DAC vs AOC pour les interconnexions de centres de données à courte portée: différences techniques, limites de distance et guide de déploiement

La conception d’interconnexions à haut débit dans les centres de données ne concerne pas uniquement la vitesse des ports. Pour les liaisons à courte portée, le type de câble peut affecter le coût, la consommation électrique, le flux d'air du rack, la manipulation des câbles, les performances en matière d'interférences électromagnétiques et la distance pratique qu'une liaison peut supporter. Deux des options à courte portée les plus courantes sontCADetAOCcâbles.

DAC et AOC sont souvent discutés ensemble car ils résolvent des problèmes connexes dans différents espaces physiques. Le DAC est le choix pratique pour les liaisons en cuivre très courtes à l'intérieur du même rack. L'AOC étend la distance utilisable grâce à la transmission optique tout en gardant un déploiement plus simple qu'un émetteur-récepteur optique et un cordon de brassage à fibre séparés. Utilisés correctement, ils constituent des éléments complémentaires de la même stratégie d’interconnexion à courte portée plutôt que des remplacements directs un à un.

Que sont les câbles DAC et AOC dans les interconnexions des centres de données ?

UNCâble DACest un câble à connexion directe à base de cuivre qui transporte les signaux électriques directement entre deux ports. UnCâble AOCest un câble optique actif qui convertit les signaux électriques en signaux optiques, les transmet via la fibre et les reconvertit en signaux électriques. Les deux sont largement utilisés pour les interconnexions de centres de données à courte portée.

DAC : transmission électrique directe via le cuivre

CADreprésenteCâble à connexion directe. Il utilise des conducteurs en cuivre comme support de transmission. Dans une liaison DAC, les impulsions électriques de l'équipement émetteur voyagent directement via le câble en cuivre jusqu'à l'équipement récepteur. Il n'y a pas de conversion électrique-optique ou optique-électrique au milieu du câble.

Ce chemin électrique direct est la raison pour laquelle le DAC est attrayant pour les liaisons très courtes. Il peut fournir une faible latence, une très faible consommation d'énergie, un faible coût et un fonctionnement fiable lorsque la distance de liaison est suffisamment courte. Dans le déploiement au niveau du rack, le DAC est couramment utilisé entre les serveurs et un commutateur haut de rack.

La limitation est également liée au même support cuivre. À mesure que la distance de liaison augmente, les signaux électriques dans le cuivre sont plus exposés à l'atténuation et à la distorsion. Le DAC a également une résistance aux interférences électromagnétiques plus faible que la transmission optique et est généralement physiquement plus épais, plus lourd et plus rigide que l'AOC.

AOC : conversion électrique-optique-électrique

AOCreprésenteCâble optique actif. Il utilise une structure active de conversion de signal. À l'extrémité de transmission, le signal électrique est converti en signal optique, généralement via un laser VCSEL. Le signal traverse ensuite la fibre optique à l’intérieur du câble. À la réception, le signal optique est reconverti en signal électrique.

Ce chemin de signal électrique-optique-électrique confère à l’AOC plusieurs avantages pratiques. Le principal support de transmission étant la fibre, l’AOC peut prendre en charge des liaisons à courte portée plus longues que le DAC. Il est également plus léger, plus flexible et beaucoup moins sensible aux interférences électromagnétiques.

Dans le câblage pratique des centres de données, un AOC est généralement traité comme un assemblage de câbles intégré. Ce n'est pas le même modèle de déploiement que l'achat de deux émetteurs-récepteurs optiques distincts et d'un cordon de raccordement à fibre séparé. Cette structure intégrée est l'une des raisons pour lesquelles l'AOC est généralement sélectionné pour les interconnexions au niveau des racks adjacents ou des rangées courtes où une solution séparée émetteur-récepteur plus fibre peut être plus coûteuse ou plus complexe que nécessaire.

Transmission électrique directe DAC vs conversion électrique-optique-électrique AOC

DAC vs AOC : différences techniques fondamentales

La principale différence entre DAC et AOC n’est pas simplement « le cuivre contre la fibre ». Le choix affecte l'ensemble de la conception de la liaison : méthode de transmission, plage de distance, budget de puissance, gestion des câbles, comportement EMI et structure des coûts.

Comparaison technique DAC vs AOC Core

Support de transmission et chemin du signal

DAC utilise le cuivre comme support physique. Il s'agit d'une connexion électrique directe entre deux ports haut débit compatibles. Cela rend la liaison simple et efficace sur de courtes distances, car le signal ne nécessite pas de conversion optique.

AOC utilise la fibre comme support physique à l'intérieur d'un assemblage de câbles actifs. Les extrémités du câble contiennent les composants actifs nécessaires à la conversion électrique-optique. Cela donne à l'AOC une meilleure capacité de distance et une meilleure immunité aux interférences électromagnétiques, mais cela augmente également la consommation d'énergie par rapport au DAC passif en cuivre.

Limites de distance et portée du lien

La distance est le premier facteur de sélection dans la plupart des décisions DAC vs AOC.

Le DAC est généralement utilisé pour des liaisons allant jusqu'à environ 5 m, avec dans certains cas une longueur d'environ 7 à 10 m selon la conception du câble et de la liaison. Cela rend le DAC bien adapté aux connexions serveur-commutateur en rack, en particulier lorsque la liaison ne mesure que 1 à 2 m.

L'AOC est généralement utilisé pour des liaisons allant jusqu'à environ 50 m, et certains produits AOC peuvent atteindre 100 m ou plus. Cela donne à AOC un rôle clair dans le câblage au niveau des racks adjacents et des rangées courtes, où le DAC en cuivre devient moins pratique.

Ces valeurs de portée ne doivent pas être considérées comme des limites universelles pour chaque vitesse et chaque produit. La distance réelle prise en charge dépend du débit de données, de la construction du câble, de la conception passive ou active, du facteur de forme du connecteur et des spécifications de l'équipement aux deux extrémités. Dans de nombreuses familles de produits DAC en cuivre à haut débit, la portée pratique est particulièrement courte, c'est pourquoi le DAC est mieux compris comme une solution à liaison très courte.

Portée de distance et limite de déploiement : DAC, AOC, émetteur-récepteur optique + fibre

Coût, consommation d'énergie et latence

Le DAC présente le plus grand avantage lorsque l’objectif d’ingénierie est le coût le plus bas et la consommation la plus faible sur une très courte distance. Un DAC passif n'a pas d'électronique active dans le câble et a donc une consommation électrique du câble de 0 W. Un DAC actif peut consommer moins de 0,5W. Cela est important dans les environnements haute densité où de nombreuses liaisons serveur-commutateur sont déployées dans un seul rack.

L'AOC consomme plus d'énergie car il comprend une électronique de conversion optique. Une plage typique est d’environ 1 à 3 W. C'est encore relativement faible pour de nombreuses liaisons à courte portée, mais il est supérieur à celui du DAC.

Le coût suit un modèle similaire. Le DAC est l’option la plus économique pour les liaisons très courtes. L'AOC est plus cher que le DAC, mais il peut être plus économique et plus simple que d'utiliser deux émetteurs-récepteurs optiques séparés avec un cordon de brassage en fibre pour la même distance courte à moyenne.

La latence doit être gérée avec précaution. Le DAC est généralement apprécié pour les liaisons courtes à faible latence car il évite la conversion optique, mais la latence exacte dépend de la conception du produit, de sa longueur, de sa vitesse et de l'équipement hôte. Pour la plupart des décisions de sélection au niveau du rack, le point pratique est que le DAC est préféré lorsqu'une très courte distance, un faible coût, une faible consommation et un comportement à faible latence sont tous importants.

Poids du câble, flexibilité et résistance EMI

La manipulation physique devient importante lorsqu'un rack comporte de nombreuses liaisons à haut débit. Le DAC est généralement plus épais, plus lourd et plus rigide que l’AOC. Cela peut rendre le routage plus difficile dans les zones de câblage denses, en particulier lorsque de nombreux câbles en cuivre courts sont concentrés à proximité du même commutateur.

L'AOC est généralement plus fin, plus léger et plus doux. Cela facilite la gestion des câbles et peut contribuer à réduire la congestion physique autour des ports de commutation et des chemins de rack. Dans les racks denses, un acheminement plus facile peut également permettre une gestion plus propre du flux d'air, car le faisceau de câbles peut être moins encombrant.

La résistance EMI est une autre différence majeure. Le DAC transporte les signaux électriques à travers le cuivre et est donc plus exposé aux interférences électromagnétiques. L'AOC transmet les signaux optiques via la fibre, de sorte que le chemin de transmission principal n'est pas affecté de la même manière par les EMI. Cela rend l'AOC plus attrayant dans les environnements où le bruit électrique, la densité des câbles ou les problèmes d'intégrité du signal rendent le cuivre moins adapté.

Types de produits DAC et AOC par vitesse et facteur de forme

DAC et AOC sont disponibles dans les familles d’interfaces haut débit courantes. Les exemples les plus connus incluent SFP+, SFP28, QSFP+ et QSFP28. Ces termes identifient les familles de facteurs de forme de ports et d'émetteurs-récepteurs utilisées dans les équipements de centres de données et de réseaux d'entreprise.

Le facteur de forme doit correspondre au port hôte, mais le facteur de forme physique à lui seul ne garantit pas la compatibilité finale. La compatibilité finale dépend toujours de l'équipement et des spécifications du câble.

Familles de produits DAC et AOC par vitesse et facteur de forme

Les codes de famille de produits ci-dessus doivent être compris comme des exemples d’identifiants de familles commerciales, et non comme des codes industriels universels. Le point technique plus large est que le DAC et l’AOC existent dans plusieurs classes de vitesse, et la sélection ne doit pas être basée uniquement sur la vitesse. Une liaison 100G, par exemple, peut toujours nécessiter différents choix de câbles selon qu'elle se trouve à l'intérieur du même rack, entre des racks adjacents ou qu'elle fait partie d'une connexion switch-to-core plus longue.

Où utiliser les émetteurs-récepteurs DAC, AOC et optiques avec fibre

Une décision pratique en matière de câblage d’un centre de données commence généralement par la position et la distance de la liaison. Les solutions DAC, AOC et émetteur-récepteur optique séparé ainsi que fibre s'adaptent chacune à une partie différente du réseau.

Liaisons serveur du même rack vers le haut du rack : DAC First

A l'intérieur d'un même rack, les liens sont généralement courts. Une connexion serveur-commutateur haut de rack peut nécessiter seulement 1 à 2 m de câble. Dans cette gamme, le DAC est normalement l’option la plus pratique.

La raison est simple : le DAC minimise les coûts et la consommation d'énergie tout en fournissant une connexion directe à haut débit. Cela évite également une conversion optique inutile dans un endroit où le cuivre peut déjà faire le travail efficacement.

Pour l’accès au serveur haute densité, cela est important. Un rack peut contenir de nombreux liens courts. Si chaque liaison utilise un câble moins coûteux et de moindre puissance, l’impact total sur le système devient significatif.

Liaisons de commutateur de rack adjacent : AOC pour des courses de 10 à 50 m

Lorsque le lien se déplace à l'extérieur d'un rack et dans des connexions de rack adjacentes, les exigences changent. Il peut être nécessaire de connecter un commutateur haut de rack à un autre commutateur haut de rack ou à un commutateur de fin de rangée. Ces liens peuvent tomber d'environ 10 à 50 m.

L’AOC devient alors plus attractive. Il prend en charge des distances de portée plus longues que le DAC, et sa structure plus légère et plus souple facilite le passage à travers les armoires ou les rangées. Son chemin de transmission optique lui confère également une plus grande résistance aux interférences électromagnétiques.

L'AOC est particulièrement utile lorsqu'un câble DAC deviendrait trop long, trop lourd ou trop exposé à la dégradation du signal. Il comble le juste milieu entre la connexion directe en cuivre courte et les liaisons plus longues basées sur un module optique.

Liens plus longs vers la commutation principale : émetteurs-récepteurs optiques avec fibre séparée

AOC ne remplace pas chaque liaison optique. Pour les connexions plus longues, telles que les liaisons de commutateur de fin de rangée vers les commutateurs centraux, l'exigence de portée peut dépasser la portée pratique de l'AOC. Dans ces cas, des émetteurs-récepteurs optiques et des fibres séparés sont normalement sélectionnés en fonction de la distance requise et du type de fibre.

Il s’agit d’une frontière importante. Les solutions DAC, AOC et émetteur-récepteur optique plus fibre ne représentent pas simplement trois niveaux de prix pour la même tâche. Ce sont des architectures de liens différentes. Le DAC est le plus puissant pour les connexions en cuivre très courtes. L'AOC est le plus résistant pour les longueurs de câbles optiques intégrés courtes à moyennes. Des modules optiques et une fibre séparés sont utilisés lorsque le réseau nécessite une portée plus longue et une infrastructure optique plus flexible.

Compromis d'ingénierie : comment choisir entre DAC et AOC

Une bonne décision DAC vs AOC ne devrait pas commencer par une préférence générique pour le cuivre ou la fibre. Cela devrait commencer par les contraintes techniques réelles du lien.

Choisissez DAC lorsque la distance, le coût et la puissance sont les principales contraintes

Le DAC est le choix préféré lorsque la liaison est très courte et que l’objectif de conception est l’efficacité. Dans une connexion sur un même rack, en particulier entre un serveur et un commutateur haut de rack, le DAC constitue le chemin le plus simple et le plus économique.

Choisissez DAC lorsque :

• Le lien fait environ 1 à 2 m à l’intérieur du même rack.

• Le coût du câble le plus bas est une exigence primordiale.

• La consommation électrique la plus faible du câble est importante.

• Le parcours du câble est court et gérable.

• L’environnement n’impose pas de fortes contraintes EMI ou longue distance.

Le DAC ne doit pas être étendu au-delà de sa plage de distance pratique simplement parce qu’il est moins cher. Une fois que l'atténuation du signal, la distorsion, la rigidité ou les difficultés de gestion des câbles deviennent un problème, l'avantage apparent en termes de coût peut ne pas se traduire par une meilleure conception du système.

Choisissez AOC lorsque la portée, la flexibilité et la résistance aux interférences électromagnétiques comptent davantage

L'AOC constitue le meilleur choix lorsque la distance de liaison dépasse la plage confortable du DAC tout en restant dans les limites du câblage court à moyen du centre de données. Il est particulièrement utile pour les connexions de racks adjacents et autres liaisons où un câble optique plus léger est plus facile à installer.

Choisissez AOC lorsque :

• Le lien est d'environ 10 à 50 m.

• Le câble doit être plus léger et plus facile à acheminer.

• La résistance aux interférences électromagnétiques est importante.

• L'épaisseur ou la rigidité du câble en cuivre crée des problèmes d'installation.

• Un émetteur-récepteur optique séparé et une solution fibre sont inutiles pour la portée requise.

L'AOC n'est pas l'option la moins gourmande en énergie ou la moins coûteuse par rapport au DAC, mais il résout des problèmes que le DAC ne peut pas résoudre correctement sur des distances plus longues et courtes.

Flux de sélection technique : quand choisir un DAC, un AOC ou un émetteur-récepteur optique + fibre

Utilisez des émetteurs-récepteurs optiques et de la fibre lorsque la portée AOC n'est pas suffisante

Pour les liaisons au-delà de la plage pratique de l'AOC, l'architecture correcte est généralement un émetteur-récepteur optique séparé avec fibre. Cela permet au concepteur de réseau de sélectionner le module optique et le type de fibre en fonction des exigences de portée.

Ceci est courant pour les liaisons commutateur à commutateur plus longues, en particulier les connexions telles que le commutateur de fin de rangée vers le commutateur principal. Dans ces cas-là, la structure intégrée d'AOC peut devenir une limitation plutôt qu'un avantage. Les émetteurs-récepteurs et la fibre séparés offrent plus de flexibilité pour la conception optique sur de plus longues distances.

Malentendus courants à propos du DAC et de l’AOC

AOC ne remplace pas automatiquement tous les liens de modules optiques

L'AOC est optique, mais ce n'est pas la même chose qu'un système de module optique longue portée. Il s'agit d'un assemblage de câbles actifs intégrés conçu pour des distances définies courtes à moyennes. Lorsque la distance de liaison dépasse sa plage pratique, des émetteurs-récepteurs optiques avec fibre séparée sont toujours nécessaires.

Le DAC n’est pas toujours meilleur simplement parce qu’il est moins cher

DAC est rentable, mais uniquement dans les limites de son déploiement correct. Il est idéal pour les liaisons très courtes où l'intégrité du signal cuivre reste gérable. Si la distance augmente ou si la résistance EMI devient plus importante, l'AOC peut être le meilleur choix technique, même s'il coûte plus cher.

Le type de câble doit suivre la distance et la position de déploiement, pas seulement la vitesse

La vitesse du port ne détermine pas à elle seule le type de câble. Une liaison 100G à l'intérieur du même rack peut favoriser le DAC, tandis qu'une liaison 100G entre racks peut favoriser l'AOC. Une liaison 100G plus longue peut nécessiter des émetteurs-récepteurs optiques et de la fibre. La position de la liaison, la distance, le budget énergétique et l'environnement de câblage physique sont tous importants.

Résumé : DAC et AOC sont complémentaires et non interchangeables

DAC et AOC sont tous deux des options d'interconnexion essentielles à courte portée, mais ils remplissent des rôles différents.

Le DAC est le backbone en cuivre pratique pour les liaisons très courtes. Il offre un faible coût, une très faible consommation d’énergie et une transmission électrique directe efficace. Il est particulièrement adapté aux liaisons de même rack telles que les connexions de commutateur serveur vers le haut du rack.

AOC est l’option optique flexible pour les liaisons plus longues et à courte portée. Il convertit les signaux électriques en signaux optiques, les transmet via la fibre et les reconvertit en signaux électriques à l'extrémité de réception. Il est plus léger, plus souple, plus résistant aux interférences électromagnétiques et mieux adapté aux interconnexions au niveau des racks adjacents ou des rangées courtes.

Pour les distances dépassant la portée pratique de l'AOC, les émetteurs-récepteurs optiques avec fibre séparée deviennent la bonne architecture. La conception de câblage de centre de données la plus solide ne repose pas sur le choix d’une technologie pour chaque liaison. Il est basé sur l'adaptation des solutions DAC, AOC et émetteur-récepteur optique à la bonne distance, à la position de déploiement, à l'objectif de coût, au budget de puissance et aux exigences de fiabilité.

FAQ : DAC vs AOC dans le câblage des centres de données

Quelle est la principale différence entre les câbles DAC et AOC ?

La principale différence réside dans la méthode de transmission. Le DAC utilise des conducteurs en cuivre pour transporter les signaux électriques directement entre deux ports. L'AOC convertit les signaux électriques en signaux optiques, les envoie via la fibre et les reconvertit en signaux électriques à l'extrémité de réception.

Quand dois-je utiliser DAC au lieu d’AOC dans un centre de données ?

Utilisez DAC lorsque la liaison est très courte, notamment à l'intérieur d'un même rack. Un exemple courant est une connexion de 1 à 2 m entre le serveur et le haut du rack. Le DAC y est préféré car il offre le coût le plus bas, la consommation d'énergie la plus faible et une simple liaison électrique directe.

Quand AOC est-il meilleur que DAC ?

L'AOC est meilleur lorsque la distance de liaison est plus longue que la portée typique du DAC ou lorsqu'un câblage plus léger et une résistance EMI plus forte sont importants. Pour les liaisons entre racks adjacents d'environ 10 à 50 m, l'AOC est souvent l'option la plus pratique car elle est plus fine, plus légère, plus flexible et moins affectée par les interférences électromagnétiques.

L'AOC peut-il remplacer les émetteurs-récepteurs optiques et séparer la fibre ?

L'AOC peut remplacer les émetteurs-récepteurs optiques séparés et la fibre dans certaines liaisons de courte à moyenne portée, mais pas dans toutes les interconnexions optiques. Pour les liaisons plus longues, telles que les connexions vers la commutation principale, des émetteurs-récepteurs optiques et une fibre séparés sont toujours nécessaires.

Le DAC est-il moins puissant que l’AOC ?

Oui. Le DAC passif a une consommation électrique de câble de 0 W et le DAC actif est généralement inférieur à 0,5 W. L'AOC consomme généralement plus d'énergie car il contient des composants électroniques de conversion optique, avec une plage typique d'environ 1 à 3 W.

Quel câble est le meilleur pour le câblage haute densité, DAC ou AOC ?

Pour les liaisons très courtes à haute densité, le DAC est intéressant en raison de ses avantages en termes de coût et de puissance. Pour les acheminements de câbles plus denses ou plus longs où le poids, la rigidité et le routage deviennent des problèmes, l'AOC est souvent plus facile à gérer car il est plus fin, plus léger et plus flexible.