USB Active Optical Cable (AOC) ist eine Technologie, die die Vorteile von Glasfasern und herkömmlichen elektrischen Steckverbindern vereint. Es nutzt an beiden Enden des Kabels integrierte photoelektrische Wandlerchips, um Glasfasern und Kabel organisch zu verbinden. Dieses Design ermöglicht AOC eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Kupferkabeln, insbesondere bei der Datenübertragung über große Entfernungen und mit hoher Geschwindigkeit. Dieser Artikel analysiert hauptsächlich das Funktionsprinzip des USB Active Optical Cable.
Vorteile des aktiven USB-Glasfaserkabels
Die Vorteile von USB ActiveGlasfaserkabelDie Nachteile liegen auf der Hand, darunter längere Übertragungsdistanzen. Im Vergleich zu herkömmlichen USB-Kupferkabeln ermöglicht USB AOC eine maximale Übertragungsdistanz von über 100 Metern und eignet sich daher hervorragend für Anwendungen, bei denen große physische Räume überquert werden müssen, wie z. B. Überwachungskameras, industrielle Automatisierung und Datenübertragung in medizinischen Geräten. Es sind sogar noch höhere Übertragungsgeschwindigkeiten möglich: USB 3.0 AOC-Kabel erreichen bis zu 5 Gbit/s, während neuere Standards wie USB 4 Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s oder sogar mehr unterstützen. Das bedeutet, dass Benutzer schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten bei gleichzeitiger Kompatibilität mit vorhandenen USB-Schnittstellen genießen können.
Darüber hinaus verfügt es über eine bessere Entstörungsfähigkeit. Durch den Einsatz von Glasfasertechnologie verfügt USB AOC über eine ausgezeichnete elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und kann elektromagnetischen Störungen (EMI) wirksam widerstehen. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen in stark elektromagnetischen Umgebungen, wie z. B. für den Anschluss von Präzisionsinstrumenten in Krankenhäusern oder Fabrikhallen. Leicht und kompakt: Im Vergleich zu herkömmlichen Kupferkabeln gleicher Länge ist USB AOC leichter und flexibler, wodurch Gewicht und Volumen um über 70 % reduziert werden. Diese Funktion ist besonders vorteilhaft für mobile Geräte oder Installationsszenarien mit engen Platzanforderungen. In den meisten Fällen ist USB AOC direkt Plug-and-Play-fähig, ohne dass spezielle Treibersoftware installiert werden muss.
Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip von USB AOC basiert auf vier Hauptkomponenten.
1. Elektrischer Signaleingang: Wenn ein Gerät Daten über eine USB-Schnittstelle sendet, erreicht das erzeugte elektrische Signal zunächst ein Ende des AOC. Die elektrischen Signale sind hier dieselben wie bei der herkömmlichen Übertragung über Kupferkabel, wodurch die Kompatibilität mit bestehenden USB-Standards gewährleistet ist.
2. Umwandlung von elektrischen in optische Signale: An einem Ende des AOC-Kabels sind ein oder mehrere oberflächenemittierende Laser mit vertikaler Kavität eingebettet, die für die Umwandlung der empfangenen elektrischen Signale in optische Signale verantwortlich sind.
3. Glasfaserübertragung: Sobald elektrische Signale in optische Signale umgewandelt sind, werden diese optischen Impulse über weite Strecken entlang des Glasfaserkabels übertragen. Aufgrund der sehr geringen Verluste von Glasfasern können sie auch über große Entfernungen hohe Datenübertragungsraten aufrechterhalten und sind nahezu unempfindlich gegenüber externen elektromagnetischen Störungen.
4. Umwandlung von Licht in Elektrizität: Wenn der informationstragende Lichtimpuls das andere Ende des AOC-Kabels erreicht, trifft er auf einen Fotodetektor. Dieses Gerät kann optische Signale erfassen und in ihre ursprüngliche elektrische Signalform zurückwandeln. Nach Verstärkung und weiteren notwendigen Verarbeitungsschritten wird das wiederhergestellte elektrische Signal anschließend an das Zielgerät übertragen, womit der gesamte Kommunikationsprozess abgeschlossen ist.
Veröffentlichungszeit: 13. Februar 2025