Oggi, i data center devono avere connessioni convenienti e stabili per una migliore performance e un'operazione ininterrotta.I cavi in rame ad attacco diretto (DAC) e i cavi ottici attivi (AOC) sono due dei principali componenti che ne rendono possibile la realizzazioneQuesti cavi sono utilizzati per migliorare la trasmissione dei dati tra server, switch, sistemi di archiviazione e altri dispositivi all'interno del data center.Ciascun tipo di cavo ha i suoi vantaggi e svantaggi, a seconda delle esigenze specifiche o delle limitazioni di un particolare ambiente..

Cosa sono i cavi DAC nei data center?

Come funzionano i cavi DAC

I cavi a connessione diretta vengono utilizzati per trasmettere dati tramite segnalazione differenziale, in cui due fili trasmettono lo stesso segnale a livelli di tensione opposti.Questo riduce al minimo le interferenze elettromagnetiche e migliora la qualità del segnaleIn genere, i cavi DAC passivi utilizzano semplicemente le proprietà intrinseche dei conduttori di rame per garantire un'efficiente trasmissione dei dati a breve distanza, di solito limitata a 5 metri.i DAC attivi hanno circuiti integrati che amplificano e condizionano il segnale, consentendo loro di supportare distanze più lunghe, a volte fino a 10 metri, pur mantenendo elevate prestazioni e latenza minima.non è richiesta alcuna alimentazione aggiuntiva, né richiedono una configurazione complessa per l'implementazione.

Tipologie di cavi DAC Cavi DAC passivi: le connessioni passive sono economiche e semplici; non hanno alcun circuito di condizionamento del segnale.Sono solitamente utilizzati per applicazioni a breve distanza fino a 5 metri. Questi fili sono più adatti per installazioni convenienti in quanto consumano meno energia e hanno un design più semplice.L'elettronica integrata nei cavi attivi migliora l'integrità del segnale consentendo al contempo distanze più lungheLa latenza rimane bassa poiché possono essere estese oltre 10 metri o anche oltre senza compromettere la latenza.tali tipi di cavi devono essere utilizzati quando sono richieste elevate prestazioni su lunghe distanze. Fattori di forma QSFP e SFP: i cavi DAC sono disponibili in diversi fattori di forma, i più comuni dei quali sono QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable) e SFP (Small Form Factor Pluggable).Per collegamenti veloci da 40 GbE e 100 GbE, viene utilizzato QSFPDAC, mentre SFPDAC supporta connessioni da 1GbE a 10GbE.Queste differenze consentono alle persone di scegliere liberamente a seconda della configurazione delle porte dell'attrezzatura di rete e dei requisiti di prestazione.

Che cos'è un cavo ottico attivo?

 Cavo ottico attivo

Un cavo ottico attivo (AOC) è un tipo di cavo che utilizza fibra ottica al posto del tradizionale filo di rame per la trasmissione di dati ad alta velocità.Rispetto ai cavi di rame collegati direttamente (DAC) che utilizzano segnali elettrici per inviare informazioni tra dispositivi, gli AOC utilizzano la luce per trasmettere dati a larghezze di banda più elevate su lunghe distanze.questi cavi forniscono una bassa interferenza elettromagnetica e riduzione del crosstalkDi conseguenza, essi sono particolarmente utili in ambienti iper-scala o in altre situazioni in cui l'integrità del segnale deve essere mantenuta su distanze considerevoli.

Come funzionano i cavi AOC

I cavi ottici attivi (AOC) convertono i segnali elettrici in segnali ottici, in modo che i dati possano essere inviati più velocemente e su distanze più lunghe rispetto ai tradizionali fili di rame.I componenti principali di un AOC sono i ricevitori ottici collegati a ciascuna estremità del cavo e il cavo in fibra ottica stessoEcco come funziona un cavo AOC:

Modulo trasmettitoreQuesto componente ha un diodo laser che converte il segnale elettrico in entrata in un segnale ottico.che vengono poi inviati attraverso la fibra ottica.

Fibra ottica: generalmente realizzato in plastica o vetro, è il componente principale di qualsiasi cavo ottico attivo.Il nucleo di fibra guida la trasmissione di impulsi luminosi su lunghe distanze tra un trasmettitore e un ricevitore senza praticamente alcuna perdita di potenza del segnaleCiò è dovuto in gran parte alle proprietà del materiale, come ad esempio l'elevata capacità di larghezza di banda e i bassi tassi di attenuazione.

Modulo ricevitore: ad un'estremità di solito è presente un altro modulo chiamato ricevitore, che contiene, tra l'altro,un rivelatore ottico (di solito un fotodiodo) che cattura gli impulsi luminosi in arrivo e li converte in una corrente elettrica o in un segnale per l'elaborazione altrove a valle, se necessario.

Integrità del segnale: Una delle caratteristiche principali dei cavi ottici attivi è la loro capacità di mantenere l'integrità del segnale su lunghe distanze di trasmissione.La trasmissione ottica è intrinsecamente più resistente alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e al crosstalk rispetto ai sistemi a base di rame, che forniscono un punto comune per più dispositivi lungo la loro lunghezza.

Consumo di energiaMentre i trasmettitori integrati all'interno di ogni endpoint richiedono una certa potenza,questo può comunque comportare un consumo complessivo di energia inferiore rispetto alle soluzioni di rame equivalenti progettate per lunghe distanze (come all'interno di un data center), rendendo i cavi ottici attivi più efficienti dal punto di vista energetico

La differenza è costituita dai seguenti aspetti:

ⅠDistanza di trasmissione

• Vantaggi dell'AOC: lunga distanza di trasmissione, di solito fino a 100 metri o più, e alcuni prodotti di fascia alta possono anche raggiungere diverse centinaia di metri.Scenari applicabili: adatto per connessioni a lunga distanza tra diversi rack nel data center o connessioni tra piani e edifici.
• Vantaggi DAC: Relativamente breve distanza di trasmissione, di solito tra 3-10 metri.Scenari applicabili: adatti per collegamenti a breve distanza all'interno dello stesso rack o tra rack adiacenti.

Ⅱ. Tasso di trasmissione

• Vantaggi dell'AOC: supporta la trasmissione ad alta velocità, le frequenze di trasmissione comuni includono 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps, ecc.
• Scenari applicabili: applicabili alle applicazioni che richiedono trasmissioni ad alta velocità, come la rete di base di un data center.

• Vantaggi del DAC: supporta anche la trasmissione ad alta velocità, le tariffe di trasmissione comuni includono 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps, ecc.
• Scenari applicabili: applicabile alle applicazioni che richiedono trasmissioni ad alta velocità ma a breve distanza, come l'interconnessione tra server

Ⅲ.Costo

• Vantaggi dell'AOC: sebbene il costo iniziale sia elevato, a lungo termine, a causa della lunga distanza di trasmissione, l'uso di apparecchiature intermedie (come switch e router) può essere ridotto,riducendo così il costo complessivo.
• Svantaggi: l'investimento iniziale è elevato perché comprende moduli ottici e fibre ottiche.
• Vantaggi del DAC: il costo iniziale è basso perché sono necessari solo fili di rame e semplici connettori.
• Svantaggi: la distanza di trasmissione è limitata ed è adatta per le connessioni a breve distanza.

ⅣQualità del segnale

• Vantaggi dell'AOC: la trasmissione del segnale ottico non è influenzata dalle interferenze elettromagnetiche (EMI), con alta qualità del segnale e bassa perdita di trasmissione.
• Scenari applicabili: adatti a applicazioni che richiedono un'elevata qualità del segnale e una bassa latenza, come i sistemi informatici ad alte prestazioni e i sistemi di trading finanziario.
• Vantaggi del DAC: la qualità del segnale è buona su brevi distanze, ma man mano che la distanza aumenta, la qualità del segnale sarà influenzata dalle interferenze elettromagnetiche.
• Scenari applicabili: adatti per applicazioni in ambienti a breve distanza e a bassa interferenza.

Ⅴ. Consumo di energia

AOC

• Vantaggi: il consumo di energia è relativamente elevato perché il modulo ottico è necessario per convertire il segnale elettrico e il segnale ottico.

Scenari applicabili: adatto ad applicazioni che hanno una certa tolleranza per il consumo di energia.

DAC

• Vantaggi: basso consumo di energia perché il segnale elettrico viene trasmesso direttamente senza ulteriore processo di conversione.Scenari applicabili: adatto a applicazioni sensibili al consumo di energia, come i data center su larga scala.

Ⅵ. Tipo di connettore

• AOC tipi comuni: SFP+, QSFP+, QSFP28, CFP, ecc.

Scenari applicabili: applicabile a una varietà di standard di interfaccia, elevata flessibilità.

• DAC tipi comuni: SFP+, QSFP+, QSFP28 ecc.

Scenari applicabili: applicabile a una varietà di standard di interfaccia, altamente flessibile.

Ⅶ- Manutenzione e affidabilità

• Vantaggi dell'AOC: la trasmissione in fibra ottica è altamente affidabile e stabile e non è facilmente influenzata dall'ambiente.

Svantaggi: il costo della manutenzione è relativamente elevato e richiede attrezzature e tecniche professionali.

• DAC Vantaggi: basso costo di manutenzione, semplice da usare, facile da installare e mantenere.

Svantaggi: l'affidabilità può essere compromessa nelle trasmissioni a lunga distanza e in ambienti ad alta interferenza

Riassunto

AOC: adatto per applicazioni con trasmissione a lunga distanza, ad alta velocità, alta qualità del segnale, bassa latenza e alta affidabilità, sebbene il costo iniziale sia superiore.

DAC: adatto per applicazioni a breve distanza, trasmissione ad alta velocità, basso consumo energetico e basso costo, adatto per connessioni nello stesso rack o tra rack adiacenti.

Conclusioni

L'assemblaggio di cavi ottici attivi è diventato la soluzione principale per l'interconnessione ad alta larghezza di banda e alta densità nei data center grazie al suo peso leggero, ad alta velocità, a lunga distanza,forte anti-interferenzaÈ particolarmente adatto all'IA e al cloud computing; il cavo DAC twinax rimane competitivo in scenari a breve distanza e a basso costo.