DACケーブルとAOCケーブルの比較：データセンター向けケーブルソリューションガイド

DACケーブルとAOCケーブルは、データセンターの高速相互接続シナリオにおいて、低遅延、低消費電力、比較的制御しやすいコストという利点があるため、高性能コンピューティングネットワークの配線システムで広く使用されています。従来の光モジュールとパッチコードの組み合わせと比較して、これら2種類のケーブルは、よりシンプルで効率的なソリューションを提供します。

10G、25G、40G、100Gのいずれのデータ伝送ニーズに対しても、DACおよびAOCケーブルは、さまざまなネットワーク機器のポートタイプに対応できるよう、SFP+、SFP28、QSFP+、QSFP28などの仕様に応じたインターフェースオプションを提供します。さらに、1つの40Gから4つの10Gへ、または100Gから4つの25Gへ分岐するなどの分岐構成にも対応し、多様なネットワークアーキテクチャ設計のニーズを満たします。

DACおよびAOCは、短距離の直接接続に使用する場合でも、一定範囲内で柔軟に導入する場合でも、今日のデータセンターにおいて性能とコストの両面で信頼できる選択肢です。

DACおよびAOC Wiki：基礎知識と種類

DAC（Direct Attach Cable）は、基本的に両端にSFP+、SFP28、QSFP+、QSFP56、QSFP28などの一般的なモジュラーインターフェースを備えた銅製ツイストペア線で、ネットワークデバイス間を直接電気接続するために使用されます。構造がシンプルで導入が容易なため、DACは非常に実用的なケーブルの一種であり、特にデバイス間の距離が短いシナリオでの使用に適しています。

これらのケーブルは、パッシブとアクティブの2種類に細分されます。どちらも銅線を介して電気信号を伝送しますが、動作方式にはいくつかの違いがあります。 パッシブDAC はよりシンプルで、追加処理を行わずに物理接続によって信号伝送を完了します。一方、アクティブDACはモジュール内部に回路を組み込み、信号を増幅または調整して伝送の安定性を向上させます。特に、伝送距離がやや長い環境や干渉が多い環境で効果を発揮します。

実際には、DACはスイッチ、サーバー、ストレージデバイスの相互接続によく使用され、特に同一キャビネット内や、迅速な接続が必要な隣接デバイス間で使用されることが多く、効率的で費用対効果の高いソリューションを提供できます。

パッシブ DAC 対 アクティブ DAC 対 AOC

AOC（Active Optical Cable）は、コアにマルチモード光ファイバーを使用している点でDACとは異なります。ケーブルの両端にはSFPインターフェースに似たモジュールが搭載されており、電気信号と光信号の相互変換に使用されます。動作時には、外部電源を使用してモジュール内部の電子部品を駆動し、まず電気信号を光信号に変換して伝送した後、もう一方の端で再び電気信号に変換する必要があります。

光ファイバーは伝送距離が長く、耐干渉性にも優れているため、AOCはデータセンター内などのラック間での使用により適しています。異なるエリアにあるスイッチ、サーバー、またはストレージデバイス間を接続する場合、AOCは非常に一般的な選択肢です。AOCは安定した高速伝送を確保するだけでなく、銅線ケーブルを長距離にわたって敷設した際に発生する可能性のある信号減衰の問題も回避します。

DACケーブルとAOCケーブルの違い

DACケーブルは、スイッチ、サーバー、ストレージ間など、同一ラック内のデバイスを相互接続する用途により適しています。一方、AOCはラック間の接続によく使用され、特に異なるエリアにあるデバイスが長距離で通信する必要があるデータセンターで使用されます。しかし、使用シナリオが異なるだけでなく、実際には、これら2種類のケーブルには他の面でもかなり多くの違いがあります。

消費電力の違い

AOCはアクティブ光ファイバーケーブルであり、動作中に電気・光・電気信号変換を必要とするため、動作時の消費電力が多く、およそ1～2ワットです。一方、DACの消費電力は比較的低くなっています。アクティブDACは通常1ワット未満に抑えられ、パッシブDACについては、電子部品に一切依存せず、銅線のみで信号を伝送するため、消費電力を0.15ワット未満まで低減できます。運用コストの観点では、短距離配線の場合、DACを使用すれば間違いなく省エネルギーになり、電気代も節約できます。

伝送距離の違い

AOCは光ファイバー技術をベースとしているため、伝送距離において明確な優位性があり、最大100メートルまで対応できます。一方、DACは銅線ケーブルであるため、信号の伝送距離には限界があります。一般的に、パッシブDACの伝送距離は約7メートルで、アクティブDACは最大10メートルまで対応できます。高帯域幅のアプリケーションシナリオでは、この制限がより顕著になる場合があります。たとえば 100G DACケーブル, 最長有効距離はわずか約5メートルです。したがって、配線方式を選択する際は、短距離にはDAC、長距離にはAOCを使用します。

コスト比較

製造構造の観点では、DACはAOCよりもはるかにシンプルであり、銅ケーブル自体のコストも光ファイバーより低くなっています。大規模なデータセンター環境では、接続距離が問題にならない場合、DACを大量に使用することで、配線費用全体を大幅に削減できます。したがって、コストを優先する短距離用途では、DACのほうが費用対効果に優れています。ただし、長距離通信が必要な場合にAOCを選択すべきかどうかは、具体的な予算と要件を踏まえて総合的に判断する必要があります。

耐干渉性能の違い

データセンターにおける電磁干渉（EMI）は、無視できない問題です。光ファイバー自体は誘電体で導電性がないため、耐干渉性の面でAOCケーブルには本質的な利点があり、外部の電磁界による影響をほとんど受けません。DACは銅線を使用しているため、本質的に電磁波干渉の影響を受けやすく、特に干渉源が密集している環境や、ケーブルが集中するキャビネット環境では、配線や保護が適切でないと、信号品質の低下やシステムの不安定化を招きやすくなります。したがって、干渉リスクの高い環境では、モデルを選定する際にこの点へ特に注意を払う必要があります。

DAC/AOCの一般的な用途

構造、消費電力、伝送距離の違いにより、DACとAOCはさまざまな種類の接続シナリオで使用されることが多く、それぞれに適した使用環境があります。

DACの代表的なアプリケーションシナリオ

10G SFP+ DACを例に挙げると、最も一般的な用途は、同じラックまたは隣接するラックに配置されたサーバーとスイッチを接続することです。具体的には、このタイプのダイレクトアタッチケーブルは、サーバーと上位スイッチを相互接続するためのToR（トップオブラック）構成での導入や、10Gスイッチをスタッキングする際のリンク接続に最適です。

通常、最大約7メートルのリンク長をサポートし、消費電力、レイテンシ、コストの面で非常に優れていることを考慮すると、10G DACは、短距離かつ高密度のケーブル配線、特に高密度なサーバー展開に最適な選択肢です。

DACおよびAOCの用途

ケーブル長と導入の柔軟性におけるAOCの利点

対照的に、10G SFP+ AOCは銅ケーブルの物理的特性による制限を受けないため、最大100メートルの距離をサポートできるという利点があります。このため、データセンターにおけるラック間配線の一般的な選択肢となっており、特にToR（Top of Rack）、MoR（Middle of Row）、EoR（End of Row）アーキテクチャでの導入に適しています。

各サーバーが通常1本または2本のケーブルでEthernetスイッチに接続されるこのようなレイアウトでは、AOCケーブルは距離に左右されず柔軟に導入できるため、こうした接続ニーズに最適です。さらに、AOCはデータセンターのコア相互接続領域でも広く使用されており、スパイン・リーフ型スイッチングアーキテクチャなどにおいて、バックボーン層、アグリゲーション層、またはコア層の機器を接続する用途、特に高帯域幅と長距離伝送が求められるシナリオに適しています。

結論

DACケーブルとAOCケーブルは、高密度サーバーキャビネットと複数のラックにまたがるデータセンターのコアネットワークの両方で、代替のきかない役割を果たします。前者は、低遅延、低消費電力、優れたコスト効率という特長により短距離相互接続に適した選択肢であり、後者は、より長い伝送距離と耐干渉性により、複雑なネットワーク構造において柔軟性と適応性に優れています。

実際の導入では、使用するケーブルの種類は、接続距離、電力バジェット、干渉環境、配線コストなど、さまざまな要因によって決まることがよくあります。絶対的な優劣があるわけではなく、より適した組み合わせがあるだけです。この2種類のケーブルの主な特性と代表的な用途を理解することは、ネットワークアーキテクチャの最適化に役立つだけでなく、予算管理とパフォーマンスのより良いバランスを見つけることにもつながります。