Guía de cable de transmisión de datos de alta velocidad DAC, AEC, AOC y ACC

Guía de cable de transmisión de datos de alta velocidad DAC, AEC, AOC y ACC

• 2025-01-10 11:38:28
• -- Administrador

En la industria de la comunicación altamente competitiva de hoy, todo el mundo espera obtener una ventaja competitiva, ya sea en términos de rendimiento, eficiencia o costo. Aunque muchas renovaciones de centros de datos se centran en las configuraciones de adaptadores de red y conmutadores, una forma extremadamente fundamental pero igualmente efectiva de mejorar los centros de datos desplegados es repensar los cables de interconexión. Actualmente, hay cuatro formas diferentes de cables de transmisión de datos en el mercado, a saber, DAC (cable de conexión directa), AOC (cable óptico activo), AEC (cable eléctrico activo) y ACC (cable de cobre activo), que difieren en los medios de transmisión, características de rendimiento y escenarios de aplicación. Conozcamos juntos hoy a DAC, AEC, AOC y ACC.¿Cuál será el ganador final en el campo de la comunicación de datos?

Cables de alta velocidad DAC

Principio Técnico:

Los cables de alta velocidad DAC (Direct Attach Cable), generalmente traducidos como cables directos o cables de cobre directos, suelen ser conjuntos de cables comprados en longitudes fijas con conectores fijos en ambos extremos. Los puertos no pueden ser reemplazados, y los cabezas del módulo y los cables de cobre no pueden ser separados. Los cables de alta velocidad han sido cada vez más aceptados y utilizados por más y más usuarios debido a sus notables ventajas, como el rendimiento de alto costo, alta eficiencia, alta velocidad, alta integración y baja pérdida. Se han convertido en la primera opción para soluciones de comunicación de datos de alta velocidad y se utilizan ampliamente en redes de área de almacenamiento, centros de datos y conexiones de computadoras de alto rendimiento.

Estructura básica de los cables de alta velocidad:

Consisten principalmente en cables centrales con conductores chapados en plata y tres materiales aislantes, incluido aislamiento espumado, Teflón y PP. Luego, se adopta el blindaje de par de alambres y el blindaje general para formar cables de alta velocidad. Los cables de alta velocidad tienen un excelente rendimiento de atenuación, bajo retraso y capacidad antiinterferencia, pueden lograr transmisión de banda ancha de alta frecuencia, tienen especificaciones que van desde 32 a 24 AWG y múltiples estructuras como 2P, 4P, 8P o 16P, y se pueden aplicar en varios escenarios de aplicación.

Ventajas de los cables de alta velocidad DAC:

Se han convertido en la solución preferida para los usuarios en escenarios de aplicaciones de corta distancia y se utilizan ampliamente en escenarios de interconexión de centros de datos como dispositivos de almacenamiento SATA, sistemas RADI, routers de núcleo y Ethernet 10G o 40G. En los centros de datos, los cables de cobre se usan generalmente para conectar servidores y redes de área de almacenamiento. Debido a que los cables de cobre pasivos son baratos y tienen velocidades de transmisión rápidas, se han convertido en la mejor solución para la transmisión a corta distancia.

Alto rendimiento:

Adecuado para el cableado de corta distancia en centros de datos, con una amplia gama de aplicaciones y fuertes capacidades de conmutación de esquema de integración.

Conservación de energía y protección del medio ambiente: el material interno de los cables de alta velocidad es el núcleo de cobre y los cables de cobre tienen buenos efectos de disipación de calor natural, que ahorran energía y respetuosos con el medio ambiente.

Bajo consumo de energía: los cables de alta velocidad tienen un bajo consumo de energía. Dado que los cables pasivos no requieren una fuente de alimentación, el consumo de energía de los cables activos es generalmente de unos 440 mW.

Bajo costo: El precio de los cables de cobre es mucho menor que el de las fibras ópticas. El uso de cables de alta velocidad puede reducir en gran medida el costo de cableado de todo el centro de datos.

Cables de alta velocidad AEC

Principio Técnico:

Los cables eléctricos activos agregan arquitecturas de chips CDR (Clock Data Recovery) y Retimer en ambos extremos del cable para no solo amplificar y igualar las señales de transmisión, sino también remodelar las señales, ampliando así la distancia de transmisión. Son adecuados para escenarios de aplicación que requieren de larga distancia, bajo consumo de energía y diseño compacto.

Estructura básica de los cables de alta velocidad:

Consisten principalmente en cables centrales con conductores chapados en plata y materiales aislantes de teflón. Luego, se adopta el blindaje de par de alambres y el blindaje general para formar cables de alta velocidad. Los cables de alta velocidad tienen un excelente rendimiento de atenuación, bajo retraso y capacidad antiinterferencia, pueden lograr transmisión de banda ancha de alta frecuencia, tienen especificaciones que van desde 28 a 24 AWG y múltiples estructuras como 8P y 16P, y se pueden aplicar en varios escenarios de aplicación.

Ventajas de los cables de alta velocidad AEC:

Los cables AEC activos son lanzados por la Alianza HiWire. La especificación AEC de HiWire define los estándares para las especificaciones eléctricas y mecánicas básicas. Los cables activos de AEC admiten velocidades de transmisión de 100G, 200G y 400G, y los tipos de embalaje incluyen QSFP56, OSFP y QSFP-DD. La distancia de transmisión más larga puede alcanzar los 7 metros. Cuentan con la función de corrección de errores hacia adelante (FEC) y la función de sincronización de cable, que puede garantizar señales completamente igualadas con una tasa de error de bits ultra baja.

Los cables activos AEC son la tecnología clave para la arquitectura DDC (Distributed Chassis). Superan las limitaciones de densidad, peso y rendimiento de los DAC de cable de cobre y los problemas de costo y disponibilidad de AOC. Sus ventajas residen en el bajo consumo de energía, bajo costo y ahorro de espacio. El consumo de energía es un 25% menor que el de los dispositivos ópticos, el costo es un 50% menor que el de los componentes ópticos, el volumen es menor que el de DAC, y pueden ahorrar hasta un 70% de espacio en comparación con el DAC. Además, son más fiables que las ópticas.

Los cables activos AEC se utilizan principalmente para la conexión entre ToR y servidores y chasis distribuidos. Cada rack se puede cablear con hasta 500 cables. Son adecuados para escenarios de aplicación que requieren transmisión de larga distancia, bajo consumo de energía y diseño compacto, como las necesidades de interconexión de los centros de datos distribuidos, y los mercados de telecomunicaciones y empresas.

• Consumo de energía: El consumo de energía de AOC y AEC es menor que el de DAC, lo que ayuda a reducir el consumo general de energía del sistema.
• Distancia de transmisión: La distancia de transmisión del DAC es limitada, generalmente dentro de los 5 metros. AEC puede extender la distancia de transmisión a escenarios de aplicación más largos a través de la tecnología de mejora de la señal.
• Precio: El AOC tiene un precio más alto debido a la inclusión de láseres y fibras ópticas. DAC y AEC son relativamente baratos y adecuados para aplicaciones a gran escala.
• Tamaño y Peso: El volumen y el peso de AOC y AEC son más pequeños que los de DAC, por lo que son más adecuados para escenarios de aplicación con espacio limitado.

Cable de alta velocidad AOC

Principio Técnico:

Los cables ópticos activos AOC se refieren a los cables de comunicación que necesitan convertir señales eléctricas en señales ópticas o viceversa con la ayuda de energía externa durante el proceso de comunicación. Los transceptores ópticos en ambos extremos del cable óptico proporcionan conversión fotoeléctrica y funciones de transmisión óptica. Parecen similares a los cables de cobre. AOC utiliza un cable óptico para conectar dos conectores de alta densidad. El AOC contiene láseres en el interior y es relativamente caro, pero tiene un rendimiento de transmisión superior.

Estructura básica de los cables de alta velocidad:

De acuerdo con diferentes escenarios de aplicación y requisitos, la estructura detallada y los componentes de los cables de alta velocidad AOC pueden variar. Por ejemplo, algunos cables AOC también pueden contener otros dispositivos auxiliares, como amplificadores ópticos y atenuadores ópticos, para optimizar la transmisión de la señal y garantizar la estabilidad del sistema. En general, la estructura básica de los cables de alta velocidad AOC consiste en fibras ópticas, convertidores fotoeléctricos y conectores.

Ventajas de los cables de alta velocidad AOC:

En primer lugar, son mucho más ligeros que los otros dos tipos de cables de alta velocidad. En segundo lugar, dado que las fibras ópticas son dieléctricas, no se ven afectadas fácilmente por la interferencia electromagnética y son adecuadas para aplicaciones con requisitos de larga distancia y alta fiabilidad, como la conexión entre conmutadores de núcleo y la transmisión de larga distancia dentro de los centros de datos.

Desventajas de los cables de alta velocidad AOC:

En comparación con los cables de alta velocidad, el costo de los cables ópticos activos es relativamente alto. La vida útil de los láseres en los cables ópticos AOC es generalmente de 3 a 5 años, y son difíciles de reparar. Como un nuevo tipo de cable óptico de transmisión, los cables ópticos activos necesitan convertir señales eléctricas en señales ópticas o viceversa con la ayuda de energía externa durante el proceso de comunicación. Las pérdidas en el proceso de conversión y las pérdidas de energía térmica generadas son razones importantes por las que el AOC es difícil de popularizar en la actualidad. Sin embargo, muchas personas en el mercado piensan que los cables ópticos AOC tienen una distancia de transmisión más larga y reducen la interferencia electromagnética, por lo que el advenimiento de AOC ha causado el malentendido de que esta nueva tecnología debe adoptarse en todos los aspectos de la red.

Cables de alta velocidad ACC

Principio Técnico:

ACC (Active Copper Cable) es un tipo de cable de cobre activo. Agrega un cierto Redriver lineal en el extremo receptor (extremo Rx) del cable para proporcionar la ecualización y la conformación de la señal. Utiliza chips para compensar las pérdidas de alta frecuencia del DAC de cable de cobre pasivo y es más como un cable activo que amplifica señales analógicas. Amplía la distancia de transmisión de los cables de cobre tradicionales a una gama más amplia de escenarios de aplicación. ACC también se puede usar para conectar ToR y servidores. Proporciona una forma económica y eficiente para enlaces cortos, proporcionando así una mayor transmisión de ancho de banda. La distancia de transmisión de ACC puede exceder los 3m en transmisión de alta velocidad. La elección de la longitud correcta del cable es muy importante porque puede ser una variable clave para el rendimiento general.

Los cables de cobre activos de ACC admiten velocidades de transmisión y tipos de embalaje tales como 10G SFP +, 25G SFP28, 40G QSFP +, 50G QSFP +, 100G QSFP28, 200G QSFP-DD, 400G OSFP, 800G OSFP, 400G QSFP DD y 800G QSFP-DD.

ACC se utiliza principalmente en escenarios que requieren amplificación y reducción de señal. La distancia de transmisión es relativamente corta, y no tiene funciones de reparación y remodelación. Su espacio de mercado es relativamente pequeño, pero todavía tiene aplicaciones en algunos escenarios que son sensibles al costo y no tienen altos requisitos para la distancia de transmisión.

Resumen: DAC, AEC, AOC, ACC

Al elegir cables de transmisión de datos, se deben tener en cuenta los requisitos específicos de la aplicación, la distancia de transmisión, el presupuesto de costos y las limitaciones de espacio. En el campo de la comunicación de datos, hemos visto la tendencia de aplicación de Ethernet emergiendo. Se espera que el CAC se amplíe de las aplicaciones Infiniband a Ethernet. Creemos que la actualización de las tasas de conmutación también se espera que conduzca cambios en los métodos de conexión de alta velocidad en los centros de datos. Se espera que nuevos productos como AEC y ACC amplíen los clientes intermedios. Creemos que la aparición de interruptores de velocidad más alta se espera que impulse la mejora de las tarifas portuarias. El CAD de cable de cobre tradicional es propenso a grandes pérdidas y atenuación de las señales de transmisión a altas velocidades. Para compensar la atenuación de la señal, es necesario aumentar continuamente el diámetro del CAD. Según Amazon, el diámetro exterior de un CAD de 100G que soporta una transmisión de 2,5 metros es de 6,7 mm, mientras que el diámetro exterior de un DAC de 400 g que soporta una transmisión de 2,5 metros alcanza los 11 mm, lo que hace más difícil para los vendedores en la nube organizar cables de datos. Además, el diámetro exterior más grande de DAC también significa un radio de flexión más grande, lo que resulta en una mayor superficie del suelo y espacio ocupado de todo el estante. Actualmente, la solución innovadora para conexiones de cobre de alta velocidad es el cable activo AEC. En comparación con DAC, AEC añade chips en ambos extremos del cable de cobre para recuperar señales y puede reducir las pérdidas y la atenuación generadas cuando las señales de alta velocidad se transmiten a través de cables de cobre. Por lo tanto, el diámetro exterior de la AEC es menor que el del CAD tradicional, y el espacio ocupado también es menor. En la construcción de clusters de IA a gran escala, creemos que debido al aumento significativo de la densidad de interconexión de los clusters de IA en comparación con la computación en la nube, AEC con su diámetro exterior más pequeño es más adecuado para el cableado de redes a gran escala. Además, la transmisión de corta distancia, en comparación con las soluciones de comunicación óptica utilizando módulos ópticos y fibras ópticas, AEC tiene las ventajas de bajo costo, bajo consumo de energía y bajo costo de mantenimiento. Según el cálculo de Credo, el coste global de 400 g de AEC puede reducirse un 53 % en comparación con la solución AOC. Creemos que en el futuro, a medida que la tasa de transmisión de la red en los centros de datos siga aumentando, el CAD se enfrentará a mayores dificultades en la transmisión a corta distancia, y se espera que métodos innovadores de conexión como AEC sustituyan al DAC. Según la estimación de Lightconting en diciembre de 2023, los mercados de AOC, DAC y AEC fueron de 12 mil millones de dólares estadounidenses en 2023 y se espera que alcancen los 28 mil millones de dólares estadounidenses en 2028, con la CAGR de AOC, DAC y AEC de 2023 a 2028 siendo 15%, 25% y 45% respectivamente.