by fibermall

如今，對於數據中心而言，擁有便捷、穩定的連接對於提高性能和不間斷運行至關重要。直連銅纜(DAC)和有源光纜(AOC)是實現這一目標的兩個主要組件。這些线纜用於改善數據中心內服務器、交換機、存儲系統和其他設備之間的數據傳輸。根據特定環境的特定需求或限制，每種類型的電纜都有自己的優點和缺點。接下來是對DAC與AOC的區別的分析，包括它們的用例以及IT專家的選擇考慮因素。這樣，運營商將能夠有效地發展網絡，同時做出明智的選擇，以便盡可能地擴展網絡以滿足他們的需求。

數據中心中的DAC電纜是什么？

直連電纜基礎知識

直連電纜(DAC)是一種兩端連接有收發器的銅纜。DAC電纜廣泛用於數據中心的短距離連接，長度通常爲1至7米。這些電纜以低延遲、高可靠性和成本效益而聞名，是機架或相鄰機架內服務器或交換機互連的理想選擇。DAC有無源和有源兩種類型；無源DAC具有信號處理電子設備，而有源DAC沒有；因此，它們消耗的功率更少，並且由於其簡單性只能在短距離內使用。另一方面，有源DAC具有信號處理電子設備，有助於在整個傳輸距離內保持信號完整性，從而支持更長的長度。

DAC電纜的工作原理

直連電纜用於通過差分信號傳輸數據，其中兩根電线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幹擾並提高了信號質量。通常，無源DAC電纜僅利用銅導體的固有特性來確保高效的短距離數據傳輸，通常限制在5米以內。相反，有源DAC具有內置電路，可放大和調節信號，從而使它們能夠支持更長的距離，有時甚至長達10米，同時仍保持高性能和最小延遲。因爲它們是即插即用設備，所以不需要額外的電源，也不需要任何復雜的設置即可實現。

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節電路。它們通常用於長達5米的短距離應用。這些電线最適合經濟高效的安裝，因爲它們消耗的電量更少，設計更簡單。

有源DAC线纜：有源线纜中集成的電子元件增強了信號完整性，同時允許更長的距離。延遲保持較低，因爲它們可以延伸超過10米甚至更遠而不會影響延遲。因此，在需要更長距離的高性能時，應使用這些類型的线纜。

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）。對於快速的40GbE和100GbE鏈路，使用QSFPDAC，而SFPDAC支持1GbE到10GbE連接。根據網絡設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傳統銅线進行高速數據傳輸的電纜。與使用電信號在設備之間發送信息的直連銅纜(DAC)相比，AOC使用光在更長的距離上以更高的帶寬傳輸數據。這些電纜專爲防止信號在長距離上衰減而开發，可提供低電磁幹擾和串擾減少。因此，它們在超大規模環境或其他必須在相當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)將電信號轉換爲光信號，因此可以比傳統銅线更快地在更遠的距離上發送數據。AOC的主要部件是連接在電纜兩端的光收發器和光纖電纜本身。AOC電纜的工作原理如下：

發射器模塊：此部件有一個激光二極管，可將輸入的電信號轉換爲光信號。它使用來自設備的電輸入對光脈衝進行編碼，然後通過光纖發送。

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。光纖芯引導發射器和接收器之間的長距離光脈衝傳輸，幾乎不會損失任何信號功率。這在很大程度上要歸功於材料特性，例如高帶寬容量和低衰減率。

接收模塊：在一端，通常還有另一個稱爲接收器的模塊；它包含光學檢測器（通常是光電二極管）等，該檢測器可捕獲到達的光脈衝，然後將其轉換回電流或信號，以便在需要時在下遊的其他地方進行處理。

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。與銅基系統相比，光傳輸本身能夠更有效地抵抗電磁幹擾(EMI)和串擾，因爲銅基系統沿其長度爲多個設備提供公共接地點。這可確保更高質量的數據傳輸，同時降低誤碼率(BER)。

功耗：雖然每個端點內嵌入式收發器需要一些電力，但與專門爲延長距離（例如數據中心內）設計的等效銅解決方案相比，仍可能導致總體功耗降低，從而使有源光纖電纜更加節能。

AOC性能技術數據

數據速率：可支持高達400Gbps的數據速率，適用於從10Gbps以太網到超過100Gbps標准的不同應用。

距離：標准有源光纜的最大傳輸距離約爲一百米，但某些專用版本甚至可以傳輸得更遠。

延遲：使用光纖傳輸實現低延遲，非常適合需要高速的環境。

溫度範圍：有源光纜的最佳工作溫度範圍很廣，通常在負五攝氏度到七十攝氏度之間；因此，它們在不同的環境條件下都具有高度的可靠性。

很容易看出爲什么AOC已經成爲現代網絡和數據中心如此重要的一部分，通過利用基於光的技術，這些設備實現了快速的長距離通信。

使用有源光纜的好處

更高的數據速率和帶寬：有源光纜(AOC)提供比傳統銅纜更高的數據速率和更寬的帶寬。它們的速度可以達到400Gbps，因此非常適合高性能計算和數據密集型應用。

更長的傳輸距離：AOC的主要優勢之一是能夠進行長距離傳輸，且信號損失小。通常情況下，標准AOC的傳輸距離爲100米，但有些版本可以超越此限制。

不受電磁幹擾影響：銅纜常見的電磁幹擾或串擾對AOC完全沒有影響，因爲它們對此類幹擾具有天然免疫力。此功能可實現可靠的數據傳輸，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，後者需要爲其收發器提供大量電力。換句話說，即使嵌入式收發器需要長距離供電，但消耗的電量較少，因此這種類型適合數據中心內的大規模網絡設置。

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，同時減少了基礎設施組件的負載。此外，這些電线所表現出的靈活性增強了數據中心內良好的電纜管理實踐。

提高可靠性和堅固性：有源光纜通常在-5°C至70°C的溫度範圍內工作，其強度足以使其在惡劣的環境條件下有效工作；這使得它們即使在不同區域使用相當長一段時間後仍然可靠。

DAC和AOC電纜之間的主要區別

區分直連電纜和有源光纜

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

信號質量：DAC容易受到信號衰減和電磁幹擾的影響，但AOC可以抵抗這些問題，從而確保更遠距離的數據完整性。

功耗：在短距離內，與AOC相比，DAC消耗的電量較少，盡管AOC需要爲收發器供電，但對於長距離傳輸而言，DAC是節能的。

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。

強度和環境適應性：就耐用性而言，AOC更加堅固，因此可以承受較大的溫度範圍，而在相對狹窄的環境條件下運行的DAC則並非如此。

電纜長度考慮因素：AOC與DAC

當考慮電纜的長度時，DAC最適合短距離應用，通常距離在10米以下，因此非常適合機架間或機架內連接。相反，AOC可以支持更長的距離，通常超過100米，因此更適合建築物間或大型數據中心連接。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，應該根據給定部署場景中的特定距離和環境要求選擇AOC或DAC。

數據速率：DAC與AOC

從數據速率來看，直連電纜(DAC)和有源光纜(AOC)都很強大，但它們在不同應用和距離下的性能有所不同。通常，DAC可以處理高達400Gbps的數據速度，這使其成爲數據中心較短距離高速連接的理想選擇。盡管如此，由於信號衰減，它們的能力會隨着距離的增加而下降。與此相反，AOC通過使用光纖技術使用類似的數據速率支持，即使在長距離（有時超過100米）也能保持出色的性能，因此它們更適合在必須快速遠距離傳輸大量信息的情況下，同時確保信號強度的一致性，而不會像DAC那樣受到電磁幹擾的影響。因此，應該根據事物之間的距離以及網絡設計架構中每個點所需的速度來選擇DAC或AOC。

何時應在數據中心使用AOC電纜？

有源光纜的優勢

擴大覆蓋範圍：AOC能夠覆蓋超過100米的範圍，這使其非常適合連接相距較遠的建築物，或位於同一大型數據中心不同部分的建築物。

更快的數據傳輸速率：它們可以以高達400Gbps的速度傳輸數據，同時仍能在長距離內保持良好的性能。

更少的電磁幹擾：此功能可確保不存在電磁幹擾；因此，始終保持信號質量。

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。

更好的信號質量：與發生信號衰減的延長銅纜相比，AOC中使用的光纖技術可保證更高的信號完整性。

AOC電纜的具體用例

數據中心間連接：AOC能夠高效地連接寬敞院子內的不同數據中心和/或建築物，特別是在範圍和信號完整性至關重要的情況下。

高性能計算集群：AOC用於高性能計算環境，以最小的延遲促進快速的節點到節點數據傳輸。

雲服務提供商：對於需要可靠連接和巨大帶寬來維持各種基於雲的服務和應用的雲服務提供商來說，這些是最佳選擇。

存儲區域網絡(SAN)：SAN需要AOC來維持其間的高質量信號，從而確保高效的存儲和檢索數據的過程。

網絡交換機和路由器：它們可用於在網絡交換機和路由器之間建立快速鏈接，從而提高復雜網絡拓撲的性能。

評估數據中心的電纜需求

爲了保證良好的性能和可擴展性，在確定數據中心的電纜要求時，必須考慮許多因素。以下是需要評估的一些關鍵領域：

帶寬：確定設施當前和未來的帶寬需求。這意味着電纜應具有高數據速率，可由AOC（有源光纜）或DAC（直連銅纜）等支持，因爲高性能應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，以及在這些點之間傳輸信息時電线需要覆蓋的距離。在需要覆蓋較長距離的情況下，例如校園內建築物之間的距離，基於光纖的解決方案（如AOC）效果最佳，因爲它們具有很強的信號完整性，即使在很長的距離內衰減也最小。

電纜密度和氣流：在處理密集的環境時，必須仔細規劃，以免所有東西都擠在一起，而是讓它們周圍有足夠的通風。設計應包括較細的電线，這些電线容易彎曲，而不是較粗的電线。這將通過有效的電纜管理增強適當的冷卻，從而減少與過熱產生相關的能源浪費。

面向未來還需要考慮數據中心的增長前景和技術進步。可擴展的基礎設施投資可實現輕松升級，而無需在後續擴展期間嚴重破壞現有系統或完全破壞已經奠定的基礎。

預算限制：由於光纖除了具有面向未來性之外，還提供了卓越的性能，因此需要在性能預期與可用資金之間取得平衡；因此，建議在短期內採用有限空間內的低速連接。

這些只是進行此類評估時需要考慮的幾個因素；但是，根據每個特定數據中心建立的具體情況，可能還存在更多的因素。

何時應在數據中心使用DAC電纜？

直連電纜的優缺點

優點：

經濟：數模轉換器(DAC)通常比光纖轉換器便宜，從而降低了成本。

低延遲：它們具有低信號延遲，這對於高頻交易和其他延遲最重要的應用非常重要。

安裝簡單：DAC即插即用，減少了安裝時間和難度。

性能卓越：適用於短距離傳輸，可達到驚人的400Gbps速率傳輸數據。

缺點：

有限範圍：僅在有限的距離範圍內有效，通常在七米左右。

體積大：這些電纜比光纖更厚且更不靈活，可能會導致更高的電纜密度。

易受幹擾：可能會受到電磁幹擾(EMI)，從而導致嘈雜環境中的信號質量下降。

可擴展性問題：不是面向未來的最佳選擇；當數據中心基礎設施發生變化時可能需要更換。

DAC线纜的理想應用場景

DAC電纜在數據中心的各種情況下都具有優勢：

機架頂部(ToR)連接：由於短距離需求，最好使用它們將服務器連接到機架頂部交換機。

低延遲應用：這些類型的线路非常適合用於需要極低延遲的環境，例如金融交易系統和實時數據處理中心。

高密度組件：這些組件在密集的服務器機架中非常有用，因爲需要通過僅使用短長度將設備直接連接在一起來簡化電纜管理。

成本敏感型部署：節省資本的項目應該考慮部署它們，因爲它們有助於減少光學支出。

穩定的環境：它們可以在幾乎沒有或沒有電磁幹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於傳統光纖解決方案。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雜，因此制造過程也更簡單，因此更實惠。平均而言，這些電纜比光纖便宜70%。此外，由於使用它們時不需要光收發器，因此總體部署成本大大降低。這些節省很重要，尤其是對於在有限空間內擁有許多電纜的數據中心之間的短距離連接。此外，DAC允許更輕松地安裝和維護，從而降低運營費用並加快網絡部署。因此，如果一個實體想要在不影響快速信息流和良好網絡性能的情況下節省資金，那么它應該考慮採用DAC電纜，因爲它們物超所值。

DAC和AOC電纜的未來趨勢

有源光纜的創新

有源光纜(AOC)是最重要的網絡進步之一，因爲它們極大地提高了數據發送能力。AOC技術的創新提高了信號完整性，同時通過在AOC中包含復雜的光收發器，增加了傳輸距離並優化了能效；與DAC電纜相比，可以在更長的距離上進行快速數據通信。此外，光纖材料和激光技術的發展也有助於最大限度地減少延遲並提高信號質量。隨着數據中心需求的變化，必須提供可擴展的高容量連接。這就是AOC發揮作用的地方！

直連電纜的發展

在數據中心，由於對更高帶寬和更好網絡效率的需求，直連電纜(DAC)正在迅速改變。DAC技術領域的最新進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。他們通過集成高規格銅和更好的屏蔽方法等創新來實現這一目標，這些創新可在更快的數據傳輸過程中減少信號損失，同時避免電磁幹擾(EMI)。此外，無源和有源DAC已經得到开發，因此它們可以應用於更多網絡架構，速度範圍從10Gbps到400Gbps甚至更高。此外，新一代DAC採用先進材料和更好的制造工藝制成，從而確保強度和耐用性，並降低頻繁更換造成的運營成本。因此，這些措施有助於在高密度數據中心內實現更強大但更實惠的連接。

電纜技術的預期市場變化

電纜技術市場即將發生重大變化，更高的數據速率和更高效的網絡是主要驅動因素。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爲關注的焦點，這是因爲這種電纜可以支持5G、雲計算和物聯網等新技術。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——它們的性能優於傳統系統中常用的銅纜。

此外，根據全球環境問題以及監管標准，全球電纜市場正在轉向生產過程中可持續的能源消耗模式，從而使它們也變得環保，或者說是綠色！這一舉措要求在制造這些電线時使用生態材料，這樣不僅可以減少碳排放，還可以減少與其制造相關的其他形式的污染。總之，由於對這一領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，同時仍能確保在人口密集的信息中心和其他關鍵網絡結構中不損害數據完整性。

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標題：數據中心的DAC和AOC電纜：主要區別和用途

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