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麻省理工学院的研究人员在光纤和铜线电缆之间占据了甜蜜的位置

2021年3月3日经过杰克·赫兹(Jake Hertz)

在人的头发的宽度上,MIT和雷神的一种新型电缆的速度比USB快十倍。

随着电子应用需要更快的速度和更多的功率,互连和电缆已成为电子设备最有限的功能之一。

诸如数据中心之类的应用程序需要非常长而笨重的电缆才能在给定的带宽下连接设备,这引入了巨大的寄生载荷,从而减慢传输和消耗功率。更糟糕的是,如果没有增加功耗,数据速率就不会增加,从而对EES构成了严重的挑战。

与TX芯片粘合的新电缆的图像。

新电缆粘合到TX芯片。图像Holloway等

现在,麻省理工学院和雷神技术的研究人员已致力于解决这个问题,最近发表了一篇新论文,描述了一种新型的电缆 - 一束头发的宽度 - 可以达到最高USB的十倍的速率

光纤电缆在数据中心的好处

一般来说,数据中心应用程序中使用的两种主要电缆同轴电缆或者光纤电缆。尽管许多系统都会同时使用两者,但每个系统都带有其优点和缺点。

光纤电缆的图。

光纤电缆的图。图像快速指标

与发送纯电信号的同轴电缆不同,光纤电缆通过传输光子操作,从而产生了广泛的好处。通过利用光而不是电力,光纤避免了许多寄生虫这会减慢电信号。结果是光纤的速度明显快(最多10 Gbps),并且比同轴电缆更长。

另外,由于传输信号不是电信号,光纤不太容易受到影响电磁干扰(EMI)。这种对EMI的抗性意味着光纤不需要明显的屏蔽,使电缆比具有相同数据速率的铜明显更轻和更薄。

光纤掉落的地方不足

光纤在同轴电缆上具有许多优势,但是它们的耐用性和前期成本通常不足。

首先,光纤电缆比同轴电缆更薄,更轻,使它们更容易破裂并导致整个系统变得更加细腻。此外,安装光纤电缆的前期成本可能非常高。

不仅仅是电缆,光纤需要专门的测试设备和知识才能正确集成到系统中。最后,光纤通常不会与硅融化,这使得与光纤电缆和经典电子设备的接口成为挑战。

根据麻省理工学院的研究人员的说法,目前无法有效地检测,放大或生成光子。从经济角度来看,由于这种挫折,昂贵且复杂的整合计划不是合理的解决方案。

混合光纤和铜的强度

MIT和雷神公司的研究人员希望同时避免使用光纤的好处,同时避免缺点,宣布了一种新形式的电缆,该电缆可与光纤相匹配,同时仍在电气上工作。

新的,薄的电缆的实验室设置。

新的,薄的电缆的实验室设置。图像Holloway等

在他们新发行的论文中研究人员解释说,新电缆可以实现高达105 GB/s的数据速率。电缆通过将220–335 GHz频段分为三个35 GHz宽的通道,并包括两个5 GHz宽的后卫乐队,从而实现了这些速度。

该电缆由聚合物制成,导致管道比传统的铜电缆较轻,制造更便宜。他们目前的电缆在约0.4毫米x 0.25毫米的横截面区域,可与一条头发相当。

3通道介电链接发射器的图

3通道介电链接发射器的图。图像Holloway等

该实验导致了一条电缆,MIT声称将以速度和效率匹配光纤,同时与硅兼容。因此,研究人员认为,这种电缆是光纤和铜之间的完美混合。

电缆的新未来?

根据效率和速度的令人印象深刻的结果,研究人员认为,诸如服务器农场之类的应用程序可能是第一个采用这些新电子链接的应用程序之一。他们甚至建议有一天,新电缆可以替代房屋和办公室中的消费电子电缆。