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全球數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長,邁進(jìn)高速光互連時代。帶動了以存儲、高速路由器和超級計算為核心的數(shù)據(jù)中心和高性能超算中心(HPC)市場的發(fā)展,而有源光纜產(chǎn)品就是這些核心設(shè)備之間的主要互連方式之一?,F(xiàn)在就隨著易飛揚的講解,來了解AOC有源光纜吧。
什么是AOC?
有源光纜主動式光纖纜線,也叫作帶芯片的光纜。英文全稱Active Optical Cables,簡稱AOC。是將若干光收發(fā)器(Transceiver)以及光纜跳線(Jumper)組成的一套數(shù)據(jù)通信互聯(lián)系統(tǒng)。
有源光纜(AOC)= 光收發(fā)器(Transceiver)+ 光纜跳線(Jumper)。
AOC結(jié)構(gòu)
有源光纜可以分成三個功能部分:光發(fā)射部分、光接收部分和控制電路。
AOC工藝制程
AOC制作流程中有兩個關(guān)鍵工藝:芯片貼裝工藝和光纖耦合工藝,也是最大技術(shù)難點。AOC采用的芯片貼裝工藝是尖端的Flip-Chip工藝(又稱倒裝貼片法),即是一種芯片互連技術(shù),又是一種理想的芯片粘接技術(shù)。
AOC傳輸原理
在有源光纜兩端(A端和B端),A端數(shù)據(jù)輸入電信號,通過電-光轉(zhuǎn)換裝置(E-O Converter)將電信號轉(zhuǎn)換成特定波長的光信號,光信號經(jīng)過調(diào)制、耦合后輸入到光纜中;光信號經(jīng)光纜到達(dá)B端后,光電探測裝置(O-E Converter)將光信號進(jìn)行檢測后經(jīng)放大處理,由B端輸出相應(yīng)的電信號。B端和A端對稱傳輸,反向傳輸原理相同。
AOC優(yōu)勢
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心互連主要是基于同軸電纜,AOC有源光纜與互連銅纜相比擁有許多顯著的優(yōu)勢。AOC由于存在不外露的光接口,相對于獨立器件(光收發(fā)模塊、光纖跳線)組成的互聯(lián)系統(tǒng)不存在光接口清潔和被污染的問題,系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提升,并且降低機房維護(hù)成本。
與銅纜相比,AOC具有以下優(yōu)勢:
- 更低的傳輸功率
- 更輕巧:重量僅為直連銅纜的四分之一,體積約為銅纜的一半
- 更好的空氣流動散熱性
- 更小的光纜彎折半徑
- 更遠(yuǎn)的傳輸距離(可以達(dá)到100-300米)
- 更優(yōu)的誤碼率,BER可以達(dá)到10^-12
- 更低的電磁干擾度:由于光纖是一種電介質(zhì),所以不容易受到電磁干擾的影響
- 更大的帶寬:不需要設(shè)備升級,具有高達(dá)400Gbps的吞吐量
AOC應(yīng)用
- 教學(xué)中心和實驗室;有源光纜使多臺機器與主機相連,不僅保證了高速的數(shù)據(jù)傳輸,還實現(xiàn)了安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
- 數(shù)據(jù)中心和云計算系統(tǒng);欲達(dá)到更高帶寬和更低功率的要求,有源光纜能夠很好的連接具有高速光通信端口的交換機或路由器等設(shè)備。
- 數(shù)字標(biāo)牌;有源光纜可以滿足在戶外的HDMI環(huán)境中支持1080p的分辨率,不僅如此,戶外大型互動游戲中也有用到有源光纜。
隨著“光進(jìn)銅退”趨勢,未來會有更多的帶寬需求(例如4K視頻傳輸、虛擬現(xiàn)實等),基于AOC的更高帶寬的產(chǎn)品勢必會得到更多、更廣泛的應(yīng)用。
AOC瓶頸--光學(xué)引擎
AOC的技術(shù)門檻很高,不僅對封裝制成設(shè)備的要求很高,而且需要上游光學(xué)引擎技術(shù)的支持。
光學(xué)引擎由激光器陣列、探測器陣列、光纖陣列以及相關(guān)的驅(qū)動電子線路組成。陣列光學(xué)引擎技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有源光纜產(chǎn)品--服務(wù)器和交換機之間的互連。但是光學(xué)引擎技術(shù)也面臨很大的挑戰(zhàn),核心的激光器被少數(shù)國際大廠商壟斷,價格不菲,且激光器的驅(qū)動和限幅放大芯片之間焊接技術(shù)也影響著制成效率,制約著國內(nèi)廠商大幅推廣。目前主要推出光學(xué)引擎的供應(yīng)商基本上都是國外廠商。
AOC市場概況
受制于上游光學(xué)引擎和產(chǎn)線的高額投資,有源光纜的利潤回報并不明顯,很多行業(yè)內(nèi)公司都是持觀望態(tài)度,投資都比較保守。OFweek行業(yè)研究中心高級分析師認(rèn)為作為高速光互連的最佳解決方案,有源光纜需求穩(wěn)定增長,上游光纜價格、光學(xué)模塊特別是VCSEL激光器、PIN二級管成本和售價都在不斷下降,早期投資開發(fā)的供應(yīng)商終將獲得豐厚的回報。
國外主要的有源光纜廠商已經(jīng)大規(guī)模推進(jìn)有源光纜的整體解決方案。在國內(nèi),易飛揚是最早進(jìn)入光互連產(chǎn)品商業(yè)化的公司。針對不同的應(yīng)用場景,易飛揚現(xiàn)已推出以下幾款有源光纜產(chǎn)品:
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