Кабельное решение для центров обработки данных: кабели DAC и кабели AOC

Кабели DAC и AOC широко применяются в центрах обработки данных для высокопроизводительных вычислительных сетевых кабельных систем благодаря их меньшей задержке, меньшей мощности и более низкой стоимости. Кабели DAC и кабели AOC выпускаются в различных конфигурациях, соответствующих требованиям сети. Каждый из них доступен со скоростью передачи данных 10G SFP+, 25G SFP28, 40G QSFP+ и 100G QSFP28 с дополнительными опциями для разветвлений от 40G до 4x10G или от 100G до 4x25G.

Основы и типы DAC/AOC

Кабель прямого подключения (DAC) состоит из твинаксиального медного кабеля с разъемами SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP56/QSFP28 на обоих концах, которые могут обеспечивать электрическое соединение непосредственно с активным оборудованием. Кабели ЦАП можно разделить на два типа: пассивный ЦАП и активный ЦАП. Как пассивные, так и активные кабели ЦАП могут передавать электрические сигналы непосредственно по медному кабелю. Первый может работать без преобразования сигнала, а второй имеет внутри трансиверов электрические компоненты для усиления сигналов. Обычно кабели ЦАП используются для подключения коммутаторов, серверов и хранилищ внутри стоек. Информацию о кабелях ЦАП см. в статье «Использование высокоскоростного кабеля прямого подключения для соединения центров обработки данных».

Рисунок 1. Пассивный ЦАП, активный ЦАП и AOC

Активный оптический кабель (AOC) состоит из многомодового оптоволоконного кабеля с разъемами форм-фактора SFP на обоих концах, которому требуется внешнее питание для завершения преобразования электрических и оптических сигналов из электрических сигналов в оптические, а затем преобразования в электрические. сигналы, наконец. Вообще говоря, кабели AOC в основном используются для соединения коммутаторов, серверов и хранилищ между различными стойками внутри центров обработки данных.

Сравнение кабелей DAC/AOC

Кабели DAC используются для подключения коммутаторов, серверов и хранилищ внутри стоек, а кабели AOC в основном используются для соединения коммутаторов, серверов и хранилищ между различными стойками внутри центров обработки данных. Помимо этого, кабели DAC AOC отличаются друг от друга по следующим аспектам.

Потребляемая мощность

Обычно потребляемая мощность кабелей AOC выше, чем у кабелей DAC, что составляет 1-2 Вт. В то время как потребляемая мощность активных кабелей ЦАП составляет менее 1 Вт, а пассивные кабели практически не потребляют мощность при значении менее 0,15 Вт из-за тепловой конструкции медных кабелей прямого подключения. В результате эксплуатационные расходы на энергопотребление при использовании опций ЦАП будут снижены.

Расстояние передачи

Используя технологию оптоволокна, кабель AOC может передавать данные на большие расстояния — 100 м, а предельная длина линии кабеля DAC составляет 10 м (пассивный ЦАП: 7 м; активный ЦАП: 10 м). Подводя итог, кабельные решения DAC подходят для передачи на короткие расстояния, а решения AOC применяются в сетевых случаях на большие расстояния.

Примечание: макс. Расстояние сигнала, которое может быть передано через кабель ЦАП, меняется в зависимости от скорости передачи данных. Длина канала будет уменьшаться по мере роста скорости передачи данных, например, кабели ЦАП 100G могут передавать только до 5 метров.

Расходы

Грубо говоря, ЦАП имеет относительно простую внутреннюю структуру с меньшим количеством компонентов, а медные кабели намного дешевле оптоволоконных. При внедрении в крупных центрах обработки данных будет сэкономлено большое количество кабелей ЦАП по сравнению с вариантами AOC. DAC действительно обеспечивает экономически эффективное решение по сравнению с AOC для приложений ближнего действия, но для приложений большого радиуса действия разумно составить общий список затрат, сравнив эти два варианта.

Устойчивость к электромагнитным помехам

Электромагнитные помехи (EMI) — это помехи, создаваемые внешним источником и влияющие на электрическую цепь. Как упоминалось ранее, активный оптический кабель содержит оптические волокна — своего рода диэлектрик, который не проводит электрический ток. Таким образом, кабели AOC невосприимчивы к электромагнитным помехам, и их можно использовать в большинстве ситуаций. Однако из-за особенностей меди, предназначенной для передачи электрических сигналов, медные кабели прямого подключения уязвимы к воздействию электромагнитных помех. Таким образом, среда важна, чтобы избежать нежелательных реакций, деградации или полного отказа системы.

Рабочие сценарии DAC/AOC

Под влиянием вышеупомянутых факторов кабели DAC и AOC обычно применяются в различных рабочих сценариях.

Типичное применение кабеля ЦАП

Основное применение ЦАП 10G SFP+ — подключение коммутаторов/серверов к коммутаторам внутри стойки или рядом с ней. Другими словами, эти кабели прямого подключения 10G можно использовать в качестве альтернативы межсоединению ToR (верх стойки) между коммутатором 10G ToR и сервером или стекированию коммутаторов 10GbE. Поскольку 10G SFP+DAC обычно поддерживает линию длиной 7 м с низким энергопотреблением, низкой задержкой и низкой стоимостью, этот вариант является идеальным выбором для соединений между сервером и коммутатором ближнего действия.

Рис. 2. Сценарий подключения ЦАП 10G.

Типичное применение кабеля 10G SFP+ AOC

Без строгих ограничений на длину канала AOC 10G SFP+ обычно используются в нескольких местах центра обработки данных, таких как ToR, EoR (конец ряда) и MoR (середина ряда). Как и ЦАП, все серверы подключаются к коммутатору Ethernet Top of Rack, и каждый из них будет иметь одно или два подключения Ethernet к коммутатору, и их можно подключить с помощью кабелей AOC.

Более того, использование AOC 10G в центрах обработки данных также может быть реализовано в нескольких основных сетевых областях, таких как Spine, Leaf или Core. Межсоединения обычно выполняются путем использования этих AOC 10G SFP+ с теоретическим максимальным радиусом действия 100 м.

Рисунок 3. Сценарий подключения 10G AOC