كابل USB الضوئي النشط (AOC) هو تقنية تجمع بين مزايا الألياف الضوئية والموصلات الكهربائية التقليدية. يستخدم هذا الكابل رقائق تحويل ضوئية مدمجة في طرفيه لدمج الألياف الضوئية والكابلات بشكل عضوي. يتيح هذا التصميم لـ AOC توفير مجموعة من المزايا مقارنةً بكابلات النحاس التقليدية، خاصةً في نقل البيانات لمسافات طويلة وبسرعة عالية. ستُحلل هذه المقالة بشكل رئيسي مبدأ عمل كابل USB الضوئي النشط.
مزايا كابل الألياف الضوئية النشط USB
مزايا USB النشطكابلات الألياف الضوئيةمزاياها واضحة جدًا، بما في ذلك مسافات نقل أطول. بالمقارنة مع كابلات USB النحاسية التقليدية، تدعم كابلات USB AOC مسافة نقل قصوى تزيد عن 100 متر، مما يجعلها مناسبة جدًا للتطبيقات التي تتطلب عبور مساحات مادية واسعة، مثل كاميرات المراقبة، والأتمتة الصناعية، ونقل البيانات في المعدات الطبية. كما تتميز بسرعات نقل أعلى، حيث تصل سرعة كابلات USB 3.0 AOC إلى 5 جيجابت في الثانية، بينما تدعم المعايير الأحدث، مثل USB4، سرعات نقل تصل إلى 40 جيجابت في الثانية أو أعلى. هذا يعني أنه يمكن للمستخدمين الاستمتاع بسرعات نقل بيانات أعلى مع الحفاظ على التوافق مع واجهات USB الحالية.
بالإضافة إلى ذلك، يتميز كابل USB AOC بقدرة أفضل على مقاومة التداخل. بفضل استخدام تقنية الألياف الضوئية، يتميز كابل USB AOC بتوافق كهرومغناطيسي ممتاز (EMC)، ما يجعله مقاومًا للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) بفعالية. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية للتطبيقات في البيئات الكهرومغناطيسية القوية، مثل توصيلات الأجهزة الدقيقة في المستشفيات أو ورش المصانع. يتميز كابل USB AOC بخفة وزنه وصغر حجمه، مقارنةً بكابلات النحاس التقليدية من نفس الطول، مما يجعله أخف وزنًا وأكثر مرونة، مما يقلل وزنه وحجمه بأكثر من 70%. تُعد هذه الميزة مفيدة بشكل خاص للأجهزة المحمولة أو في حالات التركيب ذات متطلبات المساحة المحدودة. في معظم الحالات، يمكن توصيل كابل USB AOC مباشرةً دون الحاجة إلى تثبيت أي برنامج تشغيل خاص.
مبدأ العمل
يعتمد مبدأ عمل USB AOC على أربعة مكونات رئيسية.
١. إدخال الإشارة الكهربائية: عندما يرسل جهاز بيانات عبر منفذ USB، تصل الإشارة الكهربائية المُولّدة أولاً إلى أحد طرفي وحدة التحكم بالشحن (AOC). الإشارات الكهربائية هنا هي نفسها المستخدمة في نقل البيانات عبر كابلات النحاس التقليدية، مما يضمن التوافق مع معايير USB الحالية.
2. التحويل الكهربائي إلى بصري: يتم تضمين ليزر واحد أو أكثر يصدر أشعة سطحية ذات تجويف رأسي في أحد طرفي كابل AOC، وهي مسؤولة عن تحويل الإشارات الكهربائية المستقبلة إلى إشارات بصرية.
٣. نقل الألياف الضوئية: بمجرد تحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية، تنتقل هذه النبضات الضوئية لمسافات طويلة عبر كابل الألياف الضوئية. وبفضل انخفاض معدل فقدان البيانات للألياف الضوئية، يمكنها الحفاظ على معدلات نقل بيانات عالية حتى لمسافات طويلة، كما أنها شبه خالية من التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.
٤. تحويل الضوء إلى كهرباء: عندما تصل النبضة الضوئية الحاملة للمعلومات إلى الطرف الآخر من كابل AOC، ستواجه كاشفًا ضوئيًا. هذا الجهاز قادر على التقاط الإشارات الضوئية وتحويلها إلى شكلها الكهربائي الأصلي. بعد ذلك، وبعد التضخيم وخطوات المعالجة اللازمة الأخرى، تُنقل الإشارة الكهربائية المستعادة إلى الجهاز المستهدف، مُكملةً بذلك عملية الاتصال بأكملها.
وقت النشر: ١٣ فبراير ٢٠٢٥