2013/3 湯金寬/蘇怡安 |
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USB 3.0傳輸介面即將邁入光世代。相較於傳統的銅線電纜,USB 3.0主動式光纖纜線具有傳輸距離長、可攜性高、干擾較少及成本低的優點,除能擴大USB 3.0的應用領域,更將讓USB介面進入光纖傳輸的新世代。 |
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隨著技術不斷地更新換代和發展,周邊介面傳輸速度已不斷提升,如第三代通用序列匯流排(USB 3.0)介面由USB 2.0的480Mbit/s通訊速度提高到5Gbit/s。超高速的傳輸速度,為人們的生活帶來巨大的便利,但是同時也對承載高速資料傳輸的線材提出更高的需求。
與此同時,在電信(Telecom)及資料中心(Data Center)被大量採用的光纖通訊技術已越來越成熟,成本也越來越低,光纖通訊技術逐漸走進電腦周邊及消費類電子等相關產品中。USB 3.0主動式光纖纜線(AOC)能滿足高速通訊介面的各項需求,幫助各種新型的高速介面被廣泛採用。
USB 3.0主動式光纖纜線的結構,如圖1所示。USB 3.0主動式光纖纜線會在USB 3.0的兩邊接頭中,完成光電及電光的轉換,而接頭中間則採用光纖傳輸高速光學訊號。正是由於光電/電光轉換已在接頭中完成,用戶在使用USB 3.0主動式光纖纜線時,會感覺和使用普通銅線電纜無異。
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圖1 USB 3.0主動式光纖纜線結構圖 |
USB 3.0光纖纜線接頭內主要包括三個元件,其一為雷射器,通常使用垂直共振腔表面放射雷射(VCSEL),用於將電訊號轉換成雷射訊號;其次為光電接收器,用於將光訊號轉換成電訊號;最後是光電收發器,用於驅動雷射器及放大光電接收器輸出的訊號。同時,USB 3.0主動式光纖纜線中採用的光電收發器,還將把高速的電傳輸訊號轉換成與USB 3.0介面完全相容的電訊號。
本文將分析USB 3.0主動式光纖纜線在高速周邊通訊介面上,相對於普通被動式銅線線纜或是主動式銅線線纜的優劣勢。
光纖纜線助跑 USB 3.0 AOC衝向百米
傳輸距離是高速通訊介面遇到的最大問題,例如USB 2.0規定線纜長度最長為5公尺,但是到了USB 3.0,最大長度則縮短到3公尺,而且實際上,在市面可看到常見配線長度通常在1公尺左右;即使是USB 3.0主動式銅線線纜最長距離也不過15公尺,如目前在蘋果(Apple)Store銷售的Thunderbolt纜線長度僅為2公尺,而且該纜線是主動式銅線,內部共採用六顆晶片之多。
傳輸距離極大限制很多應用的拓展和使用領域。微軟(Microsoft)推出的Zero-Client系統,由於採用USB線纜進行連接,導致所有的用戶必須圍坐在主機附近,這種限制讓該系統難以在更多的場合推廣,例如小型辦公室、會議室及圖書館等。
然而,傳輸距離卻是光纖通訊線纜的最大優勢。傳統多模光纖傳輸5Gbit/s或10Gbit/s的訊號,可輕鬆達到100公尺甚至300公尺的長度,如果採用多模光纖,距離更是可達到公里級。因此,如果採用主動式光纖纜線來傳輸高速介面的訊號,距離對於很多應用的限制將變得不存在。
目前USB 3.0主動式光纖纜線的解決方案,將USB 3.0介面距離擴展至100公尺,使得目前已相當普及的USB應用可被更為廣泛採用,這是傳統銅線傳輸所望塵莫及的事。以Zero-Client應用為例,所有使用者位置可按照需求排布,因此這種非常方便、低成本的方案可進一步應用於更多的場合(圖2)。
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圖2 使用USB 3.0主動式光纖纜線的Zero-Client應用,所有使用者的位置可按照需求進行排列。 |
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Reference: http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn= 1302270006
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