Optischer AOC- und DAC-Transceiver: Was ist der Unterschied und welchen sollten Sie wählen?

Beim Aufbau von Rack-zu-Rack- oder Switch-zu-Server-Verbindungen innerhalb eines Rechenzentrums stehen Netzwerkingenieure immer wieder voder der gleichen Entscheidung: AOC or DAC ? Sowohl aktive optische Kabel als auch direkt angeschlossene Kupferkabel lösen das gleiche Verbindungsproblem mit kurzer Reichweite, unterscheiden sich jedoch grundlegend in Aufbau, Leistung, Reichweite und Kosten. Die Wahl der falschen Lösung für Ihr Bereitstellungsszenario führt zu unnötigen Kosten, schränkt die zukünftige Skalierbarkeit ein oder führt zu Kompatibilitätsproblemen, die die Einführung verlangsamen.

Dieser Leitfaden bietet einen direkten technischen Vergleich von AOC- und DAC-Transceivern, deckt die spezifischen Szenarien ab, in denen jede Lösung die beste Leistung erbringt, und erklärt, was bei der Beschaffung von einem Dritthersteller optischer Transceiver zu bewerten ist.

Was ist ein DAC-Kabel?

A DAC-Kabel (Direct Attach Copper). ist eine Kupfer-Twinax-Kabelbaugruppe fester Länge mit Einschlüssen im optischen Transceiver-Formfaktor – typischerweise SFP, SFP28, QSFP oder QSFP28 – die an jedem Ende fest angebracht sind. Die Steckverbinder werden direkt an die SFP- oder QSFP-Ports von Switches, Servern oder Speichergeräten angeschlossen und stellen so eine passive oder aktive Kupferverbindung her, ohne dass separate Glasfaserkabel oder Transceiver erforderlich sind.

DAC-Kabel sind in zwei Varianten erhältlich:

• Passiver DAC: Keine aktive Elektronik in den Anschlüssen. Das elektrische Signal wird direkt über das Kupfer-Twinax-Kabel übertragen. Passive DAC-Kabel sind auf kurze Entfernungen beschränkt – normalerweise 1 bis 3 Meter –, stellen jedoch die kostengünstigste verfügbare Verbindungsoption mit kurzer Reichweite dar.
• Aktiver DAC: Enthält Signalkonditionierungselektronik in einem oder beiden Anschlüssen, um die Reichweite zu vergrößern und die Signalintegrität bei Entfernungen von 3 bis 10 Metern zu verbessern. Aktive DAC-Kabel beziehen eine geringe Menge Strom vom Host-Port.

Was ist ein AOC-Kabel?

An AOC (Aktives optisches Kabel) ist eine Glasfaserkabelbaugruppe mit aktiver Elektrik-zu-Optik-Umwandlungselektronik, die fest in beide Steckverbinder integriert ist. Wie DAC-Kabel verwenden AOC-Kabel an jedem Ende Standard-SFP-, SFP28-, QSFP- oder QSFP28-Formfaktoranschlüsse und werden direkt an Standard-Transceiver-Ports angeschlossen, ohne dass separate optische Transceiver erforderlich sind.

In jedem AOC-Anschluss wandeln ein integrierter VCSEL-Sender (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) und ein Fotodiodenempfänger das elektrische Signal vom Host-Port in ein optisches Signal um, übertragen es über Multimode-Glasfaser und wandeln es am anderen Ende wieder in ein elektrisches Signal um. Durch diese optische Übertragung können AOC-Kabel deutlich größere Entfernungen als DAC-Kabel zurücklegen und dabei die gleiche Plug-and-Play-Einfachheit beibehalten.

AOC vs. DAC: Wichtige technische Unterschiede

Wann sollten Sie sich für DAC-Kabel entscheiden?

DAC-Kabel sind die optimale Wahl, wenn alle der folgenden Bedingungen für den Einsatz zutreffen:

Die Entfernung beträgt 3 Meter oder weniger

Für Verbindungen innerhalb eines einzelnen Racks – Server-zu-Top-of-Rack-Switch, Speicher zu Server oder Switch-zu-Switch innerhalb desselben Racks – sind passive DAC-Kabel die kostengünstigste Lösung. Bei Entfernungen von 1 bis 3 Metern ist die Signalintegrität von Kupfer völlig ausreichend und es sind keine aktiven Komponenten erforderlich.

Das Strombudget hat Priorität

Passive DAC-Kabel verbrauchen praktisch keinen Strom, der über den vom Host-Port benötigten Signalpegel hinausgeht. In hochdichten Bereitstellungen mit Hunderten oder Tausenden von Ports können die Stromeinsparungen im Vergleich zu AOC-Kabeln über die gesamte Betriebsdauer der Bereitstellung von Bedeutung sein. Ein großes Hyperscale-Rechenzentrum, das 10.000 Ports mit passiven DAC-Kabeln anstelle von AOC-Kabeln bereitstellt, spart etwa 5.000 bis 10.000 Watt Dauerstromaufnahme.

Die Kosten pro Port sind die primäre Beschaffungsmetrik

Passive DAC-Kabel sind durchweg die kostengünstigste Verbindungsoption mit kurzer Reichweite. Für Bereitstellungen, bei denen sich alle Verbindungen in einem einzigen Rack befinden und die Reichweite 3 Meter nie überschreitet, bietet der passive DAC die gleiche Leistung wie AOC bei deutlich geringeren Kosten pro Port.

Wann sollten Sie sich für AOC-Kabel entscheiden?

AOC-Kabel sind die richtige Wahl, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

Die Entfernung überschreitet 7 Meter

Aktive DAC-Kabel erweitern die Reichweite auf etwa 7 bis 10 Meter, jenseits dieser Entfernung nimmt die Signalintegrität von Kupfer-Twinax-Kabeln jedoch unabhängig von der aktiven Konditionierung ab. AOC-Kabel unterstützen Entfernungen von bis zu 100 Metern auf OM3- oder OM4-Multimode-Glasfaserkabeln und decken alle praktischen Rack-zu-Rack- und Reihe-zu-Reihe-Verbindungen innerhalb eines Rechenzentrums ab.

Kabelmanagement und Gewicht sind wichtig

Kupfer-Twinax-Kabel sind deutlich schwerer als Glasfaserkabel gleicher Länge. Bei Einsätzen mit hoher Dichte, bei denen die Kabel durch Dachwannen oder Unterflurkanäle verlegt werden, ist der Gewichtsunterschied erheblich. AOC-Kabel sind viel leichter und flexibler, was die Installation vereinfacht und die mechanische Belastung der Portanschlüsse über die gesamte Lebensdauer des Einsatzes verringert.

EMI-Störungen geben Anlass zur Sorge

Kupfer-Twinax-Kabel sind anfällig für elektromagnetische Störungen durch Stromverteilungsgeräte, USV-Systeme und in der Nähe verlaufende Hochstromkabel. In AOC-Baugruppen verwendete Glasfaserkabel sind völlig immun gegen elektromagnetische Störungen. Daher sind AOC-Kabel die bevorzugte Wahl bei Einsätzen, bei denen die Kabelführung in der Nähe von Geräten mit hoher elektromagnetischer Strahlung verläuft.

Zukunftsflexibilität ist erforderlich

AOC-Kabel sind deutlich leichter und flexibler als Kupfer-DAC-Kabel, sodass sie sich bei fortschreitender Bereitstellung einfacher umverlegen, ersetzen oder verlängern lassen. In Umgebungen, in denen Racks häufig umkonfiguriert oder verschoben werden, können die Handhabungsvorteile von AOC-Kabeln die Installationszeit und das Risiko von Steckerschäden durch Kabelbelastung reduzieren.

AOC und DAC in Hochgeschwindigkeitsanwendungen: 100G, 400G und 800G

Sowohl AOC- als auch DAC-Lösungen sind für alle wichtigen Datenratenstandards verfügbar, und die Wahl zwischen ihnen bei höheren Geschwindigkeiten folgt den gleichen Entfernungs- und Leistungsprinzipien wie bei niedrigeren Geschwindigkeiten – allerdings mit zusätzlichen Überlegungen.

100G QSFP28 AOC und DAC

100G QSFP28 DAC-Kabel (passiv und aktiv) werden häufig für Top-of-Rack-Serververbindungen in Hyperscale-Rechenzentren eingesetzt. Bei dieser Geschwindigkeit bleiben passive DAC-Kabel für Entfernungen bis zu 3 Metern kostengünstig. 100G QSFP28 AOC-Kabel erweitern die Reichweite auf 30 Meter oder 100 Meter auf OM3/OM4-Glasfaser und decken die meisten Verbindungen zwischen Racks ab.

400G QSFP-DD und OSFP AOC und DAC

Bei 400G sind sowohl DAC- als auch AOC-Lösungen in den Formfaktoren QSFP-DD und OSFP verfügbar. Passive 400G-DAC-Kabel sind aufgrund der elektrischen Herausforderungen der 400G-Kupfersignalisierung normalerweise auf 1 bis 2 Meter begrenzt, während 400G-AOC-Kabel Entfernungen von bis zu 100 Metern unterstützen. Für 400G-Bereitstellungen decken AOC-Kabel einen größeren Bereich praktischer Verbindungsentfernungen ab und werden für die meisten Anwendungen, die über Verbindungen innerhalb des Racks hinausgehen, zunehmend dem Kupfer-DAC vorgezogen.

800G AOC und DAC

Der neue 800G-Standard führt zu weiteren Einschränkungen für die Reichweite von Kupfer-DACs. Passive 800G-DAC-Kabel sind derzeit auf 1 bis 1,5 Meter begrenzt, was AOC-Kabel zur praktischen Wahl für praktisch alle 800G-Verbindungen zwischen Geräten macht, die über die kürzesten Verbindungen innerhalb des Racks hinausgehen. 800G AOC-Kabel sind in den Formfaktoren OSFP und QSFP-DD von spezialisierten Herstellern erhältlich.

Kompatibilitätsüberlegungen für AOC und DAC von Drittanbietern

Eine der häufigsten Fragen von Einkäufern beim Sourcing AOC- und DAC-Kabel von Drittherstellern ist die Kompatibilität mit den wichtigsten Switch- und Router-Plattformen. Die folgenden Punkte befassen sich mit den wichtigsten Kompatibilitätsüberlegungen.

EEPROM-Codierung und Vendor Lock-In

Große Anbieter von Netzwerkausrüstung, darunter Cisco, Juniper, Arista und Huawei, verwenden proprietäre EEPROM-Codierung in ihren optischen OEM-Modulen und -Kabeln, um die Verwendung von Produkten von Drittanbietern einzuschränken. AOC- und DAC-Kabel von Drittanbietern erfordern eine herstellerspezifische EEPROM-Codierung, damit sie von der Host-Plattform als kompatibel erkannt werden. Seriöse Dritthersteller unterhalten Codierungsbibliotheken für alle wichtigen Plattformen und können vorcodierte Kabel liefern, die Plug-and-Play-kompatibel sind, ohne dass CLI-Problemumgehungen erforderlich sind.

DOM-Unterstützung

Digital Optical Monitoring (DOM) ermöglicht Netzwerkmanagementsystemen das Auslesen von Temperatur-, Spannungs- und optischen Leistungsdaten in Echtzeit vom Transceiver. Hochwertiger Drittanbieter AOC-Kabel Unterstützt die vollständige DOM-Funktionalität, die mit den Überwachungstools der Hostplattform kompatibel ist. Bestätigen Sie immer die DOM-Unterstützung, wenn Sie AOC-Kabel für verwaltete Netzwerkumgebungen bestellen.

Prüfung und Zertifizierung

Bevor Sie ein neues AOC- oder DAC-Kabel eines Drittanbieters in einem Produktionsnetzwerk einsetzen, führen Sie einen Abnahmetest durch, der die Verbindungsüberprüfung, DOM-Messwerte und einen kurzen Verkehrstest bei Leitungsgeschwindigkeit umfasst, um den fehlerfreien Betrieb zu bestätigen. Renommierte Hersteller stellen auf Anfrage Testberichte pro Charge einschließlich Augendiagramm und BER-Daten zur Verfügung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ein DAC-Kabel in einem SFP-Port verwendet werden, der für optische Transceiver ausgelegt ist?

A: Ja. DAC-Kabel Verwenden Sie standardmäßige SFP-, SFP-, SFP28-, QSFP- oder QSFP28-Formfaktoranschlüsse, die physikalisch und elektrisch mit denselben Porttypen kompatibel sind, die auch für optische Transceiver verwendet werden. Der Host-Switch oder Router erkennt das DAC-Kabel anhand der EEPROM-Kennung im Anschluss und konfiguriert den Port entsprechend. Auf den meisten Plattformen ist für passive DAC-Kabel keine zusätzliche Konfiguration erforderlich.

F: Wie groß ist die maximale Entfernung für ein 10G-SFP-DAC-Kabel?

A: Passiv 10G SFP DAC-Kabel Stützabstände von 1 bis 3 Metern. Aktive 10G SFP DAC-Kabel erweitern die Reichweite auf 5 bis 7 Meter. Für 10G-Verbindungen, die Entfernungen von mehr als 7 Metern erfordern, wird ein 10G-SFP-AOC-Kabel empfohlen, das bis zu 100 Meter auf OM3/OM4-Multimode-Glasfaser unterstützt. Alternativ können einzelne optische 10G-SFP-Transceiver mit Glasfaser-Patchkabeln für jede Entfernung bis zur Nennreichweite des Transceivers verwendet werden.

F: Sind AOC-Kabel mit Standard-SFP- und QSFP-Ports kompatibel?

A: Ja. AOC-Kabel Verwenden Sie die gleichen physikalischen Formfaktor-Anschlüsse wie standardmäßige optische Transceiver – SFP, SFP28, QSFP, QSFP28, QSFP-DD oder OSFP, abhängig von der Datenrate – und schließen Sie sie direkt an Standard-Ports an, ohne dass ein Adapter oder eine spezielle Portkonfiguration erforderlich ist. Die optisch-elektrische Umwandlung erfolgt intern im AOC-Anschluss, sodass das Hostgerät den AOC als Standard-Transceiver betrachtet.

F: Können AOC-Kabel repariert werden, wenn die Faser beschädigt ist?

A: Nein. AOC-Kabel Die Faser ist dauerhaft in die Kabelbaugruppe integriert und kann nicht repariert werden, wenn der Faserstrang gebrochen oder beschädigt ist. Die gesamte Kabelbaugruppe muss ausgetauscht werden. Bei Einsätzen, bei denen die Gefahr einer Kabelbeschädigung besteht – etwa bei der bodennahen Verlegung in stark frequentierten Bereichen – können DAC-Kabel oder separate Transceiver-plus-Glasfaser-Patchkabel-Lösungen aufgrund der geringeren Austauschkosten einzelner Komponenten praktischer sein.

F: Wie groß ist der Unterschied im Stromverbrauch zwischen 100G QSFP28 DAC- und AOC-Kabeln?

A: Ein 100G QSFP28 passives DAC-Kabel verbraucht etwa 0,1 bis 0,3 Watt pro Endstecker. Ein 100G QSFP28 AOC-Kabel verbraucht aufgrund der VCSEL-Sender- und Fotodioden-Empfängerelektronik etwa 1,0 bis 1,5 Watt pro Endstecker. Bei einer Bereitstellung mit 1.000 Ports beläuft sich dieser Unterschied auf etwa 1.400 bis 2.400 Watt zusätzlichen Dauerstromverbrauchs für AOC im Vergleich zu passivem DAC – ein bedeutender Unterschied bei den Betriebskosten im großen Maßstab.

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Huangshan Optoray Communication Corp., Ltd. stellt ein komplettes Sortiment an her Optische AOC- und DAC-Transceiverkabel über alle wichtigen Datenraten – 10G, 25G, 40G, 100G, 200G, 400G und 800G – in den Formfaktoren SFP, SFP28, QSFP, QSFP28, QSFP-DD und OSFP. Mit einer jährlichen Produktionskapazität von über 3 Millionen Einheiten, eigener Testausrüstung und EEPROM-Codierungsunterstützung für alle wichtigen Switch-Plattformen beliefert Optoray Netzwerkgerätehersteller, Rechenzentrumsbetreiber und Systemintegratoren weltweit.

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