AOC(Active Optical Cable) is the Future!
로보틱스, 머신비전, 의료분야에서의 AOC 활용 – USB 3.1, Camera Link, HDMI 등
AOC는 Active Optical Cable(Active 광케이블)의 약자로, 과거에는 대개 PC간 광통신이 주된 목적으로 양 끝단에 트랜시버가 달린 형태의 케이블로 데이터 센터 등에서 사용 했다.
그러나 최근 5-6년 전부터 4K/8K 디스플레이 기술력 및 데이터 전송기술이 발전하게 되면서 다양한 인터페이스에서 대량의 데이터를 더 빠르고, 안정적으로 공급해야 하는 수요가 증가하게 되었고, 이로 인해 AOC 종류가 광트렌시버에서 HDMI, DP, USB 3.1, Camera Link, CoaXPress 등 많은 데이터 인터페이스 종류와 함께 발전해 가고 있다.
Hybrid AOC의 구조와 장점
이번에 소개할 AOC 케이블은 하이브리드 AOC 케이블로, 기본 구조는 케이블의 양끝단 커넥터에 전기신호를 광으로 변환시키는 IC가 탑재되어 있고 커넥터 사이의 전선에는 광섬유를 사용한다. 또한, 전선은 광섬유와 함께 구리선을 사용하는데, 여기서 광섬유는 초고속, 안정적인 데이터 전송의 역할을 하며 함께 사용한 구리선으로 연결된 기기에 전원공급을 가능하게 한다.
광섬유와 구리선이 함께 사용되어 이 케이블을 하이브리드 AOC 케이블이라고 하는데, 하이브리드 AOC 케이블의 경우 전통적으로 사용해온 구리선의 단점을 완벽하게 보완할 수 있어, 로보틱스, 머신비전, 의료장비 분야에서 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
기존 케이블(구리선) 대비 AOC 케이블의 장점
• Bandwidth : 한 채널당 25Gbps 속도로 데이터 전송 가능
• Length : 장거리 전송 가능 (USB 3.1기준 Max. 50M)
• Noise-less : 뛰어난 노이스 내성으로 EMI, RFI 성능 우수
• Hi-Flex : 두께가 얇고 부드러워 가동성능 우수
다양한 AOC 케이블의 종류
2013년부터 AOC 케이블을 개발하고 제조해온 TS의 파트너사인 에버프로텍은 AOC IC 설계에서부터 O/E(Optical to Electrical) 엔진설계, AOC 케이블 제조 및 신뢰성 테스트까지 모든 공정을 직접 책임지는 One-stop shop service가 가능한 AOC 전문기업으로 머신비젼과 로보틱스에 특화된 고성능 AOC 케이블을 제안한다.
1) USB 3.1 AOC Cable
Plug and Play로 시스템 구성이 간편하고 속도가 빠르며 신호가 안정적이라 여러 대의 카메라를 같은 PC에 연결하여 사용이 가능하며 CPU 점유율이 낮은 강점으로 활용도가 높아져 가는 USB 3.1은 당사의 주요 AOC 케이블 라인업으로 주로 3D 카메라나 로봇, 다양한 검사장비용 카메라와 함께 사용한다.
특히 산업용 로봇이나 고속 검사장비용의 카메라와 사용하는 경우 움직이면서 촬영이 필요한데, AOC 케이블은 이 시장에서 요구하는 사양을 완벽히 만족한다. 기존 USB 구리 케이블의 경우 여러번 꺾이고 난 뒤 케이블 성능이 현저히 저하되어 고장나는 경우가 대부분이지만, 이를 보완하기 위해 로보틱스 TUV 2등급에 준하는 USB 3.1 Gen1 로봇용 케이블을 개발하였고, 로보틱스 전용 케이블을 사용한 고객사에서는 error rate 및 케이블 불량 교체 회수가 대폭 개선되었다.
• 최대길이 : 50M
• 가동 성능a: - 드래그체인 > 5,000만회 이상
- 비틀림 테스트 > 1,000만회 이상
- 90도 절곡 테스트 > 500만회 이상
Robotics & Medical 전용 USB 3.1 케이블
노이즈내성 및 뛰어난 가동성능을 요하는 로봇이나 의료장비 어플리케이션에 최적화된 케이블.
Hi-Flex USB 3.1 케이블
주로 가동형 성능이 요구되는 Machine Vision 장비에 사용되며 커넥터 A to MicroB의 경우 케이블 길이는 외부 전원 입력 없이 20M까지 사용이 가능하며, 연장케이블 타입의 A/M to A/F의 경우는 최장 50M까지 사용이 가능하다.
2) Camera Link AOC Cable
2022년 7월 AOC 케이블로는 업계 최초로 Camera Link AOC 케이블 개발에 성공하였다. 고속 데이터 전송 및 신뢰성으로 Machine Vision 업계에서 가장 각광받는 Camera Link 인터페이스의 경우 표준 케이블의 전송거리가 Camera Link Base의 경우 최대 10M, Medium/Full의 경우 85MHz 전송 시 5M, 66MHz 전송 시 7M 내에서 사용이 가능하였다.
따라서 장거리 전송이 필요한 경우 CL Repeater를 사용하곤 했으나, 케이블 길이가 증가하면서, PoCL의 미지원, 영상 노이즈 발생 또는 Repeater의 불량 등으로 해당 조합으로 설치된 설비에서 문제가 발생하는 경우가 종종 발견된다. 그러나, AOC 케이블을 사용하면, CL Repeater를 설치하여 번거롭게 배선작업을 할 필요없이, 단순하게 Camera Link 케이블 배선만으로 장거리 데이터 전송 시스템 구현이 가능하다. 물론, PoCL을 지원하여 별도의 전원케이블의 연결은 불필요하다.
비용 절감에 탁월한 AOC Camera Link 케이블
기존에 CL Repeater를 사용하고 있는 환경이라면 AOC Camera Link 케이블은 효과적인 원가 절감 및 배선 작업의 용이를 위한 최적의 솔루션이다. CL Repeater를 사용할 때와 AOC CL 케이블로 구성 시에 필요한 아이템에 대하여 아래의 예시를 들어 설명하겠다.
CL Repeater를 사용할 경우 케이블 구성 시, Repeater 없이 구성할 때보다 케이블 수량 및 필요한 기기의 수가 늘어 나며, 이는 비용도 증가함을 의미한다. 하지만 AOC CL 케이블로 구성 할 경우, 장거리 전송이라도 심플하게 케이블만 포설하여 시스템 구성이 가능하다.
Case 1) Camera Link Base 20M 전송
아래 그림처럼 AOC CL Cable을 사용한 경우, 케이블 배선에 필요한 아이템은 케이블 1종이지만, Repeater를 사용해야하는 경우, CL 케이블은 2개, CL Repeater 또한, Repeater가 PoCL을 지원하지 않는다면, 카메라에 Power Cable 까지 연결해야 한다.
Case 2) Camera Link Full 15M 전송
Camera Link Full의 장거리 전송의 경우, 보다 효과적인 비용절감이 가능하다. 15M 데이터 전송을 위해서는 Repeater는 2개나 필요하고, 이를 연결하는 CL 케이블은 6개, 별도의 전원 케이블까지 총 9개의 아이템이 필요하다. 하지만 AOC CL 케이블로 갈 경우, 케이블 2개면 이 복잡한 구성을 심플하고 용이하게 완성할 수 있다.
기술이 발전해가면서 데이터는 보다 더 빠른 속도, 더 많은 데이터사이즈, 신뢰성을 확보한 원거리 전송 등이 요구된다. 기존에는 광통신 분야에서만 활용되어왔던 AOC 기술은 산업의 수요에 따라 다양한 인터페이스를 지원하게 되었고, 차세대 산업용 케이블의 대안으로 떠오르고 있다.
디스플레이 기기, 머신비젼/로봇용 카메라, 노이즈내성이 필수적인 의료장비 등에서 장거리 전송, 노이즈 등의 문제로 고성능 케이블을 검토하는 사람들이, 고성능 AOC 케이블을 도입하여 문제 해결의 실마리를 찾기를 기대한다.
㈜티에스코퍼레이션
자료 제공: 티에스코퍼레이션(www.thamescorp.com)
