ADC、AEC、AOC和ACC高速数据传输电缆指南

ADC、AEC、AOC和ACC高速数据传输电缆指南

• 2025-01-10 11:38:28
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在当今竞争激烈的通信行业，无论是在性能、效率还是成本方面，每个人都希望获得竞争优势。尽管许多数据中心翻新的重点是网络适配器和交换机配置，但改善已部署数据中心的一个极其基本但同样有效的方法是重新考虑互连电缆。目前，市场上有四种不同形式的数据传输电缆，分别是ADC（Direct Attack Cable）、AOC（Active Optical Cable）、AEC（Active Electric Cable）和ACC（Active Copper Cable），它们在传输媒体、性能特征和应用场景方面有所不同。今天就让我们一起了解一下DEC、AEC、AOC和ACC。谁将成为数据通信领域的最终赢家？

ADC高速电缆

技术原理：

ADC高速电缆（Direct Attack Cable），通常翻译为直接电缆或直接铜缆，通常是以固定长度购买的电缆组件，两端固定连接器。端口无法更换，模块头和铜缆也无法分离。高速电缆以其高性价比、高效率、高速、高集成度、低损耗等显着优势，越来越多的用户接受和使用。它们已成为高速数据通信解决方案的首选，并广泛应用于存储区域网络、数据中心和高性能计算机连接。

高速电缆的基本结构：

它们主要由带银线导体的芯线和泡沫绝缘、特氟龙和PP三种绝缘材料组成。然后采用线对屏蔽和整体屏蔽形成高速电缆。高速电缆具有优异的衰减性能、低延迟和抗干扰能力，可实现高频宽带传输，规格范围为32至24 AW，具有2 P、4 P、8 P或16 P等多种结构，可应用于各种应用场景。

ADC高速电缆的优点：

它们已成为短距离应用场景中用户的首选解决方案，广泛应用于ATA存储设备、RADI系统、核心路由器、10 G或40 G以太网等数据中心互联场景。在数据中心中，铜缆通常用于连接服务器和存储区域网络。由于无源铜缆价格便宜且传输速度快，因此已成为短距离传输的最佳解决方案。

高性能：

适合数据中心中的短距离布线，应用范围广泛，集成方案交换能力强。

节能环保：高速电缆内部材料为铜缆，铜缆自然散热效果好，节能环保。

低功耗：高速电缆功耗低。由于无源电缆不需要电源，因此有源电缆的功耗一般约为440兆瓦。

成本低：铜缆的价格远低于光纤。使用高速电缆可以大大降低整个数据中心的布线成本。

AEC高速电缆

技术原理：

主动电缆在电缆两端增加了CDR（时钟数据恢复）和重定时器芯片架构，不仅可以放大和均衡传输信号，还可以对信号进行整形，从而延长传输距离。它们适合需要远距离、低功耗、紧凑设计的应用场景。

高速电缆的基本结构：

它们主要由带银线导体的芯线和特氟龙绝缘材料组成。然后采用线对屏蔽和整体屏蔽形成高速电缆。高速电缆具有优异的衰减性能、低延迟、抗干扰能力，可实现高频宽带传输，规格范围为28至24 AW，具有8 P、16 P等多种结构，可应用于各种应用场景。

AEC高速电缆的优点：

AEC活跃电缆由HiWire联盟发布。HiWire AEC规范定义了基本电气和机械规范的标准。AEC主动电缆支持100 G、200 G和400 G传输速率，封装类型包括QSFP 56、OSFP和QSFP-DD。最长传输距离可达7米。它们具有前向错误纠正（FEC）功能和电缆重定时功能，可以确保信号完全均衡并具有超低误比特率。

AEC主动电缆是DDD（分布式底盘）架构的关键支持技术。它们克服了铜缆ADC的密度、重量和性能限制以及AOC的成本和可用性问题。它们的优点在于低功耗、低成本和节省空间。功耗比光学器件低25%，成本比光学元件低50%，体积比ADC更小，与ADC相比最多可节省70%的空间。此外，它们比光学的更可靠。

AEC主动电缆主要用于ToR与服务器和分布式底盘之间的连接。每个机架最多可以连接500根电缆。它们适合需要长距离传输、低功耗、紧凑设计的应用场景，例如分布式数据中心的互联需求以及电信和企业市场。

• 功耗：AOC和AEC的功耗均低于ADC，有助于降低整体系统能耗。
• 传输距离：ADC的传输距离有限，通常在5米以内。AEC可以通过信号增强技术将传输距离扩展到更长的应用场景。
• 价格：AOC由于包含激光器和光纤，价格较高。ADC和AEC相对便宜，适合大规模应用。
• 尺寸和重量：AOC和AEC的体积和重量均小于ADC，更适合空间有限的应用场景。

AOC高速电缆

技术原理：

AOC主动光缆是指在通信过程中需要借助外部能量将电信号转换为光信号或反之亦然的通信电缆。光缆两端的光收发器提供光电转换和光传输功能。它们看起来类似于铜缆。AOC使用光缆连接两个高密度连接器。AOC内部包含激光器，相对昂贵，但具有优越的传输性能。

高速电缆的基本结构：

根据不同的应用场景和要求，AOC高速电缆的详细结构和组成可能会有所不同。例如，一些AOC电缆还可能包含光放大器、光衰减器等其他辅助设备，以优化信号传输并确保系统稳定性。一般来说，AOC高速电缆的基本结构由光纤、光电转换器和连接器组成。

AOC高速电缆的优点：

首先，它们比其他两种类型的高速电缆轻得多。其次，由于光纤是半导体，不易受到电磁干扰的影响，适合长距离、高可靠性要求的应用，例如核心交换机之间的连接和数据中心内的长距离传输。

AOC高速电缆的缺点：

与高速电缆相比，主动光缆的成本相对较高。AOC光缆中激光器的寿命一般为3至5年，并且很难修复。主动光缆作为一种新型传输光缆，在通信过程中需要借助外部能量将电信号转换为光信号，反之亦然。转化过程中的损失和产生的热能损失是AOC目前难以推广的重要原因。但市场上许多人认为AOC光缆传输距离更长，电磁干扰也减少，因此AOC的出现引起了网络各个方面都应该采用这种较新技术的误解。

ACC高速电缆

技术原理：

ACC（主动铜缆）是一种主动铜缆。它在电缆的接收端（Rx端）添加一定的线性再驱动器，以提供信号均衡和整形。它使用芯片来补偿无源铜缆ADC的高频损失，更像是放大模拟信号的主动电缆。它将传统铜缆的传输距离延伸到更广泛的应用场景。ACC还可用于连接ToR和服务器。它为短链接提供了一种经济有效的方式，从而提供更大的带宽传输。高速传输时ACC的传输距离可超过3 m。选择正确的电缆长度非常重要，因为它可能是整体性能的关键变量。

ACC主动铜缆支持传输速率和封装类型，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主要用于需要信号放大和减少的场景。传输距离相对较短，不具有修复和重塑功能。其市场空间相对较小，但在一些对成本敏感且对传输距离要求不高的场景中仍有应用。

摘要：ADC、AEC、AOC、ACC

在选择数据传输电缆时，应根据具体的应用要求、传输距离、成本预算和空间限制进行综合考虑。在数据通信领域，我们已经看到了以太网的应用趋势。预计ACC将从Infiniband扩展到以太网应用。我们认为，交换机速率的升级也有望推动数据中心高速连接方式的变化。预计AEC和ACC等新产品将扩大下游客户。我们认为，高速交换机的出现有望推动端口费率的升级。传统的铜缆数模转换器在高速传输时容易产生巨大的损耗和信号衰减。为了补偿信号衰减，需要不断增大DAC的直径。据亚马逊称，支持2.5米传输的100G速率DAC的外径为6.7毫米，而支持2.5米传输的400G速率DAC的外径达到11毫米，这增加了云供应商安排数据线的难度。此外，DAC的外径越大，弯曲半径也越大，从而导致整个机架的占地面积和占用空间更大。目前，用于高速铜缆连接的创新解决方案是有源电缆AEC。与DAC相比，AEC在铜缆两端增加了芯片来恢复信号，可以减少高速信号通过铜线传输时产生的损耗和衰减。因此，AEC的外径比传统的DAC更小，占用的空间也更小。在构建大规模AI集群方面，我们认为，由于相比云计算，AI集群的互联密度大幅提升，外径较小的AEC更适合大规模组网布线。此外，在短距离传输方面，与使用光模块和光纤的光通信方案相比，AEC具有低成本、低能耗和低维护成本的优势。根据Credo的计算，与AOC解决方案相比，400G AEC的综合成本可以降低53%。我们认为，未来随着数据中心网络传输速率的不断提高，DAC在短距离传输方面将面临更大的困难，AEC等创新的连接方式有望取代DAC。根据LightCounting在2023年12月的估计，2023年AOC、DAC和AEC的市场规模为120亿美元，预计2028年将达到280亿美元，其中2023年至2028年AOC、DAC和AEC的复合年增长率分别为15%、25%和45%。