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光纤信道新技术的互连方案快速发展

2023-01-05 10:40:59 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译 作者:Robert Hult 点击:1032

数据密度更高、带宽更大和功耗降低的需求不断增长,导致光纤信道新技术不断发展。

光纤 

工程师们早就认识到用光脉冲代替电信号的性能优势。带宽容量和覆盖范围增加,线缆体积减少,避免外部噪声,是光纤支持数据中心和电信网络应用需求的属性。但由于电光转换过程空间和耗电的限制、连接器终止程序困难并耗时、光纤脆弱的属性以及低成本铜替代品的不断改进,使得光纤在这些行业的广泛实施有所放缓。

但这种状况发生了变化。当数据速率进入10+ Gb/s范围时,铜电路遭受严重信号完整性问题,包括衰减、正向和向后串扰、反射、偏斜、抖动和符号间干扰等,所有这些问题都随着长度的增加而增加。将速度提高到50+ Gb/s,一切就会变得更糟。印刷电路板中112 Gb/s电路的最大实际长度以英寸为单位来测量。

测试 

通过纤细的光纤传输高速光信号,保真度更高、体积更小和传递信号距离更长。 

线缆 

在减少衰减,弯曲半径更紧密,和整体耐用性方面的光纤性能继续升级。先进的光纤结构,如带状光纤,可以自动终止。光纤束可以包装在一个坚固的外部护套下,其中包含多达3455根光纤,直径只有1.1英寸。新的光纤配置,包括多核、空心芯、液芯和保偏振光纤,可满足专门应用的特殊需求。

测试 

对更大带宽、数据密度更高和功耗更小的需求不断增长,这有利于光通道技术的发展。

由于采用PAM4调制和正向误差修正(FEC)使112个Gb/s铜通道成为可能。使用波分复用(WDM)提高了光数据传输容量。这项技术使一根光纤能够同时携带几种“颜色”的光,从而传递多个通道的数据。

使用先进的相干光学技术可以实现更高的光纤传输效率。数据传输速率可以通过几种方法来提高,包括增加数据速率。这种策略每秒可传输更多的符号,通过多个并行光纤发送较低的速度信号。另一种方法是使用单光束的多种特性来传输已编码的数据。

相干传输比直接振幅检测具有更高的灵敏度和达到范围,同时通过利用相位、振幅和对信号进行编码来传输信息,显著提高了频谱效率。相干光学已经应用多年,但芯片集成和封装的进步正在打开需要高传输率的短距离应用。人工智能领域的新兴应用、不断扩大的5G基础设施和物联网正在推动400Gb/s可插拔相干光收发器的应用。

可插拔收发器 

相干可插拔收发器现在有CFP2、QSFP-DD和OSFP等。

连接器 

关于光电转换过程的成本和尺寸也得到了解决。传统光学引擎所产生的PCB成本和功率消耗已经降低,这是通过先进的模块使用“近封装”光学技术来实现。这些微型器件可以封装在“芯片”中,安装在与ASIC相同的基板上,是新兴共封装光学演化的核心元素。

为了支持光链路的新应用,连接器制造商加快了新的光纤连接器开发和推广。这些创新接口包含终端简单、抗端面污染、低损耗、在恶劣环境中的耐用性、高光纤数、外形尺寸小等。传统的铜连接器制造商,如Amphenol 、Hirose和 Panduit一直在扩大他们的光学连接器产品,而光学组件供应商,如SENKO、Sumitomo和 US Conec,也在积极推出新的光学连接器,满足不断发展的应用需求。

先进的光连接器取消了预置设备、抛光和环氧树脂工艺,并已被预抛光的组件所取代,这大大简化了终端完成过程。

相对较大的单光纤连接器是高密度接口之外的另外一种选项,每个套圈最多可装64根光纤。单模光纤和多模光纤都可以应用。

连接器 

  包括MPO/MTP接口在内的连接器已经成为数据通信公司和电信行业的标准,并具有匹配12到32根光纤的能力。

连接器 

尺寸小型化MPO连接器,使面板上的光纤密度更高,美国Conec和SENKO发布了新的推拉光连接器。

连接器 

来自SENKO的SN-MT连接器是一个8和16光纤连接器,几乎是MPO 16光纤连接器的密度的三倍。

连接器 

与标准的LC双相连接器相比,SENKO CS连接器的外形减少了40%。

连接器 

对光束界面污染的担忧已经通过扩展光束技术得到了解决,该技术通过增加连接器中传输光束的直径来最小化损失,从而确保在恶劣环境下更一致的性能。

连接器 

来自SENKO的SN-MT连接器是一个8和16光纤连接器,几乎是MPO 16光纤连接器的密度的三倍。

3M与罗森伯格合作开发了hd扩展光束EBO连接器,这是一个独特的垂直接口设计。公母同体的设计支持单模光纤和多模光纤。

连接器 

MXC连接器是高密度光连接器的一个例子,可以配置多达64根光纤,可靠性高。

连接器 

Molex最近宣布了其外部激光源互连系统(ELSIS),这是一个可插入的盲笼和模块。

Amphenol , Carlisle , Molex, Broadcom, Sumitomo, Glenair, Swick, Designs, and Legrand,等公司,同样在继续增加光学互连的连接器,支持下一代新兴产品应用。

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