Wyczyść krzywą
ClearCurve to marka firmy Corning dla nowego światłowodu , który można wyginać wokół krzywych o małym promieniu bez utraty sygnału. Jest zbudowany z konwencjonalnego włókna od wewnątrz, otoczonego okładziną zawierającą nowy odbłyśnik o nanostrukturze. ClearCurve jest setki razy bardziej elastyczny niż konwencjonalny kabel optyczny, przesyłając sygnały wysokiej jakości nawet po owinięciu wokół małych przedmiotów, takich jak długopis, gdzie konwencjonalny kabel całkowicie utraciłby sygnał.
Chociaż pierwotnie wprowadzono go do potrzeb ciągnięcia światłowodu w budynkach mieszkalnych i innych jednostkach o dużej gęstości, w których konwencjonalne światłowód jest zbyt nieelastyczny, w 2009 roku Intel ogłosił zamiar wykorzystania go jako podstawy nowego systemu połączeń komputerowych o nazwie kodowej Light Peak . Niewielki rozmiar ClearCurve i możliwości dużej przepustowości zapewniają znaczną poprawę w porównaniu z istniejącym okablowaniem miedzianym w tej roli, a Intel pozycjonuje Light Peak jako prawdziwie uniwersalną magistralę, która może przenosić dowolny istniejący ruch za pomocą jednego kabla.
Tło
Włókno konwencjonalne
Konwencjonalne włókno światłowodowe składa się z cienkiego wewnętrznego cylindrycznego rdzenia ze szkła lub tworzywa sztucznego z podobnym materiałem pokrytym cienką powłoką wokół niego. Niewielkie różnice we współczynniku załamania światła między dwiema warstwami powodują całkowite wewnętrzne odbicie , zatrzymując wiązkę światła w wewnętrznym rdzeniu. Proces ten jest ograniczony do kąta krytycznego ; kiedy wiązka światła zbliża się do interfejsu pod niewielkim kątem, większość z nich zostanie odbita, ale w miarę zbliżania się do kąta krytycznego coraz więcej będzie przechodzić przez interfejs i ginie.
Kąt krytyczny zależy od względnej różnicy współczynnika załamania, większe różnice zwiększą kąt krytyczny i zatrzymają więcej światła. Jednak zmiana współczynnika załamania światła w przypadku większości materiałów ogólnie zmienia również ich właściwości mechaniczne, co oznacza, że różne typy kabli są używane do różnych celów. Kable, które mają być bardzo wydajne na długich trasach, są generalnie mniej elastyczne, podczas gdy te, które wymagają większej elastyczności, są generalnie przydatne tylko na krótszych dystansach. Nawet kable zaprojektowane tak, aby były elastyczne, takie jak TOSLINK , są mniej elastyczne niż pleciony kabel miedziany o podobnych rozmiarach .
Aby włókna były jak najbardziej proste, większość wysokowydajnych kabli optycznych wykorzystuje formę pancerza, która jest odporna na silne zginanie. Zwykle jest to uzwojenie spiralne, podobne do kabla BX, lub szereg prostych włókien biegnących równolegle do rdzenia. Ponieważ pancerz jest dość duży, kable zwykle zawierają wewnątrz pewną liczbę włókien. Powstała wiązka opancerzona jest następnie otoczona okładziną środowiskową, zazwyczaj z tworzywa sztucznego. Wiązka jest mniej więcej wielkości konwencjonalnego kabla zasilającego, który można znaleźć w urządzeniu elektrycznym, ale jest znacznie mniej elastyczna.
Włókno do domu
Okablowanie optyczne od dawna stanowi podstawę głównych sieci naziemnych, dostarczając sygnały na duże odległości. Sygnały są następnie konwertowane na inne formy w biurach końcowych firmy i stamtąd dystrybuowane w innej formie, zwykle okablowania telefonicznego lub kabla koncentrycznego w przypadku telewizji kablowej . Wielowłóknowy kabel zbrojony świetnie sprawdza się w tej roli.
Od lat 90. trwają starania o dostarczenie do domu światłowodu (FTTH). Używanie światłowodu do dostarczania sygnałów aż do domu zapewnia te same korzyści, co na dłuższych trasach, a mianowicie znacznie większą przepustowość, niższe koszty i mniej zakłóceń z innymi źródłami. Jednak biorąc pod uwagę celowy brak elastyczności kabla, instalacje te zwykle kończą się w pomieszczeniu gospodarczym, gdzie są konwertowane na miedź w celu dystrybucji w domu.
Chociaż ten rodzaj instalacji jest przydatny w przypadku pojedynczych mieszkań, jest mniej przydatny w dużych domach wielomieszkaniowych. Corning szacuje, że instalacja w mieszkaniu wymagałaby średnio dwunastu skrętów pod kątem prostym między punktem dystrybucji a jednostkami. Konwencjonalny światłowód traciłby sygnał po jednym lub dwóch takich zagięciach, czyniąc go bezużytecznym w tej roli. Podobnie jak w przypadku indywidualnych domów, światłowód można zamienić na miedź na ostatnim odcinku dostawy, ale dłuższe przebiegi wymagają znacznie większej wydajności i większego kabla. Znalezienie miejsca na poprowadzenie tych kabli w istniejącej konstrukcji może nie być możliwe.
Wyczyść krzywą
Włókna ClearCurve są zbudowane w sposób podobny do istniejących kabli, zaczynając od tradycyjnego włókna szklanego w środku. ClearCurve następnie dodaje trzecią warstwę do kanapki, plastikową osłonę nasyconą mikroskopijnymi reflektorami. Światło, które przechodzi przez konwencjonalny interfejs, ma drugą szansę na odbicie z powrotem do środka światłowodu. W rogach ciasnych zakrętów reflektory służą do zwiększenia ilości sygnału zatrzymanego w kablu, dzięki czemu ClearCurve jest setki razy bardziej elastyczny niż konwencjonalne kable. Na zewnątrz dodano cienką osłonę środowiskową.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych włókien, ClearCurve nie musi być trzymany prosto, dzięki czemu eliminuje zbroję. Bez pancerza nie ma dolnej granicy rozmiaru kabla ClearCurve, który może być tak mały jak pojedyncze włókno, chociaż zwykle zawiera dwa włókna, jedno w górę i jedno w dół. Dwuwłóknowe kable ClearCurve są krótsze niż drut typowej myszy komputerowej , ale wysokowydajne wersje jednomodowe przenoszą 25 Gbit/s na długich odcinkach.
W demonstracji wideo firma Corning pokazała kabel przyłączeniowy ClearCurve owinięty dziesiątki razy wokół małego metalowego pręta, prawie bez utraty sygnału i zapewniający doskonałe przesyłanie wideo. Konwencjonalny kabel owinięty wokół tego samego pręta całkowicie tracił sygnał już po dwóch obrotach.
zastosowania FTTH
ClearCurve to efekt końcowy projektu badawczego firmy Corning, którego celem było znalezienie produktów lepiej dostosowanych do światłowodów na rynek krajowy. Działający od 1988 roku w centrum badawczym Sullivan Park w Nowym Jorku , Corning ogłosił ClearCurve na konferencji prasowej 19 września 2007 roku i pokazał go publicznie na konferencji FTTH pod koniec tego miesiąca.
Korzystając z ClearCurve, instalacja FTTH może wykorzystać istniejące okablowanie zbrojone do dostarczenia sygnału do pomieszczenia gospodarczego, a następnie podłączyć poszczególne kable ClearCurve do włókien w wiązce w celu dystrybucji w budynku. Ten rodzaj instalacji radykalnie upraszcza ogólną złożoność okablowania FTTH w domach wielorodzinnych, eliminując zarówno duże okablowanie koncentryczne, jak i potrzebę konwersji formatów z lekkiego na elektryczny. Użytkownicy szybko się zgłaszali; ogłoszono we wrześniu, zaledwie miesiąc później w oficjalnym komunikacie prasowym ogłoszono, że Connexion Technologies będzie używać ClearCurve w dniu 30 listopada 2007 r. Od tego czasu ogłoszono wielu dodatkowych partnerów.
Zastosowania magistrali komputerowej
Światłowody jednomodowe stosowane w telekomunikacji konwersyjnej mają wysoką wydajność, ale wymagają drogich źródeł światła i bardzo dokładnego mechanicznego pozycjonowania w celu zebrania z nich światła. Dla porównania, wielomodowe mają szersze rdzenie, które są łatwiejsze do podłączenia i mogą być skutecznie napędzane przez tańsze urządzenia, takie jak lasery IR na ciele stałym lub lasery emitujące powierzchnię z pionową wnęką (VCSEL).
Światłowód wielomodowy znalazł pewne zastosowania w aplikacjach obliczeniowych o wysokiej wydajności , zwłaszcza w systemie Fibre Channel dla dysków o dużej szybkości i niektórych równoległych systemach obliczeniowych. Jednak stosunkowo nieelastyczne kable sprawiły, że były mniej przydatne w ogólnych zadaniach, w których plecione okablowanie miedziane jest nadal szeroko rozpowszechnione. Światłowód znalazł jedno zastosowanie konsumenckie, TOSLINK używany w cyfrowych aplikacjach audio. Ta rola wykorzystuje niższej jakości wielomodowe włókno plastikowe o ograniczonej przepustowości, około 125 Mbit/s, napędzane czerwonymi diodami LED . Jednak postęp w komputerach wymaga coraz większej przepustowości, a nowoczesne magistrali komputerowych szybko osiągają swoje granice. Dyskutowano o przejściu na światłowód w USB3 , ale podjęto decyzję o przejściu na miedź.
Corning ogłosił wielomodową wersję okablowania ClearCurve w dniu 13 stycznia 2009 r. Ma większą przepustowość niż jakiekolwiek zwykłe okablowanie miedziane i jest co najmniej tak samo elastyczne jak okablowanie miedziane, które może przenosić taką samą ilość danych. Chociaż wspomniano o tym tylko mimochodem, nowy system połączeń Intel Light Peak wykorzystuje jako podstawę okablowanie ClearCurve. Light Peak wykorzystuje dwuwłóknowy kabel działający z prędkością 10 Gbit/s w obu kierunkach. W przeciwieństwie do większości systemów połączeń optycznych, Light Peak został zaprojektowany tak, aby umożliwić łączenie łańcuchowe i dostarczanie zasilania przez zestaw koncentrycznych przewodów miedzianych.