Za najkraće kvalificirane veze unutar stalka, pasivni DAC je obično prva opcija jer održava niske troškove, napajanje na strani kabela i složenost. AOC postaje koristan kada ruta treba lakši optički kabel, ali može ostati fiksni sklop od kraja do kraja. Odvojeni optički primopredajnici i vlakna obično bolje odgovaraju kada veza mora prolaziti kroz strukturirano kabliranje, pokrivati veće udaljenosti, podržavati patch panele ili dopustiti neovisnu zamjenu optike i vlakna.
Ne postoji jedinstvena udaljenost na kojoj bi se svaka mreža trebala prebaciti s DAC-a na AOC ili s AOC-a na priključnu optiku. Brzina priključka, brzina električne trake, dizajn glavnog računala, FEC, način rada, konstrukcija kabela i kvalifikacija dobavljača mogu promijeniti korisni doseg. Pravi izbor počinje sa stvarnom vezom, a ne generičkom tablicom duljine kabela.
DAC nasuprot AOC-u nasuprot optičkom primopredajniku na prvi pogled
| Faktor | Pasivni DAC | Aktivni bakar | AOC | Optički primopredajnik + vlakno |
|---|---|---|---|---|
| Srednji signal | Twinax bakar | Twinax bakar | Optičko vlakno | Optičko vlakno |
| Kondicioniranje signala unutar kabela | Nema u putu signala velike brzine | Da, ovisno o dizajnu ACC/LACC/AEC | Integrirana optička pretvorba na oba kraja | Upravljaju uklonjivi optički moduli |
| Doseg | Kratko i ovisno o stopi | Kratko do srednje i ovisno o proizvodu | Ovisno o proizvodu | Ovisno o PMD-u, od kratkog do dugog dosega |
| Napajanje sa strane kabela | Najniža | Viši od pasivnog DAC-a | Aktivna snaga potrebna na oba kraja | Snaga modula ovisi o odabranoj optici |
| Rasuti kabel | Najviša na usporedivim brzim vezama | Općenito viši od optičkih vlakana | Niska | Niska |
| Strukturno kabliranje | Loše pristaje | Loše pristaje | Ograničeno jer se radi o fiksnom sklopu | Najbolje odgovara |
| Servisni model | Zamijenite sklop kabela | Zamijenite sklop kabela | Zamijenite sklop kabela | Modul i vlakno mogu se servisirati odvojeno |
| Tipično polazište | Najkraće veze u stalku | Kada je pasivni domet bakra nedovoljan | Fiksne optičke veze gdje je važna mala količina kabela | Strukturirane, modularne veze ili veze većeg dosega |
Kako se razlikuju arhitekture četiri veze
Pasivni DAC
Pasivni bakreni kabel za izravno spajanje prenosi električni signal velike brzine preko twinax bakra između krajeva fiksnih konektora kao što su SFP, QSFP, QSFP-DD ili OSFP. Ne sadrži aktivno izjednačavanje ili ponovno podešavanje vremena u putu signala velike brzine, tako da glavni SerDes, PCB tragovi, sučelja konektora i kabel dijele proračun električnog kanala.
Ova jednostavnost je razlog zašto pasivni DAC ostaje privlačan za vrlo kratke veze između poslužitelja i prekidača i prekidača do prekidača. A100G QSFP28 pasivni DAC, na primjer, dobro predstavlja osnovnu arhitekturu: kabel je potpuna električna veza između dva priključka, a ne odvojeni primopredajnik i prijenosni medij.
Aktivni bakar: ACC, LACC i AEC
Aktivni bakar dodaje elektroniku kada pasivni twinax više ne pruža dovoljnu električnu marginu. Terminologija nije savršeno ujednačena među dobavljačima, pa bi internu arhitekturu trebalo provjeriti, a ne zaključivati samo iz naziva proizvoda.
- ACC ili linearni aktivni bakarobično koristi analogno izjednačavanje ili linearno pojačanje za kompenzaciju gubitka kanala bez pretvaranja veze u optiku.
- AECobično koristi aktivniju obradu signala, koja može uključivati funkcije ponovnog vremena ili DSP-a, ovisno o implementaciji.
Ovi kabeli popunjavaju prazninu između pasivnog DAC-a i optičkih veza, posebno kada je ruta još uvijek kratka, ali brzina trake ili glavni kanal čini pasivni bakar nepraktičnim.
Aktivni optički kabel
AOC integrira optičke motore i vlakna u jedan tvornički sastavljen kabel. Domaćin i dalje vidi priključno električno sučelje, ali signal se pretvara u svjetlo unutar krajeva kabela i prenosi preko vlakana između njih.
AOC je arhitektura, a ne jamstvo jedne vrste vlakana ili laserske tehnologije. Mnogi proizvodi kratkog dometa koriste višemodna vlakna i optiku temeljenu na VCSEL-u, dok druge implementacije mogu koristiti jednomodna vlakna. NVIDIA-eUpute za podatkovni centar razine 1, na primjer, definira AOC kao integrirani kabel koji može koristiti višemodno ili jednomodno vlakno.
Optički primopredajnik + pasivno vlakno
Kod priključne optike, primopredajnik i optički kabel su odvojeni dijelovi. To odvajanje omogućuje odabir PMD-a, valne duljine, sučelja konektora, tipa vlakna i dosega za stvarnu vezu. Istioptički primopredajnikkategorija stoga može uključivati višemodne module kratkog dometa kao i jednomodne module namijenjene mnogo većim udaljenostima.
Sama vlakna također se mogu odabrati neovisno. Višemodne veze kratkog dosega mogu koristitiOM4 višemodni patch kabeli, dok jednomodni sustavi većeg dosega mogu koristitiOS2 single-mode patch kabeli. Specifikacija primopredajnika određuje koji je medij valjan.
Udaljenost ovisi o brzini, stopi trake i platformi domaćina
Izjave poput "DAC radi do 7 metara" ili "AOC je uvijek 100 metara" preširoke su za moderne veze podatkovnog centra. Električni doseg se mijenja s brzinom trake, modulacijom, širinom kabela, gubitkom umetanja, gubitkom PCB-a glavnog računala, gubitkom konektora, izjednačavanjem, FEC-om i kvalifikacijskim ograničenjima prekidača ili NIC-a.
Veća brzina agregatnog priključka ne znači automatski istu arhitekturu električne trake. 100G port izgrađen od četiri 25G NRZ trake predstavlja drugačiji problem bakrenih kanala od 400G ili 800G sučelja izgrađenog oko PAM4 staza veće brzine. Kako stopa signalizacije raste, margina gubitka dostupna pasivnom bakru općenito postaje sve manja.
Trenutačni portfelj dobavljača ilustrira zašto su važni podaci specifični za cijenu. NVIDIA navodi različite maksimalne dosege DAC-a i linearno-aktivnog bakra u svojim obiteljima proizvoda od 400G i 800G umjesto jednog univerzalnog ograničenja bakra. Njegovotrenutne specifikacije međusobnog povezivanjapopis, na primjer, različitih DAC ograničenja za 800G/400G OSFP i 400G QSFP-DD sustave.
Praktično pravilo je jednostavno: upotrijebite navedeni doseg za točnu brzinu porta, vrstu kabela i host platformu koja se postavlja. Nemojte prenositi broj udaljenosti iz jedne generacije u drugu.
Snaga i toplinski kompromisi
Pasivni DAC obično ima najnižu inkrementalnu snagu kabela jer nema aktivnog kondicioniranja signala ili optičke pretvorbe u putu velike brzine. Aktivni bakar dodaje elektroniku, dok AOC-ovi i priključni optički moduli moraju napajati optičke odašiljače, prijamnike i sve povezane sklopove za obradu signala.
To ne opravdava jednu univerzalnu snagu za svaku kategoriju. 40G AOC, 100G AOC, 800G AEC i 800G optički modul mogu imati vrlo različite profile snage. Čak i proizvodi s istim faktorom oblika mogu koristiti različite DSP, retiming ili linearne arhitekture pogona.
Za nekoliko priključaka razlika može biti mala. Pri velikom broju priključaka, nekoliko dodatnih vata po priključku može značajno utjecati na toplinsku gustoću prednje ploče i potrošnju energije prekidača. Nabava bi stoga trebala provjeriti stvarnu specifikaciju modula ili kabela u odnosu na podržanu klasu snage priključka i dizajn hlađenja.
Latencija: Ne smanjite odluku na bakar naspram vlakana
Pasivni DAC ne dodaje aktivno ponovno podešavanje vremena ili optičku konverziju na strani kabela, što ga čini najjednostavnijim putem signala. Aktivni bakar, AOC i priključna optika mogu dodati funkcije ekvilizacije, ponovnog vremena, CDR ili DSP ovisno o arhitekturi proizvoda.
Ta je razlika korisnija nego reći da "bakar ima nultu latenciju" ili dodijeliti fiksnu odgodu svakoj optičkoj vezi. Kašnjenje širenja kroz kratke bakrene i svjetlovodne staze je istog općeg reda, dok se aktivna elektronika razlikuje ovisno o implementaciji. Neki AOC-ovi i optički moduli uključuju ponovno podešavanje vremena; drugi koriste niže obrade ili linearne arhitekture.
Za sustave osjetljive na latenciju, usporedite stvarnu specifikaciju kabela ili modula i potpunu stazu od kraja do kraja umjesto da pretpostavljate da svaka aktivna optička veza dodaje isto kašnjenje obrade.
Gustoća kabela, upravljanje savijanjem i protok zraka
Masa bakrenog kabela postaje sve važnija kako gustoća priključaka raste. Brzi twinax može biti deblji, teži i čvršći od optičkih vlakana, što otežava usmjeravanje velikih snopova kabela oko površina prekidača, okomitih upravitelja i staza staza.
AOC i pasivna vlakna obično su lakša i lakša za usmjeravanje, ali vlakna i dalje imaju ograničenja radijusa savijanja. Čvrsto savijanje može povećati optički gubitak ili oštetiti kabel. Točan radijus savijanja mora proizaći iz specifikacije proizvođača kabela, a ne iz generičkog pravila promjera.
NVIDIA-evodič za kabliranje podatkovnog centraističe duži domet i manji promjer kao prednosti optičkih vlakana, dok također napominje dodatne troškove i uključenu aktivnu elektroniku.
Za guste regale izbor kabela stoga treba uključivati:
- Dostupan bočni i okomiti prostor za usmjeravanje
- Zazor glave konektora
- Potreban radijus savijanja
- Veličina i težina snopa kabela
- Protok zraka oko prekidača i NIC priključaka
- Hoće li ruta ostati fiksna ili će se često mijenjati
AOC u odnosu na optički primopredajnik + vlakno
AOC i odvojena priključna optika prenose podatke preko vlakana, ali stvaraju različite operativne modele.
| Točka odluke | AOC | Optički primopredajnik + vlakno |
|---|---|---|
| Izgradnja | Optika i vlakno trajno integrirani | Uklonjiva optika plus odvojeno pasivno vlakno |
| Duljina | Popravljeno pri kupnji | Duljina vlakana može se mijenjati neovisno |
| Patch ploče | Manje prikladno za strukturirano krpanje | Dobro prilagođen za patch panele i križne spojeve |
| Zamjena kvara | Obično zamijenite kompletan sklop | Zamijenite modul ili kabel nezavisno |
| Inventar | Rezervni sklopovi po duljini i kodiranju | Moduli i patch kabeli skladišteni zasebno |
| Ponovna upotreba vlakana tijekom nadogradnji | Ograničeno integriranim krajevima kabela | |
| Najbolje odgovara | Fiksne optičke veze od točke do točke | Strukturirano kabliranje i modularna infrastruktura |
AOC može biti atraktivan kada je ruta fiksna, potrebna duljina poznata, a smanjenje veličine kabela važnije je od odvajanja dijelova koji se mogu servisirati. Optika koja se može priključiti jača je kada veza prolazi kroz patch panele, ruta vlakana mora ostati na mjestu kroz promjene hardvera ili operativni timovi žele neovisno zamijeniti modul i kabel.
Ta modularnost ne jamči da će stara tvornica vlakana podržavati svaku buduću brzinu. Ponovno korištenje i dalje ovisi o tipu vlakna novog PMD-a, sučelju konektora, polaritetu, dosegu, granici gubitka umetanja i drugim zahtjevima kanala.
Domene održavanja i kvarova
DAC, aktivni bakar i AOC su fiksni sklopovi. Ako tijelo kabela ili integrirani kraj pokvari, normalna servisna radnja je zamijeniti cijeli kabel. Za kratku, lako dostupnu vezu u stalku, koja može biti brza i jednostavna. Za dugi AOC koji se usmjerava kroz guste ladice, zamjena cijelog sklopa može biti ometajuća.
Priključna optika odvaja domene kvarova. Pokvareni modul može se zamijeniti bez ometanja trase pasivnih vlakana, a oštećeni patch kabel može se zamijeniti bez odbacivanja optike. To postaje važnije kod strukturnog kabliranja gdje pasivno postrojenje može proći kroz više ormara ili mjesta za krpanje.
Postoji kompromis: svako dodatno uklonjivo optičko sučelje stvara još jedan konektor koji se mora održavati čistim i unutar proračuna za gubitak kanala. Modularni sustavi poboljšavaju mogućnost servisiranja, ali također zahtijevaju discipliniran pregled konektora, čišćenje, označavanje i dokumentaciju veza.
Isti faktor oblika ne znači istu vezu
SFP, QSFP, QSFP-DD ili OSFP mehaničko sučelje ne jamči da će svaki kabel ili modul s istim omotačem raditi u portu. Kompatibilnost je određena električnim i protokolarnim zahtjevima iza kaveza.
Prije nego što DAC, AOC ili optički modul smatrate zamjenjivim, provjerite:
- Brzina priključka i podržani načini rada
- Električni broj traka i stopa traka
- NRZ ili PAM4 signalizacija gdje je relevantno
- Potreban način FEC
- Podrška pri bijegu i mapiranje traka
- EEPROM ili zahtjevi kodiranja dobavljača
- Podrška za firmver prekidača ili mrežne kartice
- Klasa snage i toplinska ograničenja
- Za optiku, PMD, valnu duljinu, vrstu vlakna, konektor i doseg
Na primjer, dva QSFP28 uređaja mogu dijeliti isti faktor oblika dok predstavljaju vrlo različite optičke veze. A100GBASE-SR4 QSFP28koristi višemodno sučelje s paralelnom optikom kratkog dometa, dok a100G QSFP28 LR4je dizajniran oko vrlo različite jednomodne optičke staze.
Breakout Links: Kabel ne konfigurira priključak
Prekidno kabliranje omogućuje da se jedan port veće brzine poveže s nekoliko portova manje brzine, kao što je 100G QSFP28 port koji radi kao četiri 25G trake. DAC, AOC i sklopovi za optičko spajanje mogu se koristiti u podržanim arhitekturama.
Sam kabel ne stavlja sklopku u način rada breakout. Domaćin mora podržavati potrebnu podjelu, a priključak mora biti konfiguriran za ispravnu kartu traka, brzinu grananja i FEC ponašanje. Mehanički kompatibilni prekidni kabel ne može stvoriti prekidni način rada koji sklopka ASIC, firmware ili NIC ne podržavaju.
Za kratke veze poslužitelja unutar stalka, pasivni DAC može biti učinkovita opcija. Kada isti split mora prijeći dužu fiksnu rutu, AOC ili arhitektura optičkog proboja može biti praktičnija. Strukturirani paralelni optički sustavi također mogu koristitiMPO/MTP magistralno kabliranjegdje PMD, polaritet, broj konektora i proračun gubitaka to podržavaju.
Gdje odgovaraju ACC, LACC i AEC
Aktivni električni kabeli korisni su kada je pasivni DAC privlačan operativno, ali ne može zadovoljiti potrebni električni doseg. Oni čuvaju bakrenu vezu dok dodaju kondicioniranje signala.
Unutarnji dizajn je bitan. Linearni aktivni bakar može proširiti doseg korištenjem analognog izjednačavanja s relativno jednostavnom elektronikom, dok AEC implementacije mogu koristiti ponovno podešavanje vremena ili DSP za oporavak električnog kanala s većim gubicima. Ovi dizajni imaju različite karakteristike snage, latencije, glavnog kanala i interoperabilnosti, tako da se "aktivni bakar" ne bi trebao tretirati kao jedna fiksna specifikacija.
NVIDIA-in trenutni interconnect portfelj, na primjer, odvaja pasivni DAC i LACC i objavljuje različita ograničenja dosega za svaku obitelj proizvoda umjesto da ih tretira kao jednu kategoriju kabela.
Što se mijenja na 400G i 800G?
Kod 400G i 800G osnovni okvir za odlučivanje je isti, ali električna margina postaje restriktivnija. Veće stope signalizacije po stazi povećavaju osjetljivost na uneseni gubitak, refleksije, kvalitetu kanala i dizajn hosta. To smanjuje praktični doseg pasivnog bakra i povećava vrijednost aktivnih bakrenih ili optičkih veza kako udaljenost raste.
To ne znači da 400G ili 800G automatski zahtijevaju vlakna. Vrlo kratke kvalificirane DAC veze ostaju važeće na trenutnim platformama velike brzine. IEEE-a802.3df 400 Gb/s i 800 Gb/s Ethernet radeuključuje i električne i optičke opcije fizičkog sloja, odražavajući činjenicu da izbor kabela još uvijek ovisi o postavljanju, a ne samo o brzini.
Za guste AI i HPC tkanine, tri pritiska postaju važnija pri ovim brzinama:
- Električni doseg:pasivni bakar ima manju marginu kako se cijene traka povećavaju.
- Fizička gustoća:velike bakrene snopove teže je usmjeriti u mjerilu.
- Toplinska gustoća:aktivni bakreni i optički moduli mogu dodati značajnu snagu priključka.
The result is not "800G equals optics." A short in-rack 800G link, a five-meter rack-to-rack link, and a 500-meter fabric link require different answers.
Koja opcija odgovara svakom scenariju podatkovnog centra?
| Scenarij | Dobro polazište | Zašto |
|---|---|---|
| Prebacivanje s poslužitelja na ToR u istom stalku | Pasivni DAC | Najniža složenost kada je kvalificirani doseg bakra dovoljan |
| Isti stalak, ali margina pasivnog bakra nije dovoljna | ACC/LACC/AEC | Proširuje električnu vezu bez prelaska izravno na optiku |
| Susjedni regali, fiksna ruta, količina kabela je problem | AOC | Lagani optički kabel s integriranim krajevima i jednostavnim postavljanjem |
| Križno ili strukturno kabliranje | Optički primopredajnik + vlakno | Podržava patch panele, unakrsne veze i neovisnu uslugu |
| Paralelno-optička strukturirana okosnica | Optički primopredajnik + MPO/MTP kabliranje | Podržava arhitekturu modularnih vlakana visoke gustoće kada to PMD zahtijeva |
| Dulja jednomodna veza podatkovnog centra ili kampusa | Jednomodni optički primopredajnik + OS2 vlakno | Podržava PMD-ove dizajnirane za veći doseg |
Ova tablica je početna točka, a ne zamjena za specifikaciju glavnog računala i kabela. Ista fizička udaljenost može dovesti do različitih odgovora pri različitim brzinama traka ili na različitim platformama skretnica.
CAPEX i OPEX: Usporedite cijelu vezu
Pasivni DAC često ima najnižu početnu cijenu za kratke veze jer izbjegava optičke motore i odvojene optičke komponente. AOC može pojednostaviti fiksnu optičku vezu jer optika i kabel dolaze kao jedan sklop. Odvojeni primopredajnici i vlakna obično zahtijevaju više komponenti, ali ta modularnost može smanjiti opseg budućih zamjena.
Nemojte pretpostavljati da je AOC uvijek jeftiniji od dva optička modula plus vlakna ili da modularna optika uvijek ima najnižu dugoročnu cijenu. Cijene se razlikuju prema brzini, dosegu, kvalifikaciji dobavljača, količini i vrsti sučelja.
Za ukupne troškove vlasništva, usporedite:
- Početna cijena kabela ili modula
- Napajanje na oba kraja veze
- Strategija rezervnog inventara
- Rad na zamjeni pokvarenih sklopova
- Smetnje uzrokovane preusmjeravanjem dugih fiksnih kabela
- Mogu li pasivna vlakna ostati na mjestu tijekom nadogradnji
- Zahtjevi za patch-panel i strukturno kabliranje
Kontrolni popis odabira
Prije naručivanja DAC-a, AOC-a, aktivnog bakrenog kabela ili optičkog modula zabilježite sljedeće za svaku vezu:
- Vrsta priključka:SFP+, SFP28, QSFP28, QSFP-DD, OSFP ili neko drugo sučelje
- Potrebna brzina:uključujući bilo koji način proboja
- Stvarna duljina rute:ne pravocrtna udaljenost regala
- Kvalifikacija domaćina:podržani tip kabela/modula i najveća duljina
- FEC i način rada trake:potrebno na oba kraja
- Kabelski put:stalak, red, pladanj iznad glave, pod ili strukturirano krpanje
- Ograničenja gustoće:veličina kabela, prostor za savijanje i protok zraka
- Model usluge:fiksni sklop ili neovisno zamjenjivi dijelovi
- Optički zahtjevi:PMD, valna duljina, tip vlakna, konektor i proračun gubitaka
- Plan nadogradnje:trebaju li pasivni kablovi ostati za višekratnu upotrebu
FAQ: DAC vs AOC vs optički primopredajnik
Je li DAC bolji od AOC-a?
Niti jedno nije univerzalno bolje. Pasivni DAC obično je prvi izbor za najkraće kvalificirane veze jer je jednostavan i male snage. AOC je privlačniji kada ruta treba lakši optički kabel, a integrirani fiksni sklop odgovara planu održavanja.
Kada trebam koristiti AOC umjesto DAC-a?
Razmislite o AOC-u kada zahtijevana ruta premašuje kvalificirani domet pasivnog bakra, kada postaje teško upravljati velikom količinom kabela ili veza treba fleksibilnost usmjeravanja vlakana, ali ne zahtijeva modularni dizajn strukturiranog kabliranja.
Je li AOC isto što i optički primopredajnik i vlaknasti patch kabel?
Ne. AOC trajno integrira optičke krajeve i vlakna u jedan sklop. Optička veza koja se može priključiti koristi zasebne primopredajnike i pasivna vlakna, omogućujući neovisnu zamjenu ili promjenu dijelova.
Mogu li DAC i AOC koristiti isti port preklopnika?
They can share the same physical cage only when the switch supports the required cable type, speed, lane configuration, FEC, coding, and power characteristics. Mechanical fit alone is not enough.
Koliko daleko može proći DAC kabel?
Ne postoji univerzalna udaljenost DAC-a. Doseg ovisi o brzini prijenosa podataka, brzini električne trake, konstrukciji kabela, gubitku PCB-a glavnog računala, izjednačavanju, FEC-u i kvalifikaciji dobavljača. Koristite maksimalnu podržanu duljinu za točan prekidač, NIC i broj dijela kabela.
Je li DAC uvijek niža latencija od AOC-a?
Pasivni DAC nema aktivnu obradu signala na strani kabela, što mu daje najjednostavniji put. Stvarna razlika u latenciji ovisi o tome koristi li AOC ili aktivni bakreni dizajn retiming, CDR, DSP ili drugu obradu. Koristite podatke specifične za proizvod kada je kašnjenje ograničenje dizajna.
Ponekad. Postojeće vlakno može ostati samo ako novi PMD podržava njegov tip vlakna, sučelje konektora, polaritet, doseg i gubitak kanala. Modularna tvornica vlakana poboljšava mogućnost ponovne uporabe, ali je ne jamči.
Trebam li koristiti DAC, AOC ili optičko vlakno za rack-to-rack veze?
Počnite sa stvarnom udaljenošću i podržanom konfiguracijom hosta. Pasivni DAC još uvijek može raditi za vrlo kratke kvalificirane rack-to-rack veze. Aktivni bakar može proširiti taj raspon. AOC je koristan za fiksne optičke kanale, dok su odvojeni primopredajnici i vlakna općenito bolji kada je veza dio strukturiranog ili često servisiranog sustava kabliranja.
Final Takeaway
Odaberite interkonekciju prema poveznici, a ne prema pravilu fiksne udaljenosti. Pasivni DAC najjednostavnije je polazište za najkraće kvalificirane veze. Aktivni bakar ispunjava dio praznine kada je električni doseg ograničavajući čimbenik. AOC pruža kompaktan fiksni optički sklop. Odvojeni optički primopredajnici i vlakna pružaju najsnažnije uklapanje za strukturirano kabliranje, veći doseg i neovisno održavanje.
Na 400G i 800G još uvijek vrijedi ista logika, ali brzina prijenosa, integritet signala, snaga, gustoća kabela i kvalifikacija domaćina postaju važniji. Provjerite točnu specifikaciju platforme i kabela prije pretvaranja općenite usporedbe u pravilo nabave.
