Optische Netzwerke, Neu definiert.
15. Mai 2023

Zu berücksichtigende Kompromisse bei DACs, AECs und AOCs

Zu berücksichtigende Kompromisse bei DACs, AECs und AOCs

Treibt die hohe Dichte die Entwicklung von Rechenzentren voran? Absolut. Da immer mehr Unternehmen und Verbraucher die Vorteile cloudnativer, datenintensiver Dienste nutzen, helfen die Prinzipien des High-Density-Designs den Betreibern von Rechenzentren, innerhalb einer vorgegebenen Fläche mehr zu erreichen. Von der Verbesserung der Raumnutzung bis hin zur Reduzierung der Betriebskosten fließen viele Überlegungen in die Gestaltung und Bereitstellung von Rechenzentren mit hoher Dichte ein. Eine der grundlegendsten Entscheidungen betrifft die Auswahl der richtigen Kabel zum Anschluss von Switches, Servern und anderen Netzwerkgeräten im Rechenzentrum. 

In dieser Hinsicht haben Rechenzentrumsbetreiber mehrere Optionen, darunter passive Direct Attach Cables (DACs), aktive DACs und Active Optical Cables (AOCs). Sowohl passive als auch aktive Varianten von DACs verfügen über Kupferdrähte, die zwei feste Transceivermodule an beiden Enden ohne optische Komponenten verbinden. Passive DACs enthalten keine aktiven Komponenten, während AECs (eine besondere Art von aktiven DACs) über einen Retimer verfügen, der DSP-digitale Signalverarbeitung oder CDR-Takt-Datenwiederherstellung nutzt. Wir vergleichen diese beiden Arten von DACs mit AOCs, die anstelle von Kupferkabeln Multimode-Glasfasern verwenden, die zwischen zwei festen Transceivern verbunden sind. 

Welches Kabel eignet sich am besten für mein Rechenzentrum?

Beide Paggressive und Aaktive DACs ebenso gut wie AOCs fungieren als Alternative zum Einzelkauf Transceiver und Kabel separat.  Als mit viele Design Und Maschinenbau Projekts, Auswahl der richtigen Kabel für dein Netzwerk dreht sich alles um KompromisseGröße, Leistung, Bereich und Kosten sind Nur einige der Parameter das muss sein berücksichtigt In bestimmend Welche Kabel für eine bestimmte Anwendung geeignet sind. 

Leistung 

Wenn es um den Stromverbrauch geht, ist der passive DAC kaum zu schlagen. DACs verbrauchen weniger als 0,1 W, was im Vergleich zu den stromhungrigeren AECs und AOCs vernachlässigbar ist, wie in der groben Schätzung in Abbildung 1 dargestellt.  

DACs, AECs, AOCs Stromverbrauch im Vergleich

Feige. 1  Vergleich des Kabelstromverbrauchs bei 400G 

Signalintegrität und Kabelmanagement 

In Rechenzentren befinden sich zahlreiche Server, Router und Switches, die alle elektromagnetische Störungen erzeugen. Da DACs ein elektrisches Signal verwenden, um Daten zwischen beiden Enden zu übertragen, ist es möglich, dass elektromagnetische Störungen die Signalqualität beeinträchtigen. Unter diesen Umständen können bei Rechenzentrumsbetreibern Fehler in ihren Datenleitungen auftreten. Bei AOCs hingegen besteht dieses Problem nicht, da optische Fasern von Natur aus immun gegen elektromagnetische Störungen sind. Sie können Distanzen von 100 Metern und möglicherweise mehr zurücklegen, bevor Fehler im Signal sichtbar werden. Mit der Standardlänge von 50 Metern haben Rechenzentrumsbetreiber, die AOCs nutzen, keine Probleme mit Lärm oder Interferenzen.   

Da elektrische Kabel anfällig für elektromagnetische Störungen von außen sind, müssen sie über eine starke Isolierung verfügen, um elektrische Störungen abzuschirmen und die Signalintegrität sicherzustellen. Je höher die Datenrate und je länger das Kabel, desto dicker muss diese Isolierung sein, um Störungen zu vermeiden. Dadurch sind DACs sperriger und schwieriger zu installieren/entfernen als AOCs, da optische Kabel diese Art der Isolierung nicht benötigen. AOCs sind viel dünner und haben einen viel engeren Biegeradius als DACs, wodurch sie insbesondere in Rechenzentren mit hoher Dichte einfacher zu verwenden sind. Wie in der Einleitung erwähnt, enthalten AECs eine „Re-Timer“-Komponente im Transceiver, die Rauschen entfernt und das Signal verstärkt, sodass weniger Isolierung erforderlich ist und das Kabel viel dünner sein kann. Eine weniger sperrige Verkabelung bedeutet eine bessere Wärmeableitung im/um das Rack herum, was einen großen Unterschied in der Leistungs- und Luftstromeffizienz bewirken kann. Sowohl AOCs als auch AECs verbessern den Luftstrom und reduzieren die thermische Wärme, indem sie weniger Volumen beanspruchen als DAC-Lösungen. Beachten Sie, dass bei AOCs und allen Arten eingebetteter optischer Lösungen besondere Vorsicht geboten ist, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren.  Schauen Sie sich unser Video anüber den richtigen Umgang mit Ihrer Glasfaserausrüstung. 

Bereich 

Hinsichtlich der Länge sind DACs je nach Datenrate typischerweise auf eine maximale Länge von einigen Metern begrenzt. Andererseits können AOCs bis zu einer standardmäßigen maximalen Länge von bis zu 300 Metern für bis zu 10G/40G-Anwendungen und 100 m für 25G bis 400G laufen. AOCs nutzen typischerweise OM3- und OM4-Multimode-Kabel, wobei OM4-Faser abwärtskompatibel mit OM3 ist. AOCs sind vielseitig und für eine Vielzahl von Rechenzentrumsanwendungen geeignet. 

Reichweite bei verschiedenen Datenraten für DAC vs. AOC: 

 

10G 

25G 

100G 

400G 

DAC-Maximalbereich 

7m 

5m 

5m 

3m  

AOC-Maximalbereich 

300m 

100m 

100m 

100m 

Der längenbegrenzende Faktor bei DACs besteht darin, dass ihre elektrischen Signale über größere Entfernungen sehr anfällig für Störungen und Dämpfung werden, unabhängig von der verwendeten Isolierung. In Bezug auf die Länge sind DACs je nach Datenrate typischerweise auf eine maximale Länge von einigen Metern beschränkt, sodass sie wahrscheinlich nicht das einzige Kabel der Wahl für Rechenzentrumsanbieter sind. Andererseits können AOCs bis zu einer standardmäßigen maximalen Länge von bis zu 300 Metern für bis zu 10G-Anwendungen und 100 m für 25 bis 400G-Anwendungen laufen. AOCs nutzen typischerweise OM3- und OM4-Multimode-Kabel, wobei OM4-Faser abwärtskompatibel mit OM3 ist. 

DACs mit ihrer Reichweitenbeschränkung sind wahrscheinlich nicht das Kabel der Wahl für Rechenzentren, da ihre dickere Verkabelung es schwieriger macht, sie durch enge Räume oder Ecken zu verlegen. Die Re-Timing-Funktion von AECs ermöglicht es ihnen, etwas weiter zu reichen als DACs. Für >=400G-Anwendungen oder Rechenzentren, in denen Geräte weit über 10 Meter voneinander entfernt sind, bieten AOCs jedoch bei weitem die größte Reichweite und Leistung, wie in Abbildung 2 unten dargestellt. 

Vergleich der DAC-, AEC- und AOC-Bereiche

Feige. 2  Geschätzt DAC/AEC/AOC-Reichweitenvergleich bei 400G  

Kosten 

Bei der Bewältigung der großen Mengen an Transceivern und Kabeln, die in einem Rechenzentrum benötigt werden, bieten DAC-Kabel eine kostengünstige Alternative zu AOCs und AECs. Vom Kupfer, das zum Verbinden beider Enden verwendet wird, bis hin zur kostengünstigeren Hardware in den Transceivern selbst sind DACs eine hervorragende Anschaffung für Rechenzentrumsbetreiber, die in großen Mengen einkaufen, um ihre Einrichtungen auszustatten. Im Vergleich dazu sind AOCs, die Glasfaser- und andere optische Technologien nutzen, eine teurere Wahl. Die Kosten für AECs liegen irgendwo zwischen AOCs und DACs, wie in Abbildung 3 dargestellt. Beachten Sie jedoch, dass die Länge und der Biegeradius von DACs wie oben erwähnt begrenzt sind. 

DACs, AECs, AOCs Kostenvergleich

Feige. 3  Ungefähr DAC/AEC/AOC-Kostenvergleich  

Ein Ort für alle 

Unserer Erfahrung nach können Rechenzentrumsanbieter einige oder alle dieser Optionen nutzen: DACs, AECs und AOCs. Im Vergleich zum Kauf einzelner Transceiver und Kabel bietet die Investition in Kabel mit festen Transceivern einige Vorteile, da dadurch Geld und Zeit gespart werden, die für die Bewältigung möglicherweise unterschiedlicher Kabellängen, Panels oder das Spleißen von Glasfasern aufgewendet werden müssen. Bei mandantenfähigen Rechenzentren kommt es typischerweise zu Szenarien, in denen Mandanten die Konnektivität in ihren Racks gemeinsam nutzen. Einige sind möglicherweise auf DACs oder AECs angewiesen, andere auf AOCs – es liegt in der Verantwortung des Anbieters, den Kundenwünschen gerecht zu werden. In anderen Fällen kann es vorkommen, dass ein Server über einen DAC mit einem Switch verbunden wird und der Switch über AOC mit einem Router verbunden wird. Während wir uns auf höhere Datenraten von 800G und mehr konzentrieren, können der Biegeradius und die Reichweitenbeschränkungen von Kupfer den Einsatz von AOCs in den meisten, wenn nicht allen Rechenzentrumsanwendungen erforderlich machen.   

Wie bei allen Aspekten von Telekommunikationsnetzwerken verfolgt Precision OT bei der Konnektivität von Rechenzentren einen systemtechnischen Ansatz. Um verschiedene Netzwerkanforderungen, Kompromisse und Kompatibilitätsanforderungen zu erfüllen, Precision OT bietet eine Reihe von DACs und AOCs an und wird bald AECs anbieten. Um mehr darüber zu erfahren, wie wir Sie bei Ihren Anforderungen an die Konnektivität Ihres Rechenzentrums unterstützen können,kontaktiere uns!