אנו עדים לשינויים טכנולוגיים רבים המשרתים אותנו בחיי היום יום אם באופן ישיר ואם באופן עקיף.
חדשנות טכנולוגית המשרתת את רובינו מגיעה דווקא מתחום הכבלים האופטיים או בשמם המקצועי יותר – AOC.
מה זה בעצם AOC?
כבל אופטי אקטיבי (QSFP+) מכיל סיבים המעבירים סיגנל באמצעות אור במקום נחושת. הכבל האופטי מכיל מנוע (ENGINE) המאפשר המרה של אות חשמלי לאות אופטי. לעומתו, כבל אופטי פסיבי המאפשר העברת אור דרך סיב אך מצריך טרנסיבר על מנת להמירו חזרה לאות חשמלי. באמצעות כבל אופטי אקטיבי ניתן להעביר, נכון להיום, עד 4 ליינים 4x10GbE ו-4x14GbE 40GbE וגם 56GbE . בעתיד היותר רחוק ניתן יהיה להעביר גם 100GbE . הרעיון הוא לאפשר למשתמש הקיים לנצל פתרון נוכחי של כבל פסיבי (נחושת) ולהמירו בכבל אקטיבי (אופטי) ללא צורך בהתממשקות למחבר מסוג אחר אלא לזה הקיים. ה-QSFP+ תומך במרחקים של עד 100 מטר, קוטרו 3 מ”מ, רדיוס כיפוף קטן ובעל צריכת הספק נמוכה של 600mW.
פתרון נוסף בתחום מתבסס על PCI EXPRESS OPTIC- PCIEO.
פתרון מסוג זה תומך ב-GEN2/3 ומיועד למרחקים אף רחוקים יותר- עד 300 מטר.
ה-PCIE מגיע בשתי תצורות: x4 ו-x8.4 ליינים של 8 זוגות דיפרנציאלים או 8 סיבים ואופציה של 8 ליינים, 16 זוגות דיפרנציאלים או סיבים אופטיים. פתרונות אלו מיועדים לאפליקציות בתחום התקשורת, הטלקום והרפואי בעיקר אבל כמובן שכל מי שמחפש יעילות מערכתית להעברה של קצבים גבוהים מקצה לקצה וכמות מידע גדולה עד למרחקים גדולים, זהו פתרון אידיאלי עבורו. כיום, רוב הפתרונות בתחום נשענים על הכבל נחושת הסטנדרטי והוא ה-PCIE, אך חסרונו בכך שהוא מוגבל מבחינת אורכו. רוב כבלי הנחושת נתקלים בבעיית סיגנל אינטגריטי (SI) כבר מתחת ל-10 מטר. הכבל האופטי מאפשר העברת מידע למרחק של עד 300 מטר, לא עניין של מה בכך.
סוגייה נוספת איתה נאלץ להתמודד כבל הנחושת הוא מבחינת מהירות. קיימת סבירות גבוהה ש-GEN 4 יתבסס על כבל אופטי בלבד בהסתמך על צורך ממשי זה – להיות הרבה יותר מהיר. פיתרון שלישי: מערכת ה-FireFly המציעה פתרון של חיבור בין שני צ׳יפים או בין שתי כרטיסים או בין שתי מערכות ע״י שימוש בכבל מנחושת או כבל אופטי.
ייחודיותה של המערכת היא בכך שניתנת אפשרות בחירה למתכננים, האם להשתמש בכבל אופטי או בכבל מנחושת המתאים להעברת הקצבים המועברים כיום. ה-FireFly מציע פתרון ע״י שימוש בכבלי נחושת או פתרון לביצועים מהירים ע״י שימוש בכבלים אופטיים לתמיכה בקצבים של עד 28Gpbs מאחר והחיבור בין הכבל לקונקטור על המעגל מתבצע בגובה נמוך, האותות ״עפים מעל״ למעגל ואינם מצריכים עריכה מורכבת, מה שכמובן תורם לשיפור בביצועים ולהפחתה ניכרת של בעיות איכות הסיגנל (Signal Integrity)
הכבל האופטי במערכת ה-FireFly כולל את ה-VCSEL 850nm ובכבל המסוגל לתמוך במספר אותות במקביל (Multi mode) ואת כל הבקרים הנדרשים לשם תמיכה במקסימום ביצועים ובמינימום צריכה. בכבל הנחושת נעשה שימוש בכבל קואקס בקוטר של 38 AWG שכבר נמצא כיום בשימוש נרחב במערכות קיימות.
הקונקטור על המעגל תוכנן כך שיהיה ניתן להשתמש בשני סוגי הכבלים מבלי לשנות עריכה מה שמאפשר לשדרג בקלות מנחושת לאופטי במקרים בהם נדרש להעביר קצבים מהירים יותר.
כמו כן, הכבל תוכנן לצאת בזווית של 10 מעלות כלפי מעלה מה שמצמצם את השטח שיש לשמור על המעגל (keep out zone) בצידו השני של כבל הנחושת ניתן לקבל מבחר גדול של קונקטורים מתוך הקטלוג מה שמאפשר חיבור בין מערכת קיימת למערכת חדשה ללא צורך בעריכה נוספת של הכרטיס במערכת הקיימת. בעוד שבצידו השני של הכבל האופטי ניתן גם לקבל קונקטורים מסוג MPT ,MT, ו-Duplex LC.
תכנון מושלם של מיקרואלקטרוניקה
השבבים ממלאים תפקיד חשוב בתחום האלקטרוניקה התעשייתית והביתית. המעגלים המיניאטורים שלהם צריכים לא רק לתפקד ללא דופי, אלא גם לצרוך אנרגיה קטנה ככל האפשר. כעת אף עובדים מהנדסים על הקטנת המכשירים הזעירים האלו והפיכתם לעוד יותר יעילים. לערום על מנת לחסוך מקום על מנת להקטין את גודל הרכיב יש צורך בתכנון אופטימלי שמאפשר הערמת הרכיבים בתוך המארז. קרי, הערמה של החלקים הבודדים שמרכיבים את הרכיב אחד על גבי השני במקום לארוז אותם כרכיבים נפרדים והשמתם זה לצד זה. אינטגרציה זו חוסכת הרבה מקום ומפחיתה את העלות של כל תהליך הייצור. מה שמוביל לשיפור משמעותי בייצוריות ומזעור הרכיב.
שמירה על איכות הסיגנל
בשלב תכנון האריזה לרכיב חשוב לתת משקל מתאים למורכבות החיבורים הנדרשים, צפיפותם ושמירה תמידית על איכות הסיגל, לפיכך, ממומלץ לעבוד עם חברות בעלות נסיון רב שיכולות להציע מבחר רחב של פתרונות לכל אחד מהשלבים: חיתוך והשמה של הסיליקון, חיווט, תכנון אופטימלי של הסיליקון בתוך הרכיב במטרה להגיע למינימום גודל של הרכיב, איטום ואריזה סופית.
