Cavo DAC/AOC

 

 

Il mercato attualmente presenta quattro tipi principali di cavi per trasmissione dati: DAC (cavo ad attacco diretto), AOC (cavo ottico attivo), AEC (cavo elettrico attivo) e ACC (cavo in rame attivo). Si differenziano per mezzo di trasmissione, caratteristiche prestazionali e scenari applicativi. Oggi daremo uno sguardo a DAC, AEC, AOC e ACC. Chi sarà il vincitore finale nel campo della comunicazione dei dati?

Il cavo ad alta velocità DAC (cavo ad attacco diretto) è un cavo passivo per trasmissione dati ad alta velocità. La sua caratteristica tecnica principale è che funziona senza componenti elettronici aggiuntivi, come convertitori o amplificatori di segnale, basandosi interamente sulle proprietà intrinseche di conduzione del segnale del filo di rame ad alta specifica per ottenere la trasmissione diretta del segnale elettrico. Strutturalmente, i componenti principali di un cavo DAC ad alta velocità includono:

Sezione del filo centrale:Utilizza conduttori placcati in argento come nucleo, combinati con uno dei tre materiali isolanti (isolamento in schiuma, Teflon (PTFE) o PP (polipropilene) - per formare un filo con nucleo ad alte prestazioni, fornendo la base per la trasmissione a banda larga ad alta frequenza.

Struttura schermante:Impiega un design a doppia schermatura di "schermatura di coppia più schermatura complessiva", che migliora efficacemente la capacità anti-interferenza e garantisce la stabilità della trasmissione del segnale.

Specifiche e opzioni strutturali:Offre specifiche di calibro del filo da 32 a 24 AWG, nonché varie strutture principali come 2P, 4P, 8P o 16P, per adattarsi alle esigenze di trasmissione di diversi scenari.

Architettura integrata:Presenta un design a "lunghezza fissa con connettori fissi integrati su entrambe le estremità". ILtesta del modulo otticoe il cavo sono fissati in modo permanente; le porte non possono essere sostituite individualmente. Gli utenti devono selezionare cavi finiti di lunghezze preimpostate in base alle effettive esigenze di distribuzione. Questo design è una manifestazione diretta del suo principio tecnico ed è fondamentale per garantire la stabilità della trasmissione.

Meccanismo di trasmissione del segnale:Il cavo ad alta velocità DAC utilizza fili conduttori placcati in argento come mezzo di trasmissione principale. Utilizza le proprietà di isolamento del segnale dei materiali isolanti e il design a doppia schermatura per trasmettere segnali elettrici direttamente da un'estremità all'altra tramite le proprietà conduttive del rame, bypassando processi intermedi come la conversione o l'amplificazione del segnale. Ciò semplifica la complessità tecnica del collegamento di trasmissione. Allo stesso tempo, l'eccellente nucleo del filo e la struttura di schermatura forniscono eccezionali prestazioni di attenuazione e bassa latenza, consentendo la trasmissione a banda larga ad alta frequenza.

Adattamento di velocità e distanza:Tecnicamente, i cavi DAC ad alta velocità supportano velocità di trasmissione dati fino a 400 Gbps. Questo vantaggio di velocità deriva dalle prestazioni di conduzione superiori dei conduttori placcati in argento, dalle caratteristiche di bassa perdita dei materiali isolanti specializzati e dal controllo stabile del segnale offerto dalla struttura integrata. Tuttavia, limitata dall'attenuazione del segnale del filo di rame e dal design passivo, la sua distanza di trasmissione è generalmente limitata entro 3 metri, il che lo rende ideale per scenari di trasmissione punto a punto a breve distanza.

Basso costo:Il design passivo elimina il costo di componenti elettronici aggiuntivi. Il materiale in rame è molto meno costoso difibra ottica,e la struttura integrata semplifica la produzione. Ciò lo rende una delle opzioni più economiche tra cavi di trasmissione simili, riducendo significativamente i costi complessivi di cablaggio del data center.

Basso consumo energetico ed efficienza energetica:La versione passiva non richiede alimentazione, quindi il suo consumo energetico è quasi trascurabile. Anche di tipo attivoCavi DACconsumano solo circa 440 mW, che è molto inferiore rispetto ad altre soluzioni di trasmissione. Inoltre, il nucleo in rame offre una buona dissipazione naturale del calore. Ciò è in linea con i requisiti ambientali e di risparmio energetico.

Plug-and-Play e prestazioni elevate:Il design integrato del connettore fisso elimina il debug dell'adattamento della porta; non richiede alcuna configurazione aggiuntiva: basta collegarlo per una trasmissione stabile. Supporta la trasmissione a banda larga ad alta frequenza, è adatto per il cablaggio di data center a breve distanza, offre ottime prestazioni nelle soluzioni di commutazione integrate e ha un'ampia gamma di applicazioni.

Anti-interferenza ottimizzata:Il design strutturale "coppia schermatura più schermatura generale", combinato con materiali isolanti di alta qualità, migliora efficacemente la resistenza alle interferenze elettromagnetiche (EMI), garantendo la stabilità del segnale in ambienti complessi.

Distanza di trasmissione limitata:L'attenuazione del segnale del filo di rame e il design passivo fanno sì che possa soddisfare le esigenze di connessione solo entro 3 metri; non è adatto per scenari di trasmissione a media e lunga distanza.

Flessibilità di cablaggio insufficiente:Le proprietà fisiche del rame danno come risultato cavi relativamente spessi e rigidi, con scarsa flessibilità di piegatura e instradamento, il che pone alcuni limiti allo spazio di cablaggio e ai metodi di disposizione.

Basato sul suo nucleo tecnico di "alta velocità, basso consumo energetico, basso costo, breve distanza ed elevata stabilità",Cavi DAC ad alta velocitàsono la soluzione preferita per le applicazioni a breve distanza. Sono ampiamente utilizzati negli scenari di interconnessione dei data center, come dispositivi di archiviazione SATA, sistemi RAID, router core ed Ethernet 10G/40G. All'interno dei data center vengono utilizzati principalmente per collegare server e Storage Area Network (SAN) e sono adatti anche per la trasmissione di dati ad alta velocità tra dispositivi nelle immediate vicinanze, come cluster di computer ad alte prestazioni. Costituiscono la soluzione ottimale di comunicazione dati ad alta velocità per questi scenari.

Un AEC (cavo elettrico attivo) è un cavo attivo per trasmissione dati ad alta velocità conforme alle specifiche elettriche e meccaniche unificate stabilite dalla HiWire Alliance. La sua caratteristica tecnica principale è l'integrazione di architetture di chip dedicate su entrambe le estremità del cavo in rame, che supera i limiti prestazionali dei tradizionali cavi passivi in ​​rame per ottenere prestazioni di trasmissione del segnale superiori. La sua struttura tecnica comprende principalmente:

Filo centrale e sistema di isolamento:Impiega conduttori placcati in argento ad alta specifica come mezzo di trasmissione principale, accoppiati con isolamento in Teflon (FEP) per formare una struttura di filo centrale a bassa perdita che fornisce la base per la trasmissione a banda larga ad alta frequenza. Le proprietà del materiale Teflon conferiscono al filo centrale un'eccellente resistenza alle alte temperature, caratteristiche anti-invecchiamento e capacità di isolamento del segnale, riducendo efficacemente l'attenuazione del segnale durante la trasmissione.

Design a doppia schermatura:Utilizza una struttura composita "coppia di schermatura + schermatura complessiva". La schermatura della coppia riduce al minimo la diafonia tra i singoli fili, mentre la schermatura complessiva protegge dalle interferenze elettromagnetiche esterne (EMI). Questa doppia protezione garantisce la stabilità della trasmissione del segnale in ambienti elettromagnetici complessi.

Integrazione di porte e chip:Presenta connettori fissi su entrambe le estremità, con tipi di pacchetti che coprono le specifiche principali come QSFP56, OSFP e QSFP-DD per la compatibilità diretta con varie interfacce di apparecchiature. Questi connettori incorporano chip CDR (Clock and Data Recovery) e chip Retimer, formando l'unità principale di elaborazione del segnale. Il supporto per la funzionalità Forward Error Correction (FEC) completa il sistema integrato di ottimizzazione del segnale attivo.

Diversità delle specifiche:Offre opzioni di calibro del filo da 28 a 24 AWG e varie configurazioni del filo conduttore (ad esempio, 8P, 16P), consentendo un adattamento flessibile a diverse velocità di trasmissione e scenari applicativi per soddisfare diversi requisiti di implementazione.

Meccanismo di elaborazione del segnale:Il vantaggio principale dei cavi AEC deriva dalla loro modalità combinata "trasmissione passiva + ottimizzazione attiva". I segnali elettrici vengono prima trasmessi punto a punto tramite il cavo conduttore argentato. Quando i segnali subiscono attenuazione, distorsione o disallineamento temporale durante la trasmissione, il chipset su entrambe le estremità avvia l'elaborazione in tempo reale: il chip Retimer amplifica ed equalizza il segnale per compensare la perdita di trasmissione e correggere la distorsione; il chip CDR recupera simultaneamente la sincronizzazione tra l'orologio e i segnali dati, eliminando lo squilibrio temporale; e la funzione Forward Error Correction (FEC) rileva e corregge automaticamente gli errori di bit. Lavorando in sinergia, questi componenti funzionano come un rigeneratore di segnale e un retimer, rimodellando i segnali distorti in una forma standard e garantendo l'integrità del segnale.

Adattamento di velocità e distanza:Sfruttando la struttura ottimizzata del filo centrale e la capacità di elaborazione dei chip, i cavi AEC supportano molteplici velocità di trasmissione ad alta velocità come 100G, 200G e 400G, soddisfacendo i requisiti di trasmissione dati di fascia medio-alta. Attraverso la tecnologia di miglioramento del segnale basata su chip, rompono la barriera della distanza dei cavi passivi in ​​rame, raggiungendo una distanza di trasmissione massima fino a 7 metri. Ciò rappresenta un'estensione significativa rispetto ai tradizionali cavi passivi in ​​rame ad attacco diretto (DAC) (tipicamente inferiori o uguali a 3 metri), pur mantenendo un tasso di errore di bit estremamente basso sull'intera distanza.

Eccezionale integrità del segnale:L'amplificazione, l'equalizzazione, il rimodellamento e la correzione degli errori FEC del chipset garantiscono una distorsione minima del segnale durante la trasmissione e un tasso di errore di bit estremamente basso, offrendo un'affidabilità di trasmissione dei dati di gran lunga superiore a quella dei cavi passivi in ​​rame.

Distanza di trasmissione ottimizzata:La distanza di trasmissione di 7 metri colma il divario a corto raggio tra i cavi passivi in ​​rame (meno di 3 metri) ecavi ottici attivi (AOC, typically >10 metri), adattandosi ad una più ampia gamma di scenari.

Equilibrio costi-prestazioni:Prezzo compreso tracavi DAC passivie AOC, i cavi AEC costano circa il 50% in meno rispetto ai componenti ottici evitando la spesa di elementi ad alto costo come i laser. Le loro prestazioni si avvicinano a quelle di medio-breve raggiocavi ottici, offrendo un valore eccezionale.

Compatto ed efficiente dal punto di vista energetico:Con un fattore di forma più piccolo dicavi DAC tradizionali, risparmiano fino al 70%.gestione dei cavispazio e sono più leggeri, adatti a implementazioni con vincoli di spazio. Il consumo energetico è inferiore del 25% rispetto ai dispositivi ottici; sebbene richiedano energia, il consumo energetico complessivo è controllabile e soddisfa i requisiti di elaborazione ecologica.

Elevata compatibilità e affidabilità:L'aderenza alle specifiche HiWire Alliance garantisce una forte compatibilità dell'interfaccia per la connessione diretta con le apparecchiature tradizionali. La struttura a base di rame e ottimizzata per chip offre maggiore resistenza alle interferenze ambientali e maggiore affidabilità rispetto alle soluzioni ottiche pure.

Richiede alimentazione:Il chipset su entrambe le estremità richiede alimentazione per funzionare, introducendo un requisito di alimentazione non necessario per i cavi passivi. Il consumo energetico è superiore a quello dei DAC, sebbene comunque inferiore a quello degli AOC.

Distanza di trasmissione limitata:Sebbene estesa a 7 metri, la tecnologia rimane fondamentalmente per applicazioni a breve raggio. Non può soddisfare le esigenze di media e lunga distanza (ad esempio, superiore a 10 metri), mantenendo la sua attenzione sulle interconnessioni a corto raggio.

Maggiore complessità strutturale:L'integrazione di chip e moduli di alimentazione comporta costi di produzione e manutenzione leggermente più elevati rispetto ai cavi in ​​rame puramente passivi.

Basati sul nucleo tecnico di "alta velocità, basso tasso di errore di bit, portata medio-breve e risparmio di spazio", i cavi AEC sono diventati una tecnologia abilitante chiave per l'architettura DDC (Distributed Disaggregated Chassis). Sono adatti principalmente per:

Connessioni tra switch Top-of-Rack (ToR) e server all'interno dei data center, consentendo l'implementazione di un massimo di 500 cavi per rack per soddisfare le esigenze di interconnessione ad alta densità.

Interconnessioni a breve distanza tra apparecchiature distribuite del telaio, superando i vincoli di densità e peso dei DAC tradizionali.

Esigenze di interconnessione a breve raggio nei data center distribuiti, nelle reti di telecomunicazioni e nelle reti aziendali, in particolare dove lo spazio è limitato e la stabilità del segnale è fondamentale.

Scenari di trasmissione dati ad alta velocità sensibili ai costi che richiedono il superamento dei limiti di distanza dei cavi passivi in ​​rame, colmando efficacemente il divario applicativo tra le soluzioni DAC e AOC.

 

AOC (cavo ottico attivo)è un cavo di trasmissione dati ad alta velocità che fa affidamento sull'energia esterna per ottenere la conversione del segnale optoelettronico. La sua caratteristica tecnica principale sono i moduli di conversione optoelettronici integrati su entrambe le estremità, che convertono reciprocamente i segnali elettrici e ottici, utilizzando i segnali ottici come mezzo di trasmissione per completare il trasferimento dei dati. Questo principio è fondamentalmente diverso dalla trasmissione diretta del segnale elettrico dei tradizionali cavi in ​​rame (inclusi DAC e AEC). La sua struttura tecnica comprende principalmente: Mezzo di trasmissione principale: la fibra ottica funge da vettore di trasmissione principale. Essendo un materiale dielettrico, la fibra non si basa sulla conduzione di corrente, isolando intrinsecamente le interferenze elettromagnetiche e fornendo le basi per la trasmissione a lunga distanza e con basse perdite. In alcuni scenari, componenti ausiliari come amplificatori ottici e attenuatori sono integrati per ottimizzare le prestazioni di trasmissione del segnale e garantire la stabilità del sistema. Modulo di conversione optoelettronico:Ricetrasmettitori ottici(contenenti laser e fotorilevatori) sono integrati in entrambe le estremità del cavo, formando l'unità centrale per la conversione "elettrico-ottico-elettrico". Il ricevitore converte i segnali elettrici del dispositivo in segnali ottici, mentre il trasmettitore ripristina i segnali ottici trasmessi in segnali elettrici. Possiede anche funzionalità di trasmissione ottica, completando l'intero collegamento di trasmissione dati. Connettori e struttura esterna: vengono utilizzati connettori ad alta densità, che collegano i moduli su entrambe le estremità tramite un unico cavo ottico. L'aspetto esterno è simile ai cavi in ​​rame, ma la struttura interna ne differisce notevolmente. Il design complessivo è compatto, con un volume pari a circa la metà di quello diCavi in ​​rame DACe un peso più leggero, facilitando le operazioni di cablaggio.

Meccanismo di conversione e trasmissione del segnale: il nucleo di un AOC è la modalità combinata di "conversione optoelettronica + trasmissione del segnale ottico". Innanzitutto, il segnale elettrico in uscita da un dispositivo entra nel ricetrasmettitore ottico a un'estremità del cavo, dove un laser interno converte il segnale elettrico in un segnale ottico. Il segnale ottico viaggia lungo il mezzo della fibra, sfruttando la caratteristica di bassa perdita della fibra per ridurre l'attenuazione del segnale durante la trasmissione. Una volta raggiunta l'altra estremità, il ricetrasmettitore ottico ripristina il segnale ottico in un segnale elettrico, trasmettendolo al dispositivo di destinazione e completando il circuito di trasmissione dei dati. Adattamento di velocità e distanza: supporta velocità di trasmissione ad alta velocità fino a 400 Gbps. Beneficiando delle proprietà di trasmissione a bassa perdita della fibra ottica e delle capacità di ottimizzazione del segnale dei moduli di conversione optoelettronici, la distanza massima di trasmissione può raggiungere i 100 metri, superando di gran lunga i cavi passivi in ​​rame (meno di 5 metri) e i cavi attivi AEC (meno di 7 metri). È la soluzione preferita per la trasmissione a breve-media e medio-lunga distanza. Principio anti-interferenza: poiché la portante di trasmissione è costituita da segnali ottici anziché elettrici e la fibra ottica è un materiale dielettrico, non genera radiazioni elettromagnetiche né è influenzata da interferenze elettromagnetiche esterne (EMI). Anche nei data center con ambienti elettromagnetici complessi, mantiene la stabilità della trasmissione del segnale.

Vantaggi principali (basati sulla progettazione tecnica): Capacità anti-interferenza estremamente potente: le proprietà dielettriche della fibra ottica e la modalità di trasmissione del segnale ottico la rendono completamente immune alle interferenze e alle radiazioni elettromagnetiche, soddisfacendo i requisiti di trasmissione ad alta affidabilità in ambienti elettromagnetici complessi. Cablaggio leggero e flessibile: il peso è significativamente più leggero rispetto ai cavi in ​​rame come DAC e AEC, con un volume circa la metà di quello del DAC. La trama è morbida e offre un'elevata flessibilità durante il cablaggio, risparmiando effettivamente spazio e adattandosi a scenari di distribuzione ad alta densità. Lunga distanza di trasmissione e prestazioni stabili: la distanza di trasmissione di 100 metri colma il divario a lunga distanza dei cavi in ​​rame. La caratteristica di bassa perdita della trasmissione in fibra ottica garantisce segnali stabili e bassi tassi di errore di bit su tutta la distanza, adatti per l'interconnessione di dispositivi a lunga distanza. Velocità di trasmissione elevata: supporta velocità fino a 400 Gbps, soddisfacendo le esigenze di trasmissione dati di fascia medio-alta, a lunga distanza e ad alta velocità, come lo scambio di dati ad alta capacità tra dispositivi principali. Limitazioni intrinseche (derivanti da principi tecnici): Costo elevato: integra internamente componenti ad alta precisione come laser e moduli di conversione optoelettronici, rendendo il suo costo di produzione il più alto tra i quattro tipi di cavo (DAC, AEC, AOC e cavi passivi in ​​rame). L’implementazione su larga scala si trova ad affrontare una notevole pressione sui costi. Consumo energetico maggiore: durante il processo di conversione optoelettronica si verifica una perdita di energia e componenti come laser e ricetrasmettitori ottici richiedono energia esterna, con conseguente consumo energetico complessivo superiore a DAC e AEC. Elevati costi di manutenzione: il modulo di conversione optoelettronico e il cavo ottico sono integrati in un unico design, impedendo lo smontaggio e la sostituzione separati. Se il modulo o la fibra si guastano, è necessario sostituire l'intero cavo. Inoltre, la durata del laser è in genere di 3-5 anni e successivamente richiede la sostituzione completa del cavo, con conseguenti elevati costi di manutenzione. Difficoltà nell'adozione diffusa: la perdita di energia e la perdita di energia termica durante la conversione optoelettronica, insieme a costi elevati, sono le ragioni principali che ne ostacolano l'adozione su larga scala.

Basato sul nucleo tecnico di "lunga distanza, alta anti-interferenza, alta densità", AOCcavi ottici attivisono adatti principalmente per i seguenti scenari: trasmissione a lunga distanza all'interno di data center, come connessioni tra switch core e interconnessione di apparecchiature tra zone nelle sale server; Scenari con requisiti estremamente elevati di affidabilità e anti-interferenza, come sale server industriali con ambienti elettromagnetici complessi e collegamenti dorsali di reti di comunicazione principali; Scenari di implementazione ad alta densità, come l’interconnessione a lunga distanza tra cluster di server e dispositivi di archiviazione in grandi data center, dove è necessario risparmiare spazio sui cavi garantendo al tempo stesso la stabilità della trasmissione; Scenari di trasmissione dati ad alta velocità su media e lunga distanza con requisiti espliciti di distanza (superiore a 7 metri e inferiore o uguale a 100 metri) e requisiti rigorosi di stabilità del segnale.

ACC (Active Copper Cable) è un cavo di trasmissione dati ad alta velocità basato su un filo di rame, che integra un'unità attiva di elaborazione del segnale. La sua caratteristica tecnica principale è l'uso di un driver di segnale attivo integrato (chip Redriver lineare) per compensare la perdita di segnale ad alta frequenza dei cavi passivi in ​​rame, superando i limiti della distanza di trasmissione dei tradizionali cavi passivi in ​​rame (ad esempio DAC), pur mantenendo l'essenza della trasmissione del segnale elettrico nei cavi in ​​rame, bilanciando costi e prestazioni. La sua struttura tecnica comprende principalmente: Mezzo di trasmissione principale: il filo di rame ad alta specifica funge da vettore di trasmissione di base, continuando la modalità principale di conduzione del segnale elettrico nei cavi di rame, garantendo prestazioni fondamentali per la trasmissione ad alta velocità. Il materiale del cavo è coerente con i cavi passivi in ​​rame ma è adattato ai requisiti di alimentazione e interazione del segnale del chip attivo, risultando in una struttura fisica più mirata. Unità attiva di elaborazione del segnale: un chip Redriver lineare è integrato all'estremità ricevente del cavo (estremità Rx), che funge da modulo principale di elaborazione del segnale. La sua funzione principale è quella di equalizzare e amplificare i segnali elettrici ad alta frequenza che si sono attenuati e distorti durante la trasmissione, piuttosto che rimodellare o riparare i segnali. Agisce come un "amplificatore di segnale", compensando la perdita di alta frequenza nella trasmissione passiva. Configurazione dell'interfaccia e delle specifiche: supporta un'ampia gamma di velocità di trasmissione e fattori di forma, coprendo 10G SFP+, 25G SFP28, 40G QSFP+, 50G QSFP+, 100G QSFP28, 200G QSFP-DD, 400G OSFP, 800G OSFP, 400G QSFP-DD, 800G QSFP-DD, ecc., consentendo adattamento flessibile alle diverse interfacce dei dispositivi e ai requisiti di larghezza di banda. Caratteristiche strutturali esterne: grazie all'integrazione del chip attivo e dell'unità di alimentazione di supporto, il cavo complessivo è più spesso e pesante dei tradizionali cavi in ​​rame DAC passivi. La forma fisica è influenzata dalla disposizione dei componenti attivi, con conseguente flessibilità del cablaggio leggermente inferiore rispetto ai cavi passivi in ​​rame.

Meccanismo di trasmissione del segnale: segue la modalità principale di "trasmissione del segnale elettrico via cavo in rame + compensazione attiva del chip", essenzialmente un aggiornamento ottimizzato della trasmissione passiva del cavo in rame. Innanzitutto, il segnale elettrico in uscita da un dispositivo viaggia lungo il filo di rame, subendo inevitabilmente un'attenuazione del segnale ad alta frequenza. Quando il segnale raggiunge l'estremità ricevente, il chip Redriver integrato avvia l'elaborazione del segnale in tempo reale, compensando la perdita ad alta frequenza e migliorando la potenza del segnale attraverso tecniche di amplificazione ed equalizzazione lineare, garantendo che l'estremità ricevente ottenga una qualità del segnale stabile. È importante notare che questo chip possiede solo funzioni di amplificazione ed equalizzazione del segnale; manca di riparazione del segnale, recupero dei dati dell'orologio (CDR) o capacità di risincronizzazione e non può rimodellare segnali gravemente distorti. Adattamento di velocità e distanza: supporta velocità di trasmissione ad alta velocità fino a 800 Gbps (inclusi livelli tradizionali come 400 Gbps). La distanza di trasmissione è notevolmente migliorata rispetto ai cavi passivi in ​​rame DAC, superando i 3 metri, in genere 2-3 metri in più rispetto ai DAC (a seconda della velocità e delle specifiche del cavo). Tuttavia, rientra ancora nella categoria della trasmissione a breve distanza. La lunghezza del cavo influisce in modo significativo sulle prestazioni; la selezione di una lunghezza adeguata in base allo scenario reale è una variabile chiave per garantire l'efficacia della trasmissione. Caratteristiche tecniche del limite: la limitazione principale risiede nella sua limitata capacità di elaborazione del segnale: può solo amplificare ed equalizzare i segnali. Manca di funzioni come Forward Error Correction (FEC), rimodellamento del segnale o sincronizzazione del clock, non può correggere errori di bit o gravi distorsioni durante la trasmissione e la sua capacità di ottimizzazione del segnale è più debole rispetto ai cavi attivi AEC che integrano chip CDR/Retimer.

Vantaggi principali (basati sulla progettazione tecnica): Integrità del segnale superiore rispetto ai cavi passivi in ​​rame: la funzione di compensazione ad alta frequenza del chip Redriver consente ai segnali elettrici di rimanere stabili su distanze maggiori. Rispetto ai cavi passivi in ​​rame DAC, l'attenuazione del segnale è inferiore e l'affidabilità della trasmissione è maggiore, adatta a scenari a breve distanza con determinati requisiti di qualità del segnale. Costo e consumo energetico bilanciati: rispetto aAOCcavi ottici attivi, non richiede componenti costosi come moduli di conversione optoelettronici e laser, con conseguenti costi notevolmente inferiori. Sebbene integri un chip attivo, il suo consumo energetico è di gran lunga inferiore a quello di AOC e non richiede un complesso consumo di energia per la conversione optoelettronica, offrendo un eccezionale rapporto costo-efficacia negli scenari a breve distanza. Copertura completa della velocità: supporta più livelli di velocità di trasmissione da 10G a 800G, con una ricca varietà di fattori di forma, adattabili a varie interfacce di dispositivi dalla fascia bassa a quella alta, dimostrando una forte compatibilità. Adattamento preciso allo scenario: fornisce una soluzione conveniente per scenari di nicchia caratterizzati da "sensibilità ai costi, distanza di trasmissione leggermente superiore al DAC e nessuna necessità di riparazione del segnale", colmando il divario tra cavi passivi in ​​rame e cavi attivi di fascia alta. Limitazioni intrinseche (derivanti da principi tecnici): la distanza di trasmissione rimane limitata: sebbene superi il limite di 3 metri del DAC, è essenzialmente ancora una trasmissione a breve distanza, incapace di soddisfare le esigenze di media e lunga distanza e manca delle capacità di trasmissione a lunga distanza di AEC e AOC. Capacità di elaborazione del segnale limitata: può solo amplificare ed equalizzare i segnali, mancando di funzioni di riparazione o rimodellamento. Non è in grado di compensare efficacemente gravi distorsioni del segnale o errori di bit, con conseguente minore affidabilità rispetto ai cavi attivi AEC. Forma fisica vincolata: a causa dell'integrazione del chip attivo e del modulo di alimentazione, il cavo è più spesso e pesante del DAC, con una flessibilità di cablaggio ridotta, ponendo alcune sfide per lo spazio e la gestione del cablaggio del rack. Ambito di applicazione del mercato più ristretto: limitato dal suo focus funzionale, è adatto solo a scenari di nicchia specifici. Il suo spazio di mercato complessivo è inferiore a quello dei tre tipi di cavi: DAC, AOC e AEC.

 

Basandosi sul principio tecnico della "compensazione dell'amplificazione del segnale a breve distanza e a basso costo", i cavi attivi in ​​rame ACC sono adatti principalmente per i seguenti scenari:

 

4.1 Interconnessione a corto raggio all'interno dei data center, come connessioni tra switch e server ToR (Top-of-Rack), dove è necessario superare il limite di 3 metri del DAC ma non è necessario raggiungere la distanza di 7 metri dell'AEC e la sensibilità ai costi è un fattore;

 

4.2 Scenari di trasmissione a collegamento corto con una chiara necessità di amplificazione del segnale ma senza requisiti di riparazione/rimodellamento del segnale, come l’interconnessione ad alta velocità tra apparecchiature in piccole sale server e lo scambio di dati a distanza ravvicinata nei nodi di edge computing;

 

4.3 Scenari sensibili ai costi: laddove i requisiti di distanza di trasmissione non sono elevati (tipicamente entro 5 metri), si cerca un equilibrio tra "costo del cavo in rame passivo + estensione a distanza limitata" e non si è disposti a sostenere il costo elevato di AOC o il premio per le complesse funzioni di AEC;

 

4.4 Scenari di adattamento dell'interfaccia del dispositivo: l'interconnessione ad alta velocità richiede la corrispondenza di fattori di forma specifici (ad esempio, 800G QSFP-DD, OSFP) con brevi distanze di trasmissione, utilizzando le sue ricche configurazioni di specifiche per un adattamento preciso.

La selezione dei cavi per trasmissione dati richiede una valutazione completa delle esigenze applicative specifiche, della distanza di trasmissione, dei budget di costo e dei vincoli di spazio.

Nelle comunicazioni dati, osserviamo una tendenza verso le applicazioni Ethernet, con l’aspettativa che l’ACC si espanda da InfiniBand ai casi d’uso Ethernet. Riteniamo che gli aggiornamenti della velocità degli switch determineranno anche cambiamenti nelle interconnessioni dei data center ad alta velocità. Nuovi prodotti come AEC e ACC sono pronti ad espandere la loro base di clienti a valle. Si prevede che l'emergere di switch a velocità più elevata determinerà l'aumento della velocità delle porte. I tradizionali cavi in ​​rame ad attacco diretto (DAC) sono soggetti a significative perdite di segnale e attenuazione alle alte velocità. Per compensare, il diametro dei cavi DAC deve essere continuamente aumentato. Secondo Amazon, un DAC che supporta velocità 100G su una distanza di 2,5 metri ha un diametro esterno di 6,7 mm, mentre un DAC con velocità 400G per la stessa distanza raggiunge 11 mm, rendendo difficile la gestione dei cavi per i fornitori di servizi cloud. Inoltre, il diametro esterno maggiore richiede un raggio di curvatura maggiore, aumentando l'ingombro complessivo del rack e l'utilizzo dello spazio. L'attuale soluzione innovativa per le connessioni in rame ad alta velocità è l'Active Electrical Cable (AEC). Rispetto al DAC, l'AEC incorpora chip di recupero del segnale su entrambe le estremità del cavo in rame per ridurre la perdita e l'attenuazione dei segnali ad alta velocità. Di conseguenza, l'AEC ha un diametro esterno più piccolo rispetto al DAC tradizionale e occupa meno spazio. Nella costruzione di cluster AI su larga scala, riteniamo che la densità di interconnessione significativamente più elevata rispetto al cloud computing standard renda l’AEC, con il suo diametro esterno più piccolo, più adatto per il cablaggio di rete su larga scala. Inoltre, per le applicazioni a breve raggio, AEC offre vantaggi in termini di basso costo, basso consumo energetico e bassa manutenzione rispetto alle soluzioni di comunicazione ottica che utilizzano moduli e fibra. Secondo Credo, il costo totale di proprietà di un AEC 400G può essere inferiore del 53% rispetto a una soluzione AOC. Riteniamo che, man mano che le tariffe delle reti dei data center continuano ad aumentare, il DAC dovrà affrontare sfide significative nelle applicazioni a breve raggio e si prevede che interconnessioni innovative come AEC lo sostituiranno. Secondo la stima di LightCounting del dicembre 2023, si prevede che il mercato combinato di AOC, DAC e AEC sarà di circa 1,75-1,82 miliardi di dollari nel 2025, raggiungendo i 2,8 miliardi di dollari entro il 2028. I tassi di crescita annuali composti (CAGR) previsti dal 2023 al 2028 per i segmenti AOC, DAC e AEC sono del 15%, 25% e 45%, rispettivamente.

Differenze nel percorso tecnologico:

Serie di cavi in ​​rame (DAC/AEC/ACC):Tutti a base di rame, differiscono sostanzialmente nell'elaborazione del segnale: il DAC non ha componenti attivi, l'ACC esegue l'amplificazione/equalizzazione del segnale e l'AEC fornisce la riparazione/rimodellamento del segnale, offrendo funzionalità progressivamente maggiori.

Serie di cavi ottici (AOC):Trasmette segnali ottici, evitando completamente la trasmissione elettrica su rame, risolvendo le sfide EMI e a lunga distanza a livello medio.

Portata ultracorta (inferiore o uguale a 3 m), priorità di costo:È preferibile il DAC, adatto per l'interconnessione di apparecchiature intra-rack nei data center standard.

Estensione a breve raggio (3-7 m), cablaggio ad alta densità (ad es. cluster AI):L'AEC è ottimale e bilancia risparmio di spazio e costi.

Portata breve (inferiore o uguale a 5 m), esigenze specifiche di tariffa/imballaggio:L'ACC è adatto a scenari di nicchia sensibili ai costi che non richiedono la riparazione del segnale.

Portata medio-lunga (7-100 m), è richiesta un'elevata immunità EMI:AOC è la scelta principale per l'interconnessione delle apparecchiature principali tra stanze o in ambienti EMI complessi.

Tendenze di sostituzione tecnologica:

Sostituzione unità velocità ad alta velocità:Man mano che le velocità dei data center migrano verso 400G+, l'elevata perdita di segnale del DAC e il crescente diametro esterno (11 mm per 400G contro. 6.7mm per 100G) aggravano le difficoltà di cablaggio e l'utilizzo dello spazio. L'AEC, con la sua "riparazione del segnale basata su chip e il piccolo diametro esterno", emerge come la sostituzione chiave del DAC in scenari a breve distanza, in particolare per le reti ad alta densità come i cluster AI.

Vantaggi in termini di costi e potenza:L'AEC 400G riduce il costo totale del 53% rispetto all'AOC, con consumi e manutenzione inferiori, offrendo un rapporto costo-efficacia di gran lunga migliore rispetto alle soluzioni ottiche per brevi distanze.

Mercato complessivo:Si prevede che il mercato AOC/DAC/AEC raggiungerà 1,75-1,82 miliardi di dollari nel 2025, crescendo fino a 2,8 miliardi di dollari entro il 2028, con un CAGR di circa il 18% nel periodo 2023-2028.

Crescita del segmento:L'AEC cresce più velocemente (45% CAGR), diventando il principale motore di crescita; DAC mantiene una crescita costante (25% CAGR), mantenendo la domanda negli scenari a velocità medio-bassa; AOC cresce costantemente (15% CAGR), concentrandosi su applicazioni a lungo raggio.

Innovazione ed espansione:Si prevede che ACC si espanderà da InfiniBand a Ethernet, sfruttando la sua velocità e la versatilità del packaging per scenari di medio raggio e di breve portata. La penetrazione dell’AEC nei cluster di intelligenza artificiale e nei data center su larga scala continuerà ad aumentare, affermandosi come l’interconnessione ad alta velocità a breve raggio principale.

Dai priorità alla distanza di trasmissione: Choose DAC for ≤3 m, AEC for 3-7 m, AOC for >7 me inferiore o uguale a 100 m e ACC per inferiore o uguale a 5 m con esigenze tariffarie specifiche.

Considera i vincoli di distribuzione:Dare priorità all'AEC per cablaggi ad alta densità (ad esempio, cluster AI) e scenari con vincoli di spazio; scegliere AOC per ambienti EMI complessi; selezionare DAC/ACC per i casi sensibili ai costi.

Valutare il costo a lungo termine:Per gli scenari ad alta velocità (400G+) a breve raggio, il "basso costo totale + basso consumo energetico" di AEC offre chiari vantaggi rispetto a DAC e AOC.

Anticipare l'iterazione tecnologica:La sostituzione dell’AEC con il DAC nei prossimi cinque anni è una tendenza chiara. Per i nuovi data center e cluster AI su larga scala, dare priorità all'implementazione di soluzioni AEC.