Thunderbolt等高速传输接口,虽在传输效能获得跃进式地大幅改善,但线材距离拉长,因为实体为透过铜缆进行传输,铜缆的材料特性并不利于长距离高速传送!

相同的状况也发生在近来HDTV转至UHDTV的超高清电视趋势中。在进入UHDTV过程时,TV产品最大的挑战即4K2K高分辨率视讯如何透过线材传输,现有的HDMI 1.x传输接口势必需要大幅升级、改善,才能在线材上承载UHDTV的高质量影音。

电子产品传输接口光纖化发展,可令连接周边在传输效能、连接距离进一步扩展。

影音傳輸接口延伸傳輸距離需求高

尤其对HDMI/DisplayPort等视听设备为主的影音传输接口来说,在发展高效能传输接口的压力会比数码电子商品要来得大许多!因为影音设备只要传输过程出现不同步或延迟,因人眼对于播放过程的观赏体验很容易即察觉影像顿挫问题,因此影音产品对于由4K2K UHDTV带起的高速传输接口集成风潮,对于传输线缆光纖化需求会较强,反而是數據方面的高效传输应用,因影响层面较没有这么明显,对于铜缆光纖化的需求较无急迫性问题。

而在发展光纖化应用时,传输接口本身的电气规格与连接器,若原本即是针对电子信号需求设计,在转换铜缆至光纖缆线时就会出现讯号转换的问题;反而现在较热门的作法是在传送端、接收端两侧仍保有原高速传输接口的电气规范与要求,透过电-光信号转换后,使原有电子信号在连接器端已预先转换成光信号,而原有铜缆传输线材就可以置换成光纜,对原有设计与连接器设计来说,并不会耗用过多设计能量,透过简化的产品设计流程,善用光纖线缆在远距离传输信号位准、传输距离限制较少优势,开发个人或小企业所需的网通集成时达到以最小成本、达到光纖化網絡帶來的使用效益。

主动式光纜解決方案,可改善多数铜缆线材无法扩展连接距离问题,光线线材也可避免EMI/ISI问题。

AOC光纖傳輸方案使用效益大

在众多传输线材光纖化应用方案中,目前运用AOC(Active Optical Cable),较容易针对USB 3.0、Thunderbolt、HDMI等商用接口,利用AOC技术将原有铜缆改成光纜应用环境,轻松使现有传输接口也能享有光纖缆线带来的效益,例如,传输距离更远、信号质量也会相对提升。

而現有AOC方案爲維持原有傳輸線材連接器的電氣規格,僅信號雙向傳輸部分利用光電轉換模塊將電氣信號轉換成光信號傳送,在技術複雜度雖然不高,但對于信號轉換的複雜度與精確度,爲滿足電氣信號的要求水平,實時處理的效能要求亦相對較高。

尤其在长距离应用方面,以现有的USB 3.0、Thunderbolt、HDMI等商用接口,在超过百米以上传输连接需求下,现有的铜缆线材势必无法直接使用,还要搭配中继器改善信号质量,也会使传输成本暴增,同时对接口传输质量与稳定性也会造成影响!若利用主动式光纜技术集成传输接口,搭配光纜进行传送,以光纖的传输信号特质,要将传输距离拉长超过百米均可轻松因应需求,同时也可以轻松建构150米上下的低成本中距离传输应用需求。

AOC方式可將傳輸距離擴展超過150米

目前在AOC主动式光纖缆线发展方面,以应用需求来说,HDMI的应用市场最为显着,目前已有相关解決方案推出,另Thunderbolt、USB 3.0的AOC应用方案也相继推出,目标应用方向均是以25~150米的中距离传输应用需求为主,即便是150米以上距离,也可搭配现有长距离光纖传输方案进行扩展。

除了外接型态的传输接口,如USB 3.0、Thunderbolt、HDMI积极转进AOC应用方案外,其实现在PC产业,积极发展的内接设备高速传输接口外移趋势,也会使得AOC应用方案成为新的技术解套应用方案,例如,在SAS(Serial Attached SCSI)、PCIe(PCI Express)等进阶内接型高速传输接口应用方面,目前也积极扩展相关接口的延伸外接应用需求,面对这个市场发展趋势,使用铜缆应用方案进行资料传输,势必会让开发专案面临EMI、铜缆功耗等产品开发与验证问题,但若搭配光纜方案取代铜缆传输介质,即可将EMI问题限制在传输端点或机箱内进行改善,对于内接接口外接化需求,光纖线材可避免外部电磁干扰与额外的设计问题,可使得接口外接化的设计目标更容易被实现。

铜缆EMI/EMC/ISI问题多 可用光纖方案改善

高速传输利用铜缆介质进行,通常会产生EMI/EMC(Electro-Magnetic Interference /Compatibility)问题,也会衍生ISI(Inter Symbol Interference)干扰问题,在设计实体缆线时必须透过增加铜缆线径、导入Equalizer电路、信号补偿等设计方案,这会使接口的相关设计趋于复杂,不仅增加设计成本,也增加相关接口的线路复杂度,而传输线材若要延长传输距离,对线材本身的铜用量必须增加、线材变得较粗、较重,整体应用方案不只在接口连接器、相关电路、缆线成本俱扬,也不利终端设计商品的市场营销、贩售需求。

尤其是在超過10Gbit/sec传输效能要求临界点以上的缆线应用需求,在铜缆与光纖线缆选择的差异将会增大,甚至是传输距离增长至15~20米以上时,也会使铜缆的使用效益递减,令市场不得不选择以光纜取代铜缆,改善使用效益,而处于不需额外变更原有周边、终端产品传输接口设计的AOC解決方案,可在成本与传输距离效益方面进一步扩展使用光纖缆线的优点,设备本身亦不需投入成本变更连接接口电气规格来因应传输介质光纜化的应用需求,维持原有设计搭配AOC解決方案,即可让应用系统具备光纜应用优势。

影音产品市场 热衷导入AOC线材方案

在AOC传输线缆产品中,目前发展最热络的以HDMI应用为主,以现有市场的HDMI AOC线材产品为例,在HDMI 1.4接口部份,AOC解決方案中可以将传输距离扩展至150~200米以上,虽然在HDMI 1.4接口应用价值仅在传输距离可达成中/长距离传输优势,但若是用于呼应UHDTV传输4K2K视讯画质应用的HDMI 2.0接口技术方案,使用更具高速传输余裕的AOC光纜应用方案,可以更加凸显UHDTV视讯光纜化的应用优势。

在UHDTV需求下,兼具传输距离与传输效能要求,目前仅有AOC线材解決方案才能满足应用需求。

     对于AOC光纜解決方案来说,以现有的产品观察,在集成电路的积极微缩集成下,使用单芯片解決方案与封装技术已可将光電信号转换积极微缩,AOC应用的连接器集成光電转换模块并不会与铜缆线材、连接器有太大的差异,以Thunderbolt AOC光纖线缆产品与现有Thunderbolt铜缆传输线材相比,采行AOC解決方案的线材与一般铜缆线材的线径相当,也可以因应弯挠应用,使用体验与原有铜缆Thunderbolt线材相当,这对于现有Thunderbolt应用方案在2米以上的连接应用需求来说,Thunderbolt AOC方案可以说是相对具实用效益的选择。

另在USB 3.0、Thunderbolt高速传输接口衍生的PC/NB多媒体应用Dock产品热潮中,对于高速传输Dock扩展的视讯转换、扩充连接接口转换应用方面,利用USB 3.0、Thunderbolt AOC方案可有效将Dock的多媒体基座连接距离扩展至超过2~100米水平,这对于利用USB 3.0、Thunderbolt扩展远程应用基座或是使用终端用途,仅有采行AOC主动光纜传输方案,才能满足这类商用用途,若是采行铜缆应用设计,则会受铜缆传输距离而使系统应用弹性因此受限。

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