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 hoher Geschwindigkeit. Dieser Artikel analysiert hauptsächlich das Funktionsprinzip von USB Active Optical Cables.
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 Anwender von schnelleren Datenübertragungsgeschwindigkeiten profitieren und gleichzeitig die Kompatibilität mit vorhandenen USB-Schnittstellen erhalten bleibt.
Darüber hinaus bietet es eine verbesserte Entstörungsfähigkeit. Dank der Glasfasertechnologie verfügt USB AOC über eine ausgezeichnete elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und widersteht elektromagnetischen Störungen (EMI). Dies ist besonders wichtig für Anwendungen in stark elektromagnetischen Umgebungen, wie beispielsweise für den Anschluss von Präzisionsinstrumenten in Krankenhäusern oder Werkstätten. Im Vergleich zu herkömmlichen Kupferkabeln gleicher Länge ist USB AOC leichter und flexibler, wodurch Gewicht und Volumen um über 70 % reduziert werden. Diese Eigenschaft 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 entsprechen denen bei der herkömmlichen Übertragung über Kupferkabel. Dadurch ist die Kompatibilität mit bestehenden USB-Standards gewährleistet.
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 der Verstärkung und weiteren notwendigen Verarbeitungsschritten wird das wiederhergestellte elektrische Signal an das Zielgerät übertragen, womit der gesamte Kommunikationsprozess abgeschlossen ist.
Veröffentlichungszeit: 13. Februar 2025