Pracovný princíp aktívneho optického kábla USB

USB aktívny optický kábel (AOC) je technológia, ktorá kombinuje výhody optických vlákien a tradičných elektrických konektorov. Používa fotoelektrické konverzné čipy integrované na oboch koncoch kábla na organicky kombinovanie optických vlákien a káblov. Tento návrh umožňuje AOC poskytovať celý rad výhod oproti tradičným medeným káblom, najmä pri vysokorýchlostnom prenose údajov na dlhé vzdialenosti. Tento článok bude analyzovať hlavne pracovný princíp aktívneho optického kábla USB.

Výhody aktívneho optického kábla USB

Výhody USB aktívnekáble z optických vlákiensú veľmi zrejmé, vrátane dlhších prenosových vzdialeností. V porovnaní s tradičnými medenými káblami USB, USB AOC môže podporovať maximálnu prenosovú vzdialenosť nad 100 metrov, vďaka čomu sú veľmi vhodné pre aplikácie, ktoré vyžadujú prekročenie veľkých fyzických priestorov, ako sú bezpečnostné kamery, priemyselná automatizácia a prenos údajov v zdravotníckych zariadeniach. Existujú ešte vyššie rýchlosti prenosu, s káblami USB 3.0 AOC schopnými až 5 Gbps, zatiaľ čo novšie štandardy, ako je USB4, môžu podporovať rýchlosti prenosu až 40 Gbps alebo dokonca vyššie. To znamená, že používatelia si môžu užívať rýchlejšie rýchlosti prenosu údajov pri zachovaní kompatibility s existujúcimi rozhraniami USB.

Okrem toho má tiež lepšie anti-interferenčné schopnosti. V dôsledku použitia technológie optických vlákien má USB AOC vynikajúcu elektromagnetickú kompatibilitu (EMC), ktorá môže účinne odolať elektromagnetickej interferencii (EMI). Je to veľmi dôležité pre aplikácie v silnom elektromagnetickom prostredí, ako sú pripojenie presných prístrojov v nemocniciach alebo továrňových workshopoch. Ľahká a kompaktná v porovnaní s tradičnými medenými káblami rovnakej dĺžky je USB AOC ľahšia a flexibilnejšia, čím sa znižuje jeho hmotnosť a objem o viac ako 70%. Táto funkcia je obzvlášť výhodná pre mobilné zariadenia alebo inštalačné scenáre s prísnymi požiadavkami na priestor. Vo väčšine prípadov môže byť USB AOC zapojený a prehrávaný priamo bez toho, aby bolo potrebné nainštalovať akýkoľvek špeciálny softvér ovládača.

Pracovný princíp

Pracovný princíp USB AOC je založený na štyroch hlavných komponentoch.

1. Vstup elektrického signálu: Keď zariadenie odošle údaje prostredníctvom rozhrania USB, vygenerovaný elektrický signál najskôr dosiahne jeden koniec AOC. Elektrické signály sú tu rovnaké ako signály používané v tradičnom prenose medených káblov, čo zabezpečuje kompatibilitu s existujúcimi štandardmi USB.

2. Elektrická konverzia na optickú konverziu: Jeden alebo viac vertikálnych laserov emitujúceho dutiny je vložené na jednom konci kábla AOC, ktoré sú zodpovedné za premenu prijatých elektrických signálov na optické signály.

3. Prevodovka z optických vlákien: Keď sa elektrické signály prevedú na optické signály, tieto optické impulzy sa prenášajú na veľké vzdialenosti pozdĺž optického kábla vlákna. Vzhľadom na veľmi nízke straty charakteristiky optických vlákien môžu udržiavať vysoké rýchlosti prenosu údajov aj na veľké vzdialenosti a takmer neovplyvňujú vonkajšie elektromagnetické interferencie.

4. Konverzia svetla na elektrinu: Keď svetelný impulz, ktorý prenáša informácie, dosiahne druhý koniec kábla AOC, narazí sa na fotodetektor. Toto zariadenie je schopné zachytiť optické signály a previesť ich späť do pôvodnej formy elektrického signálu. Následne po zosilnení a ďalších potrebných krokoch spracovania sa obnovený elektrický signál prenesie do cieľového zariadenia, čím sa dokončí celý komunikačný proces.