線材光纖化 改善傳輸距離成本問題

高速傳輸接口承載的資料傳輸量持續(xù)挑戰(zhàn)銅纜線材的物理極限，但銅纜線材即便透過更好的披覆隔離處理，或是信號(hào)的預(yù)處理，面對(duì)線材在長(zhǎng)距離布設(shè)應(yīng)用狀況下，傳輸速度與信號(hào)的辨識(shí)度都會(huì)因?yàn)榫嚯x拉長(zhǎng)而受影響，而傳輸線材改換光纖材質(zhì)，不僅信號(hào)質(zhì)量可提升，傳輸距離也可以大幅改善…

隨著4K2K影音應(yīng)用與數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)相繼挑戰(zhàn)超高分辨率記錄功能，對(duì)于現(xiàn)有的傳輸接口資料傳輸效能要求也越來越高，象是USB 3.0、Thunderbolt等高速傳輸接口，雖在傳輸效能獲得躍進(jìn)式地大幅改善，但線材距離拉長(zhǎng)，因?yàn)閷?shí)體為透過銅纜進(jìn)行傳輸，銅纜的材料特性并不利于長(zhǎng)距離高速傳送!

相同的狀況也發(fā)生在近來HDTV轉(zhuǎn)至UHDTV的超高清電視趨勢(shì)中。在進(jìn)入U(xiǎn)HDTV過程時(shí)，TV產(chǎn)品最大的挑戰(zhàn)即4K2K高分辨率視訊如何透過線材傳輸，現(xiàn)有的HDMI 1.x傳輸接口勢(shì)必需要大幅升級(jí)、改善，才能在線材上承載UHDTV的高質(zhì)量影音。

電子產(chǎn)品傳輸接口光纖化發(fā)展，可令連接周邊在傳輸效能、連接距離進(jìn)一步擴(kuò)展。

影音傳輸接口延伸傳輸距離需求高

尤其對(duì)HDMI/DisplayPort等視聽設(shè)備為主的影音傳輸接口來說，在發(fā)展高效能傳輸接口的壓力會(huì)比數(shù)碼電子商品要來得大許多!因?yàn)橛耙粼O(shè)備只要傳輸過程出現(xiàn)不同步或延遲，因人眼對(duì)于播放過程的觀賞體驗(yàn)很容易即察覺影像頓挫問題，因此影音產(chǎn)品對(duì)于由4K2K UHDTV帶起的高速傳輸接口集成風(fēng)潮，對(duì)于傳輸線纜光纖化需求會(huì)較強(qiáng)，反而是數(shù)據(jù)方面的高效傳輸應(yīng)用，因影響層面較沒有這么明顯，對(duì)于銅纜光纖化的需求較無急迫性問題。

而在發(fā)展光纖化應(yīng)用時(shí)，傳輸接口本身的電氣規(guī)格與連接器，若原本即是針對(duì)電子信號(hào)需求設(shè)計(jì)，在轉(zhuǎn)換銅纜至光纖纜線時(shí)就會(huì)出現(xiàn)訊號(hào)轉(zhuǎn)換的問題;反而現(xiàn)在較熱門的作法是在傳送端、接收端兩側(cè)仍保有原高速傳輸接口的電氣規(guī)范與要求，透過電-光信號(hào)轉(zhuǎn)換后，使原有電子信號(hào)在連接器端已預(yù)先轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，而原有銅纜傳輸線材就可以置換成光纜，對(duì)原有設(shè)計(jì)與連接器設(shè)計(jì)來說，并不會(huì)耗用過多設(shè)計(jì)能量，透過簡(jiǎn)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，善用光纖線纜在遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)位準(zhǔn)、傳輸距離限制較少優(yōu)勢(shì)，開發(fā)個(gè)人或小企業(yè)所需的網(wǎng)通集成時(shí)達(dá)到以最小成本、達(dá)到光纖化網(wǎng)絡(luò)帶來的使用效益。

主動(dòng)式光纜解決方案，可改善多數(shù)銅纜線材無法擴(kuò)展連接距離問題，光線線材也可避免EMI/ISI問題。C2G

AOC光纖傳輸方案使用效益大

在眾多傳輸線材光纖化應(yīng)用方案中，目前運(yùn)用AOC(Active Optical Cable)，較容易針對(duì)USB 3.0、Thunderbolt、HDMI等商用接口，利用AOC技術(shù)將原有銅纜改成光纜應(yīng)用環(huán)境，輕松使現(xiàn)有傳輸接口也能享有光纖纜線帶來的效益，例如，傳輸距離更遠(yuǎn)、信號(hào)質(zhì)量也會(huì)相對(duì)提升。

而現(xiàn)有AOC方案為維持原有傳輸線材連接器的電氣規(guī)格，僅信號(hào)雙向傳輸部分利用光電轉(zhuǎn)換模塊將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)傳送，在技術(shù)復(fù)雜度雖然不高，但對(duì)于信號(hào)轉(zhuǎn)換的復(fù)雜度與精確度，為滿足電氣信號(hào)的要求水平，實(shí)時(shí)處理的效能要求亦相對(duì)較高。

尤其在長(zhǎng)距離應(yīng)用方面，以現(xiàn)有的USB 3.0、Thunderbolt、HDMI等商用接口，在超過百米以上傳輸連接需求下，現(xiàn)有的銅纜線材勢(shì)必?zé)o法直接使用，還要搭配中繼器改善信號(hào)質(zhì)量，也會(huì)使傳輸成本暴增，同時(shí)對(duì)接口傳輸質(zhì)量與穩(wěn)定性也會(huì)造成影響!若利用主動(dòng)式光纜技術(shù)集成傳輸接口，搭配光纜進(jìn)行傳送，以光纖的傳輸信號(hào)特質(zhì)，要將傳輸距離拉長(zhǎng)超過百米均可輕松因應(yīng)需求，同時(shí)也可以輕松建構(gòu)150米上下的低成本中距離傳輸應(yīng)用需求。

AOC方式可將傳輸距離擴(kuò)展超過150米

目前在AOC主動(dòng)式光纖纜線發(fā)展方面，以應(yīng)用需求來說，HDMI的應(yīng)用市場(chǎng)最為顯著，目前已有相關(guān)解決方案推出，另Thunderbolt、USB 3.0的AOC應(yīng)用方案也相繼推出，目標(biāo)應(yīng)用方向均是以25～150米的中距離傳輸應(yīng)用需求為主，即便是150米以上距離，也可搭配現(xiàn)有長(zhǎng)距離光纖傳輸方案進(jìn)行擴(kuò)展。

除了外接型態(tài)的傳輸接口，如USB 3.0、Thunderbolt、HDMI積極轉(zhuǎn)進(jìn)AOC應(yīng)用方案外，其實(shí)現(xiàn)在PC產(chǎn)業(yè)，積極發(fā)展的內(nèi)接設(shè)備高速傳輸接口外移趨勢(shì)，也會(huì)使得AOC應(yīng)用方案成為新的技術(shù)解套應(yīng)用方案，例如，在SAS(Serial Attached SCSI)、PCIe(PCI Express)等進(jìn)階內(nèi)接型高速傳輸接口應(yīng)用方面，目前也積極擴(kuò)展相關(guān)接口的延伸外接應(yīng)用需求，面對(duì)這個(gè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，使用銅纜應(yīng)用方案進(jìn)行資料傳輸，勢(shì)必會(huì)讓開發(fā)專案面臨EMI、銅纜功耗等產(chǎn)品開發(fā)與驗(yàn)證問題，但若搭配光纜方案取代銅纜傳輸介質(zhì)，即可將EMI問題限制在傳輸端點(diǎn)或機(jī)箱內(nèi)進(jìn)行改善，對(duì)于內(nèi)接接口外接化需求，光纖線材可避免外部電磁干擾與額外的設(shè)計(jì)問題，可使得接口外接化的設(shè)計(jì)目標(biāo)更容易被實(shí)現(xiàn)。

銅纜EMI/EMC/ISI問題多 可用光纖方案改善

高速傳輸利用銅纜介質(zhì)進(jìn)行，通常會(huì)產(chǎn)生EMI/EMC(Electro-Magnetic Interference /Compatibility)問題，也會(huì)衍生ISI(Inter Symbol Interference)干擾問題，在設(shè)計(jì)實(shí)體纜線時(shí)必須透過增加銅纜線徑、導(dǎo)入Equalizer電路、信號(hào)補(bǔ)償?shù)仍O(shè)計(jì)方案，這會(huì)使接口的相關(guān)設(shè)計(jì)趨于復(fù)雜，不僅增加設(shè)計(jì)成本，也增加相關(guān)接口的線路復(fù)雜度，而傳輸線材若要延長(zhǎng)傳輸距離，對(duì)線材本身的銅用量必須增加、線材變得較粗、較重，整體應(yīng)用方案不只在接口連接器、相關(guān)電路、纜線成本俱揚(yáng)，也不利終端設(shè)計(jì)商品的市場(chǎng)營(yíng)銷、販?zhǔn)坌枨蟆?/p>

尤其是在超過10Gbit/sec傳輸效能要求臨界點(diǎn)以上的纜線應(yīng)用需求，在銅纜與光纖線纜選擇的差異將會(huì)增大，甚至是傳輸距離增長(zhǎng)至15～20米以上時(shí)，也會(huì)使銅纜的使用效益遞減，令市場(chǎng)不得不選擇以光纜取代銅纜，改善使用效益，而處于不需額外變更原有周邊、終端產(chǎn)品傳輸接口設(shè)計(jì)的AOC解決方案，可在成本與傳輸距離效益方面進(jìn)一步擴(kuò)展使用光纖纜線的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備本身亦不需投入成本變更連接接口電氣規(guī)格來因應(yīng)傳輸介質(zhì)光纜化的應(yīng)用需求，維持原有設(shè)計(jì)搭配AOC解決方案，即可讓應(yīng)用系統(tǒng)具備光纜應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

影音產(chǎn)品市場(chǎng) 熱衷導(dǎo)入AOC線材方案

在AOC傳輸線纜產(chǎn)品中，目前發(fā)展最熱絡(luò)的以HDMI應(yīng)用為主，以現(xiàn)有市場(chǎng)的HDMI AOC線材產(chǎn)品為例，在HDMI 1.4接口部份，AOC解決方案中可以將傳輸距離擴(kuò)展至150～200米以上，雖然在HDMI 1.4接口應(yīng)用價(jià)值僅在傳輸距離可達(dá)成中/長(zhǎng)距離傳輸優(yōu)勢(shì)，但若是用于呼應(yīng)UHDTV傳輸4K2K視訊畫質(zhì)應(yīng)用的HDMI 2.0接口技術(shù)方案，使用更具高速傳輸余裕的AOC光纜應(yīng)用方案，可以更加凸顯UHDTV視訊光纜化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

在UHDTV需求下，兼具傳輸距離與傳輸效能要求，目前僅有AOC線材解決方案才能滿足應(yīng)用需求。Hitachi Cable

采AOC解決方案設(shè)計(jì)的Thunderbolt傳輸線材，可擴(kuò)展現(xiàn)有銅纜Thunderbolt線材百倍以上傳輸距離。Sumitomo Electric Industies

對(duì)于AOC光纜解決方案來說，以現(xiàn)有的產(chǎn)品觀察，在集成電路的積極微縮集成下，使用單芯片解決方案與封裝技術(shù)已可將光電信號(hào)轉(zhuǎn)換積極微縮，AOC應(yīng)用的連接器集成光電轉(zhuǎn)換模塊并不會(huì)與銅纜線材、連接器有太大的差異，以Thunderbolt AOC光纖線纜產(chǎn)品與現(xiàn)有Thunderbolt銅纜傳輸線材相比，采行AOC解決方案的線材與一般銅纜線材的線徑相當(dāng)，也可以因應(yīng)彎撓應(yīng)用，使用體驗(yàn)與原有銅纜Thunderbolt線材相當(dāng)，這對(duì)于現(xiàn)有Thunderbolt應(yīng)用方案在2米以上的連接應(yīng)用需求來說，Thunderbolt AOC方案可以說是相對(duì)具實(shí)用效益的選擇。

另在USB 3.0、Thunderbolt高速傳輸接口衍生的PC/NB多媒體應(yīng)用Dock產(chǎn)品熱潮中，對(duì)于高速傳輸Dock擴(kuò)展的視訊轉(zhuǎn)換、擴(kuò)充連接接口轉(zhuǎn)換應(yīng)用方面，利用USB 3.0、Thunderbolt AOC方案可有效將Dock的多媒體基座連接距離擴(kuò)展至超過2～100米水平，這對(duì)于利用USB 3.0、Thunderbolt擴(kuò)展遠(yuǎn)程應(yīng)用基座或是使用終端用途，僅有采行AOC主動(dòng)光纜傳輸方案，才能滿足這類商用用途，若是采行銅纜應(yīng)用設(shè)計(jì)，則會(huì)受銅纜傳輸距離而使系統(tǒng)應(yīng)用彈性因此受限。(DIGITIMES企畫)