加入收藏
 免费注册
 用户登陆
首页 展示 供求 职场 技术 智造 职业 活动 视点 品牌 镨社区
今天是:2024年5月7日 星期二   您现在位于: 首页 →  智造 → 白皮书店(通信电子)
高密度光纤互连技术 - Tyco
日期:2005/10/14 10:43:48   作者:泰科电子香港有限公司

毫无疑问,互联网和无线技术正在显著增强人和信息互连的能力。这些技术在全球范围内呈指数级增长的一个无法预见的结果是:需要能够支持数亿用户产生的流量(见图1)。数十亿个数字数据包在全球范围内传输,通过交换机、长途光纤、城域网以及其它多种接入技术实现。在每个节点,引入光纤在入口机柜和设备之间连接。

图1  互联网连接的主机数量(资料来源:互联网软件联盟)


由于光纤的直径极小(即使在加上保护层后,直径也仅为250微米,大约是头发直径的4倍),因此,在体积相对较小的光缆中可以放入数百条光纤。然而,用连接器端接这些光纤会使占用空间增加20到50倍。尽管摩尔定律也适用于交换机和PHY芯片的通道数量,但连接器技术也需要努力适应这一定律。

光纤连接器的体积至少要能够用手指拿住。足够稳定的光耦合和保持装置也要占用一些空间。因此,增加密度的逻辑方式是将多条光纤组合到一个插针中。我们注意到,对插针一词的各种辞典定义总是指圆柱体。在单个光纤连接器中,端接光纤的插针部件实际上是圆柱体。一般情况下,多光纤连接器涉及到排列成矩阵的光纤,因此,端接部件一般是块状或矩形,但仍使用“插针”的说法,即使部件不是圆柱体。

一、Silicon V-grooves

Silicon V-groove 阵列用于早期的多光纤连接器中。这种排列方式保证了半导体加工工艺的精确度和可预测的结晶面的角度。这种方式价格比较昂贵,但广泛用于铸模MT插针中。

1、MT

基于MT插针(尤其是MPO)的连接器开始在多光纤连接器市场占据主要地位。这种连接器最早由NTT开发,用于多光纤插接目的,之后,光纤数量从包含4、8或12根光纤的单列增加到包含12根光纤的2或6列。尽管多种不同连接器的插针都是2.5mm和之后的1.25mm陶瓷园柱,但MT已成为多光纤套箍的事实标准(见图2)。

图2  MT套箍(图片经美国Connec公司许可使用)


MT套箍由多个厂商提供,分为多模(MM)和单模 (SM) 公差等级。同样,光缆也由不同厂商提供,在存储和网络领域已应用多年。

准直由导向孔直径为0.7mm的精确定位孔保证。光纤准直的基准位于部件中心,从而使公差累积最小,而且导向孔之间的距离不会影响基准的位置。定位销和插针材料的弹性可适应生产公差的变化,但材料和成型技术的进步已经使这些公差非常小。

图3  72光纤MT套箍


实现低插入损耗的关键是测量光纤孔确切位置的能力。MT插针的平面与导向孔垂直。这样有助于检查,因为所有组件都位于同一平面,而且导向孔是圆形。抛光工艺消除了某些插针材料,因此,要保证确切位置位于表面下方100微米或更多。这对于SM套箍尤其重要,因为抛光工艺会产生一个8度角。而对于多列套箍来说,这一点更为重要,因为列之间的8度角会造成70微米的高度差。

2、72光纤

目前,72光纤MPO(USConnec公司将其称为MTP)仅用于多模光纤。然而,根据发展趋势和过去的应用,SM应占主导地位。MPO连接器可提供12条光纤的正向接触。此外,72光纤MPO配有稍微修改的弹簧,为光纤带的堆叠提供了更大的空间,并且增加了正面压力力,因为它含有更多的光纤。即使如此,利用更多光纤实现PC性能仍要求更精确地控制抛光工艺,以确保更好的共面性。泰科电子在抛光工艺和高密度连接器开发方面进行了大量的开发工作(见图4)。这一点通过抛光工艺和装置上控制,并通过用干涉测量方法的端面扫描进行验证(见图5)。

图4  泰科电子PARA-OPTIX 72通道MPO型连接器

图5  72光纤MT套箍的端面扫描


目前已经有正在开发的基础设施用于支持光缆厂商,例如,测量端面几何数据的专用仪器和多通道插入损耗测试仪(见图6)。这种设备来自于测量少量光纤插针的系统,配备了必要的光纤视角测量仪器和软件,用于一次测量所有72条光纤。

图6  测量端面几何数据的设备


高光纤数的连接器的性能低于单光纤连接器,这在很大程度上是因为技术的成熟度;然而,统计数据也有关系。单光纤插针的检测可在任何偏离值时截取生产分布图,以限制插入损耗。而对于MT插针,所有光纤孔都要位于其理想位置的几微米范围内。孔的数量越多,最差的一个孔的公差越大。换句话说,如果一个插针由于超出公差而被废弃,71个合格孔也将废弃。因此,多光纤插针的典型插入损耗一般要高于单光纤连接器。

图7  72光纤MPO插入损耗


传统单光纤连接器和基于MT插针的连接器之间的另一个区别是调节能力。为实现最低的损耗,单模连接器(例如SC和LC)经过调整,以适应其余的任何核心偏差。这使核心偏差的分布更为严格,因此最大限度减少了插入损耗。这种调节能力来自于圆柱形插针的圆对称,而MT设计并没有提供。因此,插入损耗仅由光纤孔实际的确切位置以及光纤的核心离心公差决定。

3、兼容收发器

从2000年电信泡沫破裂开始,多光纤收发器行业经历了一些波动,但仍有许多厂商在供应单列设备。多列收发器还没有广泛普及;提供单列收发器的厂商却有很多。这些收发器可以安装在远离板边缘处,利用光纤跳线连接到高密度连接器,例如72光纤MPO。这最大程度提高了宝贵的板边缘前面板空间的利用率。

与传统的单通道收发器一样,并行光学设备之间也有多来源协议。POP4 (http://www.popoptics.org) 这样描述收发器:它利用一个包含12条光纤的连接器,采用4条光纤发送、4条光纤接收和4条光纤位于中间的方法,而是简单地分隔Tx和Rx电路,以最大限度减少干扰。SNAP12 (http://www.snapoptics.org) 设备利用同样的物理波形因数,但定义了独立的发送器和收发器模块,每个模块有12个通道。

三、应用

根据一般规则,任何涉及大量光纤的应用领域都可能需要高密度连接器。这包括数据中心和存储设施、建筑物布线以及即将出现的FTTx基础设施。包含大量端口的设备(例如交换机和路由器)也要用到。例如,Infiniband(http://www.infinibandta.org/)4X和12X型号采用MPO接口。

图8  SNAP12设备(图片经过Agilent Technologies公司许可使用)

1、端口密度是关键

20世纪90年代末期的SFF连接器大战起因是对更高端口密度的需求。尽管半导体技术的发展水平高于交换机和PHY芯片集成的水平,但连接器的发展速度还未达到摩尔定律的规模(图9)。

图9  常用连接器类型的端口密度

2、需求趋势

过去,对光学收发器的需求与对光学连接器的需求程度大致相当。随着MT套插针中的光纤数量不断增加,其它方面成为决定因素,例如收发器电子连接器或者散热器的体积。将收发器体积与端口密度区分开一种做法是在板上放置收发器,将短光纤跳线与卡边缘的高密度连接器相连。这种解决方法会进一步促进将收发器靠近与其通信的芯片,从而最大程度减少连接路线的长度,以实现更高的速度和更低的功耗。

许多应用领域要求实现端口数量和速度的增加。高密度光纤接口对机柜内和机柜间的连接更具吸引力,因为光缆比铜缆更小(而且更轻),而且能够利用电子学实现更高的速度。如果存在社会可接受的期望,那就是对更高带宽的需求。有谁会愿意回到使用1200波特调制解调器的时代,更不用说300波特的电传打字机了?DSL、电缆调制解调器的普及以及FTTx的应用推动着高带宽应用的出现以及对这些应用的需求,例如VoIP和视频点播。另外,由于印度和中国等国家内互联网接入的二位数增长,有一点很明显:扩展能力不仅仅是人们所期望的,而是势在必行。基于MT技术的高密度连接器为扩展能力的难题提供了解决方案。

→ 『关闭窗口』
 发布人:365pr_net
 [ → 我要发表 ]
上篇文章:为滤波电路选择合适的运算放大器
下篇文章:没有找到相关文章
→ 主题所属分类:  白皮书店 → 通信电子
 热门文章
 中航光电(158厂)电连接器产品选型指南 (61239)
 国巨(Yageo)片式电阻电容产品规格书 (55880)
 下一代前传网络接口(NGFI)白皮书 (47587)
 2013年移动经济(The Mobile Economy 2013… (46439)
 使用NFC进行蓝牙配对(Using NFC for Bluet… (43334)
 镭射二极管 (42346)
 mirasol显示器与竞争性显示技术的比较 - Qualco… (40083)
 为滤波电路选择合适的运算放大器 (40025)
 CodeWarrior Development Studio (39862)
 u-blox产品目录(Product Catalog 16… (38669)
 最近更新
 教育行业数字化自主创新飞腾生态解决方案白皮书 (4月2日)
 人形机器人设计原则及人类智能和内部身体系统仿真 (2月2日)
 用传感器让中央空调更节能环保,精确测量温湿度、… (1月30日)
 不干胶标签印刷UL认证 (11月22日)
 基于广芯微UM3242F-RET6主控芯片的DC-AC逆… (11月9日)
 实现生成式AI的关键半导体技术 (8月10日)
 大功率、低阻值检流电阻器的基础与应用 (7月18日)
 采用超低损耗 (ULL) 部件来优化短距离单模部署 (6月23日)
 扩展现实设备芯片需求白皮书——arm (6月21日)
 实时管理天空和地面时间源以保护关键基础设施免受… (6月20日)
 文章搜索
搜索选项:            
  → 评论内容 (点击查看)
您是否还没有 注册 或还没有 登陆 本站?!
关于我们 ┋ 免责声明 ┋ 产品与服务 ┋ 联系我们 ┋ About 365PR ┋ Join 365PR
Copyright @ 2005-2008 365pr.net Ltd. All Rights Reserved. 深圳市产通互联网有限公司 版权所有
E-mail:postmaster@365pr.net 不良信息举报 备案号:粤ICP备06070889号