データセンター相互接続に40G/100G Twinaxケーブルを使用する

高速ダイレクトアタッチケーブル（DAC）アセンブリ、またはTwinaxケーブルアセンブリは、現在データセンターで広く使用されています。Twinaxケーブルソリューションにより、エンジニアは高速Ethernet相互接続を構築するための新たな選択肢を得られます。これは、光ファイバー伝送よりも低コストで高密度な代替手段です。この記事では、DACと高速データセンター相互接続の特性について理解を深められるよう解説します。それでは始めましょう！

Direct Attach Cable（DAC）とは何ですか？

Direct Attach Cable (DAC) は Twinax 銅線で構成され、アクティブデバイスへの電気的接続を提供するモジュールが工場で終端されています。これらのモジュールはケーブルから取り外せないため、すべての Direct Attach Cable は固定長です。光ファイバーケーブルと光トランシーバーを組み合わせて使用する場合と比較すると、これは DAC ケーブル配線を採用する際の欠点の一つです。Twinax ケーブルは 24～30AWG のさまざまなゲージで提供されています。Twinax 銅線ケーブルでは最大 15m までの相互接続を提供でき、一方でアクティブ DAC ケーブルは最大 100m まで到達でき、伝送速度は 10Gbps、40Gbps、またはそれ以上に達することがあります。

一般的に使用される高速DACケーブルには、ダイレクト型とブレイクアウト型、パッシブ型とアクティブ型を含む4つの異なるタイプがあります。ダイレクト接続DACケーブルは、1つのポート／ラインカードを別のポート／ラインカードに接続できます。ブレイクアウトDACケーブルは、1つのポートから最大4つの異なるポートへの接続を提供します。アクティブDACケーブルは、両端のモジュール内の電子回路を使用して信号を強化するため、パッシブDACケーブルよりも伝送距離をわずかに延長できます。クリック こちら DACケーブルについて詳しく知る。

図1: DACケーブル

DACケーブルの種類：パッシブDACケーブルとアクティブDACケーブル

高速ダイレクトアタッチケーブルには、ダイレクトアタッチ銅線ケーブルとダイレクトアクティブ光ケーブルの2種類があります。この2種類のケーブルの違いは伝送媒体にあり、それぞれ銅線伝送と光ファイバー伝送を使用します。以下では、材質の異なる2種類のダイレクトアタッチケーブルについて紹介します。

ダイレクトアタッチ銅線ケーブル（DACC）はアクティブとパッシブに分けられます。パッシブDACは電気部品を一切使用しない設計のため、消費電力はわずか0.15wで、最大伝送距離は7mです。アクティブDACはコネクタ内部に電気部品を含み、コネクタ内部の電気部品によって信号レベルを向上させ、より高い信号伝送品質を実現できます。また、伝送距離もより長く、一般的に5mから10mです。電気部品を備えているため、消費電力も高く、価格もより高価です。

ダイレクト・アクティブ・オプティカル・ケーブル（DAOC）は、トランシーバー内部の光ファイバー接続部を接続して、完成した光ファイバーアセンブリを形成します。これはダイレクト・アタッチ・カッパー・ケーブルに似ていますが、最大伝送距離は15mに達し、パッシブDACの上限の2倍です。さらに、ACCの追加電子回路により消費電力が増加し、平均で約0.5-1.0Wになります。

図2：高速ケーブル接続

ダイレクトアタッチケーブルと光トランシーバーモジュールの違い

DACおよびAOCケーブルと光トランシーバーモジュールを比較すると、いずれもスイッチをルーターまたはサーバーに接続して伝送リンクを構築するために使用されます。光モジュールでは、データ伝送のために光ファイバーケーブルをトランシーバーモジュールに挿入します。一方、DACとAOCは工場出荷時から一体化された固定ケーブルであり、その両端には異なるフォームファクターのトランシーバーがあらかじめ取り付けられています。次のセクションでは、高速ダイレクトアタッチケーブルと光トランシーバーモジュールの詳細な比較表を示します。

この表から、DACケーブルは光ファイバモジュールより伝送距離が短く、消費電力が低い一方で、価格も安いことが分かります。そのため、伝送距離が7m以内の場合はパッシブDACケーブルソリューションを、伝送距離が7-15mの場合はアクティブDACケーブルソリューションを、距離が100mを超えない場合はAOCケーブルを使用することを推奨します。伝送距離が100mを超える場合は、光モジュールと光ファイバの組み合わせのみが選択肢となります。

40G/100G Twinaxケーブルによるデータセンター相互接続の構築方法

高速ダイレクトアタッチケーブルにはさまざまな構成があり、そのすべてを新旧デバイスの接続に適用でき、高速ダイレクトアタッチケーブルを使用することで接続ポイントあたりのコストを最小限に抑えられます。Twinaxケーブルは通常、32～56ポートのトップオブラックスイッチに接続でき、最大接続数は128リンク（4x25G×32ポート）です。一般に、より高いデータレートのDACケーブルは、より低いレートのDACケーブルと下位互換性があります。たとえば、 100G QSFP28 DAC ケーブルは40 Gb/s QSFP DACケーブルとの下位互換性があります。

高速DACケーブルの使用には、いくつかの利点もあります。

メンテナンス不要: 光モジュールとファイバーの組み合わせはエンジニアによる頻繁なメンテナンスが必要で、コネクタが汚れやすい一方、高速直接接続ケーブルにはこの問題がありません。

レーザーなし: 光モジュールにはレーザーが内蔵されているため、より高価であり、そのレーザーはその後の使用中に損傷しやすく、一連のアフターサービス上の問題を引き起こします。

簡単に設置可能: 光ファイバーの設置では、エンジニアが現場で光ファイバーを融着・接続する必要がありますが、DACケーブルの端末処理は工場ですでに行われているため、エンジニアによる追加作業は不要です。これにより、データセンターは設置コストを削減できます

優れたパフォーマンス: データセンターで短距離相互接続を構築するための統合方式において、優れた互換性を備えています。

省エネルギー：消費電力が非常に低いため、パッシブケーブルではポートに求められる給電要件が低くなります。また、伝送には銅素材を使用しており、この素材は優れた放熱性能を備えているため、さらに省エネルギー化できます。

低価格: 高速ダイレクトアタッチ銅線ケーブルの価格は、光モジュールと光ファイバーの組み合わせよりもはるかに安く、Twinaxケーブルを使用することで配線システム全体のコストを大幅に削減できます。QSFPTEKの価格を参照してください。1M 40G QSFP+ パッシブダイレクトアタッチ銅線ケーブル わずか$14です。

結論

DAC製品には低コスト、低消費電力という利点がありますが、伝送距離が短いため、一般的な適用範囲は1mから5mです。DAC製品には、構造がシンプルで、部品点数が少なく、信頼性が高いという利点もあります。通常、低コストと低消費電力が求められる短距離のデータセンター相互接続の構築に使用されます。DAC Twinaxケーブルについて詳しく知りたい場合は、[email protected]からQSFPTEKテクニカルサポートにお問い合わせください。お見積もりのご依頼をお待ちしております。