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Manual sobre los cables DAC y AOC de 10G

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Vincent

Traductor Don Juan
4 de marzo de 2020
2020-09-25 09:05:33
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Los transceptores de fibra óptica SFP+ 10G junto con los cables de conexión son considerados como una de las principales soluciones para el cableado estructurado. Sin embargo, los cables de conexión directa (DAC) y los cables ópticos activos (AOC) son otras alternativas rentables que ofrecen soluciones de alto rendimiento, alta eficiencia y de bajo costo para el despliegue de 10GbE. A continuación, te explicaremos en qué consisten los cables DAC de 10G SFP+ y los cables AOC de 10G SFP+, y haremos una comparación al respecto.

Aspectos fundamentales sobre los DAC/AOC de 10G y sus tipologías

El cable de conexión directa (DAC) de 10G SFP+ está compuesto por un alambre de cobre de doble eje terminado con conectores SFP+ en ambos extremos, el cual proporciona una conexión eléctrica de forma directa al equipo activo. Los cables DAC se pueden clasificar en dos tipos: pasivo y activo. Tanto los cables DAC pasivos como los activos pueden transmitir señales eléctricas directamente a través del cable de cobre. El primero permite la transmisión sin acondicionamiento de la señal, mientras que el segundo cuenta con componentes eléctricos en el interior de los transceptores para potenciar las señales. Por lo general, los DAC de 10G SFP+ son utilizados para conectar switches, servidores e incluso unidades de almacenamiento dentro de los bastidores (racks).

Diferencia entre el DAC pasivo/activo y el AOC

Imagen 1: Diferencia entre el DAC pasivo/activo y el AOC

El cable óptico activo (AOC) de 10G SFP+ se compone de un alambre de fibra óptica multimodo terminado con conectores SFP+ en ambos extremos, el cual requiere energía externa para completar la conversión de las señales eléctricas y ópticas,consiguiendo finalmente la conversión en señales eléctricas. Por lo general, los cables AOC de 10G SFP+ son utilizados para enlazar switches, servidores, y para el almacenamiento entre diferentes racks en los centros de datos.

Comparación entre los AOC y los DAC de 10G

Luego de entender los aspectos básicos, podemos concluir que los cables DAC y AOC de 10G SFP+ difieren en los siguientes aspectos:

Inmunidad EMI

La interferencia electromagnética (IEM), hace referencia a la perturbación generada por una fuente externa que afectará al circuito eléctrico. Como mencionamos anteriormente, el cable óptico activo (AOC) de 10G se compone de fibras ópticas, es decir, cuenta con un tipo de dieléctrico que no puede conducir la corriente eléctrica. Por lo tanto, los cables AOC son inmunes a las interferencias electromagnéticas. Por su parte, debido a las propiedades del cobre al enviar señales eléctricas, los cables de conexión directa de cobre (CAD) de 10G son vulnerables a los efectos de las interferencias electromagnéticas. En definitiva, el medio ambiente es un factor muy importante, si se desea evitar respuestas indeseables, degradación o fallo completo del sistema.

Consumo de energía

Por lo general, el consumo de energía de los cables AOC de 10G SFP+ es mayor que el de los de DAC, el cual es de 1-2w. El consumo de energía de los cables activos DAC de 10G es inferior a 1w, y el de los DAC pasivos es prácticamente nulo, con un valor inferior a 0,15w, a causa de su diseño térmico. Por consiguiente, los gastos operativos relativos al consumo de energía se reducirán si se emplean los cables DAC.

Temperatura de funcionamiento

El consumo de energía del DAC de 10G, el cual es sumamente bajo, se ve influenciado por el factor antes mencionado. El DAC pasivo casi no consume energía y no produce calor. En consecuencia, este tipo de DAC es más versátil y puede ser usado en rangos de temperatura más amplios. En comparación con los cables DAC, la temperatura de funcionamiento de los cables AOC de 10G es mucho más reducida. Sin embargo, el radio de curvatura de los AOC es más delgado, lo cual contribuye a aumentar la circulación de aire en los bastidores.

Distancia de transmisión

Adoptando la tecnología de la fibra óptica, el cable AOC de 10G puede transmitir a distancias más largas, de hasta 100 m, mientras que el límite de longitud del enlace del cable DAC de 10G es de 10 m (DAC pasivo: 7 m; DAC activo: 10 m). Ten en cuenta que la distancia máxima de una señal que puede transmitirse a través de un cable DAC cambia en función de la velocidad de transmisión de datos. La longitud del enlace disminuirá a medida que la velocidad de datos aumente, por ejemplo, los cables DAC de 100G sólo pueden transmitir hasta 5 metros. Las limitaciones en cuanto a la distancia, nos demuestran que el uso más común de los cables DAC consiste en conectar equipos ubicados dentro del mismo rack, por ejemplo, conectando servidores a un switch en la parte superior del rack. En conclusión, las soluciones DAC son adecuadas para las transmisiones de corto alcance, mientras que las soluciones AOC se aplican para las redes de largo alcance.

Costos

En términos generales, el cable DAC tiene una estructura interna relativamente simple y con menos componentes. Además, los cables de cobre son mucho más baratos que los de fibra. Así pues, el precio de los DAC de 10G es mucho más bajo que el de los AOC de 10G. Al desplegarse en los centros de datos a gran escala, se ahorrará mucho dinero al grandes cantidades de cables DAC en comparación con las opciones de cableado AOC. El DAC de 10G ofrece, de hecho, una solución rentable respecto a los AOC para aplicaciones de corto alcance, pero para aplicaciones de largo alcance, es conveniente considerar el costo y el beneficio que conlleva desplegar cualquiera de estas dos opciones.

Situaciones operacionales de los DAC/AOC de 10G

Teniendo en cuenta los factores mencionados, los cables DAC 10G SFP+ y AOC 10G SFP+ se emplean en diferentes condiciones.

Aplicación común del cable DAC de 10G SFP+

El uso principal de los cables DAC de 10G SFP+ consiste en conectar los switches/servidores a los switches que se encuentran dentro o contiguos al bastidor. En otras palabras, estos cables de conexión directa de 10G se pueden utilizar como una alternativa para las interconexiones ToR (Top of Rack) entre el switch ToR de 10G y el servidor, o para apilar los switches de 10GbE. Teniendo en cuenta que el SFP+DAC de 10G soporta típicamente una longitud de enlace de 7 m con un consumo de energía bajo, una latencia baja, y a un precio asequible, esta opción resulta ideal para las conexiones de corto alcance entre servidores y switches.

Además, al emplear soluciones de cableado DAC en los entornos ToR, resulta apropiado si se dispone de más equipos de acceso o de una alta concentración de equipos en un solo gabinete. En este caso, el acceso distribuido hará que la conexión sea organizada y sencilla. Sin embargo, aumentará la dificultad del mantenimiento y la gestión centralizada de los switches.

1Escenario de conexión con cableado DAC de 10G

Imagen 2: Escenario de conexión con cableado DAC de 10G

Aplicación común del cable AOC de 10G SFP+

Al no presentar limitaciones de longitud de enlace exigentes, los cables AOC de 10G SFP+ son usados comúnmente en varios lugares del centro de datos tales como ToR, EoR (End of Row) y MoR (Middle of Row). Sin embargo, y al igual que los cables DAC, todos los servidores se conectan a un switch Ethernet Top of Rack, y cada uno de ellos tendrá una o dos conexiones Ethernet hasta el switch, utilizando cables AOC. Para el despliegue de un sistema EoR, los servidores deben conectarse al switch a través de rutas horizontales mediante cables AOC de 10G, concebidos para un gran número de conexiones de cables pertenecientes a múltiples armarios de servidores que convergen en un armario de red. La gestión de la conexión es difícil, pero conveniente para el mantenimiento centralizado. Al igual que en el sistema ToR y EoR, los cables AOC que se utilizan en las aplicaciones MoR son básicamente similares a los del sistema EoR anterior. La conexión se simplifica al mismo tiempo que se centraliza la gestión.

Además, el uso de cables AOC de 10G en el centro de datos puede realizarse en varias áreas principales de la red como en la Spine, Leaf o áreas de conmutación del núcleo. Las interconexiones se realizan típicamente adoptando cableado AOC de 10G SFP+ con un alcance máximo teórico de 100 m.

Escenario de conexión con cableado AOC de 10G

Imagen 3: Escenario de conexión con cableado AOC de 10G

Consideraciones adicionales

Los DAC de 10G SFP+ y los AOC de 10G SFP+ se utilizan ampliamente en los centros de datos para la conectividad informática de alto rendimiento. Antes de diseñar la solución óptima para el despliegue de 10GbE, podrías tener en cuenta los siguientes aspectos:

  • Aplicación: ¿Cuál es el ámbito de aplicación? ¿Top of Rack, Middle of Row o End of row?

  • Disponibilidad de los medios: ¿Cuál es el equipo de cableado disponible?

  • Gestión de cable: ¿Cuánto espacio hay disponible en el rack y en las rutas de cableado?

  • Distancia: ¿Qué longitud tienen las conexiones entre los puertos?

  • Consumo de energía: ¿Cuál es la tarifa de consumo de energía eléctrica necesaria?

  • Presupuesto total del proyecto: ¿Cuál es el presupuesto y el plazo previsto?