主動式光纜 AOC 簡介

 

什麼是主動式光纜 AOC (Active Optical Cable)?

主動式光纜 AOC, 全名為 Active Optical Cable, 大陸用語稱作 有源光纜. 單就字義上可以判斷是一種纜線, 用以傳輸光學信號. 直覺可以聯想到光纖纜線, 以光纖維為介質, 乘載光信號進行訊息傳輸. 對比於一般的光纖纜線被動地接受光信號的注入與注出進行傳輸 光進光出模式; 主動式光纖則將光信號的產生與接收都含括進來, 對使用者而言為 電進電出模式. 主動式光纜的兩端具備了光電轉換的能力, 可以將傳遞進來的電信號轉換為光信號後在自身光纖內進行傳輸, 達到彼端後, 再反向回復成電信號. 正由於自身擁有信號的產生能力, 因此稱為 Active, 主動式, 有源.

 

提供使用者不改變習慣下, 拓展一般信號傳輸電纜的使用距離

一般工作生活上, 我們會接觸到許多種類的通信線材. 這些線材主要都使用金屬材料來進行信號的傳導, 常用的主要式銅導線. 受限於金屬導體的導電率以及高頻信號傳輸導致的電磁趨膚效應, 傳輸信號的過程中, 高速電子信號會隨著距離長度快速的衰減以及失真. 當信號太過衰弱或是變形太過嚴重, 接收端將不再能辨識信號的內容. 越高速的信號, 承受著越敏感的信號劣化極限. 同時, 信號的劣化與傳輸距離直接相關, 由此限制了可靠傳輸的最遠距離.

網路線材 CAT5e, 起初的主要應用是 Gigabit Ethernet 的傳輸, IEEE 802.3ab 1000BASE-T 規範定義的可靠傳輸距離為 100 公尺. 到了 10Gigabit Ethernet 時代, 使用 CAT5e 則僅能傳輸不到 40 公尺. IEEE 802.3an 10GBASE-T 建議線材使用更高階的 CAT6a / CAT7.

常用的 HDMI 線材, 多數的線纜供應商宣稱自己的 HDMI 1.4 纜線可達 8 公尺, HDMI 2.0 纜線可達 5 公尺, 而 HDMI 2.1 纜線則為 3 公尺. 隨著新規格的更高傳輸率, 同等線材結構的可靠傳輸距離就越短.

USB 線材同樣也顯現出速度升級後的傳輸長度瓶頸, USB 2.0 纜線一般可以實現 5 公尺傳輸. 到了 USB 3.0, 超過 2 公尺的傳輸經常遭遇到傳輸頻寬的下降.

不論是網路線纜或是消費性線纜, 往往使用者會有更長傳輸距離的需求. 通常需要引入一個中繼的信號加強設備, 所費不貲, 同時也增加了費用以及技術門檻. 最平易近人的解決方案, 應該在維持既有使用習慣下, 只增長了傳輸距離. 主動式光纜的出現正符合市場對長線纜需求的期待. 這也是為什麼近年網路設備用 SFP+ AOC / QSFP+ AOC 以及 消費性 HDMI AOC / USB AOC 雨後春筍迸發的緣由.

 

網路領域的 AOC (Active Optical Cable)

網路進入 10Gbps 世代後, 10GBASE-T 的產業技術遲遲未能市場化, 因而 SFP+ Port 迅速普及在各種網路設備上. 此時雖然網管人員已經充分習慣了光纖 SFP+ 介面, 但每建立一路互連, 就要有四次插入作業. 先把 SFP+ 插入兩端網路設備上, 再把光纖插入兩端的 SFP+ 上. 加上光纖端面容易受到環境油汙灰塵的污染, 一旦插入 SFP+ 容易汙損光學零件的介面, 造成損壞. 著實不是一件不花大腦的工作. 若可以如過往 RJ45 網路線, 不用時, 隨地扔, 需要用時, 直接往設備裡頭插, 簡單明瞭.

有這樣的需求, SFP+ DAC (Direct Attach Cable) 異軍突起, 短時間內迅速囊括了大型機房內的 3 公尺以內短距離機架內互連應用. 然而, 機房內不僅只有機架內有互連需求, 機架之間也有互連需求. 這些更遠距離超出了 DAC 所能達到的限制, 網管人員希望在這些距離有同樣直接互連的產品可以使用而非使用 SFP+ 光纖模組, 主動式光纜就有了一席之地.

儘管直連電纜 DAC (Direct Attach Cable) 提供了許多便利性, 以銅纜互連仍不能避免傳輸距離所受到的侷限. 使用者不得不在 DAC 與光纖收發模組之間作一選擇. 主動式光纜 AOC (Active Optical Cable) 為偏好 DAC 的使用者提供了更長互連距離的延伸選項. 結構上, 主動式光纜 AOC (Active Optical Cable) 組合了光纖模組以及光纖形成單一線纜, 並將光纖插拔介面變更為固定不可卸載, 塑造同 DAC 相似的外型以及相同使用習慣.

絕大多數的主動式光纜採用了多模光纖, 搭配的光纖模組自然也為多模光纖模組, 如此大幅延伸了可傳距離至多模技術的極限. 一般 100M 以下皆可實現. 經常性的應用長度以 10M 以內為多.

主動式光纜的兩端, 功能等同於光纖收發模組. 同樣是將高速差動信號對轉換為雷射光注入光纖, 進行距離傳輸, 檢光器與轉阻放大電路將雷射光復歸成差動信號對, 最後傳達給網路設備, 完成實體層與實體層互連的任務.

 

曙曜科技 – 主動式光纜系列

我們提供各種速度應用的主動式光纜, 包含

• 10G SFP+ AOC
• 40G QSFP+ AOC
• 4x10G QSFP+ to 4x SFP+ Breakout AOC
• 25G SFP28 AOC
• 100G QSFP28 AOC
• 4x25G QSFP28 to 4x SFP28 Breakout AOC

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