有源电缆（AEC）：高速互连的新标准  

有源电缆（AEC）：高速互连的新标准

高速数据中心互连的挑战


人工智能（AI）、云计算与高性能计算（HPC）的快速发展正在推动全球数据中心架构的变革。随着模型规模、训练数据量和计算密度的急剧增长，数据中心网络的带宽、延迟及信号完整性要求显著提高。传统的无源直连铜缆（DirectAttachCopper，DAC）在低速和短距离互连中仍具有一定成本优势，但在传输速率达到100Gbps及以上时，其信号完整性（SignalIntegrity，SI）开始成为主要瓶颈。

在高频高速传输条件下，铜缆通道中的信号衰减、串扰及反射损耗显著增加，导致误码率（BitErrorRate，BER）上升，系统可靠性下降。这一限制使得无源DAC电缆难以满足新一代AI集群和超大规模数据中心的带宽需求。为应对这些挑战，集成信号调理与重定时技术的有源电缆（ActiveElectricalCable，AEC）应运而生，成为短至中距离高速互连的重要解决方案。

市场研究机构LightCounting预测，受AI与云数据中心扩张的推动，2024年至2028年全球AEC市场年复合增长率将超过45%，显示出强劲的产业发展潜力。

有源电缆（AEC）的定义与结构


有源电缆（AEC）由HiWire联盟提出的HiWireAEC规范定义，该规范规定了高速铜互连的电气性能、机械结构及互操作标准。AEC电缆支持100G、200G、400G及800G等多种数据速率，并兼容QSFP56、QSFP-DD与OSFP等主流封装接口。

与无源铜缆不同，AEC在连接器内部集成了有源电路，如重定时器（Retimer）、均衡器（Equalizer）和放大器（Amplifier），可对信号进行动态补偿与再生，从而显著改善信号质量。相比有源光缆（ActiveOpticalCable，AOC），AEC避免了光电转换过程，具备更低的功耗与更高的成本效益。作为介于DAC与AOC之间的中间形态，AEC在性能、能耗和成本之间实现了良好平衡。

AEC的工作原理


AEC的核心机制是高速电信号的实时再生与自适应调节。在56G或112GPAM4单通道传输速率下，铜缆信号易受到频率相关衰减与噪声干扰。AEC通过集成的重定时器与均衡电路对信号进行校正，确保长距离传输下的波形完整性和时序稳定性。

  • 信号路径调理：信号从主机端口输出后经AEC铜缆传输，在电缆内部经过均衡器的高频补偿与放大器的增益调整，从而降低衰减与串扰。
  • 时钟数据恢复（CDR）：内置重定时器对接收信号进行采样重构与时钟恢复，有效减少抖动与误码。
  • 前向纠错（FEC）支持：部分AEC设计结合FEC技术，可在数据链路层进一步提升传输可靠性。

通过上述多级补偿机制，AEC能够在更长的距离范围内维持稳定的高速电气互连性能。

AEC的主要技术优势

随着现代数据中心数据传输速度的不断提升，有源电缆（AEC）已成为确保可靠高速连接的实用解决方案。其设计集成了有源电子元件，可增强信号质量、延长铜缆传输距离并保持能源效率。

1、卓越的信号完整性

AEC内置的重定时器与均衡电路可主动恢复和优化信号质量，显著降低抖动与串扰。在400G及800G链路下仍能保持极低的误码率（BER），确保高可靠性的数据传输。

2、延长传输距离

传统DAC在400G速率下的传输距离通常不超过2–3米，而AEC可在5–7米范围内实现等效性能。这一能力使其特别适用于机架间（inter-rack）或机架中层（middle-of-row,MoR）等中距离互连场景。

3、优越的能耗与成本特性

与AOC相比，AEC不涉及光电转换，显著降低了功耗。典型AEC每端功耗约为10–12W。同时，在相同带宽下，其总体成本低于光纤方案，具备较高的性价比。

4、改善布线与空气流通

AEC采用轻量化柔性铜缆设计，弯曲半径较小，可有效减少机柜内部空间占用，改善散热气流，简化高密度机架布线管理。

5、高可靠性与可扩展性

铜缆结构坚固、耐用，长期运行维护成本较低。AEC可支持从100G到800G的传输速率，并具备向1.6T系统演进的潜力，满足未来AI计算集群对带宽与稳定性的长期需求。

AEC、DAC与ACC的技术比较  

类别 直连铜缆 (DAC) 有源铜缆 (ACC) 有源电缆 (AEC)
技术结构 无源铜链路，无放大元件 含Redriver的线性放大 含重定时器、均衡器及放大器
信号稳定性 在高速下衰减严重 线性放大但噪声同步放大 低抖动，低误码率
典型传输距离 (400G) ≤3米 ≤5米 ≤7米
功耗 无 中等 每端约6–12W
成本 最低 中等 低于AOC
重量与柔性 较重 改善 最轻，柔性优良
典型应用 短距离、低成本链路 中距离互连 中距离高速、低延迟网络

从架构层面看，AEC在信号质量、传输距离与系统稳定性上均优于DAC与ACC，是连接短距离铜缆和长距离光纤方案之间的关键补充。

AEC的典型应用场景


AEC已成为现代数据中心中短至中距离高速互连的核心技术。典型应用包括：

  • 机架顶部（TopofRack，ToR）与机架中部（MiddleofRack，MoR）连接

用于服务器与交换机之间的高速互连，兼顾性能与布线灵活性。

  • AI训练集群

在多节点并行计算环境中，AEC可实现低延迟、高吞吐率的节点互联。

  • 高性能计算（HPC）网络

适用于需要高速数据交换的HPC节点间通信，确保低误码和高可靠性。

  • 云与超大规模数据中心

支撑虚拟化、高密度和模块化网络结构，满足未来扩展需求。

总结


有源电缆（AEC）以其优异的信号恢复能力、较低功耗及成本优势，正成为新一代数据中心高速互连的关键组成部分。它有效弥补了DAC在高带宽环境下的局限性，并为光互连提供了更具经济性与能效优势的替代方案。随着AI与HPC基础设施的持续演进，AEC技术将在实现高带宽、低延迟、低功耗网络互连方面发挥愈加重要的作用。


  CIBIS峰会  

由千家智客主办的2025年第26届中国国际建筑智能化峰会（简称：CIBIS峰会）即将开启。本届峰会以“碳索新机·筑AI未来”为主题，将于2025年10月28日至12月11日期间，巡回登陆成都（10月28日）、西安（10月30日）、北京（11月18日）、上海（11月20日）、广州（12月11日）五大核心城市，全面开启一场面向“双碳”目标与AI时代的建筑智能化革新盛宴！

报名参会

北京站：https://hdxu.cn/1qhb5

上海站：https://hdxu.cn/1qhb7

广州站：https://hdxu.cn/1qhb8

成都站：https://hdxu.cn/1qhb3（已办）

西安站：https://hdxu.cn/1qhav（已办）

更多2025年峰会信息，详见峰会官网：http://summit.qianjia.com