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數(shù)據(jù)中心的傳輸速率要求經(jīng)歷了相當大的演變。業(yè)界的要求從20 Gbps、56 Gbps 達到現(xiàn)在的112 Gbps，消費者和品牌廠商期望獲得更快速、更高效的在線使用體驗，這就要求數(shù)據(jù)中心持續(xù)變革。而且，這種狀況在未來并沒有放緩的跡象。
隨著業(yè)界期待工作頻率再次躍升和數(shù)據(jù)速率攀升至 224 Gbps，數(shù)據(jù)中心的構建將必需再次改變。高速電纜，尤其是直連電纜(DAC)，歷來是在機架內(nèi)連接服務器的首選解決方案，它們在幫助數(shù)據(jù)中心進行快速高效的升級方面發(fā)揮著至關重要的作用。然而，隨著更高頻率要求出現(xiàn)和數(shù)據(jù)速率的逐步攀升，數(shù)據(jù)中心管理人員要求布線工具組合具備多功能性。
由于數(shù)據(jù)中心所要求的頻率越來越高，因此在做規(guī)劃時務必記住，隨著每一次頻率提高而需要使用哪些電纜。DAC的連接長度容量會一次次地縮短。例如，在224Gbps下，DAC可能只可以實現(xiàn)最長1米距離的高質量數(shù)據(jù)傳輸。為了支持更長的橋接長度，有源電纜(AEC)和有源光纜(AOC)必須填補 DAC 在支持即插即用升級方面的不足之處。換句話說，今天的數(shù)據(jù)中心管理人員必須在傳統(tǒng)電纜產(chǎn)品之外選擇連線產(chǎn)品，以管理不同的機架架構。數(shù)十年以來，DAC等無源電纜一直主導著機架架構方面的連接，但隨著數(shù)據(jù)行業(yè)進入下一代頻率范疇，有源電纜不僅變得更受歡迎，而且必不可少。
為了針對未來發(fā)展做好準備，并立即最大限度地提高數(shù)據(jù)傳輸性能。以下列出關鍵考慮因素，在選擇電纜解決方案時以滿足不斷變化之數(shù)據(jù)中心需求。
短距連接和功率預算
DAC已成為數(shù)據(jù)中心機架內(nèi)的標準連接解決方??案。在56 Gbps PAM-4（一種脈沖幅度調制技術）下，DAC可以在最大3.0m空間機架內(nèi)有效地連接各排服務器，但更高的數(shù)據(jù)速率會在這些無源電纜中產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失。隨著數(shù)據(jù)速率不斷攀升，DAC將會是1.0m或更小范圍應用的理想選擇，但這個長度可能不足以將架頂式(TOR)交換機與機架較低位置的服務器連接起來。
由于DAC的電纜組件中沒有電子器件，它提供了一種可以直接傳遞數(shù)據(jù)的無源解決方案。因此，除了適用于機架內(nèi)部的連接之外，它們還非常適合增加功率可能會導致機架整體功耗更大的情況。
一個位于美國北達科他州的云運營數(shù)據(jù)中心展示了DAC電纜的實際應用。這個中心的七英尺機架設備正在嗡嗡作響地進行數(shù)據(jù)傳輸，TOR交換機則通過 DAC 電纜與下方成排設施中的每臺服務器進行通信。鑒于DAC方案的布線成本低于其他解決方案，并且不會增散熱預算，因而對于以較低頻率運行的繁忙數(shù)據(jù)中心而言，DAC是很好的解決方案。此外，在56 Gbps PAM-4傳輸下，DAC可以有效地將TOR交換機連接到機架上的所有服務器，涵蓋最頂層的服務器直到最底層的服務器。
隨著時間的推移，人們對于性能的預期不斷提高，數(shù)據(jù)中心也升級到112 Gbps PAM-4速率。人們?nèi)钥梢允褂肈AC將TOR交換機連接到機架較高位置的服務器，但如果距離超過了2.0m，它們在較高的數(shù)據(jù)速率下會出現(xiàn)不可接受的數(shù)據(jù)損耗水平。如今數(shù)據(jù)中心管理人員需要一種替代布線解決方案，將位置較低的服務器連接到 TOR交換機，同時保持可接受的性能水平。
底線：DAC不會增加功率預算，它是最長3.0m長度機架內(nèi)56 Gbps PAM-4 應用的可行選擇。在112 Gbps PAM-4下，它們在 0.5 到 1.0m 傳輸連接長度仍然有效。
填補空白：有源電纜
針對112 Gbps PAM-4下DAC方案連接長度不足的情況，AEC提供了功能強大的解決方案，它的數(shù)據(jù)丟失幾乎為零，并且電纜直徑更小，為超過2.0m 以上數(shù)據(jù)傳輸長度應用創(chuàng)造了更好的電纜選擇。
AEC中內(nèi)置的重定時器可在入口和出口位置清潔信號。數(shù)據(jù)進入電纜，重定時器(Re-timers)則對其進行修復，消除噪聲并放大信號。當數(shù)據(jù)離開電纜時，則再次進行相同的操作過程。與DAC相比，AEC可在更長的距離上“更清潔”地傳輸數(shù)據(jù)，而且，其價格低于AOC組件。
上述北達科他州云運營數(shù)據(jù)中心的管理人員已將 AEC 添加到其升級至 112 Gbps PAM-4數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟季€組件選項中。他們的機架現(xiàn)在使用DAC和AEC組件的組合，從而有效地為全新的更高功能和更高頻率數(shù)據(jù)中心提供兩全其美的優(yōu)勢。DAC仍然是將TOR交換機連接到較高位置服務器的最佳成本效益方式，但數(shù)據(jù)丟失問題阻礙它們用于連接機架下方較遠位置的服務器。AEC相比光纖電纜價格便宜，并且提供了從機架頂部到底部的無損連接。隨著數(shù)據(jù)速率繼續(xù)提高，AEC在DAC和AOC之間提供了理想的中間部分電纜選擇。
底線：在最長7.0m傳輸長度機架中，AEC是實現(xiàn)各行服務器之間清潔的高速連接的絕佳選擇。盡管它們使用了電力，但其小直徑尺寸幫助改善了氣流。
克服傳輸距離問題：光纖
AOC則是另一個重要的選擇，使用了可以清潔信號且?guī)缀鯚o損的光纖電纜。當數(shù)據(jù)通過AOC時，幾乎沒有數(shù)據(jù)丟失。而且，鑒于這種結構，AOC能夠在更長的連接長度上可靠地傳輸數(shù)據(jù)——事實上，這些距離可以以公里為單位來度量。
在可用的三種線纜選項中，AEC相比DAC成本昂貴，而AOC則是三種類型中最昂貴的。雖然在許多案例中，升級到光纖的成本可能高達原始銅纜成本的10倍，但這些光纖電纜非常適合機架至機架，以及服務器行至行的連接，尤其是在性能閾值要求嚴苛，電纜連接距離很長的大型數(shù)據(jù)中心。這意味著在機架內(nèi)連接各行的服務器時，使用AOC沒有經(jīng)濟效益，而DAC和AEC電纜是在經(jīng)濟方面更合適的選擇。
我們示例中提及的北達科他州云運營數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在將 AOC 用于更長距離應用 (>7.0m)，例如連接TOR行尾交換機。在112 Gbps PAM-4 甚至更高數(shù)據(jù)速率下，AOC不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失問題。北達科他州設施還使用光纖連接位于德克薩斯州和弗吉尼亞州的數(shù)據(jù)中心，并且，這種長距離連接態(tài)勢繼續(xù)向前發(fā)展，最終將會連接位于歐洲、亞洲和全球其他地方的數(shù)據(jù)中心。
底線：AOC及其強大的光纖功能同時為服務器行至行和數(shù)據(jù)中心至數(shù)據(jù)中心的連接提供了出色的解決方案
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作者：Molex莫仕銅纜解決方案產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理 Chris Kapuscinski
Molex莫仕I/O解決方案總經(jīng)理 Chad Jameson
