DAC vs AOC vs émetteur-récepteur optique : lequel devriez-vous utiliser ?

Pour les liaisons qualifiées les plus courtes à l'intérieur d'un rack, le DAC passif est généralement la première option car il maintient le coût, l'alimentation côté câble et la complexité à un faible niveau. L'AOC devient utile lorsque le tracé nécessite un câble optique plus léger mais peut rester un assemblage fixe de bout en bout. Les émetteurs-récepteurs optiques et la fibre séparés sont généralement mieux adaptés lorsque la liaison doit passer par un câblage structuré, couvrir de plus longues distances, prendre en charge des panneaux de brassage ou permettre le remplacement indépendant de l'optique et de la fibre.

Il n’existe pas de distance unique à laquelle chaque réseau devrait passer du DAC à l’AOC ou de l’AOC à l’optique enfichable. La vitesse du port, le débit des voies électriques, la conception de l'hôte, le FEC, le mode de dérivation, la construction des câbles et la qualification du fournisseur peuvent tous modifier la portée utilisable. Le bon choix commence par le lien lui-même plutôt que par un tableau générique de longueur de câble.

DAC vs AOC vs émetteur-récepteur optique en un coup d'œil

Comment les architectures à quatre liens diffèrent

DAC passif

Un câble en cuivre passif à connexion directe transporte le signal électrique à grande vitesse sur du cuivre twinax entre les extrémités de connecteurs fixes tels que SFP, QSFP, QSFP-DD ou OSFP. Il ne contient pas d'égalisation active ni de resynchronisation dans le chemin du signal haute vitesse, de sorte que les SerDes hôtes, les traces PCB, les interfaces de connecteur et les câbles partagent tous le budget du canal électrique.

Cette simplicité explique pourquoi le DAC passif reste intéressant pour les liaisons serveur-commutateur et commutateur-commutateur très courtes. UNDAC passif 100G QSFP28, par exemple, représente bien l'architecture de base : le câble est la liaison électrique complète entre les deux ports plutôt qu'un émetteur-récepteur séparé plus un support de transmission.

Cuivre actif : ACC, LACC et AEC

Le cuivre actif ajoute de l'électronique lorsque le twinax passif n'offre plus suffisamment de marge électrique. La terminologie n'est pas parfaitement uniforme entre les fournisseurs, c'est pourquoi l'architecture interne doit être vérifiée plutôt que déduite du seul nom du produit.

• ACC ou cuivre actif linéaireutilise généralement l'égalisation analogique ou l'amplification linéaire pour compenser la perte de canal sans convertir la liaison en optique.
• AECutilise généralement un traitement du signal plus actif, qui peut inclure des fonctions de resynchronisation ou basées sur DSP en fonction de l'implémentation.

Ces câbles comblent le vide entre le DAC passif et les liaisons optiques, en particulier lorsque le trajet est encore court mais que le débit de voie ou le canal hôte rend le cuivre passif peu pratique.

Câble optique actif

Un AOC intègre les moteurs optiques et la fibre dans un seul câble assemblé en usine. L'hôte voit toujours une interface électrique enfichable, mais le signal est converti en lumière à l'intérieur des extrémités du câble et transporté via la fibre entre elles.

L'AOC est une architecture et non une garantie d'un type de fibre ou d'une technologie laser. De nombreux produits à courte portée utilisent de la fibre multimode et des optiques basées sur VCSEL, tandis que d'autres implémentations peuvent utiliser de la fibre monomode. NVIDIAConseils pour les centres de données de couche 1, par exemple, définit l'AOC comme un câble intégré pouvant utiliser une fibre multimode ou monomode.

Émetteur-récepteur optique + fibre passive

Avec une optique enfichable, l'émetteur-récepteur et le câble à fibre optique sont des pièces distinctes. Cette séparation permet de sélectionner le PMD, la longueur d'onde, l'interface du connecteur, le type de fibre et la portée pour la liaison réelle. Le mêmeémetteur-récepteur à fibre optiqueCette catégorie peut donc comprendre des modules multimodes à courte portée ainsi que des modules monomodes destinés à des distances beaucoup plus longues.

La fibre elle-même peut également être sélectionnée indépendamment. Les liaisons multimodes à courte portée peuvent utiliserCordons de brassage multimode OM4, tandis que les systèmes monomodes à plus longue portée peuvent utiliserCordons de brassage monomode OS2. Les spécifications de l'émetteur-récepteur déterminent quel support est valide.

La distance dépend de la vitesse, du débit de voie et de la plate-forme hôte

Des déclarations telles que « le DAC fonctionne jusqu'à 7 mètres » ou « AOC est toujours à 100 mètres » sont trop larges pour les liaisons de centres de données modernes. La portée électrique change en fonction du débit de voie, de la modulation, du calibre du câble, de la perte d'insertion, de la perte du PCB hôte, de la perte du connecteur, de l'égalisation, du FEC et des limites de qualification du commutateur ou de la carte réseau.

Une vitesse de port globale plus élevée ne signifie pas automatiquement la même architecture de voies électriques. Un port 100G construit à partir de quatre voies NRZ 25G présente un problème de canal cuivre différent d'une interface 400G ou 800G construite autour de voies PAM4 à débit plus élevé. À mesure que le taux de signalisation augmente, la marge de perte disponible pour le cuivre passif devient généralement plus étroite.

Un portefeuille actuel de fournisseurs illustre pourquoi les données spécifiques aux tarifs sont importantes. NVIDIA répertorie différentes portées maximales de DAC et de cuivre actif linéaire dans ses familles de produits 400G et 800G plutôt qu'une limite universelle de cuivre. C'estspécifications d'interconnexion actuellesrépertoriez, par exemple, différentes limites DAC pour les systèmes 800G/400G OSFP et 400G QSFP-DD.

La règle pratique est simple : utilisez la portée indiquée pour la vitesse exacte du port, le type de câble et la plate-forme hôte déployée. Ne transportez pas de numéro de distance d’une génération à l’autre.

Compromis en matière de puissance et de chaleur

Le DAC passif a normalement la puissance de câble incrémentielle la plus faible car il n'y a pas de conditionnement actif du signal ni de conversion optique dans le chemin à grande vitesse. Le cuivre actif ajoute de l'électronique, tandis que les AOC et les modules optiques enfichables doivent alimenter les émetteurs optiques, les récepteurs et tout circuit de traitement du signal associé.

Cela ne justifie pas une puissance universelle pour chaque catégorie. Un AOC 40G, un AOC 100G, un AEC 800G et un module optique 800G peuvent avoir des profils de puissance très différents. Même les produits ayant le même facteur de forme peuvent utiliser différentes architectures DSP, de resynchronisation ou d'entraînement linéaire.

Pour quelques ports, la différence peut être mineure. En cas de nombre de ports élevé, quelques watts supplémentaires par port peuvent affecter considérablement la densité thermique du panneau avant et le bilan énergétique du commutateur. L'approvisionnement doit donc vérifier les spécifications réelles du module ou du câble par rapport à la classe de puissance du port pris en charge et à la conception de refroidissement.

Latence : ne réduisez pas la décision entre le cuivre et la fibre

Le DAC passif n'ajoute aucun resynchronisation actif ni conversion optique côté câble, ce qui en fait le chemin de signal le plus simple. Le cuivre actif, l'AOC et les optiques enfichables peuvent ajouter des fonctions d'égalisation, de resynchronisation, CDR ou DSP en fonction de l'architecture du produit.

Cette distinction est plus utile que de dire « le cuivre n’a aucune latence » ou d’attribuer un délai fixe à chaque liaison optique. Le délai de propagation sur de courts trajets de cuivre et de fibre est du même ordre général, tandis que l'électronique active varie selon la mise en œuvre. Certains AOC et modules optiques incluent un resynchronisation ; d'autres utilisent des architectures linéaires ou à moindre traitement.

Pour les systèmes sensibles à la latence, comparez les spécifications réelles du câble ou du module et le chemin complet de bout en bout plutôt que de supposer que chaque liaison optique active ajoute le même délai de traitement.

Densité des câbles, gestion des courbures et flux d'air

Le volume des câbles en cuivre devient de plus en plus important à mesure que la densité des ports augmente. Le twinax haut débit peut être plus épais, plus lourd et plus rigide que la fibre optique, ce qui rend les gros faisceaux de câbles plus difficiles à acheminer autour des faces des commutateurs, des gestionnaires verticaux et des chemins de rack.

L'AOC et la fibre passive sont généralement plus légères et plus faciles à acheminer, mais la fibre a toujours des limites en matière de rayon de courbure. Une courbure serrée peut augmenter la perte optique ou endommager le câble. Le rayon de courbure correct doit provenir des spécifications du fabricant du câble plutôt que d'une règle générique de diamètre.

NVIDIAguide de câblage du centre de donnéesmet en évidence une portée plus longue et un diamètre plus petit comme avantages de la fibre optique tout en notant également le coût supplémentaire et l'électronique active impliqués.

Pour les racks denses, le choix des câbles doit donc inclure :

• Espace de routage latéral et vertical disponible
• Dégagement de la tête du connecteur
• Rayon de courbure requis
• Taille et poids du faisceau de câbles
• Flux d'air autour des ports du commutateur et de la carte réseau
• Si l'itinéraire restera fixe ou changera fréquemment

AOC vs émetteur-récepteur optique + fibre

L'AOC et les optiques enfichables séparées déplacent tous deux les données via la fibre, mais ils créent des modèles de fonctionnement différents.

L'AOC peut être intéressant lorsque le tracé est fixe, que la longueur requise est connue et que la réduction de l'encombrement du câble est plus importante que la séparation des parties réparables. Les optiques enfichables sont plus solides lorsque la liaison passe par des panneaux de brassage, que le tracé de la fibre doit rester en place lors de modifications matérielles ou que les équipes d'exploitation souhaitent remplacer le module et le câble de manière indépendante.

Cette modularité ne garantit pas qu’une ancienne usine de fibre prendra en charge toutes les vitesses futures. La réutilisation dépend toujours du type de fibre du nouveau PMD, de l'interface du connecteur, de la polarité, de la portée, de la limite de perte d'insertion et d'autres exigences de canal.

Domaines de maintenance et de défaillance

Le DAC, le cuivre actif et l'AOC sont des assemblages fixes. Si un corps de câble ou une extrémité intégrée tombe en panne, l'action de service normale consiste à remplacer le câble complet. Pour un lien en rack court et facilement accessible, cela peut être rapide et simple. Pour un AOC long acheminé à travers des plateaux denses, le remplacement de l’ensemble de l’assemblage peut être plus perturbateur.

Des optiques enfichables séparent les domaines de défaillance. Un module défaillant peut être remplacé sans perturber le cheminement de la fibre passive, et un cordon de brassage endommagé peut être remplacé sans jeter l'optique. Cela devient plus important dans le câblage structuré où l'installation passive peut traverser plusieurs armoires ou emplacements de raccordement.

Il y a un compromis : chaque interface optique amovible supplémentaire crée un autre connecteur qui doit rester propre et dans les limites du budget de perte de canal. Les systèmes modulaires améliorent la facilité d'entretien, mais ils nécessitent également une inspection, un nettoyage, un étiquetage et une documentation rigoureuse des connecteurs.

Le même facteur de forme ne signifie pas le même lien

Une interface mécanique SFP, QSFP, QSFP-DD ou OSFP ne garantit pas que chaque câble ou module doté de la même coque fonctionnera dans le port. La compatibilité est déterminée par les exigences électriques et protocolaires derrière la cage.

Avant de traiter un DAC, un AOC ou un module optique comme interchangeable, vérifiez :

• Vitesse du port et modes de fonctionnement pris en charge
• Nombre de voies électriques et taux de voies
• Signalisation NRZ ou PAM4 le cas échéant
• Mode FEC requis
• Prise en charge des cassures et cartographie des voies
• Exigences de codage EEPROM ou fournisseur
• Prise en charge du micrologiciel du commutateur ou de la carte réseau
• Classe de puissance et limites thermiques
• Pour l'optique, le PMD, la longueur d'onde, le type de fibre, le connecteur et la portée

Par exemple, deux appareils QSFP28 peuvent partager le même facteur de forme tout en représentant des liaisons optiques très différentes. UN100GBASE-SR4 QSFP28utilise une interface optique parallèle multimode à courte portée, tandis qu'un100G QSFP28 LR4est conçu autour d’un chemin optique monomode très différent.

Liens de dérivation : le câble ne configure pas le port

Le câblage breakout permet à un port à vitesse plus élevée de se connecter à plusieurs ports à vitesse inférieure, tels qu'un port QSFP28 100G fonctionnant comme quatre voies 25G. Les ensembles DAC, AOC et optiques peuvent tous être utilisés dans les architectures prises en charge.

Le câble lui-même ne met pas le commutateur en mode breakout. L'hôte doit prendre en charge la répartition requise et le port doit être configuré pour le plan de voie, la vitesse de branchement et le comportement FEC corrects. Un câble épanoui mécaniquement compatible ne peut pas créer un mode épanoui que l'ASIC, le micrologiciel ou la carte réseau du commutateur ne prend pas en charge.

Pour les connexions de serveur courtes au sein d’un rack, un DAC breakout passif peut être une option efficace. Lorsque la même division doit traverser un itinéraire fixe plus long, l’AOC ou une architecture optique peut être plus pratique. Les systèmes d'optique parallèle structurés peuvent également utiliserCâblage principal MPO/MTPoù le PMD, la polarité, le nombre de connecteurs et le budget de perte le prennent en charge.

Où ACC, LACC et AEC s’adaptent

Les câbles électriques actifs sont utiles lorsque le DAC passif est attrayant sur le plan opérationnel mais ne peut pas répondre à la portée électrique requise. Ils préservent une connexion à base de cuivre tout en ajoutant un conditionnement du signal.

La conception interne est importante. Le cuivre actif linéaire peut étendre la portée en utilisant une égalisation analogique avec une électronique relativement simple, tandis que les implémentations AEC peuvent utiliser le resynchronisation ou le DSP pour récupérer un canal électrique à perte plus élevée. Ces conceptions ont des caractéristiques différentes de puissance, de latence, de canal hôte et d'interopérabilité, de sorte que le « cuivre actif » ne doit pas être traité comme une spécification fixe.

Le portefeuille d'interconnexions actuel de NVIDIA, par exemple, sépare le DAC passif et le LACC et publie différentes limites de portée pour chaque famille de produits plutôt que de les traiter comme une seule catégorie de câbles.

Quels changements à 400G et 800G ?

En 400G et 800G, le cadre décisionnel de base est le même, mais la marge électrique devient plus restrictive. Des taux de signalisation par voie plus élevés augmentent la sensibilité à la perte d'insertion, aux réflexions, à la qualité du canal et à la conception de l'hôte. Cela tend à réduire la portée pratique du cuivre passif et augmente la valeur des liaisons actives en cuivre ou optiques à mesure que la distance augmente.

Cela ne signifie pas que le 400G ou le 800G nécessitent automatiquement la fibre. Les liaisons DAC qualifiées très courtes restent valables sur les plateformes haut débit actuelles. IEEEFonctionnement Ethernet 802.3df 400 Gb/s et 800 Gb/sinclut des options de couche physique électriques et optiques, reflétant le fait que le choix du câble dépend toujours du déploiement plutôt que de la seule vitesse.

Pour les tissus denses d’IA et de HPC, trois pressions deviennent plus importantes à ces rythmes :

• Portée électrique :le cuivre passif a moins de marge à mesure que les tarifs des voies augmentent.
• Densité physique :les gros faisceaux de cuivre sont plus difficiles à acheminer à grande échelle.
• Densité thermique :Les modules actifs en cuivre et optiques peuvent ajouter une puissance significative côté port.

Le résultat n’est pas « 800G égale optique ». Une liaison courte en rack 800G, une liaison rack à rack de cinq mètres et une liaison textile de 500 mètres nécessitent des réponses différentes.

Quelle option convient à chaque scénario de centre de données ?

Ce tableau est un point de départ et ne remplace pas les spécifications de l'hôte et du câble. La même distance physique peut conduire à des réponses différentes à des tarifs de voie différents ou sur des plates-formes de commutation différentes.

CAPEX et OPEX : comparez l'ensemble du lien

Le DAC passif présente souvent le coût initial le plus bas pour les liaisons courtes, car il évite les moteurs optiques et les composants fibre séparés. AOC peut simplifier une connexion optique fixe car l'optique et le câble arrivent comme un seul assemblage. Les émetteurs-récepteurs et la fibre séparés nécessitent généralement plus de composants, mais cette modularité peut réduire la portée des remplacements futurs.

Ne présumez pas que l'AOC est toujours moins cher que deux modules optiques plus fibre, ou que l'optique modulaire a toujours le coût le plus bas à long terme. Les tarifs varient en fonction de la vitesse, de la portée, de la qualification du fournisseur, du volume et du type d'interface.

Pour le coût total de possession, comparez :

• Coût initial du câble ou du module
• Alimentation aux deux extrémités du lien
• Stratégie de stock de rechange
• Des travailleurs pour remplacer les assemblages défaillants
• Perturbation causée par le détournement de longs câbles fixes
• Si la fibre passive peut rester en place pendant les mises à niveau
• Exigences en matière de panneaux de brassage et de câblage structuré

Liste de contrôle de sélection

Avant de commander un DAC, un AOC, un câble en cuivre actif ou un module optique, enregistrez les éléments suivants pour chaque liaison :

• Type de ports :SFP+, SFP28, QSFP28, QSFP-DD, OSFP ou une autre interface
• Vitesse requise :y compris tout mode breakout
• Longueur réelle du parcours :pas de distance de rack en ligne droite
• Qualification d'hôte :type de câble/module pris en charge et longueur maximale
• FEC et mode voie :requis aux deux extrémités
• Chemin de câbles :rack, rangée, plateau supérieur, sous le sol ou patch structuré
• Limites de densité :volume du câble, espace de courbure et flux d'air
• Modèle de service :assemblage fixe ou pièces remplaçables indépendamment
• Exigences optiques :PMD, longueur d'onde, type de fibre, connecteur et budget de perte
• Plan de mise à niveau :si le câblage passif doit rester réutilisable

FAQ : DAC vs AOC vs émetteur-récepteur optique

Le DAC est-il meilleur que l’AOC ?

Ni l’un ni l’autre n’est universellement meilleur. Le DAC passif est généralement le premier choix pour les liaisons qualifiées les plus courtes car il est simple et peu gourmand. L'AOC est plus attractif lorsque le tracé nécessite un câble optique plus léger et que l'ensemble fixe intégré s'adapte au plan de maintenance.

Quand dois-je utiliser AOC au lieu de DAC ?

Envisagez l'AOC lorsque le chemin requis dépasse la portée du cuivre passif qualifié, que l'encombrement du câble devient difficile à gérer ou que la liaison a besoin de la flexibilité de routage de la fibre mais ne nécessite pas une conception de câblage structurée modulaire.

L'AOC est-il identique à un émetteur-récepteur optique et à un cordon de brassage à fibre optique ?

Non. Un AOC intègre de manière permanente les extrémités optiques et la fibre en un seul assemblage. Une liaison optique enfichable utilise des émetteurs-récepteurs séparés et une fibre passive, permettant aux pièces d'être remplacées ou modifiées indépendamment.

Le DAC et l’AOC peuvent-ils utiliser le même port de commutation ?

Ils peuvent partager la même cage physique uniquement lorsque le commutateur prend en charge le type de câble, la vitesse, la configuration des voies, le FEC, le codage et les caractéristiques d'alimentation requis. L’ajustement mécanique seul ne suffit pas.

Jusqu'où peut aller un câble DAC ?

Il n’existe pas de distance DAC universelle. La portée dépend du débit de données, du débit des voies électriques, de la construction du câble, de la perte du PCB hôte, de l'égalisation, du FEC et de la qualification du fournisseur. Utilisez la longueur maximale prise en charge pour le numéro de pièce exact du commutateur, de la carte réseau et du câble.

Le DAC a-t-il toujours une latence inférieure à celle de l'AOC ?

Le DAC passif n'a pas de traitement de signal actif côté câble, ce qui lui confère le chemin le plus simple. La différence de latence réelle dépend du fait que la conception AOC ou cuivre actif utilise le resynchronisation, le CDR, le DSP ou un autre traitement. Utilisez des données spécifiques au produit lorsque la latence est une contrainte de conception.

Puis-je réutiliser la fibre installée lors de la mise à niveau des émetteurs-récepteurs ?

Parfois. La fibre existante ne peut rester que si le nouveau PMD prend en charge son type de fibre, son interface de connecteur, sa polarité, sa portée et sa perte de canal. Une usine de fibre modulaire améliore la possibilité de réutilisation mais ne la garantit pas.

Dois-je utiliser DAC, AOC ou fibre pour les liaisons rack à rack ?

Commencez par la distance réelle et la configuration de l'hôte prise en charge. Le DAC passif peut toujours fonctionner pour des liaisons rack à rack qualifiées très courtes. Le cuivre actif peut étendre cette plage. L'AOC est utile pour les parcours optiques fixes, tandis que les émetteurs-récepteurs et la fibre séparés sont généralement meilleurs lorsque la liaison fait partie d'un système de câblage structuré ou fréquemment entretenu.

Conclusion finale

Choisissez l'interconnexion par le lien, et non par une règle de distance fixe. Le DAC passif est le point de départ le plus simple pour les connexions qualifiées les plus courtes. Le cuivre actif comble une partie du vide lorsque la portée électrique est le facteur limitant. AOC fournit un ensemble optique fixe compact. Les émetteurs-récepteurs optiques et la fibre séparés offrent la meilleure solution pour un câblage structuré, une portée plus longue et une maintenance indépendante.

À 400G et 800G, la même logique s'applique toujours, mais le débit de voie, l'intégrité du signal, la puissance, la densité des câbles et la qualification de l'hôte deviennent plus importants. Vérifiez la plate-forme exacte et les spécifications du câble avant de transformer toute comparaison générale en règle d'approvisionnement.