有源主动光纤线缆AOC在行业的应用
- Allen Jiang

- May 17, 2021
- 4 min read
通信领域的不断发展,对通信传输的速率、带宽、距离、搞干扰性要求不断提高,传统铜缆已渐渐无法满足需求了。铜缆线材即便透过更好的屏蔽披覆隔离处理,或是信号的预处理,面对线材在长距离布设应用状况下,传输速度与信号的辨识度都会因为距离拉长而受影响。但如果把传输线材改换光纤材质,不仅信号质量可提升,传输距离也可以大幅改善!
另外,随着8K、4K影音应用与VR、AR技术的发展,对于现有的传输接口的传输性能的要求也越来越高。像USB 4、Displayport、Thunderbolt等高速传输接口,虽然在传输效能获得跃进式地大幅改善,但由于线材距离拉长,铜缆的材料特性并不利于长距离高速传送,传输效能也会大打折扣!
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8K4K高分辨率视讯如何透过线材传输,现有的HDMI 2.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纤化,可使传输距离、速率、带宽及抗干扰能力进一步提升。

影音传输接口延伸传输距离需求高
对于USB 3.1、Displayport、Thunderbolt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纯传输数字文件内容的商品要来得大许多!影音设备只要传输过程出现不同步或延迟,人眼对于播放过程的观赏体验很容易察觉到影像顿挫等问题。因此影音产品对于由8K4K UHDTV带起的高速传输接口集成风潮,对于传输线缆光纤化需求会较强。反而是数据方面的高效传输应用,因影响层面较没有这么明显,对于铜缆光纤化的需求相对不会那么急。

工业应用对使用环境及传输质量要求高
对于工业应用,如用于机器视觉的工业相机而言,则使用环境要复杂得多。如环境温度范围广、设备使用在运动部件上、电磁干扰大等,但同时还是传输的低延时、高质量的实时机器视觉数据。另一方面,对于传统的USB接口的工业相机而言,受限于USB协议,铜缆线缆长度一般不超过5米以保证USB3.0 5Gbps稳定速率。这时,铜缆光纤化的好处就非常明显了。
有源主动光纤线(Active Optical Cable)AOC,是在传输端、接收端两端,将原有使用铜缆传输的电信号,通过光电模块转成光信号传输;到了对端之后,再把光信号解码转换成电信号。对于供电而言,仍然使用铜缆(Active),这样可不必额外供电,使用起来更简单。另外,对于原有设备而言,接口及应用则不需要做任何改变,最大限度地保护了用户投资及减少了铜缆光纤化的升级成本。

AOC传输距离更远
AOC方式可将传输距离扩展超过400米,受限制的只是供电方面。目前Thunderbolt、USB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纤传输方案进行扩展。如果提供额外供电接口,将与正常的光缆的传输距离无异。
AOC耐弯折性能更好
AOC可轻松实现耐弯折1000万次以上!且因为线缆外径较细,最小弯曲半径也比传统铜缆小。在工业应用场景,如机器视觉,线缆需要固定在拖链上,随着工件的来回往复移动。此时,耐弯折性能也就意味着线缆的耐用时间。有源主动光纤线缆(AOC)虽然价格比铜缆高,但算上线缆寿命,以及更换维护成本,整体成本其实比传统耐弯折高柔铜缆便宜。
AOC抗干扰能力极强
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通过增加铜缆线径、增加屏蔽层、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、线材变得更粗、更重。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。
AOC因为信号是以激光传输,信号衰减极少,也不易受到以上各类干扰问题。

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