ADC、AEC、AOC和ACC高速數據傳輸電纜指南

ADC、AEC、AOC和ACC高速數據傳輸電纜指南

• 2025-01-10 11:38:28
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在當今競爭激烈的通信行業，無論是在性能、效率還是成本方面，每個人都希望獲得競爭優勢。儘管許多數據中心翻新的重點是網絡適配器和交換機配置，但改善已部署數據中心的一個極其基本但同樣有效的方法是重新考慮互連電纜。目前，市場上有四種不同形式的數據傳輸電纜，分別是ADC（Direct Attack Cable）、AOC（Active Optical Cable）、AEC（Active Electric Cable）和ACC（Active Copper Cable），它們在傳輸媒體、性能特徵和應用場景方面有所不同。今天就讓我們一起了解一下DEC、AEC、AOC和ACC。誰將成為數據通信領域的最終贏家？

ADC高速電纜

技術原理：

ADC高速電纜（Direct Attack Cable），通常翻譯為直接電纜或直接銅纜，通常是以固定長度購買的電纜組件，兩端固定連接器。埠無法更換，模塊頭和銅纜也無法分離。高速電纜以其高性價比、高效率、高速、高集成度、低損耗等顯著優勢，越來越多的用戶接受和使用。它們已成為高速數據通信解決方案的首選，並廣泛應用於存儲區域網絡、數據中心和高性能計算機連接。

高速電纜的基本結構：

它們主要由帶銀線導體的芯線和泡沫絕緣、特氟龍和PP三種絕緣材料組成。然後採用線對屏蔽和整體屏蔽形成高速電纜。高速電纜具有優異的衰減性能、低延遲和抗干擾能力，可實現高頻寬帶傳輸，規格範圍為32至24 AW，具有2 P、4 P、8 P或16 P等多種結構，可應用於各種應用場景。

ADC高速電纜的優點：

它們已成為短距離應用場景中用戶的首選解決方案，廣泛應用於ATA存儲設備、RADI系統、核心路由器、10 G或40 G乙太網等數據中心互聯場景。在數據中心中，銅纜通常用於連接伺服器和存儲區域網絡。由於無源銅纜價格便宜且傳輸速度快，因此已成為短距離傳輸的最佳解決方案。

高性能：

適合數據中心中的短距離布線，應用範圍廣泛，集成方案交換能力強。

節能環保：高速電纜內部材料為銅纜，銅纜自然散熱效果好，節能環保。

低功耗：高速電纜功耗低。由於無源電纜不需要電源，因此有源電纜的功耗一般約為440兆瓦。

成本低：銅纜的價格遠低於光纖。使用高速電纜可以大大降低整個數據中心的布線成本。

AEC高速電纜

技術原理：

主動電纜在電纜兩端增加了CDR（時鐘數據恢復）和重定時器晶片架構，不僅可以放大和均衡傳輸信號，還可以對信號進行整形，從而延長傳輸距離。它們適合需要遠距離、低功耗、緊湊設計的應用場景。

高速電纜的基本結構：

它們主要由帶銀線導體的芯線和特氟龍絕緣材料組成。然後採用線對屏蔽和整體屏蔽形成高速電纜。高速電纜具有優異的衰減性能、低延遲、抗干擾能力，可實現高頻寬帶傳輸，規格範圍為28至24 AW，具有8 P、16 P等多種結構，可應用於各種應用場景。

AEC高速電纜的優點：

AEC活躍電纜由HiWire聯盟發布。HiWire AEC規範定義了基本電氣和機械規範的標準。AEC主動電纜支持100 G、200 G和400 G傳輸速率，封裝類型包括QSFP 56、OSFP和QSFP-DD。最長傳輸距離可達7米。它們具有前向錯誤糾正（FEC）功能和電纜重定時功能，可以確保信號完全均衡並具有超低誤比特率。

AEC主動電纜是DDD（分布式底盤）架構的關鍵支持技術。它們克服了銅纜ADC的密度、重量和性能限制以及AOC的成本和可用性問題。它們的優點在於低功耗、低成本和節省空間。功耗比光學器件低25%，成本比光學元件低50%，體積比ADC更小，與ADC相比最多可節省70%的空間。此外，它們比光學的更可靠。

AEC主動電纜主要用於ToR與伺服器和分布式底盤之間的連接。每個機架最多可以連接500根電纜。它們適合需要長距離傳輸、低功耗、緊湊設計的應用場景，例如分布式數據中心的互聯需求以及電信和企業市場。

• 功耗：AOC和AEC的功耗均低於ADC，有助於降低整體系統能耗。
• 傳輸距離：ADC的傳輸距離有限，通常在5米以內。AEC可以通過信號增強技術將傳輸距離擴展到更長的應用場景。
• 價格：AOC由於包含雷射器和光纖，價格較高。ADC和AEC相對便宜，適合大規模應用。
• 尺寸和重量：AOC和AEC的體積和重量均小於ADC，更適合空間有限的應用場景。

AOC高速電纜

技術原理：

AOC主動光纜是指在通信過程中需要藉助外部能量將電信號轉換為光信號或反之亦然的通信電纜。光纜兩端的光收發器提供光電轉換和光傳輸功能。它們看起來類似於銅纜。AOC使用光纜連接兩個高密度連接器。AOC內部包含雷射器，相對昂貴，但具有優越的傳輸性能。

高速電纜的基本結構：

根據不同的應用場景和要求，AOC高速電纜的詳細結構和組成可能會有所不同。例如，一些AOC電纜還可能包含光放大器、光衰減器等其他輔助設備，以優化信號傳輸並確保系統穩定性。一般來說，AOC高速電纜的基本結構由光纖、光電轉換器和連接器組成。

AOC高速電纜的優點：

首先，它們比其他兩種類型的高速電纜輕得多。其次，由於光纖是半導體，不易受到電磁干擾的影響，適合長距離、高可靠性要求的應用，例如核心交換機之間的連接和數據中心內的長距離傳輸。

AOC高速電纜的缺點：

與高速電纜相比，主動光纜的成本相對較高。AOC光纜中雷射器的壽命一般為3至5年，並且很難修復。主動光纜作為一種新型傳輸光纜，在通信過程中需要藉助外部能量將電信號轉換為光信號，反之亦然。轉化過程中的損失和產生的熱能損失是AOC目前難以推廣的重要原因。但市場上許多人認為AOC光纜傳輸距離更長，電磁干擾也減少，因此AOC的出現引起了網絡各個方面都應該採用這種較新技術的誤解。

ACC高速電纜

技術原理：

ACC（主動銅纜）是一種主動銅纜。它在電纜的接收端（Rx端）添加一定的線性再驅動器，以提供信號均衡和整形。它使用晶片來補償無源銅纜ADC的高頻損失，更像是放大模擬信號的主動電纜。它將傳統銅纜的傳輸距離延伸到更廣泛的應用場景。ACC還可用於連接ToR和伺服器。它為短連結提供了一種經濟有效的方式，從而提供更大的帶寬傳輸。高速傳輸時ACC的傳輸距離可超過3 m。選擇正確的電纜長度非常重要，因為它可能是整體性能的關鍵變量。

ACC主動銅纜支持傳輸速率和封裝類型，例如10 G SFP+、25 G SPP 28、40 G QSFP+、50 G QSFP+、100 G QSFP 28、200 G QSFP-DD、400 G OSFP、800 G QSFP-DD。

ACC主要用於需要信號放大和減少的場景。傳輸距離相對較短，不具有修復和重塑功能。其市場空間相對較小，但在一些對成本敏感且對傳輸距離要求不高的場景中仍有應用。

摘要：ADC、AEC、AOC、ACC

在選擇數據傳輸電纜時，應根據具體的應用要求、傳輸距離、成本預算和空間限制進行綜合考慮。在數據通信領域，我們已經看到了以太網的應用趨勢。預計ACC將從Infiniband擴展到以太網應用。我們認為，交換機速率的升級也有望推動數據中心高速連接方式的變化。預計AEC和ACC等新產品將擴大下游客戶。我們認為，高速交換機的出現有望推動埠費率的升級。傳統的銅纜數模轉換器在高速傳輸時容易產生巨大的損耗和信號衰減。為了補償信號衰減，需要不斷增大DAC的直徑。據亞馬遜稱，支持2.5米傳輸的100G速率DAC的外徑為6.7毫米，而支持2.5米傳輸的400G速率DAC的外徑達到11毫米，這增加了雲供應商安排數據線的難度。此外，DAC的外徑越大，彎曲半徑也越大，從而導致整個機架的佔地面積和佔用空間更大。目前，用於高速銅纜連接的創新解決方案是有源電纜AEC。與DAC相比，AEC在銅纜兩端增加了晶片來恢復信號，可以減少高速信號通過銅線傳輸時產生的損耗和衰減。因此，AEC的外徑比傳統的DAC更小，佔用的空間也更小。在構建大規模AI集群方面，我們認為，由於相比雲計算，AI集群的互聯密度大幅提升，外徑較小的AEC更適合大規模組網布線。此外，在短距離傳輸方面，與使用光模塊和光纖的光通信方案相比，AEC具有低成本、低能耗和低維護成本的優勢。根據Credo的計算，與AOC解決方案相比，400G AEC的綜合成本可以降低53%。我們認為，未來隨著數據中心網路傳輸速率的不斷提高，DAC在短距離傳輸方面將面臨更大的困難，AEC等創新的連接方式有望取代DAC。根據LightCounting在2023年12月的估計，2023年AOC、DAC和AEC的市場規模為120億美元，預計2028年將達到280億美元，其中2023年至2028年AOC、DAC和AEC的復合年增長率分別為15%、25%和45%。