Cavo 200G DAC vs AOC: una guida pratica alla selezione per data center

Poiché l'IA, il cloud computing e le reti di data center ad alta velocità continuano a crescere, la necessità di una larghezza di banda maggiore aumenta rapidamente. Sebbene le reti 400G e persino 800G stiano diventando sempre più diffuse, la connettività 200G rimane ancora una soluzione importante per molti data center. Tra le opzioni di interconnessione 200G più ampiamente utilizzate, i cavi DAC e AOC offrono ciascuno vantaggi diversi in termini di costo, distanza e flessibilità di implementazione. Questo articolo confronta DAC e AOC 200G per aiutarti a scegliere la soluzione giusta per diversi scenari di implementazione.

Panoramica del cavo ottico attivo 200G e del cavo in rame direct attach 200G

Che cos'è un cavo AOC  per Ethernet 200G?

Cavo ottico attivo 200G è una soluzione di cablaggio pre-terminata che combina transceiver ottici e fibra multimodale in un'unica unità. È possibile collegare direttamente entrambe le estremità ai dispositivi di rete senza acquistare transceiver e cavi in fibra separati, rendendo l'installazione più semplice e comoda.

Poiché utilizza la trasmissione in fibra ottica, 200G Ethernet AOC offre bassa perdita di segnale, forte resistenza alle interferenze elettromagnetiche e distanze di trasmissione maggiori, in genere da diversi metri a oltre 100 metri. Inoltre, i cavi AOC sono più leggeri e più facili da gestire rispetto ai cavi in rame.

Che cos'è un cavo DAC per Ethernet 200G?

Un 200G DAC (Direct Attach Copper) è una soluzione di cavo ad alta velocità che utilizza conduttori in rame per la trasmissione dei dati. Come AOC, presenta connettori integrati su entrambe le estremità e può collegare direttamente switch, server e dispositivi di storage.

Il principale vantaggio del DAC 200G è il suo basso costo. Poiché non richiede componenti ottici né conversione ottico-elettrica, il DAC è solitamente più conveniente rispetto alle soluzioni AOC. Viene utilizzato principalmente per connessioni a breve distanza, come i collegamenti server-switch all'interno dello stesso rack.

Il DAC Ethernet 200G può essere suddiviso in DAC passivo e DAC attivo. DAC passivo è adatto per distanze molto brevi con un consumo energetico inferiore, mentre Active DAC supporta distanze leggermente maggiori migliorando la qualità del segnale. Tuttavia, a causa delle limitazioni della trasmissione in rame, i cavi DAC sono generalmente utilizzati per distanze da 1 a 5 metri.

Fattori di forma comuni di AOC e DAC 200G

Fattore di forma QSFP56

QSFP56 può essere considerato un aggiornamento rispetto a QSFP+ e QSFP28. Adotta un design a 4 canali, con ciascun canale che supporta la trasmissione 50G tramite tecnologia di modulazione PAM4, consentendo una larghezza di banda totale di 200Gbps.

Rispetto ai precedenti formati QSFP+ e QSFP28 che utilizzano principalmente la segnalazione NRZ, QSFP56 introduce la codifica PAM4 per ottenere una maggiore efficienza di trasmissione senza aumentare significativamente il numero di canali. 

Fattore di forma QSFP-DD

QSFP-DD, abbreviazione di Quad Small Form-factor Pluggable Double Density. Rispetto a QSFP56, QSFP-DD offre una maggiore densità di corsie supportando fino a 8 canali elettrici.

A seconda della tecnologia di modulazione utilizzata, QSFP-DD può supportare diverse velocità di trasmissione. Con NRZ, può raggiungere una trasmissione 200G, mentre la modulazione PAM4 consente una larghezza di banda molto più elevata, incluse le applicazioni Ethernet 400G.

Differenze chiave che influiscono sulla tua decisione tra DAC e Fiber AOC

Distanza di trasmissione

La distanza di trasmissione è una delle differenze più evidenti tra DAC e AOC. Poiché 200G Ethernet DAC utilizza cavi in rame, è generalmente progettato per connessioni a breve distanza da 1 a 5 metri, il che lo rende ideale per connessioni all'interno dello stesso rack. Al contrario, 200G Fiber AOC utilizza fibra ottica e può supportare distanze molto maggiori, risultando più adatto per connessioni tra rack e connessioni più lunghe all'interno del data center.

Consumo energetico

Il cavo DAC 200G consuma meno energia rispetto all'AOC in fibra. I cavi DAC passivi, in particolare, richiedono pochissima energia perché non utilizzano componenti di conversione ottico-elettrica. I cavi AOC integrano ricetrasmettitori ottici e quindi richiedono energia aggiuntiva per la conversione elettro-ottica. Tuttavia, rispetto alle soluzioni con ricetrasmettitori separati, l'AOC offre comunque una buona efficienza energetica.

Efficienza dei costi

Il DAC è solitamente l'opzione più economica. Il suo design semplice significa che non necessita di laser o componenti ottici, quindi è più economico dell'AOC. Questo è uno dei motivi per cui il DAC è così popolare per collegare data center vicini tra loro. L'AOC è più costoso, ma funziona meglio e in alcune situazioni vale il costo aggiuntivo.

Latenza

Il DAC ha una latenza inferiore rispetto all'AOC perché trasmette i segnali direttamente attraverso cavi in rame, mentre l'AOC richiede una conversione del segnale ottico-elettrica. Tuttavia, la differenza è normalmente molto piccola ed è difficilmente percepibile nella maggior parte delle reti dei data center. Per configurazioni di rete normali, sia l'AOC sia il DAC possono fornire connessioni affidabili con basso ritardo.

Interferenza elettromagnetica (EMI)

La resistenza alle interferenze elettromagnetiche è un'altra differenza fondamentale. Poiché DAC utilizza cavi in rame, è più suscettibile alle EMI. Il cavo ottico attivo in fibra, invece, utilizza fibra ottica ed è immune alle interferenze elettromagnetiche, permettendogli di fornire una trasmissione del segnale più stabile in ambienti ad alta densità e ad alto rumore. Questo è uno dei motivi principali per cui il cavo ottico attivo 200G sta diventando sempre più popolare nei data center su larga scala e nelle reti ad alta velocità.

Considerazioni sulla gestione dei cavi AOC e DAC

Spessore e flessibilità del cavo 

Poiché i cavi DAC Ethernet 200G sono realizzati con conduttori in rame, sono generalmente più spessi e più pesanti dei cavi AOC, soprattutto con l'aumentare delle velocità e delle distanze. I cavi AOC, invece, utilizzano la fibra ottica, il che permette loro di essere più sottili e leggeri, oltre a consentire un instradamento più semplice e ordinato.

Densità del rack e utilizzo dello spazio

Una ragionevole ottimizzazione dell'utilizzo dello spazio rack diventa sempre più necessaria quando aumenta la densità delle porte del data center. A causa del loro maggiore spessore, i cavi DAC possono occupare più spazio e creare ulteriori difficoltà per il cablaggio nelle implementazioni su larga scala. I cavi AOC sottili consentono una maggiore densità di cavi in spazi rack più ridotti.

Impatto sul flusso d'aria e termico

Le implementazioni dense di cavi DAC 200G possono limitare il flusso d'aria e ridurre il raffreddamento perché sono più spessi. I cavi AOC sono più sottili e non bloccano altrettanto il flusso d'aria, garantendo migliori prestazioni termiche.

Quindi AOC è solitamente più adatto a massimizzare il flusso d'aria e prevenire il surriscaldamento nei grandi data center che richiedono un buon raffreddamento.

Scenari di implementazione: DAC 200G vs AOC

Intra-rack (stesso rack)

Per le connessioni all'interno dello stesso rack, 200G Ethernet DAC è solitamente la scelta più comune. Poiché la distanza tra server, switch e dispositivi di storage è in genere breve, la maggior parte dei collegamenti richiede solo da 1 a 5 metri di cablaggio. DAC offre costi inferiori e un consumo energetico ridotto, rendendolo ideale per connessioni intra-rack a breve distanza. Inoltre, il cablaggio all'interno dello stesso rack di solito non richiede lunghezze di cavo elevate, consentendo a DAC di fornire connettività ad alta velocità conveniente.

Inter-Rack (tra rack)

L'AOC è preferito nei casi di comunicazioni tra rack. La distanza effettiva del cavo DAC è limitata e generalmente non può superare la distanza tra i rack, ma l'AOC, tramite fibre ottiche, consente trasmissioni ad alta velocità su distanze maggiori e a una velocità più stabile.

Rispetto ai DAC, i cavi AOC sono anche più leggeri e sottili, rendendo più semplice la gestione dei cavi nei data center su larga scala. Di conseguenza, gli AOC sono comunemente preferiti per la connettività tra rack.

Cluster AI/HPC

Le reti nei cluster AI e negli ambienti di calcolo ad alte prestazioni trasportano grandi volumi di traffico dati ad altissima velocità, che richiede non solo una larghezza di banda molto elevata, ma anche una trasmissione stabile tramite cavi pesanti. Tuttavia, AOC supporta distanze maggiori, una resistenza EMI più resiliente e una migliore gestione dei cavi rispetto a qualsiasi soluzione basata su rame, il che lo rende la scelta di riferimento sempre più diffusa per le interconnessioni GPU e le reti di addestramento AI.

Tuttavia, in alcune connessioni GPU a distanza ultrabreve, il DAC può ancora essere utilizzato per ridurre i costi di implementazione.

Architettura Leaf-Spine

Nelle architetture Leaf-Spine, gli switch Leaf devono connettersi a più switch Spine tramite collegamenti ad alta velocità, creando un gran numero di connessioni di rete. Per le connessioni server-Leaf all'interno dello stesso rack, si usa comunemente DAC, mentre AOC è generalmente preferito per i collegamenti Leaf-Spine tra rack.

Questo perché AOC offre una portata maggiore, una migliore gestione dei cavi e una trasmissione del segnale più stabile, contribuendo a soddisfare i requisiti di larghezza di banda elevata e alta densità dei moderni data center.

Conclusione

Sia i DAC sia gli AOC 200G sono disponibili nei fattori di forma QSFP56 e QSFP-DD, ciascuno con le proprie caratteristiche in termini di distanza di trasmissione, costo, consumo energetico, metodi di cablaggio e flessibilità di implementazione. In parole semplici, i DAC sono adatti per connessioni a breve distanza, mentre gli AOC sono più indicati per scenari di cablaggio a lunga distanza o ad alta densità. Comprendere le differenze e gli scenari applicabili di entrambi ti aiuterà a scegliere la soluzione 200G giusta per il tuo data center.