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Ratgeber: 10G-DAC- und AOC-Kabel

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Vincent

Veröffentlicht 4. März 2020
2020-12-05 08:36:34
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10G SFP+ Glasfaser-Transceiver plus Patchkabel gelten als Routinelösung für strukturierte Verkabelung. 10G-DAC und AOC sind jedoch auch kostengünstige Alternativen, die leistungsstarke, hocheffiziente und kostengünstige Lösungen für den 10GbE-Einsatz bieten. Im Folgenden werden 10G SFP+ DAC- und 10G SFP+ AOC-Kabel jeweils dargestellt und ausführlich verglichen.

10G DAC/AOC: Grundlagen und Typen

10G SFP+ Direct Attach Kable (DAC) besteht aus einem Twinax-Kupferkabel, das an beiden Enden mit SFP+-Steckverbindern abgeschlossen ist, die eine elektrische Verbindung direkt in aktive Geräte herstellen können. DAC-Kabel können in zwei Kategorien unterteilt werden: passive DACs und aktive DACs. Sowohl passive als auch aktive DAC-Kabel können elektrische Signale direkt über Kupferkabel übertragen. Erstere können ohne Signalkonditionierung liefern, während letztere im Inneren der Transceiver elektrische Komponenten zur Signalverstärkung haben. Normalerweise werden 10G-SFP+-DACs verwendet, um Switches, Server und Speicher in Racks zu verbinden.

Passive DAC vs Active DAC vs AOC.jpg

Abbildung 1: Passiver DAC vs. Aktiver DAC vs. AOC

10G SFP+ Aktives Optisches Kabel (AOC) besteht aus einem Multimode-Glasfaserkabel, das an beiden Enden mit SFP+-Steckverbindern abgeschlossen ist und externe Energie benötigt, um die Umwandlung der elektrischen und optischen Signale von den elektrischen Signalen in optische Signale abzuschließen und sie schließlich in elektrische Signale umzuwandeln. Im Allgemeinen werden 10G-SFP+-AOCs meist verwendet, um Switches, Server und Speicher zwischen verschiedenen Racks innerhalb von Rechenzentren zu verbinden.

10G DAC/AOC: Vergleich

Nachdem wir die Hintergrundinformationen kennen, können wir weiterhin die Schlussfolgerung ziehen, dass 10G SFP+ DAC & AOC sich in Bezug auf die folgenden verschiedenen Aspekte unterscheiden:

EMI-Immunität

Elektromagnetische Interferenz (EMI), bezieht sich auf eine von einer externen Quelle erzeugte Störung, die den elektrischen Schaltkreis beeinflusst. Wie bereits erwähnt, enthält das aktive optische 10G-Kabel optische Fasern - eine Art Dielektrikum, das keinen elektrischen Strom leiten kann. Daher sind AOC-Kabel immun gegen elektromagnetische Störungen, weshalb sie in den meisten Situationen verwendet werden können. Aufgrund der Beschaffenheit von Kupfer beim Senden elektrischer Signale sind 10G-Direktanschlusskupferkabel jedoch anfällig für die Auswirkungen von EMI. Daher ist die Umgebung wichtig, um unerwünschte Reaktionen, Beeinträchtigungen oder einen vollständigen Systemausfall zu vermeiden.

Stromverbrauch

Normalerweise ist der Stromverbrauch von 10G SFP+ AOC-Kabeln höher als der von DAC-Kabeln, der 1-2W beträgt. Während die Leistungsaufnahme von aktiven 10G-DAC-Kabeln mit DAC weniger als 1W beträgt und die passiven Kabel aufgrund des thermischen Designs von 10G-SFP+-Direktanschluss-Kupferkabeln fast keine Leistungsaufnahme im Wert von weniger als 0,15W kosten. Infolgedessen werden die Betriebskosten für den Stromverbrauch bei der Einführung der DAC-Optionen gesenkt.

Betriebstemperatur

Beeinflusst durch den oben genannten Faktor: der Stromverbrauch von 10G DAC ist sehr gering. Für den passiven DAC verbraucht er fast keinen Strom und erzeugt keine Wärme. Folglich ist diese Art von DAC-Produkt vielseitiger und kann in breiteren Temperaturbereichen eingesetzt werden. Im Vergleich zu den DAC-Kabeln ist die Betriebstemperatur für 10G AOC-Kabel schmaler. Ihr dünnerer Biegeradius kann jedoch dazu beitragen, die Luftstromkühlung in den Racks zu erhöhen.

Übertragungsdistanz

Durch den Einsatz der Glasfasertechnologie kann ein 10G-AOC-Kabel über größere Entfernungen von bis zu 100 m übertragen werden, während die maximale Länge einer 10G-DAC-Kabelverbindung 10 m beträgt (passiver DAC: 7 m; aktiver DAC: 10 m). Beachten Sie, dass sich die maximale Entfernung eines Signals, das über ein DAC-Kabel übertragen werden kann, in Abhängigkeit von der Datenrate ändert. Die Link-Länge nimmt mit steigender Datenrate ab, z.B. können 100G-DAC-Kabel nur bis zu 5 m übertragen werden. Die Entfernungsbeschränkungen deuten darauf hin, dass DAC-Kabel am häufigsten für den Anschluss von Geräten verwendet werden, die sich innerhalb desselben Racks befinden, z. B. für den Anschluss von Servern an einen Switch oben im Rack. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DAC-Lösungen für Übertragungen über kurze Entfernungen geeignet sind, während AOC-Lösungen in Netzwerkfällen mit großer Reichweite eingesetzt werden.

Kosten

Allgemein gesprochen hat DAC eine relativ einfache interne Struktur mit weniger Komponenten, und die Kupferkabel sind viel billiger als Glasfaserkabel. Daher ist der Preis von 10G-DACs viel niedriger als der von 10G-AOCs. Das heißt, dass bei der Implementierung in großen Rechenzentren im Vergleich zu AOC-Optionen bei großen Mengen von DAC-Kabeln Geld gespart wird. 10G-DAC bietet in der Tat eine kosteneffektive Lösung gegenüber AOCs für Anwendungen mit kurzer Reichweite, aber für Anwendungen mit großer Reichweite ist es ratsam, die Gesamtkosten durch einen Vergleich dieser beiden Optionen aufzulisten.

10G DAC/AOC: Arbeitsszenarien

Beeinflusst durch die oben genannten Faktoren werden 10G SFP+ DAC- und 10G SFP+ AOC-Kabel normalerweise in verschiedenen Arbeitsszenarien eingesetzt.

10G SFP+ DAC-Kabel: Typische Anwendung

Die Hauptanwendung von 10G SFP+ DACs ist die Verbindung von Switches/Servern mit Switches innerhalb oder angrenzend an das Rack. Mit anderen Worten, diese 10G-Direktanschlusskabel können als Alternative für ToR (Top of Rack)-Verbindungen zwischen 10G-ToR-Switch und Server oder für das Stapeln von 10GbE-Switches verwendet werden. Da 10G SFP+DAC typischerweise eine Verbindungslänge von 7 m bei geringem Stromverbrauch, niedriger Latenz und niedrigen Kosten unterstützt, ist diese Option eine ideale Wahl für diese Server-zu-Switch-Verbindungen mit kurzer Reichweite.

Darüber hinaus eignet sich der Einsatz von DAC-Lösungen in ToR-Szenarien für die Situation, in der mehr Zugangsgeräte oder eine hohe Dichte von Geräten in einem einzelnen Schrank vorhanden sind. In diesem Fall wird der verteilte Zugriff die Verbindung klar und einfach machen, aber die Schwierigkeit der zentralisierten Wartung und Verwaltung der Switches erhöhen.

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Abbildung 2: 10G-DAC-Verbindungsszenario

10G SFP+ AOC-Kabel: Typische Anwendung

Ohne die strikten Beschränkungen der Link-Länge werden 10G SFP+ AOCs häufig an mehreren Standorten im Rechenzentrum wie ToR, EoR (End of Row) und MoR (Middle of Row) verwendet. Wie die DACs werden die Server alle an einen Top of Rack-Ethernet-Switch angeschlossen, und jeder von ihnen verfügt über einen oder zwei Ethernet-Anschlüsse bis zum Switch, die mit Hilfe von AOC-Kabeln gepatcht werden können.

Für die EoR-Bereitstellung werden die Server über horizontale Routen durch 10G-AOC-Kabel mit dem Switch verbunden, die für eine große Anzahl von Kabelverbindungen von mehreren Serverschränken ausgelegt sind, die in den Netzwerkschrank konvergiert werden. Schwierig in der Verbindungsverwaltung, aber bequem in der zentralisierten Wartung. Als Kompromiss zwischen ToR und EoR ähnelt die Lösung der Verwendung von AOC-Kabeln in MoR-Anwendungen im Wesentlichen dem bisherigen EoR-Modus. Die Verbindung wird vereinfacht, während die Verwaltung zentralisiert ist.

Darüber hinaus kann die Verwendung von 10G-AOCs im Rechenzentrum auch in mehreren Hauptnetzwerkbereichen wie Spine, Leaf oder Core-Switching-Bereichen realisiert werden. Die Verbindungen werden in der Regel durch die Verwendung dieser 10G SFP+ AOCs mit einer theoretischen maximalen Reichweite von 100 m erfüllt.

10G AOC connection scenario.jpg

Abbildung 3: 10G-AOC-Verbindungsszenario

Weitere Gesichtspunkte

10G SFP+ DACs und 10G SFP+ AOCs werden in Rechenzentren häufig für Hochleistungs-Computing-Konnektivität eingesetzt. Bevor Sie die optimale Lösung für Ihre 10GbE-Bereitstellung entwerfen, sollten Sie folgende Faktoren in Betracht ziehen:

  • Anwendung - Wie sieht das Anwendungsszenario aus? Top of Rack, Middle of Row oder End of row?

  • Medienverfügbarkeit - Welche Verkabelungsausrüstung steht zur Verfügung?

  • Kabelmanagement - Wie viel Platz steht in Racks und Kabelkanälen für die Verkabelung zur Verfügung?

  • Entfernung - Wie lang sind die Verbindungen zwischen den Ports?

  • Stromverbrauch - Wie hoch sind die Kosten für den Stromverbrauch?

  • Gesamtbudget des Projekts - Wie hoch sind die erwarteten Kosten und der Zeitplan?