深度解析有源光缆的原理、结构和应用

AOC有源光缆的结构

将若干光收发器（Transceiver）以及光缆跳线（Jumper）组成的一套数据通信互联系统，即有源光缆。其相对于独立器件（光收发模块、光纤跳线）组成的互联系统有着更高速率和高可靠性，使得系统的成本更低且维护更简单。

有源光缆（AOC）= 光收发器（Transceiver）+ 光缆跳线（Jumper）


AOC传输原理

以QSFP+ AOC为例，线缆两端（Ａ端和Ｂ端）分别为QSFP光模块器件， 在A端，数据输入Din为电信号，通过电-光转换装置（E-O Converter）将电信号转换成特定波长的光信号，光信号经过调制、耦合后输入到光缆中；光信号经光缆到达B端后，光电探测装置（O-E Converter）将光信号进行检测后经放大处理，由Dout输出相应的电信号。B端和Ａ端对称传输。

并行光互联通过并行光模块和带状光缆来实现。并行光模块基于VCSEL阵列和PIN阵列，波长850nm，适合多模光纤50/125um 和62.5/125um。在封装方面，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。

有源光缆可以分成三个功能部分：光发射部分，光接收部分，控制电路。

光发射部分包含：VSCEL激光器、监视二极管、驱动和控制电路等。

光发射是将数字电信号转变为光信号通过光纤进行传输，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，具有发射禁止和监视输出功能。

光接收部分包含：光电二极管（PIN）、跨阻放大器（TIA）以及辅助电路组成。

光接收是将光纤中微弱的光信号转变成电信号，跨阻放大器（TIA）输出限幅电信号，并具有无光告警功能。

AOC产品应用

目前数据中心/云云计算系统需求更高的带宽和更低的功耗，AOC有源光缆能够很好的满足此需求。在数据中心机房中，10G SFP+和40 QSFP+的设备连接各种具有高速光通信端口的设备（服务器、交换机和HBA等），使之共同运作。有源光缆QSFP+转4个SFP+AOC的光互联产品是实现和解决QSFP+和SFP+设备互连的最优选择。

QSFP+转4XSFP+高速有源光缆产品，一端是40Gbps的QSFP+接口，另一端是4个10GbpsSFP+接口，中间通过12芯的MPO高密度光缆连接，然后根据客户对于两端线缆长度的需求，在MPO线缆中间加入分支器，实现一路40G光信号分为4路10G信号。光缆一端采用40GQSFP连接头，符合SFF-8436要求；另一端采用4路10G SFP+连接头，符合SFF-8432要求，是最经济简单的实现交换机端口转换的方案。传输长度达到1~100米的，对于分支器两端的光缆长度可以自由选择。

同理，120G CXP AOC转3个40GQSFP+ AOC的互连产品可以解决CXP和QSFP设备问题，中间通过24芯的MPO高密度光缆扇出3条4芯的产品，完成完美转接。

由于光纤具有质量更轻，弯曲特性更好，误码率优于铜电缆的优点，现被大量制造，并率先应用于数据中心和服务器群，传输以太网络和InfiniBand信号。除了数据中心传输网络以外，在消费电子领域也得到越来越广泛应用。

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