Atualmente, os data centers precisam de conexões convenientes e estáveis para melhorar o desempenho e garantir operações ininterruptas. Cabos de cobre de conexão direta (DACs) e cabos ópticos ativos (AOCs) são dois dos principais componentes que tornam isso possível. Esses cabos são usados para melhorar a transmissão de dados entre servidores, switches, sistemas de armazenamento e outros dispositivos dentro do data center. Cada tipo de cabo tem suas próprias vantagens e desvantagens, dependendo das necessidades ou limitações específicas de um determinado ambiente.

O que são cabos DAC em data centers?

Como os Cabos DAC Funcionam

Os cabos de conexão direta são usados para transmitir dados via sinalização diferencial, onde dois fios transmitem o mesmo sinal em níveis de tensão opostos. Isso minimiza a interferência eletromagnética e melhora a qualidade do sinal. Tipicamente, os cabos DAC passivos simplesmente utilizam as propriedades inerentes dos condutores de cobre para garantir uma transmissão de dados eficiente em curtas distâncias, geralmente limitada a 5 metros. Em contraste, os DACs ativos possuem circuitos embutidos que amplificam e condicionam o sinal, permitindo que suportem distâncias maiores, às vezes até 10 metros, mantendo alto desempenho e latência mínima. Por serem dispositivos plug-and-play, não é necessária fonte de alimentação adicional, nem configuração complexa para implementá-los.

Tipos de Cabos DAC Cabos DAC Passivos: As conexões passivas são baratas e simples; não possuem nenhum circuito de condicionamento de sinal. Eles são geralmente usados para aplicações de curta distância, até 5 metros. Esses fios são mais adequados para instalações econômicas, pois consomem menos energia e têm um design mais simples. Cabos DAC Ativos: A eletrônica integrada em cabos ativos aprimora a integridade do sinal, permitindo distâncias maiores. A latência permanece baixa, pois eles podem ser estendidos por mais de 10 metros ou até mais, sem comprometer a latência. Portanto, esses tipos de cabos devem ser usados quando alto desempenho em distâncias maiores é necessário. Fatores de Forma QSFP e SFP: Os cabos DAC vêm em diferentes fatores de forma, sendo os mais comuns QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable) e SFP (Small Form Factor Pluggable). Para links rápidos de 40GbE e 100GbE, o QSFPDAC é usado, enquanto o SFPDAC suporta conexões de 1GbE a 10GbE. Essas diferenças permitem que as pessoas escolham livremente, dependendo da configuração da porta do equipamento de rede, bem como dos requisitos de desempenho.

O que é um Cabo Óptico Ativo?

 Cabo Óptico Ativo

Um Cabo Óptico Ativo (AOC) é um tipo de cabo que usa fibra óptica em vez de fio de cobre tradicional para transmissão de dados em alta velocidade. Comparados aos cabos de cobre de conexão direta (DACs) que usam sinais elétricos para enviar informações entre dispositivos, os AOCs usam luz para transmitir dados em maiores larguras de banda em distâncias maiores. Desenvolvidos especificamente para evitar a degradação do sinal em longas distâncias, esses cabos fornecem baixa interferência eletromagnética e redução de diafonia. Como resultado, eles são particularmente úteis em ambientes de hiperescala ou outras situações em que a integridade do sinal deve ser mantida em distâncias consideráveis.

Como os Cabos AOC Funcionam

Os cabos ópticos ativos (AOCs) convertem sinais elétricos em sinais ópticos, para que os dados possam ser enviados mais rapidamente e em distâncias maiores do que os fios de cobre tradicionais. Os principais componentes de um AOC são os transceptores ópticos conectados a cada extremidade do cabo e o próprio cabo de fibra óptica. Veja como um cabo AOC funciona:

Módulo transmissor: Este componente possui um diodo laser que converte o sinal elétrico de entrada em um sinal óptico. Ele usa a entrada elétrica do dispositivo para codificar os pulsos ópticos, que são então enviados pela fibra óptica.

Fibra óptica: Tipicamente feita de plástico ou vidro, este é o principal componente de qualquer cabo óptico ativo. O núcleo da fibra guia a transmissão de pulsos de luz em longas distâncias entre um transmissor e um receptor, com praticamente nenhuma perda de potência do sinal. Isso se deve em grande parte às propriedades do material, como alta capacidade de largura de banda e baixas taxas de atenuação.

Módulo receptor: Em uma extremidade, geralmente há outro módulo chamado receptor; ele contém, entre outras coisas, um detector óptico (geralmente um fotodiodo) que captura os pulsos de luz que chegam e, em seguida, os converte de volta em uma corrente ou sinal elétrico para processamento em outro lugar, se necessário.

Integridade do sinal: Uma das principais características dos cabos ópticos ativos é sua capacidade de manter a integridade do sinal em longas distâncias de transmissão. A transmissão óptica é inerentemente mais resistente à interferência eletromagnética (EMI) e à diafonia do que os sistemas baseados em cobre, que fornecem um ponto de aterramento comum para vários dispositivos ao longo de seu comprimento. Isso garante uma transmissão de dados de maior qualidade com taxas de erro de bit (BER) mais baixas.

Consumo de energia: Embora os transceptores embutidos em cada ponto final exijam alguma energia, isso ainda pode resultar em menor consumo geral de energia do que soluções de cobre equivalentes projetadas para distâncias maiores (como dentro de um data center), tornando os cabos ópticos ativos mais eficientes em termos de energia.

A diferença é dos seguintes aspectos；

Ⅰ:Distância de transmissão

• Vantagens do AOC: Longa distância de transmissão, geralmente até 100 metros ou mais, e alguns produtos de ponta podem até atingir várias centenas de metros.Cenários aplicáveis: Adequado para conexões de longa distância entre diferentes racks no data center, ou conexões entre andares e edifícios.
• Vantagens do DAC: Distância de transmissão relativamente curta, geralmente entre 3-10 metros.Cenários aplicáveis: Adequado para conexões de curta distância dentro do mesmo rack ou entre racks adjacentes.

Ⅱ. Taxa de transmissão

• Vantagens do AOC: Suporta transmissão de alta velocidade, as taxas de transmissão comuns incluem 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps, etc.
• Cenários aplicáveis: Aplicável a aplicações que exigem transmissão de alta velocidade, como a rede backbone de um data center.

• Vantagens do DAC: Também suporta transmissão de alta velocidade, as taxas de transmissão comuns incluem 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps, etc.
• Cenários aplicáveis: Aplicável a aplicações que exigem transmissão de alta velocidade, mas têm uma curta distância, como a interconexão entre servidores

Ⅲ.Custo

• Vantagens do AOC: Embora o custo inicial seja alto, a longo prazo, devido à longa distância de transmissão, o uso de equipamentos intermediários (como switches e roteadores) pode ser reduzido, reduzindo assim o custo geral.
• Desvantagens: O investimento inicial é alto porque inclui módulos ópticos e fibras ópticas.
• Vantagens do DAC: O custo inicial é baixo porque apenas fios de cobre e conectores simples são necessários.
• Desvantagens: A distância de transmissão é limitada e é adequada para conexões de curta distância.

Ⅳ. Qualidade do sinal 

• Vantagens do AOC: A transmissão do sinal óptico não é afetada pela interferência eletromagnética (EMI), com alta qualidade do sinal e baixa perda de transmissão.
• Cenários aplicáveis: Adequado para aplicações que exigem alta qualidade de sinal e baixa latência, como computação de alto desempenho e sistemas de negociação financeira.
• Vantagens do DAC: A qualidade do sinal é boa em curtas distâncias, mas à medida que a distância aumenta, a qualidade do sinal será afetada pela interferência eletromagnética.
• Cenários aplicáveis: Adequado para aplicações em ambientes de curta distância e baixa interferência.

Ⅴ. Consumo de energia

AOC

• Vantagens: O consumo de energia é relativamente alto porque o módulo óptico é necessário para converter o sinal elétrico e o sinal óptico.

         Cenários aplicáveis: Adequado para aplicações que têm uma certa tolerância ao consumo de energia.

DAC

• Vantagens: Baixo consumo de energia porque o sinal elétrico é transmitido diretamente sem processo de conversão adicional.Cenários aplicáveis: Adequado para aplicações que são sensíveis ao consumo de energia, como data centers em larga escala.

Ⅵ. Tipo de conector

• Tipos comuns de AOC: SFP+, QSFP+, QSFP28, CFP, etc.

        Cenários aplicáveis: Aplicável a uma variedade de padrões de interface, alta flexibilidade.

• Tipos comuns de DAC: SFP+, QSFP+, QSFP28, etc.

        Cenários aplicáveis: Aplicável a uma variedade de padrões de interface, altamente flexível.

Ⅶ. Manutenção e confiabilidade

• Vantagens do AOC: A transmissão por fibra óptica tem alta confiabilidade e estabilidade e não é facilmente afetada pelo ambiente.

Desvantagens: O custo de manutenção é relativamente alto e ferramentas e técnicas profissionais são necessárias.

• Vantagens do DAC: Baixo custo de manutenção, simples de usar, fácil de instalar e manter.

Desvantagens: A confiabilidade pode ser afetada em transmissão de longa distância e ambientes de alta interferência

Resumo

AOC: Adequado para aplicações com longa distância, transmissão de alta velocidade, alta qualidade de sinal, baixa latência e alta confiabilidade, embora o custo inicial seja maior.

DAC: Adequado para aplicações com curta distância, transmissão de alta velocidade, baixo consumo de energia e baixo custo, adequado para conexões no mesmo rack ou entre racks adjacentes.

Conclusão

A montagem de cabos ópticos ativos tornou-se a solução central para interconexão de alta largura de banda e alta densidade em data centers, por meio de seus recursos de leveza, alta velocidade, longa distância, forte anti-interferência e baixo consumo de energia. É especialmente adequado para IA e computação em nuvem; o cabo twinax DAC permanece competitivo em cenários de curta distância e baixo custo.