Az optikai kábeleke nagy távolságú, nagy teljesítményű AV, adat és telekommunikációs átvitelre tervezték. Manapság szinten mindenhol optika alkotja a főbb gerinchálózatokat.
De vajon miért?
Az alapok: fotonok az elektronok ellen
A rézkábellel ellentétben, aminek az adatátvitele elektromos jelekkel történik, az üvegszál a jeleket fény formájában továbbítja. Az optikai kommunikációs hálózatban az elektromos jelet az átalakítók konvertálják fény jelekké lézer, mint például a lézer. A forrás amplitúdójának, frekvenciájának és fázisainak stabilnak és ingadozás mentesnek kell maradniuk a leghatékonyabb átvitel érdekében. Ezek után a fénysugár az optikai kábelen keresztül megérkezik a céleszközbe, ahol az visszakonvertálja elektromos jelekké és továbbítja azt.
Az üvegszálas átvitel fő előnyei
(A rézkábellel szemben)
– Nagyobb sávszélesség
– Nagyobb távolságok, gyorsabb sebesség
– Nagyobb ellenállás
– Nagyobb biztonság
Nagyobb sávszélesség
Az optikai kábelek jelentős sávszélességet biztosítanak a jelátvitelhez, és sokkal több adatot képesek hordozni, mint az azonos átmérőjű rézkábelek. Az átviteli adathordozók sávszélesség-távolság szorzatát (BDP) használják a képességek összehasonlítására ebben a tekintetben, és a nagyobb BDP-vel rendelkező adathordozóknak nagyobb az átviteli távolságuk, amikor azonos sávszélességű adatokat küldenek. Minél nagyobb a BDP, annál gyorsabban és annál nagyobb távolságra lehet átvinni a videojelet, miközben a minőség pontosan egyezni fog a natív küldött jellel. Például a multimódusú szálak standard BDP értéke 500 Mhz/km, amit ha visszafejtünk, akkor azt kapjuk, hogy egy ilyen szálkábel 500 méteren képes 1 Ghz-vel továbbítani.
Nagyobb távolság, gyorsabb sebesség
A száloptikában lévő foton a fénysebesség nagyjából kétharmadával halad, míg a rézkábelekben lévő elektronok alig érik el ennek a sebességnek az egy százalékát.
Míg a rézkábelek többnyire 100 méteres szabványos távolságra korlátozódnak, az optikai kábelek a nagy sávszélesség-tartalmaz rendkívül nagy távolságokon képesek átvinni.
Nagyobb ellenállás
A réz alapú átviteli módszerektől eltérően az optikai kábelek nem tartalmaznak fém alkatrészeket, ennek eredményeként immunisak az elektromágneses interferenciára (EMI) és a rádiófrekvenciás interferenciára (RFI) Ezenkívül a száloptikai kábelek immunisak a szélsőséges hőmérséklet- és nedvességszint-változásokkal szemben, ezért ezek nem akadályozhatják az adatátvitelben, ellentétben a rézkábellel.
Biztonság
Mivel az optikai kábelek nem vezetnek elektromos jeleket, lehetetlen távolról észlelni őket, és a fizikai hozzáférési kísérleteket megfigyeléssel lehet észlelni.
Az optika hátrányai
A többletköltségek mellett az optikának van más hátránya is. A száloptika üvegből készül, ezért finomabb, mint a réz megoldások, ezért óvatosabban kell kezelni, előtte ki is kell képződni a beépítéshez. E miatt lehet mondani, hogy az optikai hálózat építése is valamennyivel nehezebb, főleg annak a ténynek köszönhető, hogy a rézkábelektől eltérően nem lehet őket kényelmesen összekötni. Továbbá az adatkommunikáció nincs teljesen az optikai tartományban, ezért ismételt elektromos-optikai-elektromos átalakításra van szükség. És ahogy a távolság növekszik, az adat jelet hordozó fény több részre eloszlik.
Száloptikai átviteli technológia
Az optikai kábelek fényimpulzusok segítségével üvegszálakon keresztül továbbítják a jeleket. Az ilyen száloptikai hálózatokhoz az ATEN különféle optikai hosszabbító megoldásokat kínál, beleértve a Pro A/V és a KVM modelleket is.
Ez a diagram az ATEN fiber optikai termékeit ábrázolja egy ár-távolság tengelyen, bemutatva a fényforrást, a hullámhosszt és a mode-t.
Száloptikai kábel felépítése
Az üvegszálas kábelek erősen fénytörő központi magból állnak, amely egy vagy több üvegszálból áll, és ezen az úton halad a fényjel. A magon kívül van a burkolat, amelynek törésmutatója alacsony, biztosítva, hogy a fény útja kifelé haladjon tovább. A kábeleknek végül van egy vastagságban változó pufferbevonata és egy színes köpeny, amely megkönnyíti az azonosítást.
Multimódusú és egymódos szál
Az optikai kábelek két fő típusa: single-mode és multimode. A single-mode kábelek sokkal nagyobb távolságokat és nagyobb sebességet támogatnak, mint a multimode kábelek, mert kisebb maggal rendelkeznek, és nagyobb hullámhosszon működnek, és ez fokozottabb fényjelet eredményez. A single-mode mag 8-9 mikron a multimode pedig 50 / 62,5 mikronjához képest, és a single-mode 1310 nm / 1550 nm, míg a másik 650-850 nm. Amint az a fenti ábrán látható, az ATEN VE883 K1 HDMI optikai hosszabbító 4K jelet akár 300 m-re is kiterjeszthet multimode kábelekkel, míg a CE690 USB DVI optikai KVM hosszabbító az AV és RS-232 / USB jeleket akár 20 km-re is kiterjesztheti, a single-mode használatával.
ATEN CE690 USB DVI optikai KVM extender a tömörítetlen DVI video @ 1920 x 1200 és az USB / RS-232 vezérlőjeleket akár 20 km távolságig is kiterjeszti (single-mode).
Kábel osztályozások
Az 50 és 62,5 mikronos átmérőjű multimode kábelek OM2 / 3/4, illetve OM1 besorolásúak. Az OM1 és az OM2 általában LED-es fényforrást használ, és narancssárgaszín borításúak, míg az OM3 és OM4 általában 850 nm-es VCSEL-eket használ, és kékszínű. A single-mode kábeleket OS1 és OS2 kategóriákba sorolják, főként a kábelszerkezet és az optikai szálas specifikációk eltéréseitől függően. Színei a hibrid típustól függően változnak, és attól is, hogy belső vagy külső használatra szánják őket.
Fényforrás / lézertípus
A száloptikai átvitelhez LED-ek és lézerek egyaránt használhatók. A fényforráshoz a single-mode kábelek nagy hullámhosszú lézereket használnak a fény előállításához, a multimode kábelek pedig alacsonyabb hullámhosszú lézereket és LED-eket használnak, bár minden hullámhossz közel van az infravörös sávhoz, amely éppen a látható tartomány felett van. A függőleges üregű felületet kibocsátó lézereket (VCSEL) főleg 850 nm-en használják 500 m-ig terjedő multimode kommunikációs kapcsolatokhoz; Fabry-Pérot (FP) lézereket használnak, ha az átviteli távolság általában kevesebb, mint 20 km, a sebesség általában kevesebb, mint 1,25 G, és a két egymódú hullámhosszon, 1310 nm és 1550 nm; és az elosztott visszacsatolású lézerek (DFB) általában ugyanazt az üzemmódot és hullám hosszt használják, mint az FP, de nagysebességű, 40 km-ig terjedő távolsági adásokhoz. A fenti ábra alapján láthatja, hogy az ATEN VE883 4K HDMI Optical Extender K2 modell akár 10 km-es 4K HDMI jelet is képes küldeni egymodusú optikai kábeleken keresztül, amelyek DFB 1310 nm lézert használnak (A VE883 K1 modellt a VCSEL 850 nm-mel lézerszálas kábelekkel használják).
Az ATEN VE883 4K HDMI optikai hosszabbító veszteségmentes HDMI @ 4K-t (plusz vezérlőjeleket) nyújt 300 m-ig (multimode, OM3) és 10 km-ig (single-mode) a duplex száloptikai kábelezésen keresztül.
Duplex és BiDi transcieverek
A kis formátumú plug-inek (SFP-k) olyan kompakt, gyorsan bedugható adó-vevők, amelyeket hálózati eszközök alaplapjának (kapcsolóhoz, útválasztóhoz, médiaátalakítóhoz vagy hasonló eszközhöz) száloptikai vagy réz hálózati kábellel történő összekapcsolására használnak. Az ATEN VE882 HDMI optikai hosszabbító BiDi adó-vevőket használ, míg a VE883 4K HDMI optikai hosszabbító Duplex SFP ++ -t.
Hibrid AOC (aktív optikai kábel)
Az single-mode és multimode kábelek mellett léteznek hibrid kábelek, amelyek mind optikai, mind réz alkatrészek kombinációját használják. Ezeket aktív optikai kábeleknek (AOC) nevezik. A magszálrendszer VCSEL lézereket és multimode száloptikát használ a nagysebességű videojel továbbításához, míg a szigetelt rézvezetők biztosítják a csatornát az olyan vezérlőjelekhez, mint a CEC (Consumer Electronics Control). A multimode optika és a rézvezetők erősségeinek kihasználásával a hibrid AOC ideális megoldás kiváló minőségű videojelek továbbítására nagyobb távolságokon, akár 100 méteren keresztül, mint a tiszta rézkábel-megoldás.
Az ATEN True 4K HDMI 2.0 aktív optikai kábelt kínál, kiváló EMI-ellenálló (Electromagnetic interference) képességgel, és teljes mértékben kompatibilis a HDCP 2.2 (High-bandwidth Digital Content Protection) és HDMI 2.0-val, beleértve a 3D-t, a mély színt és az akár 18 Gbps sebességű adatátviteli sebességet.
