翔光DisplayPort 1.4全光有源光缆为客户提供不同需求定制设计方案

3/29/2021，DisplayPort由视频电子标准协会（VESA）从2006年发布首个标准，从最初的1.0标准发展到1.1、1.2、1.3、1.4、2.0。DisplayPort(DP)一般用于台式PC与显示器的连接，所以大部分为短距离传输，一般长度为3米，假如有超过3米的需求时，该如何解决?若是继续使用铜线，线的直径将会很粗，且硬度大不好弯折，价格很高。所以，最好的解决方案就是使用光纤。现今市面上长距离的DP线的解決方案是高速信号使用光纤传输。而低速信号仍然使用铜线，因为低速信号要转成光纤传输，有技术上的难题。所以低速信号及电源使用铜线。这就是所谓的光纤混和缆(Hybrid Cable)。

   光纤混和缆是光纤和铜线混合传输信号，如图1-1 是光纤混和缆的结构图。光纤混合缆有四组差分信号，通过光纤来传输四条高速音视频信号，发射端会把接收到的电信号经过光电转化IC转成光信号，再驱动VCSEL激光，经由光纤，传输到接收端，这种方式能让DP信号传到100米之远，比起铜线只有3米，显然是远的多；低速信号（AUX±、CONFIG1/2、HPD、POWER、GND）都是使用铜线连接来完成彼此之间的沟通。


   图1-1：光纤混合缆结构图，高速信号通过光纤传输，低速信号通过铜线传输

   光纤混和缆采用光纤来替换部分铜线的做法突破了原有DP短距离传输的限制，但是混和缆中还是有一部分铜线作为低速信号的传输。若是在强磁场环境中，有可能会受到电磁辐射干扰，让信号传输变得不稳定。我司研发的DisplayPort 1.4全光有源光缆(All Fiber AOC)，传输只使用光纤，无任何铜线。光纤传输不受电磁干扰，能稳定在这类环境中传输，能解决电磁干扰的问题。
   DP1.4 All Fiber AOC如图1-2，缆线有6条多模光纤传输，有四条光纤作为高速信号通道，可实现4*8.1Gbps的高带宽速率。另两条光纤用作辅助通道，用于AUX、CONFIG和HDP低速信号传输，该辅助通道的传输带宽为1Mbps。高速通道和辅助通道分别采用1个4 Channel和2个1Channel的VCSEL来传输光信号，激光波长为850nm。

翔光DisplayPort 1.4全光有源光缆的优势：
1、全光纤信号传输，不受电磁干扰
2、长距离传输，最长传输距离可达300m
3、传输速率可达32.4Gbps，低功耗
4、传输信号无压缩
5、支持8K/60Hz，4K/144Hz


   图1-2 ：全光有源光缆结构图，所有信号均通过光纤传输

   DP的发射端会接入PC中，接收端会接入显示器上，两端的电源都由连接的个别设备提供。从图1-2中也能观察出两端的电源信号和接地信号都是彼此独立的。混合缆会通过显示器提供一个3.3V的电压，HPD（图1-3 DP接口引脚18 HotPlug）信号从显示器发出，经过铜线直接传输到PC，来确认两端是否连接。而在全光有源光缆中，显示器提供给接收端HPD的电压信号，需要经过光电转化成为光信号才能通过光纤传输到发射端，以此来确认两端连接。我司解決方案是使用FPGA作信号的整合，驱动激光，达到电脑与显示器连通的目的。
   高速通道是单向传输的，只会由发射端传输到接收端，而辅助通道是双向传输的。在辅助通道中，低速信号从发射端DP接口（图1-3 DP接口引脚定义）引脚15、引脚17（AUX±），引脚13、引脚14（借助接地通道走CONFIG1/2信号）和引脚18（HPD）的电信号，经过FPGA芯片转为可驱动镭射的信号，再经光电转化IC成为光信号，从光纤传输到接收端，光信号传入IC进行光电转化，成为电信号转入FPGA，而后通过DP接口传输到显示器中，完成信息交流。 


   图1-3 DP接口引脚定义

   翔光的DP 1.4全光有源光缆（AOC）如图1-4所示，符合DP1.4标准，信号传输全采用光纤，不含铜线，光纤传输不受电磁干扰。 AOC传输信号无压缩，最大带宽为32.4Gbps，可以完美传输8K超高清图像，最远传输距离可达300m。与传统的铜线相比，此光缆更长，更柔软，更轻，具有更好的信号质量和完美的电磁兼容特性。


  图1-4 DP 1.4 全光有源光缆

   翔光一直致力于DP、HDMI、USB TYPE C等消费类音视频传输线及通信光模块的研发，为客户提供不同需求的定制设计方案。目前已研发出DP1.4 全光有源光缆。翔光还大力发展光模块，更不断的提升各项性能，400G光模块不久即将推出，在技术的最前沿引领光通讯行业发展。