이번에는 광액티브 커넥터의 어플리케이션 사례 시리즈 "의료기기에서 활약하는 광액티브 커넥터"에 대해 소개하겠습니다. 대용량 데이터의 고속 통신이 가능하고 외부의 노이즈 영향을 받기 어려운 소형 경량의 광액티브 커넥터(AOC: Active Optical Connector)는 의료기기에 적합한 중요한 통신 장치입니다.
광액티브 커넥터(AOC)는 전기 커넥터를 연결하여 전기 신호(차동 신호)를 광 신호로 변환하고, 이를 광 케이블(광 화이버)을 통해 전송하기 위한 커넥터입니다. 수십 미터에 이르는 기기 간의 장거리 통신에서도 외부의 노이즈 영향을 받지 않으며, 대용량 데이터의 안정적인 고속 전송을 가능하게 하는 광 전송 장치입니다. 또한, 기기 간의 전기적 절연도 가능합니다.
AOC는 의료기기 카메라 영상 신호나 제어 신호를 전송용으로 사용됩니다. 그럼 의료기기의 어느 부분에서 AOC가 사용되는지 살펴보겠습니다.
내시경 시스템에서는 고해상도 이미지(4K/8K)를 실시간으로 전송하는 것이 요구됩니다. AOC는 단방향 2ch의 고속 데이터 통신(8Gbps/ch)을 통해 고화소 및 대용량의 이미지 데이터를 안정적으로 전송할 수 있습니다. 옵션으로 10Gbps/ch 지원도 가능하니 문의해 주시기 바랍니다.
AOC는 내시경 시스템의 컨트롤러 부분과 비디오 프로세서 간의 전송 및 비디오 프로세서 내의 보드 간 전송에 사용되고 있습니다.
MRI에서는 고해상도 및 고화질 이미지의 전송이 요구됩니다. 대용량의 이미지를 검사실에서 기계실로 장거리 전송하기 위해서는 광통신의 이점이 있습니다. AOC는 수신기에서 기계실까지의 전송에 사용되고 있습니다.
MRI 내부의 부품에 자성이 있으면 자기장에 왜곡이 발생하여 MRI로 촬영하는 이미지 품질이 저하될 수 있습니다. MRI에 맞춰 AOC를 완전 비자성으로 맞춤 제작하는 것도 가능하니 문의해 주시기 바랍니다.
의료기기의 카메라 영상 신호 및 제어 신호를 전송할 때 다음과 같은 과제가 발생할 수 있습니다.
주변에 노이즈 발생원이 있고 신호 경로가 장거리인 경우, 이미지 전송 신호의 품질이 보장되지 않아 화질이 저하됩니다. 이로 인해 노이즈 대책 부품과 기판 재설계 등의 공수가 증가합니다.
실드 케이블은 두껍고 무겁기 때문에 배선 취급이 어렵고, 가동 부위에서는 사용하기 불편합니다.
의료기기에 요구되는 크기가 정해져 있기 때문에, 광 트랜시버(SFP)는 너무 커서 들어가지 않습니다.
SFP는 소비 전류가 크고, 그 발열로 인해 화질이 저하될 수 있습니다.
환자의 보호를 위해 전기 절연을 실현할 필요가 있습니다.
이러한 과제를 AOC 광 액티브 커넥터 V 시리즈로 모든 문제를 해결할 수 있습니다!
AOC는 광 전송에 의한 높은 노이즈 내성으로 대용량 데이터의 고속 전송을 실현합니다(고해상도와 고프레임 레이트의 양립). 그리고 소형 경량 장치로 의료기기의 슬림화에도 기여합니다. 고속 전송과 배선 절감, 경량화를 동시에 실현할 수 있습니다.
추가로, AOC는 의료 현장에서 외란 노이즈에 대한 내노이즈성을 실현합니다.
주요 3가지 요소인,
① 방사선
② 전기 메스
③ 정전기
로 인한 외란 노이즈가 전송 신호를 방해하지 않습니다. 저전력 소비 및 저발열로 인해 방열 설계의 필요성도 없습니다.
또한, 인체 보호를 위한 전기적 절연(5kV)을 확보할 수 있습니다.
파나소닉 인더스트리의 AOC는 LC 커넥터에 대응하는 광 연결 타입도 라인업에 포함되어 있어, 의료기기의 측정부와 제어부 간의 연결 등 기기 간 연결이 용이합니다.
AOC는 넓은 전송 대역폭을 가진 전송 디바이스 입니다. 입력된 신호는 원래의 대역폭 그대로 전송되어 출력됩니다. 단, 입력 신호는 8B10B 코드 변환이 이루어진 DC 밸런스가 잡힌 신호여야 합니다.
광 신호는 전자파 노이즈에 강하지만, 광-전기 변환 부문은 노이즈의 영향을 받을 수 있습니다. 파나소닉 인더스트리의 AOC는 전기/광 변환부를 금속 쉘로 보호하고 GND 연결을 통해 노이즈 저항성을 강화했습니다.
광 전송은 다뤄본 적이 없어서 어려울 것 같다고 생각하고 계신가요? AOC는 전기 커넥터 실장을 통한 전기 인터페이스입니다. 일반적인 전기 설계로 완성할 수 있습니다.
광 연결 타입은 SFP로 쉽게 교체할 수 있는 장치입니다. SFP에 문제가 있다면 교체를 고려해 보시기 바랍니다.
파나소닉디바이스세일즈코리아(주)의 AOC는 의료용 전자기기 규격 IEC60601-1-2를 충족하고 있어, 의료 환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다.
의료기기 용도로 사용하실 경우, 사전에 상담해 주시기 바랍니다.
파나소닉디바이스세일즈코리아(주)의 광액티브 커넥터(AOC)의 라인업에 대해서 자세히 알고 싶은 분은 하기 홈페이지에서 확인하시기 바랍니다.
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