Ngày nay, các trung tâm dữ liệu phải có kết nối thuận tiện, ổn định để cải thiện hiệu suất và hoạt động không bị gián đoạn.Các cáp đồng gắn trực tiếp (DAC) và cáp quang hoạt động (AOC) là hai thành phần chính làm cho điều này có thểCác cáp này được sử dụng để cải thiện truyền dữ liệu giữa các máy chủ, công tắc, hệ thống lưu trữ và các thiết bị khác trong trung tâm dữ liệu.Mỗi loại cáp có những ưu điểm và nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu hoặc hạn chế cụ thể của một môi trường cụ thể.

Cáp DAC trong trung tâm dữ liệu là gì?

Làm thế nào các cáp DAC hoạt động

Cáp kết nối trực tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu thông qua tín hiệu khác biệt, nơi hai dây truyền cùng một tín hiệu ở các mức điện áp đối diện.Điều này giảm thiểu nhiễu điện từ và cải thiện chất lượng tín hiệuThông thường, cáp DAC thụ động chỉ đơn giản là sử dụng các tính chất vốn có của dây dẫn đồng để đảm bảo truyền dữ liệu đường ngắn hiệu quả, thường giới hạn trong 5 mét.DAC hoạt động có mạch tích hợp khuếch đại và điều kiện tín hiệu, cho phép họ hỗ trợ khoảng cách dài hơn, đôi khi lên đến 10 mét, trong khi vẫn duy trì hiệu suất cao và độ trễ tối thiểu.không cần nguồn cung cấp điện bổ sung, cũng không yêu cầu bất kỳ thiết lập phức tạp nào để thực hiện.

Các loại cáp DAC Cáp DAC thụ động: Các kết nối thụ động rẻ và đơn giản; chúng không có mạch điều kiện tín hiệu.Chúng thường được sử dụng cho các ứng dụng khoảng cách ngắn lên đến 5 métCác dây này phù hợp nhất cho các cài đặt hiệu quả về chi phí vì chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn và có thiết kế đơn giản hơn.Các thiết bị điện tử tích hợp trong cáp hoạt động tăng cường tính toàn vẹn của tín hiệu trong khi cho phép khoảng cách dài hơn. độ trễ vẫn thấp vì chúng có thể được mở rộng hơn 10 mét hoặc thậm chí hơn mà không ảnh hưởng đến độ trễ.loại cáp này nên được sử dụng khi yêu cầu hiệu suất cao trên khoảng cách dài hơnCác yếu tố hình thức QSFP và SFP: Cáp DAC có các yếu tố hình thức khác nhau, phổ biến nhất là QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable) và SFP (Small Form Factor Pluggable).Đối với các liên kết nhanh 40GbE và 100GbE, QSFPDAC được sử dụng, trong khi SFPDAC hỗ trợ kết nối 1GbE đến 10GbE.Những khác biệt này cho phép người dùng tự do lựa chọn tùy thuộc vào cấu hình cổng của thiết bị mạng cũng như các yêu cầu về hiệu suất.

Cáp quang hoạt động là gì?

 Cáp quang hoạt động

Cáp quang hoạt động (AOC) là một loại cáp sử dụng sợi quang thay vì dây đồng truyền thống để truyền dữ liệu tốc độ cao.So với các cáp đồng được gắn trực tiếp (DAC) sử dụng tín hiệu điện để gửi thông tin giữa các thiết bị, AOC sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu ở băng thông cao hơn trên khoảng cách dài hơn.các cáp này cung cấp nhiễu điện từ thấp và giảm crosstalkKết quả là, chúng đặc biệt hữu ích trong môi trường siêu quy mô hoặc các tình huống khác nơi phải duy trì tính toàn vẹn tín hiệu trên khoảng cách đáng kể.

Làm thế nào các cáp AOC hoạt động

Các cáp quang hoạt động (AOC) chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang, do đó dữ liệu có thể được gửi nhanh hơn và qua khoảng cách dài hơn các dây đồng truyền thống.Các thành phần chính của AOC là các bộ thu quang được gắn vào mỗi đầu cáp và cáp quang tự nóĐây là cách một cáp AOC hoạt động:

Mô-đun phát: Chiếc thiết bị này có một tia laser chuyển đổi tín hiệu điện vào tín hiệu quang học.sau đó được gửi qua sợi quang.

Sợi quang: Thông thường được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh, đây là thành phần chính của bất kỳ cáp quang hoạt động nào.Lõi sợi hướng dẫn việc truyền xung ánh sáng qua khoảng cách dài giữa một máy phát và một máy nhận mà hầu như không mất sức mạnh tín hiệuĐiều này phần lớn là do các tính chất vật liệu như dung lượng băng thông cao và tỷ lệ suy giảm thấp.

Mô-đun thu: Ở một đầu, thường có một mô-đun khác gọi là máy thu; nó chứa, trong số những thứ khác,một máy dò quang học (thường là một photovoltaic) thu hút các xung ánh sáng đến và sau đó chuyển đổi chúng trở lại thành dòng điện hoặc tín hiệu để xử lý ở nơi khác hạ lưu nếu cần thiết.

Tính toàn vẹn của tín hiệu: Một trong những đặc điểm chính của cáp quang hoạt động là khả năng duy trì tính toàn vẹn tín hiệu trên khoảng cách truyền lớn.Giao thông quang học vốn có khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) và crossstalk hơn các hệ thống dựa trên đồng, cung cấp một điểm chung cho nhiều thiết bị dọc theo chiều dài của chúng. Điều này đảm bảo truyền dữ liệu chất lượng cao hơn với tỷ lệ lỗi bit thấp hơn (BER).

Tiêu thụ năng lượng: Trong khi các bộ thu nhập được nhúng trong mỗi điểm cuối đòi hỏi một số năng lượng,điều này vẫn có thể dẫn đến mức tiêu thụ điện tổng thể thấp hơn so với các giải pháp đồng bằng tương đương được thiết kế cho khoảng cách dài (chẳng hạn như trong một trung tâm dữ liệu), làm cho các cáp quang hoạt động hiệu quả hơn về năng lượng.

Sự khác biệt nằm ở những khía cạnh sau:

Ⅰ: Khoảng cách truyền

• Ưu điểm của AOC: Khoảng cách truyền tải dài, thường lên đến 100 mét hoặc hơn, và một số sản phẩm cao cấp thậm chí có thể đạt đến vài trăm mét.Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các kết nối đường dài giữa các giá đỡ khác nhau trong trung tâm dữ liệu hoặc kết nối giữa các tầng và tòa nhà.
• Ưu điểm của DAC: Khoảng cách truyền tương đối ngắn, thường trong khoảng 3-10 mét.Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các kết nối đường ngắn trong cùng một rack hoặc giữa các rack liền kề.

ⅡTỷ lệ truyền

• Ưu điểm AOC: Hỗ trợ truyền tốc độ cao, tốc độ truyền thông phổ biến bao gồm 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps, vv.
• Các kịch bản có thể áp dụng: Có thể áp dụng cho các ứng dụng đòi hỏi truyền tải tốc độ cao, chẳng hạn như mạng xương sống của trung tâm dữ liệu.

• Ưu điểm của DAC: Cũng hỗ trợ truyền tốc độ cao, tốc độ truyền thông phổ biến bao gồm 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps, v.v.
• Các kịch bản có thể áp dụng: Có thể áp dụng cho các ứng dụng đòi hỏi truyền tải tốc độ cao nhưng có khoảng cách ngắn, chẳng hạn như kết nối giữa các máy chủ

ⅢChi phí

• Ưu điểm của AOC: Mặc dù chi phí ban đầu cao, về lâu dài, do khoảng cách truyền lớn, việc sử dụng thiết bị trung gian (như chuyển mạch và bộ định tuyến) có thể được giảm,do đó làm giảm chi phí tổng thể.
• Nhược điểm: Đầu tư ban đầu cao vì nó bao gồm các mô-đun quang và sợi quang.
• Ưu điểm của DAC: Chi phí ban đầu thấp vì chỉ cần dây đồng và đầu nối đơn giản.
• Nhược điểm: Khoảng cách truyền là hạn chế và nó phù hợp với các kết nối đường ngắn.

ⅣChất lượng tín hiệu

• Ưu điểm AOC: Giao thông tín hiệu quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI), với chất lượng tín hiệu cao và mất mát truyền thấp.
• Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi chất lượng tín hiệu cao và độ trễ thấp, chẳng hạn như hệ thống máy tính hiệu suất cao và hệ thống giao dịch tài chính.
• Ưu điểm DAC: Chất lượng tín hiệu tốt trên khoảng cách ngắn, nhưng khi khoảng cách tăng lên, chất lượng tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ.
• Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường khoảng cách ngắn, nhiễu thấp.

Ⅴ. Tiêu thụ năng lượng

AOC

• Ưu điểm: Tiêu thụ điện tương đối cao vì mô-đun quang học được yêu cầu để chuyển đổi tín hiệu điện và tín hiệu quang học.

Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các ứng dụng có độ dung nạp nhất định đối với mức tiêu thụ điện.

DAC

• Ưu điểm: Tiêu thụ điện năng thấp vì tín hiệu điện được truyền trực tiếp mà không cần quá trình chuyển đổi bổ sung.Các kịch bản có thể áp dụng: Thích hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với mức tiêu thụ năng lượng, chẳng hạn như các trung tâm dữ liệu quy mô lớn.

Ⅵ. Loại kết nối

• Các loại AOC phổ biến: SFP +, QSFP +, QSFP28, CFP, v.v.

Các kịch bản áp dụng: áp dụng cho nhiều tiêu chuẩn giao diện khác nhau, linh hoạt cao.

• Các loại DAC phổ biến: SFP+, QSFP+, QSFP28, v.v.

Các kịch bản có thể áp dụng: Có thể áp dụng cho nhiều tiêu chuẩn giao diện, rất linh hoạt.

ⅦBảo trì và độ tin cậy

• Ưu điểm AOC: Giao thông sợi quang có độ tin cậy và ổn định cao và không dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường.

Nhược điểm: Chi phí bảo trì tương đối cao và đòi hỏi các công cụ và kỹ thuật chuyên nghiệp.

• Ưu điểm DAC: Chi phí bảo trì thấp, dễ sử dụng, dễ cài đặt và bảo trì.

Nhược điểm: Độ tin cậy có thể bị ảnh hưởng trong truyền đường dài và môi trường nhiễu cao

Tóm lại

AOC: Thích hợp cho các ứng dụng với đường dài, truyền tốc độ cao, chất lượng tín hiệu cao, độ trễ thấp và độ tin cậy cao, mặc dù chi phí ban đầu cao hơn.

DAC: Thích hợp cho các ứng dụng với khoảng cách ngắn, truyền tốc độ cao, tiêu thụ điện năng thấp và chi phí thấp, phù hợp với kết nối trong cùng một rack hoặc giữa các rack liền kề.

Kết luận

Bộ lắp ráp cáp quang hoạt động đã trở thành giải pháp cốt lõi cho băng thông cao, kết nối mật độ cao trong các trung tâm dữ liệu thông qua trọng lượng nhẹ, tốc độ cao, đường dài,chống can thiệp mạnh mẽNó đặc biệt phù hợp với AI và điện toán đám mây; cáp DAC twinax vẫn cạnh tranh trong các kịch bản đường ngắn và chi phí thấp.