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如今，對于數(shù)據(jù)中心而言，擁有便捷、穩(wěn)定的連接對于提高性能和不間斷運(yùn)行至關(guān)重要。直連銅纜(DAC)和有源光纜(AOC)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的兩個(gè)主要組件。這些線纜用于改善數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器、交換機(jī)、存儲系統(tǒng)和其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)特定環(huán)境的特定需求或限制，每種類型的電纜都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。接下來是對DAC與AOC的區(qū)別的分析，包括它們的用例以及IT專家的選擇考慮因素。這樣，運(yùn)營商將能夠有效地發(fā)展網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)做出明智的選擇，以便盡可能地?cái)U(kuò)展網(wǎng)絡(luò)以滿足他們的需求。

數(shù)據(jù)中心中的DAC電纜是什么？

直連電纜基礎(chǔ)知識

直連電纜(DAC)是一種兩端連接有收發(fā)器的銅纜。DAC電纜廣泛用于數(shù)據(jù)中心的短距離連接，長度通常為1至7米。這些電纜以低延遲、高可靠性和成本效益而聞名，是機(jī)架或相鄰機(jī)架內(nèi)服務(wù)器或交換機(jī)互連的理想選擇。DAC有無源和有源兩種類型；無源DAC具有信號處理電子設(shè)備，而有源DAC沒有；因此，它們消耗的功率更少，并且由于其簡單性只能在短距離內(nèi)使用。另一方面，有源DAC具有信號處理電子設(shè)備，有助于在整個(gè)傳輸距離內(nèi)保持信號完整性，從而支持更長的長度。

DAC電纜的工作原理

直連電纜用于通過差分信號傳輸數(shù)據(jù)，其中兩根電線以相反的電壓電平傳輸相同的信號。這最大限度地減少了電磁干擾并提高了信號質(zhì)量。通常，無源DAC電纜僅利用銅導(dǎo)體的固有特性來確保高效的短距離數(shù)據(jù)傳輸，通常限制在5米以內(nèi)。相反，有源DAC具有內(nèi)置電路，可放大和調(diào)節(jié)信號，從而使它們能夠支持更長的距離，有時(shí)甚至長達(dá)10米，同時(shí)仍保持高性能和最小延遲。因?yàn)樗鼈兪羌床寮从迷O(shè)備，所以不需要額外的電源，也不需要任何復(fù)雜的設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)。

DAC電纜的類型

無源DAC電纜：無源連接既便宜又簡單；它們沒有任何信號調(diào)節(jié)電路。它們通常用于長達(dá)5米的短距離應(yīng)用。這些電線最適合經(jīng)濟(jì)高效的安裝，因?yàn)樗鼈兿牡碾娏扛?，設(shè)計(jì)更簡單。

有源DAC線纜：有源線纜中集成的電子元件增強(qiáng)了信號完整性，同時(shí)允許更長的距離。延遲保持較低，因?yàn)樗鼈兛梢匝由斐^10米甚至更遠(yuǎn)而不會影響延遲。因此，在需要更長距離的高性能時(shí)，應(yīng)使用這些類型的線纜。

QSFP和SFP尺寸：DAC電纜有不同的外形尺寸，其中最常見的是QSFP（四通道小型可插拔）和SFP（小型可插拔）。對于快速的40GbE和100GbE鏈路，使用QSFPDAC，而SFPDAC支持1GbE到10GbE連接。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口配置以及性能需求，這些差異允許人們自由選擇。

什么是有源光纜？

有源光纜簡介

有源光纜(AOC)是一種使用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)銅線進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|。與使用電信號在設(shè)備之間發(fā)送信息的直連銅纜(DAC)相比，AOC使用光在更長的距離上以更高的帶寬傳輸數(shù)據(jù)。這些電纜專為防止信號在長距離上衰減而開發(fā)，可提供低電磁干擾和串?dāng)_減少。因此，它們在超大規(guī)模環(huán)境或其他必須在相當(dāng)長距離上保持信號完整性的情況下特別有用。

AOC電纜的工作原理

有源光纜(AOC)將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，因此可以比傳統(tǒng)銅線更快地在更遠(yuǎn)的距離上發(fā)送數(shù)據(jù)。AOC的主要部件是連接在電纜兩端的光收發(fā)器和光纖電纜本身。AOC電纜的工作原理如下：

發(fā)射器模塊：此部件有一個(gè)激光二極管，可將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號。它使用來自設(shè)備的電輸入對光脈沖進(jìn)行編碼，然后通過光纖發(fā)送。

光纖：通常由塑料或玻璃制成，這是任何有源光纜的主要組成部分。光纖芯引導(dǎo)發(fā)射器和接收器之間的長距離光脈沖傳輸，幾乎不會損失任何信號功率。這在很大程度上要?dú)w功于材料特性，例如高帶寬容量和低衰減率。

接收模塊：在一端，通常還有另一個(gè)稱為接收器的模塊；它包含光學(xué)檢測器（通常是光電二極管）等，該檢測器可捕獲到達(dá)的光脈沖，然后將其轉(zhuǎn)換回電流或信號，以便在需要時(shí)在下游的其他地方進(jìn)行處理。

信號完整性：有源光纜的主要特性之一是其能夠在長距離傳輸中保持信號完整性。與銅基系統(tǒng)相比，光傳輸本身能夠更有效地抵抗電磁干擾(EMI)和串?dāng)_，因?yàn)殂~基系統(tǒng)沿其長度為多個(gè)設(shè)備提供公共接地點(diǎn)。這可確保更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)降低誤碼率(BER)。

功耗：雖然每個(gè)端點(diǎn)內(nèi)嵌入式收發(fā)器需要一些電力，但與專門為延長距離（例如數(shù)據(jù)中心內(nèi)）設(shè)計(jì)的等效銅解決方案相比，仍可能導(dǎo)致總體功耗降低，從而使有源光纖電纜更加節(jié)能。

AOC性能技術(shù)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)速率：可支持高達(dá)400Gbps的數(shù)據(jù)速率，適用于從10Gbps以太網(wǎng)到超過100Gbps標(biāo)準(zhǔn)的不同應(yīng)用。

距離：標(biāo)準(zhǔn)有源光纜的最大傳輸距離約為一百米，但某些專用版本甚至可以傳輸?shù)酶h(yuǎn)。

延遲：使用光纖傳輸實(shí)現(xiàn)低延遲，非常適合需要高速的環(huán)境。

溫度范圍：有源光纜的最佳工作溫度范圍很廣，通常在負(fù)五攝氏度到七十?dāng)z氏度之間；因此，它們在不同的環(huán)境條件下都具有高度的可靠性。

很容易看出為什么AOC已經(jīng)成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心如此重要的一部分，通過利用基于光的技術(shù)，這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)了快速的長距離通信。

使用有源光纜的好處

更高的數(shù)據(jù)速率和帶寬：有源光纜(AOC)提供比傳統(tǒng)銅纜更高的數(shù)據(jù)速率和更寬的帶寬。它們的速度可以達(dá)到400Gbps，因此非常適合高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。

更長的傳輸距離：AOC的主要優(yōu)勢之一是能夠進(jìn)行長距離傳輸，且信號損失小。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)AOC的傳輸距離為100米，但有些版本可以超越此限制。

不受電磁干擾影響：銅纜常見的電磁干擾或串?dāng)_對AOC完全沒有影響，因?yàn)樗鼈儗Υ祟惛蓴_具有天然免疫力。此功能可實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，從而確保始終保持較高的完整性水平。

功耗更低：從能源角度來看，使用AOC比使用銅纜更高效，尤其是在處理較長的跨度時(shí)，后者需要為其收發(fā)器提供大量電力。換句話說，即使嵌入式收發(fā)器需要長距離供電，但消耗的電量較少，因此這種類型適合數(shù)據(jù)中心內(nèi)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

輕便靈活：比較這兩種電纜的重量，可以清楚地看出有源光纜比銅纜輕得多。因此，它使安裝過程更簡單，同時(shí)減少了基礎(chǔ)設(shè)施組件的負(fù)載。此外，這些電線所表現(xiàn)出的靈活性增強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心內(nèi)良好的電纜管理實(shí)踐。

提高可靠性和堅(jiān)固性：有源光纜通常在-5°C至70°C的溫度范圍內(nèi)工作，其強(qiáng)度足以使其在惡劣的環(huán)境條件下有效工作；這使得它們即使在不同區(qū)域使用相當(dāng)長一段時(shí)間后仍然可靠。

DAC和AOC電纜之間的主要區(qū)別

區(qū)分直連電纜和有源光纜

傳輸距離：直連電纜(DAC)的傳輸范圍通常有限，一般不超過10米；然而，有源光纜(AOC)的傳輸范圍可以達(dá)到100米甚至更長。

信號質(zhì)量：DAC容易受到信號衰減和電磁干擾的影響，但AOC可以抵抗這些問題，從而確保更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)完整性。

功耗：在短距離內(nèi)，與AOC相比，DAC消耗的電量較少，盡管AOC需要為收發(fā)器供電，但對于長距離傳輸而言，DAC是節(jié)能的。

安裝和管理：AOC重量輕且靈活，簡化了安裝和電纜管理，而DAC較重且靈活性較差。

強(qiáng)度和環(huán)境適應(yīng)性：就耐用性而言，AOC更加堅(jiān)固，因此可以承受較大的溫度范圍，而在相對狹窄的環(huán)境條件下運(yùn)行的DAC則并非如此。

電纜長度考慮因素：AOC與DAC

當(dāng)考慮電纜的長度時(shí)，DAC最適合短距離應(yīng)用，通常距離在10米以下，因此非常適合機(jī)架間或機(jī)架內(nèi)連接。相反，AOC可以支持更長的距離，通常超過100米，因此更適合建筑物間或大型數(shù)據(jù)中心連接。此外，AOC還很靈活，這使得在較長的距離上安裝和管理電纜變得容易，而DAC則很僵硬，在類似的距離下可能會遇到困難。因此，應(yīng)該根據(jù)給定部署場景中的特定距離和環(huán)境要求選擇AOC或DAC。

數(shù)據(jù)速率：DAC與AOC

從數(shù)據(jù)速率來看，直連電纜(DAC)和有源光纜(AOC)都很強(qiáng)大，但它們在不同應(yīng)用和距離下的性能有所不同。通常，DAC可以處理高達(dá)400Gbps的數(shù)據(jù)速度，這使其成為數(shù)據(jù)中心較短距離高速連接的理想選擇。盡管如此，由于信號衰減，它們的能力會隨著距離的增加而下降。與此相反，AOC通過使用光纖技術(shù)使用類似的數(shù)據(jù)速率支持，即使在長距離（有時(shí)超過100米）也能保持出色的性能，因此它們更適合在必須快速遠(yuǎn)距離傳輸大量信息的情況下，同時(shí)確保信號強(qiáng)度的一致性，而不會像DAC那樣受到電磁干擾的影響。因此，應(yīng)該根據(jù)事物之間的距離以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)架構(gòu)中每個(gè)點(diǎn)所需的速度來選擇DAC或AOC。

何時(shí)應(yīng)在數(shù)據(jù)中心使用AOC電纜？

有源光纜的優(yōu)勢

擴(kuò)大覆蓋范圍：AOC能夠覆蓋超過100米的范圍，這使其非常適合連接相距較遠(yuǎn)的建筑物，或位于同一大型數(shù)據(jù)中心不同部分的建筑物。

更快的數(shù)據(jù)傳輸速率：它們可以以高達(dá)400Gbps的速度傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)仍能在長距離內(nèi)保持良好的性能。

更少的電磁干擾：此功能可確保不存在電磁干擾；因此，始終保持信號質(zhì)量。

更多功能：其靈活性使得安裝和電纜管理更加容易，特別是在使用較長的電纜時(shí)。

更好的信號質(zhì)量：與發(fā)生信號衰減的延長銅纜相比，AOC中使用的光纖技術(shù)可保證更高的信號完整性。

AOC電纜的具體用例

數(shù)據(jù)中心間連接：AOC能夠高效地連接寬敞院子內(nèi)的不同數(shù)據(jù)中心和/或建筑物，特別是在范圍和信號完整性至關(guān)重要的情況下。

高性能計(jì)算集群：AOC用于高性能計(jì)算環(huán)境，以最小的延遲促進(jìn)快速的節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。

云服務(wù)提供商：對于需要可靠連接和巨大帶寬來維持各種基于云的服務(wù)和應(yīng)用的云服務(wù)提供商來說，這些是最佳選擇。

存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)：SAN需要AOC來維持其間的高質(zhì)量信號，從而確保高效的存儲和檢索數(shù)據(jù)的過程。

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器：它們可用于在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器之間建立快速鏈接，從而提高復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞男阅堋?/p>

評估數(shù)據(jù)中心的電纜需求

為了保證良好的性能和可擴(kuò)展性，在確定數(shù)據(jù)中心的電纜要求時(shí)，必須考慮許多因素。以下是需要評估的一些關(guān)鍵領(lǐng)域：

帶寬：確定設(shè)施當(dāng)前和未來的帶寬需求。這意味著電纜應(yīng)具有高數(shù)據(jù)速率，可由AOC（有源光纜）或DAC（直連銅纜）等支持，因?yàn)楦咝阅軕?yīng)用需要它們以及增加的流量。

距離：評估中心不同部分之間的物理距離，以及在這些點(diǎn)之間傳輸信息時(shí)電線需要覆蓋的距離。在需要覆蓋較長距離的情況下，例如校園內(nèi)建筑物之間的距離，基于光纖的解決方案（如AOC）效果最佳，因?yàn)樗鼈兙哂泻軓?qiáng)的信號完整性，即使在很長的距離內(nèi)衰減也最小。

電纜密度和氣流：在處理密集的環(huán)境時(shí)，必須仔細(xì)規(guī)劃，以免所有東西都擠在一起，而是讓它們周圍有足夠的通風(fēng)。設(shè)計(jì)應(yīng)包括較細(xì)的電線，這些電線容易彎曲，而不是較粗的電線。這將通過有效的電纜管理增強(qiáng)適當(dāng)?shù)睦鋮s，從而減少與過熱產(chǎn)生相關(guān)的能源浪費(fèi)。

面向未來還需要考慮數(shù)據(jù)中心的增長前景和技術(shù)進(jìn)步?？蓴U(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施投資可實(shí)現(xiàn)輕松升級，而無需在后續(xù)擴(kuò)展期間嚴(yán)重破壞現(xiàn)有系統(tǒng)或完全破壞已經(jīng)奠定的基礎(chǔ)。

預(yù)算限制：由于光纖除了具有面向未來性之外，還提供了卓越的性能，因此需要在性能預(yù)期與可用資金之間取得平衡；因此，建議在短期內(nèi)采用有限空間內(nèi)的低速連接。

這些只是進(jìn)行此類評估時(shí)需要考慮的幾個(gè)因素；但是，根據(jù)每個(gè)特定數(shù)據(jù)中心建立的具體情況，可能還存在更多的因素。

何時(shí)應(yīng)在數(shù)據(jù)中心使用DAC電纜？

直連電纜的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

經(jīng)濟(jì)：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)通常比光纖轉(zhuǎn)換器便宜，從而降低了成本。

低延遲：它們具有低信號延遲，這對于高頻交易和其他延遲最重要的應(yīng)用非常重要。

安裝簡單：DAC即插即用，減少了安裝時(shí)間和難度。

性能卓越：適用于短距離傳輸，可達(dá)到驚人的400Gbps速率傳輸數(shù)據(jù)。

缺點(diǎn)：

有限范圍：僅在有限的距離范圍內(nèi)有效，通常在七米左右。

體積大：這些電纜比光纖更厚且更不靈活，可能會導(dǎo)致更高的電纜密度。

易受干擾：可能會受到電磁干擾(EMI)，從而導(dǎo)致嘈雜環(huán)境中的信號質(zhì)量下降。

可擴(kuò)展性問題：不是面向未來的最佳選擇；當(dāng)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生變化時(shí)可能需要更換。

DAC線纜的理想應(yīng)用場景

DAC電纜在數(shù)據(jù)中心的各種情況下都具有優(yōu)勢：

機(jī)架頂部(ToR)連接：由于短距離需求，最好使用它們將服務(wù)器連接到機(jī)架頂部交換機(jī)。

低延遲應(yīng)用：這些類型的線路非常適合用于需要極低延遲的環(huán)境，例如金融交易系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理中心。

高密度組件：這些組件在密集的服務(wù)器機(jī)架中非常有用，因?yàn)樾枰ㄟ^僅使用短長度將設(shè)備直接連接在一起來簡化電纜管理。

成本敏感型部署：節(jié)省資本的項(xiàng)目應(yīng)該考慮部署它們，因?yàn)樗鼈冇兄跍p少光學(xué)支出。

穩(wěn)定的環(huán)境：它們可以在幾乎沒有或沒有電磁干擾來損害信號完整性的地方使用。

DAC電纜的成本效率

DAC電纜在成本效益方面在許多方面都優(yōu)于傳統(tǒng)光纖解決方案。首先，它們主要由銅制成，這從根本上降低了材料成本。它們的制造過程不太復(fù)雜，因此制造過程也更簡單，因此更實(shí)惠。平均而言，這些電纜比光纖便宜70%。此外，由于使用它們時(shí)不需要光收發(fā)器，因此總體部署成本大大降低。這些節(jié)省很重要，尤其是對于在有限空間內(nèi)擁有許多電纜的數(shù)據(jù)中心之間的短距離連接。此外，DAC允許更輕松地安裝和維護(hù)，從而降低運(yùn)營費(fèi)用并加快網(wǎng)絡(luò)部署。因此，如果一個(gè)實(shí)體想要在不影響快速信息流和良好網(wǎng)絡(luò)性能的情況下節(jié)省資金，那么它應(yīng)該考慮采用DAC電纜，因?yàn)樗鼈兾锍怠?/p>

DAC和AOC電纜的未來趨勢

有源光纜的創(chuàng)新

有源光纜(AOC)是最重要的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)步之一，因?yàn)樗鼈儤O大地提高了數(shù)據(jù)發(fā)送能力。AOC技術(shù)的創(chuàng)新提高了信號完整性，同時(shí)通過在AOC中包含復(fù)雜的光收發(fā)器，增加了傳輸距離并優(yōu)化了能效；與DAC電纜相比，可以在更長的距離上進(jìn)行快速數(shù)據(jù)通信。此外，光纖材料和激光技術(shù)的發(fā)展也有助于最大限度地減少延遲并提高信號質(zhì)量。隨著數(shù)據(jù)中心需求的變化，必須提供可擴(kuò)展的高容量連接。這就是AOC發(fā)揮作用的地方！

直連電纜的發(fā)展

在數(shù)據(jù)中心，由于對更高帶寬和更好網(wǎng)絡(luò)效率的需求，直連電纜(DAC)正在迅速改變。DAC技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展旨在提高帶寬能力、減輕電纜重量等，從而提高信號的完整性。他們通過集成高規(guī)格銅和更好的屏蔽方法等創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這些創(chuàng)新可在更快的數(shù)據(jù)傳輸過程中減少信號損失，同時(shí)避免電磁干擾(EMI)。此外，無源和有源DAC已經(jīng)得到開發(fā)，因此它們可以應(yīng)用于更多網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，速度范圍從10Gbps到400Gbps甚至更高。此外，新一代DAC采用先進(jìn)材料和更好的制造工藝制成，從而確保強(qiáng)度和耐用性，并降低頻繁更換造成的運(yùn)營成本。因此，這些措施有助于在高密度數(shù)據(jù)中心內(nèi)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大但更實(shí)惠的連接。

電纜技術(shù)的預(yù)期市場變化

電纜技術(shù)市場即將發(fā)生重大變化，更高的數(shù)據(jù)速率和更高效的網(wǎng)絡(luò)是主要驅(qū)動因素。如果我們要依賴谷歌的頂級來源，提供高速的光纖電纜正日益成為關(guān)注的焦點(diǎn)，這是因?yàn)檫@種電纜可以支持5G、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)。帶寬和信號完整性是有源光纜(AOC)以及超高速DAC需求增長的原因之一——它們的性能優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)中常用的銅纜。

此外，根據(jù)全球環(huán)境問題以及監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，全球電纜市場正在轉(zhuǎn)向生產(chǎn)過程中可持續(xù)的能源消耗模式，從而使它們也變得環(huán)保，或者說是綠色！這一舉措要求在制造這些電線時(shí)使用生態(tài)材料，這樣不僅可以減少碳排放，還可以減少與其制造相關(guān)的其他形式的污染。總之，由于對這一領(lǐng)域安全性的需求不斷增加，安全加密解決方案可能會越來越受歡迎，同時(shí)仍能確保在人口密集的信息中心和其他關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不損害數(shù)據(jù)完整性。

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