Кабель ЦАП/АОС

 

 

В настоящее время на рынке представлены четыре основных типа кабелей передачи данных: DAC (кабель прямого подключения), AOC (активный оптический кабель), AEC (активный электрический кабель) и ACC (активный медный кабель). Они различаются средой передачи, характеристиками производительности и сценариями применения. Сегодня мы рассмотрим DAC, AEC, AOC и ACC. Кто станет окончательным победителем в области передачи данных?

Высокоскоростной кабель DAC (кабель прямого подключения) представляет собой пассивный высокоскоростной кабель для передачи данных. Его основная техническая особенность заключается в том, что он работает без дополнительных электронных компонентов, таких как преобразователи сигналов или усилители, полностью полагаясь на присущие свойствам проводимости сигнала медного провода с высокими техническими характеристиками для достижения прямой передачи электрического сигнала. Конструктивно основные компоненты высокоскоростного кабеля ЦАП включают в себя:

Раздел основного провода:В качестве жилы используются посеребренные проводники в сочетании с одним из трех изоляционных материалов — пенопластовой изоляцией, тефлоном (ПТФЭ) или ПП (полипропиленом) — для формирования высокопроизводительного сердечника, обеспечивающего основу для высокочастотной широкополосной передачи.

Экранирующая структура:Использует конструкцию двойного экранирования «парное экранирование плюс общее экранирование», которая эффективно повышает защиту от помех и обеспечивает стабильность передачи сигнала.

Технические характеристики и конструктивные варианты:Предлагает сечения проводов от 32 до 24 AWG, а также различные структуры сердцевины, такие как 2P, 4P, 8P или 16P, для адаптации к потребностям передачи в различных сценариях.

Интегрированная архитектура:Имеет конструкцию «фиксированной длины со встроенными фиксированными разъемами на обоих концах».головка оптического модуляи кабель постоянно прикреплены; порты не могут быть заменены по отдельности. Пользователи должны выбирать готовые кабели заданной длины в соответствии с фактическими потребностями развертывания. Такая конструкция является прямым проявлением ее технического принципа и является ключом к обеспечению стабильности трансмиссии.

Механизм передачи сигнала:В высокоскоростном кабеле DAC в качестве основной среды передачи используются посеребренные жилы. Он использует свойства изоляции сигналов изоляционных материалов и конструкцию с двойным экранированием для передачи электрических сигналов напрямую от одного конца к другому через проводящие свойства меди, минуя промежуточные процессы, такие как преобразование или усиление сигнала. Это упрощает техническую сложность линии передачи. В то же время превосходная структура жил и экранирования обеспечивают превосходные характеристики затухания и низкую задержку, обеспечивая высокочастотную широкополосную передачу.

Адаптация скорости и расстояния:Технически высокоскоростные кабели ЦАП поддерживают скорость передачи данных до 400 Гбит/с. Это преимущество в скорости обусловлено превосходными характеристиками проводимости посеребренных проводников, характеристиками низких потерь специализированных изоляционных материалов и стабильным контролем сигнала, обеспечиваемым интегрированной структурой. Однако из-за затухания сигнала медного провода и пассивной конструкции расстояние его передачи обычно ограничено до 3 метров, что делает его идеальным для сценариев передачи «точка-точка» на короткие расстояния.

Бюджетный:Пассивная конструкция исключает затраты на дополнительные электронные компоненты. Медный материал гораздо дешевле, чемоптическое волокно,а интегрированная структура упрощает производство. Это делает его одним из самых дешевых вариантов среди аналогичных кабелей передачи данных, что значительно снижает общие затраты на прокладку кабелей в центре обработки данных.

Низкое энергопотребление и энергоэффективность:Пассивная версия не требует источника питания, поэтому ее энергопотребление практически незначительно. Даже активного типаКабели ЦАПпотребляют всего около 440 мВт, что намного ниже, чем у других решений передачи. Кроме того, медный сердечник обеспечивает хороший естественный отвод тепла. Это соответствует требованиям энергосбережения и охраны окружающей среды.

Plug-and-Play и высокая производительность:Интегрированная конструкция фиксированного разъема исключает отладку адаптации порта; он не требует дополнительной настройки — просто подключите его для стабильной передачи. Он поддерживает высокочастотную широкополосную передачу, подходит для прокладки кабелей в центрах обработки данных на короткие расстояния, обеспечивает высокую производительность в интегрированных коммутационных решениях и имеет широкий спектр применений.

Оптимизированная защита от помех:Структурная конструкция «парное экранирование плюс общее экранирование» в сочетании с высококачественными изоляционными материалами эффективно повышает устойчивость к электромагнитным помехам (ЭМП), обеспечивая стабильность сигнала в сложных условиях.

Ограниченное расстояние передачи:Затухание сигнала медного провода и пассивная конструкция означают, что он может удовлетворить потребности в подключении только в пределах 3 метров; он непригоден для сценариев передачи на средние и дальние расстояния.

Недостаточная гибкость кабельной системы:Физические свойства меди приводят к тому, что кабели получаются относительно толстыми и жесткими, с плохой гибкостью при изгибе и прокладке, что накладывает определенные ограничения на пространство для прокладки кабелей и способы их прокладки.

Основываясь на своем техническом ядре: «высокая скорость, низкое энергопотребление, низкая стоимость, небольшое расстояние и высокая стабильность»,Высокоскоростные кабели ЦАПявляются предпочтительным решением для приложений на коротких расстояниях. Они широко используются в сценариях межсетевого взаимодействия центров обработки данных, таких как устройства хранения данных SATA, системы RAID, базовые маршрутизаторы и Ethernet 10G/40G. В центрах обработки данных они в основном используются для подключения серверов и сетей хранения данных (SAN), а также подходят для высокоскоростной передачи данных между устройствами, находящимися в непосредственной близости, например, высокопроизводительными компьютерными кластерами. Они являются оптимальным решением для высокоскоростной передачи данных для этих сценариев.

AEC (активный электрический кабель) — это активный высокоскоростной кабель передачи данных, соответствующий унифицированным электрическим и механическим спецификациям, установленным HiWire Alliance. Его основной технической характеристикой является интеграция специализированных микросхем на обоих концах медного кабеля, что позволяет преодолеть ограничения производительности традиционных пассивных медных кабелей и достичь превосходных характеристик передачи сигнала. Его техническая структура в первую очередь включает в себя:

Основной провод и система изоляции:В качестве среды передачи используются высококачественные посеребренные проводники в сочетании с тефлоновой изоляцией (FEP), образующей структуру жил с низкими потерями, которая обеспечивает основу для высокочастотной широкополосной передачи. Свойства тефлонового материала придают жиле провода превосходную устойчивость к высоким температурам, характеристики защиты от старения и способность изолировать сигнал, эффективно снижая затухание сигнала во время передачи.

Конструкция с двойным экранированием:Использует составную структуру «парное экранирование + общее экранирование». Парное экранирование сводит к минимуму перекрестные помехи между отдельными жилами, а общее экранирование защищает от внешних электромагнитных помех (ЭМП). Эта двойная защита обеспечивает стабильность передачи сигнала в сложных электромагнитных условиях.

Интеграция портов и чипов:Имеет фиксированные разъемы на обоих концах, типы корпусов соответствуют основным спецификациям, таким как QSFP56, OSFP и QSFP-DD, для прямой совместимости с различными интерфейсами оборудования. В эти разъемы встроены микросхемы CDR (Clock and Data Recovery) и микросхемы Retimer, образующие основной блок обработки сигналов. Поддержка функции прямой коррекции ошибок (FEC) дополняет интегрированную систему оптимизации активного сигнала.

Разнообразие спецификаций:Предлагаются варианты сечения проводов от 28 до 24 AWG и различные конфигурации жил (например, 8P, 16P), что обеспечивает гибкую адаптацию к различным скоростям передачи и сценариям применения для удовлетворения разнообразных требований развертывания.

Механизм обработки сигнала:Основное преимущество кабелей AEC связано с их комбинированным режимом «пассивная передача + активная оптимизация». Электрические сигналы сначала передаются по принципу «точка-точка» по посеребренному проводящему кабелю. Когда во время передачи сигналы испытывают затухание, искажение или временной сдвиг, набор микросхем на обоих концах инициирует обработку в реальном времени: микросхема Retimer усиливает и выравнивает сигнал, чтобы компенсировать потери при передаче и исправить искажения; чип CDR одновременно восстанавливает синхронизацию между тактовыми сигналами и сигналами данных, устраняя временной сдвиг; а функция прямой коррекции ошибок (FEC) автоматически обнаруживает и исправляет битовые ошибки. Работая совместно, эти компоненты действуют как регенератор сигнала и ретаймер, преобразуя искаженные сигналы в стандартную форму и обеспечивая целостность сигнала.

Адаптация скорости и расстояния:Используя оптимизированную структуру жил и возможности обработки чипов, кабели AEC поддерживают несколько высокоскоростных скоростей передачи, таких как 100G, 200G и 400G, отвечая требованиям передачи данных среднего и высокого класса. Благодаря технологии улучшения сигнала на основе чипов они преодолевают дистанционный барьер пассивных медных кабелей, достигая максимального расстояния передачи до 7 метров. Это представляет собой значительное удлинение по сравнению с традиционными пассивными медными кабелями прямого подключения (DAC) (обычно менее или равными 3 метрам) при сохранении сверхнизкой частоты битовых ошибок на всем расстоянии.

Исключительная целостность сигнала:Усиление, коррекция, преобразование и коррекция ошибок FEC, реализованные в наборе микросхем, обеспечивают минимальное искажение сигнала во время передачи и чрезвычайно низкий уровень битовых ошибок, обеспечивая надежность передачи данных, значительно превосходящую надежность пассивных медных кабелей.

Оптимизированное расстояние передачи:Расстояние передачи 7 метров заполняет пробел между пассивными медными кабелями (менее или равным 3 метрам) иактивные оптические кабели (AOC, typically >10 метров), адаптируясь к более широкому спектру сценариев.

Баланс затрат и производительности:Цена отпассивные кабели ЦАПи AOC, кабели AEC стоят примерно на 50% дешевле, чем оптические компоненты, за счет отсутствия затрат на дорогостоящие элементы, такие как лазеры. Их производительность приближается к показателям компаний среднего и малого радиуса действия.оптические кабели, предлагая выдающуюся ценность.

Компактный и энергоэффективный:Имея меньший форм-фактор, чемтрадиционные кабели ЦАП, они экономят до 70% накабель-менеджментпространство и легче, подходят для развертывания в условиях ограниченного пространства. Потребляемая мощность на 25% ниже, чем у оптических устройств; хотя им требуется электроэнергия, общее потребление энергии контролируемо и соответствует требованиям экологически чистых вычислений.

Высокая совместимость и надежность:Соблюдение спецификаций HiWire Alliance обеспечивает надежную совместимость интерфейсов для прямого подключения к основному оборудованию. Оптимизированная для чипов структура на медной основе обеспечивает большую устойчивость к воздействию окружающей среды и более высокую надежность, чем чисто оптические решения.

Требуется источник питания:Для работы набора микросхем на обоих концах требуется питание, что требует наличия источника питания, который не требуется для пассивных кабелей. Потребляемая мощность выше, чем у ЦАП, но все же ниже, чем у AOC.

Ограниченное расстояние передачи:Несмотря на то, что эта технология расширена до 7 метров, она по-прежнему остается фундаментальной для приложений с коротким радиусом действия. Он не может удовлетворить потребности на средних и дальних расстояниях (например, более 10 метров), фокусируясь на межсоединениях ближнего действия.

Более высокая структурная сложность:Интеграция микросхем и модулей питания приводит к несколько более высоким затратам на производство и обслуживание по сравнению с чисто пассивными медными кабелями.

Кабели AEC, основанные на техническом ядре «высокой скорости, низкой частоты ошибок по битам, средней или малой дальности действия и экономии места», стали ключевой технологией для архитектуры DDC (распределенное дезагрегированное шасси). В первую очередь они подходят для:

Соединения между коммутаторами Top-of-Rack (ToR) и серверами в центрах обработки данных, позволяющие прокладывать до 500 кабелей на стойку для удовлетворения требований высокой плотности межсетевых соединений.

Межсоединения на коротких расстояниях между оборудованием распределенного шасси, преодолевая ограничения по плотности и весу традиционных ЦАП.

Потребности в межсетевых соединениях ближнего радиуса действия в распределенных центрах обработки данных, телекоммуникационных сетях и корпоративных сетях, особенно там, где пространство ограничено и стабильность сигнала имеет решающее значение.

Экономически чувствительные сценарии высокоскоростной передачи данных, которые требуют преодоления ограничений по расстоянию пассивных медных кабелей, эффективно заполняя разрыв в приложениях между решениями DAC и AOC.

 

AOC (активный оптический кабель)представляет собой высокоскоростной кабель передачи данных, который использует внешнюю энергию для оптоэлектронного преобразования сигнала. Его основной технической характеристикой являются встроенные модули оптоэлектронного преобразования на обоих концах, которые взаимно преобразуют электрические и оптические сигналы, используя оптические сигналы в качестве среды передачи для завершения передачи данных. Этот принцип принципиально отличается от прямой передачи электрического сигнала по традиционным медным кабелям (включая DAC и AEC). Его техническая структура в первую очередь включает в себя: Базовую среду передачи: Оптическое волокно служит основной несущей передачи. Как диэлектрический материал, волокно не зависит от проводимости тока, по своей сути изолируя электромагнитные помехи и обеспечивая основу для передачи на большие расстояния с низкими потерями. В некоторых сценариях для оптимизации характеристик передачи сигнала и обеспечения стабильности системы интегрируются вспомогательные компоненты, такие как оптические усилители и аттенюаторы. Модуль оптоэлектронного преобразования:Оптические трансиверы(содержащие лазеры и фотодетекторы) встроены в оба конца кабеля, образуя основной блок для «электрооптоэлектрического» преобразования. Приемник преобразует электрические сигналы устройства в оптические сигналы, а передатчик восстанавливает переданные оптические сигналы обратно в электрические сигналы. Он также обладает функцией оптической передачи, завершая полную линию передачи данных. Разъемы и внешняя структура: используются разъемы высокой плотности, соединяющие модули на обоих концах одним оптическим кабелем. Внешний вид аналогичен медным кабелям, однако внутреннее строение существенно отличается. Общая конструкция компактна, ее объем примерно вдвое меньше, чем уМедные кабели ЦАПи меньший вес, что облегчает работу с кабелями.

Механизм преобразования и передачи сигнала. В основе AOC лежит комбинированный режим «оптоэлектронное преобразование + передача оптического сигнала». Сначала электрический сигнал, выдаваемый устройством, поступает в оптический приемопередатчик на одном конце кабеля, где внутренний лазер преобразует электрический сигнал в оптический сигнал. Оптический сигнал распространяется по оптоволокну, используя характеристики волокна с низкими потерями для уменьшения затухания сигнала во время передачи. Достигнув другого конца, оптический приемопередатчик восстанавливает оптический сигнал обратно в электрический сигнал, передавая его на целевое устройство и завершая цикл передачи данных. Адаптация скорости и расстояния: поддерживает высокоскоростную передачу данных до 400 Гбит/с. Благодаря свойствам передачи оптического волокна с низкими потерями и возможностям оптимизации сигнала модулей оптоэлектронного преобразования максимальное расстояние передачи может достигать 100 метров, что намного превышает пассивные медные кабели (менее или равные 5 метрам) и активные кабели AEC (менее или равные 7 метрам). Это предпочтительное решение для передачи данных на короткие и средние и средние и большие расстояния. Принцип защиты от помех: поскольку носителем передачи являются оптические сигналы, а не электрические сигналы, а оптическое волокно является диэлектрическим материалом, оно не генерирует электромагнитное излучение и не подвержено влиянию внешних электромагнитных помех (ЭМП). Даже в центрах обработки данных со сложной электромагнитной средой он сохраняет стабильность передачи сигнала.

Основные преимущества (основанные на техническом исполнении): Чрезвычайно сильная защита от помех: диэлектрические свойства оптического волокна и режим передачи оптического сигнала делают его полностью невосприимчивым к электромагнитным помехам и излучению, что соответствует требованиям высокой надежности передачи в сложных электромагнитных средах. Легкая и гибкая кабельная разводка: вес значительно меньше, чем у медных кабелей, таких как DAC и AEC, а объем примерно вдвое меньше, чем у DAC. Мягкая текстура обеспечивает высокую гибкость при прокладке кабелей, эффективно экономит пространство и подходит для сценариев развертывания с высокой плотностью размещения. Большое расстояние передачи и стабильная производительность: расстояние передачи 100 метров заполняет пробелы в медных кабелях на большие расстояния. Характеристика оптоволоконной передачи с низкими потерями обеспечивает стабильные сигналы и низкий уровень битовых ошибок на всем расстоянии, что подходит для соединения устройств на большие расстояния. Высокая скорость передачи: поддерживает скорость до 400 Гбит/с, удовлетворяя потребности в высокоскоростной передаче данных среднего и высокого класса, на большие расстояния, например, при обмене данными высокой емкости между основными устройствами. Неотъемлемые ограничения (вытекающие из технических принципов): Высокая стоимость: внутренняя интеграция высокоточных компонентов, таких как лазеры и оптоэлектронные преобразовательные модули, что делает его стоимость производства самой высокой среди четырех типов кабелей (DAC, AEC, AOC и пассивные медные кабели). Крупномасштабное развертывание сталкивается со значительным финансовым давлением. Более высокое энергопотребление. В процессе оптоэлектронного преобразования происходят потери энергии, а такие компоненты, как лазеры и оптические трансиверы, требуют внешней энергии, в результате чего общее энергопотребление выше, чем у ЦАП и AEC. Высокие затраты на техническое обслуживание: модуль оптоэлектронного преобразования и оптический кабель объединены в единую конструкцию, что предотвращает раздельную разборку и замену. В случае выхода из строя модуля или оптоволокна необходимо заменить весь кабель. Кроме того, срок службы лазера обычно составляет 3–5 лет, после чего требуется полная замена кабеля, что приводит к высоким последующим затратам на техническое обслуживание. Сложность широкого внедрения: потери энергии и тепловой энергии во время оптоэлектронного преобразования в сочетании с высокими затратами являются основными причинами, препятствующими его широкомасштабному внедрению.

Основываясь на техническом ядре «дальней связи, высокой защиты от помех и высокой плотности», AOCактивные оптические кабелив первую очередь подходят для следующих сценариев: Передача на большие расстояния внутри центров обработки данных, например, соединения между базовыми коммутаторами и межзонное соединение оборудования в серверных комнатах; Сценарии с чрезвычайно высокими требованиями к надежности и помехозащищенности, такие как промышленные серверные помещения со сложной электромагнитной обстановкой и магистральные каналы опорных сетей связи; Сценарии развертывания с высокой плотностью, такие как межсетевое соединение между кластерами серверов и устройствами хранения данных в крупных центрах обработки данных, где требуется экономия места для кабелей при обеспечении стабильности передачи; Сценарии высокоскоростной передачи данных на средние и большие расстояния с четкими требованиями к расстоянию (превышающим 7 метров и менее или равным 100 метрам) и строгими требованиями к стабильности сигнала.

ACC (активный медный кабель) — это высокоскоростной кабель передачи данных на основе медной проволоки, включающий активный блок обработки сигналов. Его основной технической характеристикой является использование встроенного активного формирователя сигнала (линейный чип Reddriver) для компенсации потери высокочастотного сигнала в пассивных медных кабелях, преодолевая ограничения на дальность передачи традиционных пассивных медных кабелей (например, ЦАП), сохраняя при этом суть передачи электрического сигнала в медных кабелях, балансируя стоимость и производительность. Его техническая структура в первую очередь включает в себя: Основная среда передачи: Медный провод с высокими техническими характеристиками служит основным носителем передачи, продолжая основной режим проведения электрического сигнала в медных кабелях, обеспечивая базовые характеристики для высокоскоростной передачи. Материал кабеля соответствует пассивным медным кабелям, но адаптирован к требованиям к источнику питания и взаимодействию сигналов активного чипа, что приводит к более целенаправленной физической структуре. Блок активной обработки сигналов: на приемном конце кабеля (конец Rx) встроен линейный чип Reddriver, служащий основным модулем обработки сигналов. Его основная функция — выравнивать и усиливать высокочастотные электрические сигналы, которые были ослаблены и искажены во время передачи, а не изменять форму или восстанавливать сигналы. Он действует как «усилитель сигнала», компенсируя потери на высоких частотах при пассивной передаче. Конфигурация интерфейса и характеристик: поддерживает широкий диапазон скоростей передачи и форм-факторов, включая 10G SFP+, 25G SFP28, 40G QSFP+, 50G QSFP+, 100G QSFP28, 200G QSFP-DD, 400G OSFP, 800G OSFP, 400G QSFP-DD, 800G QSFP-DD и т. д., что позволяет гибкая адаптация к различным интерфейсам устройств и требованиям к пропускной способности. Внешние структурные характеристики: Благодаря интеграции активного чипа и поддерживающего его блока питания общий кабель толще и тяжелее, чем традиционные пассивные медные кабели ЦАП. На физическую форму влияет расположение активных компонентов, что приводит к несколько меньшей гибкости кабелей по сравнению с пассивными медными кабелями.

Механизм передачи сигнала: соответствует основному режиму «передача электрического сигнала по медному кабелю + активная компенсация чипов», что по сути является оптимизированной модернизацией передачи по пассивному медному кабелю. Во-первых, выходной электрический сигнал устройства распространяется по медному проводу, неизбежно испытывая затухание высокочастотного сигнала. Когда сигнал достигает принимающей стороны, встроенный чип Reddriver инициирует обработку сигнала в реальном времени, компенсируя высокочастотные потери и повышая мощность сигнала с помощью методов линейного усиления и выравнивания, гарантируя, что принимающая сторона получает стабильное качество сигнала. Важно отметить, что этот чип обладает только функциями усиления и выравнивания сигнала; в нем отсутствуют возможности восстановления сигнала, восстановления тактовых данных (CDR) или изменения синхронизации, и он не может изменять сильно искаженные сигналы. Адаптация скорости и расстояния: поддерживает высокоскоростную передачу данных до 800 Гбит/с (включая основные уровни, такие как 400 Гбит/с). Дальность передачи значительно увеличивается по сравнению с пассивными медными кабелями DAC, превышающими 3 метра, что обычно на 2–3 метра больше, чем у DAC (в зависимости от скорости и спецификации кабеля). Тем не менее, в целом он по-прежнему относится к категории передачи на короткие расстояния. Длина кабеля существенно влияет на производительность; Выбор подходящей длины на основе фактического сценария является ключевой переменной для обеспечения эффективности передачи. Технические граничные характеристики: Основное ограничение заключается в ограниченных возможностях обработки сигналов — он может только усиливать и выравнивать сигналы. В нем отсутствуют такие функции, как прямая коррекция ошибок (FEC), изменение формы сигнала или тактовая синхронизация, он не может исправлять битовые ошибки или серьезные искажения во время передачи, а его возможности оптимизации сигнала слабее, чем у активных кабелей AEC, в которые встроены чипы CDR/Retimer.

Основные преимущества (основанные на техническом исполнении): Превосходная целостность сигнала по сравнению с пассивными медными кабелями: Функция высокочастотной компенсации чипа Reddriver позволяет электрическим сигналам оставаться стабильными на больших расстояниях. По сравнению с пассивными медными кабелями ЦАП затухание сигнала меньше, а надежность передачи выше, что подходит для сценариев на короткие расстояния с определенными требованиями к качеству сигнала. Сбалансированная стоимость и энергопотребление: по сравнению ссертификат соответствияАктивные оптические кабели не требуют дорогостоящих компонентов, таких как модули оптоэлектронного преобразования и лазеры, что приводит к значительному снижению затрат. Несмотря на то, что он оснащен активным чипом, его энергопотребление намного ниже, чем у AOC, и он не требует сложного энергопотребления оптоэлектронных преобразований, что обеспечивает выдающуюся экономическую эффективность в сценариях на коротких расстояниях. Комплексное покрытие скоростей: поддерживает несколько уровней скорости передачи от 10G до 800G, с широким разнообразием форм-факторов, адаптируемых к различным интерфейсам устройств от начального до высокопроизводительного, демонстрируя высокую совместимость. Точная адаптация к сценарию: обеспечивает экономичное решение для нишевых сценариев, характеризующихся «ценовой чувствительностью, дальностью передачи, немного превышающей ЦАП, и отсутствием необходимости восстановления сигнала», заполняя пробел между пассивными медными кабелями и активными кабелями высокого класса. Неотъемлемые ограничения (вытекающие из технических принципов): Расстояние передачи остается ограниченным: хотя оно и превышает 3-метровый предел DAC, по сути, это все еще передача на короткие расстояния, неспособная удовлетворить потребности на средние и дальние расстояния, и ей не хватает возможностей передачи на большие расстояния, как AEC и AOC. Ограниченные возможности обработки сигналов: могут только усиливать и выравнивать сигналы, без функций восстановления или изменения формы. Он не может эффективно компенсировать серьезные искажения сигнала или битовые ошибки, что приводит к снижению надежности по сравнению с активными кабелями AEC. Ограниченная физическая форма: из-за интеграции активного чипа и модуля питания кабель толще и тяжелее, чем ЦАП, с меньшей гибкостью прокладки кабелей, что создает определенные проблемы с размещением кабелей в стойке и управлением ими. Более узкая сфера применения на рынке: Ограниченная функциональной направленностью, она подходит только для конкретных нишевых сценариев. Его общая рыночная площадь меньше, чем у трех типов кабелей: DAC, AOC и AEC.

 

Основываясь на технической основе «недорогой компенсации усиления сигнала на коротких расстояниях», активные медные кабели ACC в первую очередь подходят для следующих сценариев:

 

4.1 Соединение ближнего радиуса действия в центрах обработки данных, например соединения между коммутаторами ToR (Top-of-Rack) и серверами, где необходимо преодолеть 3-метровый предел ЦАП, но не требуется достижение 7-метрового расстояния AEC, а фактором является чувствительность к затратам;

 

4.2 Сценарии передачи по коротким линиям связи с явной необходимостью усиления сигнала, но без необходимости восстановления/изменения формы сигнала, такие как высокоскоростное соединение между оборудованием в небольших серверных комнатах и ​​обмен данными на близком расстоянии на периферийных вычислительных узлах;

 

4.3 Сценарии, чувствительные к затратам: когда требования к расстоянию передачи невелики (обычно в пределах 5 метров), поиск баланса «стоимость пассивного медного кабеля + ограниченное расстояние удлинения» и нежелание нести высокие затраты на AOC или надбавку за сложные функции AEC;

 

4.4 Сценарии адаптации интерфейса устройства: потребности в высокоскоростном межсетевом соединении требуют соответствия конкретных форм-факторов (например, 800G QSFP-DD, OSFP) с короткими расстояниями передачи, используя его богатые конфигурации спецификаций для точной адаптации.

Выбор кабелей передачи данных требует всесторонней оценки потребностей конкретных приложений, расстояния передачи, бюджета затрат и ограничений по пространству.

В области передачи данных мы наблюдаем тенденцию к использованию приложений Ethernet, при этом ожидается, что ACC расширится от InfiniBand до вариантов использования Ethernet. Мы считаем, что повышение скорости коммутатора также приведет к изменениям в высокоскоростных соединениях центров обработки данных. Новые продукты, такие как AEC и ACC, призваны расширить их клиентскую базу. Ожидается, что появление более высокоскоростных коммутаторов приведет к повышению скорости портов. Традиционные медные кабели прямого подключения (DAC) склонны к значительным потерям и затуханию сигнала на высоких скоростях. Чтобы компенсировать это, диаметр кабелей ЦАП необходимо постоянно увеличивать. По данным Amazon, ЦАП, поддерживающий скорость 100G на расстоянии более 2,5 метров, имеет внешний диаметр 6,7 мм, тогда как ЦАП со скоростью 400G на том же расстоянии достигает 11 мм, что затрудняет прокладку кабелей для поставщиков облачных услуг. Кроме того, больший внешний диаметр требует большего радиуса изгиба, что увеличивает общую площадь стойки и использование пространства. Современным инновационным решением для высокоскоростных медных соединений является активный электрический кабель (AEC). По сравнению с ЦАП, AEC включает микросхемы восстановления сигнала на обоих концах медного кабеля, чтобы уменьшить потери и затухание высокоскоростных сигналов. Следовательно, AEC имеет меньший внешний диаметр, чем традиционный ЦАП, и занимает меньше места. Мы считаем, что при создании крупномасштабных кластеров искусственного интеллекта значительно более высокая плотность соединений по сравнению со стандартными облачными вычислениями делает AEC — с его меньшим внешним диаметром — более подходящим для крупномасштабных сетевых кабелей. Кроме того, для приложений с ограниченной досягаемостью AEC предлагает преимущества в виде низкой стоимости, низкого энергопотребления и низких эксплуатационных расходов по сравнению с решениями оптической связи, использующими модули и оптоволокно. По данным Credo, общая стоимость владения 400G AEC может быть на 53% ниже, чем у решения AOC. Мы считаем, что по мере того, как скорость сети центров обработки данных продолжает расти, DAC столкнется с серьезными проблемами в приложениях с близкой досягаемостью, и ожидается, что инновационные межсоединения, такие как AEC, заменят его. Согласно оценке LightCounting на декабрь 2023 года, совокупный рынок AOC, DAC и AEC, по прогнозам, составит примерно 1,75–1,82 миллиарда долларов в 2025 году, а к 2028 году достигнет 2,8 миллиарда долларов. Прогнозируемые среднегодовые темпы роста (CAGR) с 2023 по 2028 год для сегментов AOC, DAC и AEC составляют 15%. 25% и 45% соответственно.

Различия в технологических путях:

Серия медных кабелей (DAC/AEC/ACC):Все они основаны на медных кабелях и существенно отличаются обработкой сигнала: ЦАП не имеет активных компонентов, ACC выполняет усиление/выравнивание сигнала, а AEC обеспечивает восстановление/изменение формы сигнала, предлагая постепенно расширяющуюся функциональность.

Серия оптических кабелей (AOC):Передаёт оптические сигналы, полностью избегая электрической передачи по меди, решая проблемы электромагнитных помех и дальних расстояний на среднем уровне.

Сверхмалая дальность действия (менее или равна 3 м), приоритет стоимости:Предпочтителен ЦАП, подходящий для внутристоечного соединения оборудования в стандартных центрах обработки данных.

Удлинение малой дальности действия (3–7 м), кабельная разводка высокой плотности (например, кластеры AI):AEC является оптимальным решением, обеспечивающим баланс между экономией пространства и затратами.

Малая дальность действия (менее или равна 5 м), особые требования к норме/упаковке:ACC подходит для экономически чувствительных нишевых сценариев, не требующих ремонта сигнала.

Требуется средняя и большая дальность действия (7–100 м), высокая устойчивость к электромагнитным помехам:AOC — это основной выбор для соединения основного оборудования в разных помещениях или в сложных средах с электромагнитными помехами.

Тенденции замены технологий:

Замена привода на высоких скоростях:По мере того, как скорость центров обработки данных переходит на 400G+, высокие потери сигнала ЦАП и резкий рост внешнего диаметра (11 мм для 400G по сравнению с. 6.7мм для 100G) усугубляют трудности с прокладкой кабелей и использование пространства. AEC, с его «восстановлением сигнала на основе чипа и малым внешним диаметром», становится ключевой заменой ЦАП в сценариях с ограниченной доступностью, особенно для сетей с высокой плотностью, таких как кластеры искусственного интеллекта.

Преимущества стоимости и мощности:400G AEC снижает общие затраты на 53 % по сравнению с AOC за счет меньшего энергопотребления и затрат на обслуживание, что обеспечивает гораздо лучшую экономическую эффективность, чем оптические решения для коротких расстояний.

Общий рынок:По прогнозам, рынок AOC/DAC/AEC достигнет 1,75–1,82 миллиарда долларов в 2025 году и вырастет до 2,8 миллиарда долларов к 2028 году, при этом среднегодовой темп роста составит ~18% в 2023–2028 годах.

Рост сегмента:AEC растет быстрее всего (45% CAGR), становясь основным двигателем роста; DAC поддерживает устойчивый рост (25% CAGR), сохраняя спрос в сценариях средней и низкой скорости; AOC стабильно растет (средний темп роста 15%), ориентируясь на приложения с большой досягаемостью.

Инновации и расширение:Ожидается, что ACC расширится от InfiniBand до Ethernet, используя свою скорость и универсальность упаковки для большего количества сценариев среднего радиуса действия и ближней связи. Проникновение AEC в кластерах искусственного интеллекта и крупных центрах обработки данных будет продолжать расти, что сделает его основным высокоскоростным соединением ближнего радиуса действия.

Приоритет расстояния передачи: Choose DAC for ≤3 m, AEC for 3-7 m, AOC for >7 м и менее или равно 100 м, и ACC для менее или равно 5 м с учетом особых требований по скорости.

Учитывайте ограничения развертывания:Отдавайте приоритет AEC для кабельной разводки высокой плотности (например, кластеров искусственного интеллекта) и сценариев с ограниченным пространством; выбирайте AOC для сложных сред с электромагнитными помехами; выберите DAC/ACC для случаев, чувствительных к затратам.

Оцените долгосрочную стоимость:Для высокоскоростных сценариев ближнего действия (400G+) AEC «низкая общая стоимость + низкое энергопотребление» предлагает явные преимущества по сравнению с DAC и AOC.

Ожидайте технологическую итерацию:Замена DAC AEC в течение следующих пяти лет является явной тенденцией. Для новых крупномасштабных центров обработки данных и кластеров искусственного интеллекта приоритет отдается развертыванию решений AEC.