新一代塑料光纖及其功能的開發(fā)研究

安詩雨(克羅米斯光纖，美國·新澤西州沃倫)

新一代塑料光纖及其功能的開發(fā)研究

安詩雨(克羅米斯光纖，美國·新澤西州沃倫)

在如今大數(shù)據(jù)的時(shí)代下，云技術(shù)迅速發(fā)展。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的銅質(zhì)電纜已經(jīng)無法滿足云技術(shù)發(fā)展的需要。隨著人們對(duì)信息傳輸?shù)囊蟛粩嗵嵘默F(xiàn)狀，人們亟需新型、高效的傳輸媒介。在這種情況下，有源光纜應(yīng)運(yùn)而生。基于此，本文首先對(duì)有源光纜(AOC)的結(jié)構(gòu)、傳輸原理進(jìn)行了概括，然后對(duì)有源光纜的代表性應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

有源光纜；主動(dòng)式光纖纜線；數(shù)據(jù)中心

有源光纜具有能耗較低、傳輸速率較高、能夠長距離傳輸、穩(wěn)定性和可靠性高、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其從2007年至今得到了廣泛的應(yīng)用，有源光纜市場不斷發(fā)展，應(yīng)用場景也得到了不斷的擴(kuò)展。

1 有源光纜AOC的結(jié)構(gòu)及其傳輸原理

有源光纜AOC(Active Optical Cable)是由集成光電器件：兩個(gè)光收發(fā)器(Transceiver)和光纜跳線(Jumper/Patch cable)所組合而成的，從功能上來說，有源光纜分為：光發(fā)射接收部分、光接受部分以及控制管理部分。其主要應(yīng)用于安全可靠、高速高效的高性能計(jì)算機(jī)、大容量的存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)中心等互聯(lián)網(wǎng)傳輸設(shè)備。

有源光纜的A、B端是光收發(fā)器，主要是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、光傳輸?shù)墓δ堋ｋ娮有盘?hào)從A端輸入，通過光收發(fā)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，電信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有特定波長的光信號(hào)；然后，具有特定波長的光信號(hào)經(jīng)過調(diào)制與耦合作用后輸入到傳輸光纜；具有特定波長的光信號(hào)在抵達(dá)B端后被廣電探測(cè)裝置進(jìn)行了檢測(cè)、放大處理，處理后的電信號(hào)由B端輸出。反之，電信號(hào)從B端輸入A端輸出也是同樣的傳輸原理。

綜上所述，在通信的過程中，有源光纜的傳輸過程就是：借助外部的能源，將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，又將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

2 有源光纜AOC的相關(guān)應(yīng)用

2.1 HDMI AOC 有源光纖數(shù)據(jù)線

隨著4K高清電視越來越普及，HDMI2.0接口也越來越常見起來。4K高清視頻接口通常有2個(gè)版本:HDMI 1.4和HDMI 2.0，HDMI 1.4 發(fā)布于1994年，主要是面向4K × 2K(3840×2160p@30 幀或 4096×2160p@24 幀)的應(yīng)用，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)每通道340mbps,所以匯聚的總帶寬為=10.2Gbps; HDMI 2.0發(fā)布于2013年，是面向每秒60幀的4K 超清畫幅(2160p)的應(yīng)用，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)每通道 600mbps,所以匯聚的總帶寬為 = 18Gbps

而普通HDMI高清銅纜受限于電信號(hào)衰減，最優(yōu)質(zhì)的線纜號(hào)稱可達(dá)到數(shù)十米，而且電纜易受到外界的電磁干擾。相較于傳統(tǒng)銅線， HDMI AOC有源光纖數(shù)據(jù)線可做到100米的長度，且更細(xì)，更軟，無輻射，不受電磁干擾。

2.2 USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線

在如今大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，有源光纜逐漸的被應(yīng)用到了消費(fèi)電子領(lǐng)域。USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線便是具有代表性的有源光纜在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用之一，其能夠滿足高速通訊接口的高需求，因而被廣泛的應(yīng)用，其主要有以下幾個(gè)組件：

(1)激光器。采用的是VCSEL(Tx)垂直共振腔表面放射雷射，主要是為了實(shí)現(xiàn)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為雷射信號(hào)。

(2)光電接收器。主要是為了實(shí)現(xiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為成電信號(hào).

(3)光電收發(fā)器。主要是為了驅(qū)動(dòng)激光器、將光電接收器輸出信號(hào)進(jìn)行放大處理，以及將高速公路的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成能夠與USB 3.0接口兼容的電信號(hào)。

因此，USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線的傳輸，就是在兩端接口之間完成了電信號(hào)與光信號(hào)的互相轉(zhuǎn)化。目前，USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線的接口距離已經(jīng)擴(kuò)展到了50公尺，使其得到了更加廣泛的應(yīng)用，并且，隨著USB 3.0主動(dòng)式光纖纜線的成本的下滑，其將得到更多的應(yīng)用和關(guān)注。

2.3 高速光互連產(chǎn)品

現(xiàn)如今，高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算系統(tǒng)的迅速發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)傳輸提出了高傳輸速度和效率、低能耗的需求，有源光纜AOC的相關(guān)應(yīng)用便能夠很好的滿足此需求。有源光纜在高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)用，降低了線纜的功耗；其較小的體積與重量，簡化了布線，既環(huán)保又節(jié)能。

2.4 光纖接入

有源光纜在光纖入戶(FTTH)的應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)的普及得到了廣泛的關(guān)注。電纜一直以來都是光網(wǎng)絡(luò)性能的限制因素，嚴(yán)重制約了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。有源光纜的引入，使用戶能夠更加便捷、快速的接受網(wǎng)絡(luò)資源與信息數(shù)據(jù)，能夠加速推進(jìn)光通道不斷的接近桌面。

3 結(jié)語

為了滿足現(xiàn)代通信發(fā)展的需要，有源光纜AOC得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。未來將不斷朝著信息化、"全光網(wǎng)絡(luò)"發(fā)展，有源光纜技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展顯得至關(guān)重要。綜上所述，有源光纜從2007年至今得到了廣泛的應(yīng)用，有源光纜市場不斷發(fā)展，應(yīng)用場景也得到了不斷的擴(kuò)展，已經(jīng)擴(kuò)展到了高速數(shù)據(jù)周邊市場以及高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算系統(tǒng)等高速光互連產(chǎn)品。

[1]周文杰.有源光纜最新發(fā)展應(yīng)用簡介[A].中國通信學(xué)會(huì)通信線路委員會(huì).2014年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國通信學(xué)會(huì)通信線路委員會(huì):,2014:3.

[2]趙 光 磊.新 型AOC有 源 光 纜[J].通 信 世界,2012,(44):24.

安詩雨(1987- )， 漢，男，四川成都人，研究生，研究方向：全氟塑料光纖生產(chǎn)研發(fā)。