数据中心、企业和高性能计算环境需要弹性且定义的 50G、100G、200G 和 400G 线缆,用于机架内和机架之间的互连。随着 400G 技术的发展,用于短距离数据中心互连的 400G 直连线缆现已批量生产并上市,包括 400G DAC 和 400G AOC。

目前,400G DAC和400G AOC提供两种主要封装类型:QSFP-DD和OSFP,这两种封装都使用8*50Gb/s PAM4电调制格式。除了400G直连电缆之外,还有400G直连电缆高速分支电缆和400G AOC有源分支电缆,它们在分支电缆的一端使用一个400G连接器,在另一端使用几个同样低速率的连接器(总速率为400G)。400G DAC/AOC类型如下:

产品类别产品名称描述最大传输距离应用
400G QSFP-DD DAC 直连线缆QSFP-DD 至 QSFP-DD DAC两端各有一个 400G QSFP-DD 连接器,每个连接器有八个 50G PAM4 电通道3 米400G设备直连
400G QSFP-DD DAC 高速分支线缆QSFP-DD 转 2*200G QSFP56 DAC一端为 400G QSFP-DD 连接器,另一端为 2 个 200G QSFP56 连接器,每个 200G QSFP56 连接器有 4 个 50G PAM4 电通道3 米400G-200G 分支通道
400G QSFP-DD DAC 高速分支线缆QSFP-DD 至 4*100G QSFP DAC一端为400G QSFP-DD连接器,另一端为4个100G QSFP连接器,每个100G QSFP连接器有2个50G PAM4电通道3 米400G-100G 分支通道
400G QSFP-DD DAC 高速分支线缆QSFP-DD 转 8*50G SFP56 DAC一端为400G QSFP-DD连接器,另一端为8个50G SFP56连接器,每个50G SFP56连接器有1个50G PAM4电通道3 米400G-50G 分支通道
400G QSFP-DD AOC 直连线缆QSFP-DD 至 QSFP-DD AOC两端各有一个 400G QSFP-DD 连接器,每个连接器有八个 50G PAM4 电通道70米(OM3);100米(OM4)400G设备直连
400G QSFP-DD AOC有源分支光缆QSFP-DD 至 2*200G QSFP56 AOC一端使用 400G QSFP-DD 连接器,另一端使用 2 个 200G QSFP56 连接器,每个 200G QSFP56 连接器有 4 个 50G PAM4 电通道70米(OM3);100米(OM4)400G-200G 分支通道
400G QSFP-DD AOC 有源分支光纤电缆QSFP-DD 至 8*50G SFP56 AOC一端为400G QSFP-DD连接器,另一端为8个50G SFP56连接器,每个50G SFP56连接器有1个50G PAM4电通道70米(OM3);100米(OM4)400G-50G 分支通道
400G OSFP DAC 直连线缆OSFP 至 OSFP DAC两端各有一个 400G OSFP 连接器,每个连接器有八个 50G PAM4 电通道3 米400G设备直连
400G OSFP DAC 高速分支电缆OSFP 转 2*200G QSFP56 DAC一端采用400G OSFP连接器,另一端采用两个200G QSFP56连接器,每个200G QSFP56连接器有四个50G PAM4电通道3 米400G-200G 分支通道
400G OSFP DAC 高速分支电缆OSFP 转 4*100G QSFP DAC一端为 400G OSFP 连接器,另一端为 4 个 100G QSFP 连接器,每个 100G QSFP 连接器有 2 个 50G PAM4 电通道3 米400G-100G 分支通道
400G OSFP DAC 高速分支电缆OSFP 转 8*50G SFP56 DAC一端为400G OSFP连接器,另一端为8个50G SFP56连接器,每个50G SFP56连接器有1个50G PAM4电通道3 米400G-50G 分支通道
400G OSFP AOC 直连线缆OSFP 至 OSFP AOC两端各有一个 400G OSFP 连接器,每个连接器有 8 个 50G PAM4 电通道70米(0OM3);100米(OM4)400G设备直连


从上表可以看出,400G DAC与400G AOC最大的区别在于传输距离,400G DAC最多只能支持3米,而400G有源光缆则最多可以支持70米(OM3)或100米(OM4)。这是因为两者使用的传输介质不同,400G直连光缆使用铜缆作为传输介质,而400G AOC使用光纤作为传输介质。除此之外,400G DAC与400G AOC还存在以下区别:

可用类型——就目前市场情况而言,400G直连光缆种类繁多,而400G有源光缆有源分支光缆和QSFP-DD转4*100G QSFP AOC暂时还没有上市。因此相对而言400G DAC高速线缆可以满足更多的连接需求。

体积和重量——由于光纤比铜芯更小更轻,因此400G有源光缆的体积和重量与400G直连线缆相比较小。400G AOC体积是400G直连线缆的一半,重量只有400G直连线缆的四分之一。此外,400G有源光缆的弯曲半径小于400G QSFP-DD DAC。

抗干扰能力——由于400G AOC的芯线是光纤,是一种绝缘材料,不导电。因此,在数据传输过程中不易受到电磁、雷电或无线电信号的干扰。而400G DAC的线缆是铜芯,铜芯导电,易受雷电等干扰。

价格 – 由于光纤一般比铜缆贵,因此400G有源光缆的价格通常会高于400G DAC的价格(前提:同等级或同套餐)。如果400G DAC的传输距离可以满足您的网络需求,您可以优先选择400G直连线,这样可以有效节省成本。

展望未来


400G DAC和400G AOC都是机架内或相邻机架间互连最具成本效益的解决方案,但当传输距离大于100米时,使用400G光模块和与之匹配的光纤(如MTP-16光纤跳线)是最佳解决方案。随着400G以太网的商业化和规模化,400G QSFP-DD光模块和400G OSFP光模块已陆续进入市场并开始量产。

关于400G DAC和AOC的问答


问:为什么400G DAC/AOC采用PAM4调制?

答:因为PAM4是一种比NRZ调制方式更有效的调制技术,可以有效提高带宽利用率。在相同的波特率下,PAM4的吐出量是NRZ的两倍,这意味着PAM4可以在不增加额外光纤的情况下增加网络带宽,有效提高带宽利用率。

问:400G DAC/AOC的关键技术有哪些?

答:400G DAC/AOC的关键技术是PAM4和DSP,因为PAM4比NRZ对噪声更敏感,尤其是在400G有源光缆中。因此,引入DSP来弥补PAM4的这一缺点。DSP作为高速数字处理芯片,不仅可以提供数字时钟恢复功能(由CDR提供),还可以进行色散补偿操作,以消除噪声、非线性和其他干扰因素。


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