AOC产品(有源光缆)原理结构和应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,AOC（有源光缆）,AOC（有源光缆）,1,AOC=Active Optical Cable（有源光缆）,有源光缆是由集成光电器件组成的，用于,数据中心,、,高性能计算机,、,大容量存储器,等设备间进行高速率、高可靠性互联的传输设备，它通常满足工业标准的电接口，通过内部的电-光-电转换，使用光缆的优越性进行数据的传输。,AOC应用,AOC=Active Optical Cable（有源光缆）,2,有源光缆=两个光收发器（Transceiver）+光缆跳线（Jumper）,简单地说，可以把有源光缆理解成两个光收发器（Transceiver）及光缆跳线（Jumper）组成的一套系统，不过这个系统相对独立器件组成的系统速率更高、可靠性更好。,AOC结构,有源光缆=两个光收发器（Transceiver）+光缆跳线（,3,AOC传输原理,在 A 端，数据输入D in 为电子信号，通过电-光装换装置（E-O Converter）将电信号转换为特定波长的光信号，光信号经调制、耦合后输入到传输光缆中;光信号到达 B 端后，光电探测装置将光信号进行检测后经放大、处理，由Dout输出相应的电子信号。,反之，自 B 端向 A 端的传输原理相同。,AOC传输原理 在 A 端，数据输入D in,4,伴随着数字化的进程，数据的处理、存储和传输得到了飞速的发展。高带宽的需求使得短距互联成了系统发展的瓶颈。受损耗和串扰等因素的影响，基于铜线的电互联的高带宽情况下的传输距离受到了限制，成本也随之上升。而且过多的电缆也会增加系统的重量和布线的复杂度。与电互连相比，基于多模光纤的光互连具有高带宽、低损耗、无串扰和匹配及电磁兼容等问题，而开始广泛地应用于机柜间、框架间和板间的高速互连。,伴随着数字化的进程，数据的处理、存储和传输得到,5,无论4路收发一体模块，还是12路收发分离模块，模块间的互连使用的都是12通道的MTP/MPO带状光缆。由于通过带状光缆的连接是光的连接，对连接头的清洁度和插拔的重复性要求较高，就出现了光模块内置于光缆连接头中的有源光缆。有源光缆通过电接口实现互联，在保持电接口制造和使用便利性的基础上，大大延长了互联的距离,无论4路收发一体模块，还是12路收发分离模块，,6,高速路由器光背板,InfiniBand,由于超级计算机是由多个CPU并行计算，数据处理和交换容量大，光互连是其内部连接的理想选择。在超级计算机系统中，一般采用4路收发一体并行光模块,。,并行光互连的应用-高速路由器和超级计算机,高速路由器光背板并行光互连的应用-高速路由器和超级计算机,7,AOC产品(有源光缆)原理结构和应用课件,8,并行光互连通过并行光模块和带状光缆来实现.并 行光模块是基于VCSEL阵列和PIN阵列, 波长850nm, 适合多模光纤50/125vm和62.5/125,m. 封装上其电接口采用标准的 MegArray连接器,光接口采用标准的MTP/MPO带状光缆. 目前比较通用的并行光模块有4路收发一体和12路收发分离模块,并行光互连通过并行光模块和带状光缆来实,9,互联网业务尤其是大数据量的搜索服务和视频业务的迅猛发展，极大地带动了高速路由器和以超级计算和存储为基础的数据中心的市场。数据中心应用主导的全球有源光缆产业市场规模2012年将达到7.20亿美元，预计到2014年这一数字将翻一倍，达到15亿美元的规模。,值得注意的是，年初苹果公司在其新发布的笔记本电脑,MacBook Pr,o,上搭载,Thunderbolt,技术。,Thunderbolt,目前的信号线最长可达,100,米，且双向同步传输速度可达,10Gb/s,，,最近，索尼推出的顶级Z系列笔记本电脑，成为全球首款真正内建完整版光缆架构（optical cable）传输接口Light Peak的计算机，而且连接器接口与USB 3.0兼容，,互联网业务尤其是大数据量的搜索服务和视频业务的迅猛发展，极大,10,产品说明:,SFP+ (小型热插拔收发器) 互联系统支持标准SFP应用的下一代传输速率，高达10Gbps，更可逆向兼容SFP。,应用范围:,光纤管道和千兆以太网/网络,储存,电信,集线器,交换器,路由器,网路,介面卡(NICs),产品说明:,11,产品说明:,SFP(小型热插拔收发器)适用于电信及数据传输，可成为网络设备（交换器、路由器、媒体转换器或其他兼容设备）的主板接口，连接光纤线缆或铜线网络线缆。它是行业中普遍连接格式的线缆，可支持数据传输速率高达4.25Gbps。,应用范围:,联接网络设备如交换机、路由器等的主板、光纤或UTP线缆。,产品说明:,12,简单的按,功能分类,，我们可以将有源光缆分为三个部分。,一是,光发射部分,，二是,光接收部分,，三是,控制管理部分,。,光发射部分,光发射部分主要由光源、驱动电路、控制电路三部分组成，具有发射禁止和监视输出的功能。,模块内部的驱动电路包括对输出波形进行整形的缓冲级以及保证功率和消光比稳定的自动功率补偿和温度补偿电路。它的功能是将数据信号转变为光信号送入光纤进行传输。主要包括信号的调制、静态工作点调节和自动功率控制等子电路。,发送器模块中包含：VSCEL 激光器、激光驱动器、监视二极管一起构成发射器光部,简单的按功能分类，我们可以将有源光缆分为三个部分。光发射部分,13,光接收部分,光接收部分主要由 PIN 阵列、前放组件和主放电路两部分组成，并具有无光告警,功能。,光接收部分的功能是将光纤传输中的微弱光信号转变为电信号。接收器包含：激光信号探测器(PIN)，跨阻放大器(TIA)，主放大器(PALA),如图 2-10 所示。,光接收部分,14,VCSEL 介绍,在 VCSEL 诞生之前，传统的边发射激光器一直在光通信中扮演着主要角色。尽管这些年来，边发射激光器在结构优化，制造技术，工作特性以及应用领域方面都取得了巨大进展，但仍存在一些不足。比如在芯片解理之前，不能进行单个器件的基本特性测试；光束发散角过大且呈椭圆状；不易构成二维光源阵列；而且制造成本也仍然偏高。正是在这样的背景下诞生了垂直腔面发射式激光器(VCSEL)。,VCSEL的诞生背景,在光纤通信系统中，1.3m 和 1.55m 的长波长激光光源是不可缺少的关键性器件，主要由边发射的 FP 及 DFB 半导体激光器占领市场。,VCSEL=垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser),面发射激光器，如VCSEL,边发射激光器，如FP、DFB,VCSEL 介绍 在 VCSEL 诞生之前，传统,15,VCSEL 是光从垂直于半导体衬底表面方向出射的一种半导体激光器，具有模式好、阈值低、稳定性好、寿命长、调制速率高、集成高、发散角小、耦合效率高、价格便宜等很多优点。因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用。,与多模光纤的耦合效率竟能大于 90,VCSEL 是光从垂直于半导体衬底表面方向出射的一种半导体激,16,为了严格地与 VCSEL 激光器阵列的发光窗口对准，将 VCSEL 激光器阵列光源耦合到光纤阵列的芯层中输出，必需制作具有相应间距的光纤阵列接口 F（Fiber Array）。,目前国内外研制一维光纤列阵的方法通常有以下几种：钻孔法、光通道密排法和刻 V 型槽法。,钻孔法,即利用激光束或等离子束在一定厚度基片上加工形成定位孔阵，光纤插入,孔阵，并注胶以固化，最后将光纤阵列端面研磨光滑。,光通道密排法,是指在一个精度很高的玻璃槽内，按使用系统要求将光纤(或套20有陶瓷毛细管的光纤)紧密排放在玻璃槽内的基片上，所有光通道排放完成之后，上置玻璃基片并固定。,为了严格地与 VCSEL 激光器阵列的发光窗口对准，将 VC,17,谢谢！,谢谢！,18,