ClearCurve
ClearCurve är Cornings varumärke för en ny optisk fiber som kan böjas runt kurvor med kort radie utan att förlora sin signal. Den är konstruerad med en konventionell fiber på insidan, omgiven av en beklädnad som innehåller en ny nanostrukturerad reflektor. ClearCurve är hundratals gånger mer flexibel än konventionell optisk kabel, och sänder högkvalitativa signaler även när den lindas runt små föremål som en penna, där en konventionell kabel skulle förlora signalen helt.
Även om det ursprungligen introducerades för att tillgodose behoven av att dra fiber i flerbostadshus och andra högdensitetsenheter där konventionell fiber är för oflexibel, tillkännagav Intel 2009 sin avsikt att använda den som grund för ett nytt datorsystem med kodnamnet Light Peak . ClearCurves ringa storlek och höga bandbreddskapacitet erbjuder stora förbättringar jämfört med befintliga kopparledningar i denna roll, och Intel positionerar Light Peak som en verkligt universell buss som kan transportera all befintlig trafik över en enda kabel.
Bakgrund
Konventionell fiber
Konventionell optisk fiber består av en tunn inre cylindrisk kärna av glas eller plast med ett liknande material skiktat i en tunn beläggning runt den. Små skillnader i brytningsindex mellan de två lagren orsakar total inre reflektion och fångar en ljusstråle inuti den inre kärnan. Denna process är begränsad till en kritisk vinkel ; när ljusstrålen närmar sig gränsytan i en ytlig vinkel kommer det mesta av den att reflekteras, men när den närmar sig den kritiska vinkeln kommer mer och mer att färdas genom gränsytan och gå förlorad.
Den kritiska vinkeln beror på den relativa skillnaden i brytningsindex, större skillnader kommer att öka den kritiska vinkeln och fånga mer ljus. Ändring av brytningsindex i de flesta material ändrar dock generellt också dess mekaniska egenskaper, vilket innebär att olika typer av kablar används för olika ändamål. Kablar som är avsedda att vara högeffektiva över långa sträckor är i allmänhet mindre flexibla, medan de som kräver högre flexibilitet i allmänhet bara är användbara för kortare avstånd. Även kablar utformade för att vara flexibla, som TOSLINK , är mindre flexibla än en flätad kopparkabel av liknande storlek .
För att hålla fibrerna så raka som möjligt använder de flesta högpresterande optiska kablar en form av pansar som motstår snäva böjningar. Detta är normalt en spirallindning, liknande BX-kabel, eller en serie raka fibrer som löper parallellt med kärnan. Eftersom rustningen är ganska stor bär kablarna normalt ett antal fibrer inuti. Den resulterande pansarbunten omges sedan av en miljöbeklädnad, vanligtvis plast. Paketet är ungefär lika stort som en konventionell strömkabel som finns på en elektrisk apparat, men mycket mindre flexibel.
Fiber till hemmet
Optisk kablage har länge utgjort stommen i stora marknät och levererar signaler över långa avstånd. Signalerna omvandlas sedan till andra former vid företagets slutkontor och distribueras därifrån i någon annan form, vanligtvis telefonledningar eller koaxialkabel när det gäller kabel-tv . Den flerfiberarmerade kabeln är väl lämpad för denna roll.
Sedan 1990-talet har det pågått ett pågående arbete med att leverera fiber till hemmet ( FTTH). Att använda fiber för att leverera signaler hela vägen till hemmet ger samma fördelar som det gör på längre sträckor, nämligen mycket högre bandbredd, lägre kostnader och mindre störningar av andra källor. Men med tanke på den avsiktliga bristen på flexibilitet hos kabeln, slutar dessa installationer vanligtvis i ett grovkök där de omvandlas till koppar för distribution i hemmet.
Även om denna typ av installation är användbar för enskilda bostäder, är den mindre användbar i stora flerbostadshus. Corning uppskattar att en lägenhetsinstallation skulle kräva i genomsnitt tolv rätvinkliga varv mellan fördelningspunkten och enheterna. Konventionell fiber skulle förlora signalen efter en eller två sådana böjningar, vilket gör den värdelös i denna roll. Precis som för enskilda hem kan fibern konverteras till koppar för den sista delen av leveransen, men de längre körningarna kräver mycket högre prestanda, större kabel. Att hitta utrymme för att dra dessa kablar i en befintlig struktur kanske inte är möjligt.
ClearCurve
ClearCurve-fibrer är konstruerade på ett sätt som liknar befintliga kablar, med början med en traditionell glasfiber i mitten. ClearCurve lägger sedan till ett tredje lager till sandwichen, ett plasthölje som är infunderat med mikroskopiska reflektorer. Ljus som passerar genom det konventionella gränssnittet har en andra chans att reflekteras tillbaka in i fiberns mitt. I hörnen av snäva kurvor tjänar reflektorerna till att öka mängden signal som kvarhålls i kabeln, vilket gör att ClearCurve är hundratals gånger mer flexibel än konventionella kablar. En tunn miljömantel läggs på utsidan.
Till skillnad från konventionella fibrer behöver ClearCurve inte hållas rakt och eliminerar därför rustningen. I brist på rustning finns det ingen nedre gräns för storleken på en ClearCurve-kabel, som kan vara så liten som en enkel fiber, även om de normalt innehåller två fibrer, en uppströms och en nedåt. Tvåfibers ClearCurve-kablar är mindre än kabeln på en vanlig datormus , men ändå bär de högpresterande enkellägesversionerna 25 Gbit/s över långa längder.
I en videodemonstration visade Corning en ClearCurve-dropkabel som lindades dussintals gånger runt en liten metallstav, och som nästan inte lider av någon signalförlust och ger en perfekt videomatning. En konventionell kabel lindad runt samma stav tappade helt signalen efter bara två varv.
FTTH använder
ClearCurve är slutresultatet av ett Corning-forskningsprojekt som letar efter produkter som är bättre anpassade för fibern till hemmamarknaden. Corning , som drivs sedan 1988 på deras forskningscenter i Sullivan Park i New York , tillkännagav ClearCurve vid ett pressevenemang den 19 september 2007 och visade det offentligt på FTTH-konferensen senare samma månad.
Med ClearCurve kan en FTTH-installation använda befintliga bepansrade kablar för att leverera signalen till ett grovkök och sedan ansluta individuella ClearCurve-kablar till fibrerna i bunten för distribution inom byggnaden. Denna typ av installation förenklar dramatiskt den övergripande komplexiteten hos FTTH-ledningar i bostäder med flera enheter, vilket eliminerar både de stora koaxialkablarna och behovet av att konvertera format från lätt till elektriskt. Användare kom snabbt; tillkännagavs i september, bara en månad senare meddelade ett officiellt pressmeddelande att Connexion Technologies skulle använda ClearCurve den 30 november 2007. Sedan dess har många ytterligare partners tillkännagivits.
Datorbuss använder
Singelmodsfibrerna som används i omvandlingstelekommunikationstillämpningar har hög prestanda, men kräver dyra ljuskällor och mycket exakt mekanisk positionering för att samla ljus från dem. I jämförelse multi-mode bredare kärnor som är lättare att ansluta till och som effektivt kan drivas av billigare enheter som solid-state IR-lasrar eller vertikala kavitets ytemitterande lasrar (VCSEL).
Multi-mode fiber hittade vissa användningsområden i högpresterande datortillämpningar , särskilt Fibre Channel- systemet för höghastighetsdiskar och vissa parallella datoranslutningssystem. Men de relativt oflexibla kablarna gjorde dem mindre användbara i allmänna roller, där flätade kopparledningar fortfarande är utbredda. Fiber har hittat en konsumentanvändning, TOSLINK -kabeln som används i digitala ljudapplikationer. Den här rollen använder flerlägesplastfiber av lägre kvalitet med begränsad bandbredd, cirka 125 Mbit/s, driven av röda lysdioder . Framsteg inom datorer har dock krävt ständigt ökande bandbredd, och moderna datorbusssystem når snabbt sina gränser. Det diskuterades en del om att gå över till optisk fiber för USB3 -standarden, men beslutet togs att gå vidare med koppar.
Corning tillkännagav en flerlägesversion av ClearCurve-kablar den 13 januari 2009. Den har större bandbredd än någon vanlig kopparledning och är minst lika flexibel som kopparledningar som kan bära samma mängd data. Även om det bara nämndes i förbigående, använder Intels nya Light Peak- sammankopplingssystem ClearCurve-kablar som bas. Light Peak använder en tvåfiberkabel som går med 10 Gbit/s i båda riktningarna. Till skillnad från de flesta optiska anslutningssystem är Light Peak designad för att möjliggöra seriekoppling och försörja ström genom en uppsättning koaxialkoppartrådar.