在数据中心、高性能计算机和大容量存储器等设备间需要进行短距离、高速率、和高可靠性互联传输,普遍使用的传输方案是DAC。本文对DAC的基本概念做简单介绍。

1. 什么是DAC?

      Direct Attach Cable,简称DAC,一般译为直接连接电缆或直连铜缆,是两端带有固定接头的线缆组件,通常情况下以固定长度采购。DAC又分无源DAC (Passive Copper Cable)和有源DAC(Active Copper Cable)两种。DAC中间传输的都是电信号,不涉及到电到光或光到电的转换。

      无源DAC使用屏蔽的高速差分铜缆,两端的电路板上没有芯片,整个信号传输过程中,未对信号做任何处理(参考图1)。无源DAC是短距离应用的优选方案,普遍应用于数据中心同机柜或相邻机柜之间的数据传输,其最大的特点是低成本、超低功耗(小于 0.1瓦)和高可靠性。 

 

图1 无源铜缆框图

      有源DAC与无源DAC类似,也是使用屏蔽的高速差分铜缆,不过其内部具备预加重、均衡等高速电信号补偿芯片,对电信号传输过程中的衰减进行补偿,可以增加无补偿功能交换机等设备之间的数据传输距离(参考图2)。相对于无源DAC,其最大的特点是使用的线缆更细,传输的距离更长。

图2 有源铜缆框图

      2. DAC结构

      2.1 高速线缆结构

      连接DAC两端模块的是高速屏蔽差分线缆,其性能对整个DAC的性能起着关键作用,而其结构又对齐性能有着重要影响。 

 

图3 2对高速线缆的典型单地线结构

      图3所示的为2对高速线缆的典型单地线结构,主要用于SFP类型需要单发单收的DAC。其中最核心的是高速线,材质为镀银铜线,高速线外包裹着绝缘发泡层。一对高速线、绝缘发泡层和地线被外面的铝箔屏蔽层包裹着,组成了差分传输线结构,这个结构的材料、线径、工艺等,对线材的关键参数插损、反射、延时有着决定性作用。

      两对差分线束外面还有金属编制编织网和包层,金属编织网起屏蔽作用,包层主要起保护加固作用,包层的材料常见的为PVC,也有低烟无卤LSZH型,颜色通常为黑色,也可以定制其他颜色。

图4 8对高速线缆的典型单地线结构

      图4为8对高速线缆的典型单地线结构,与2对的类似,主要用于QSFP类型的需要4发4收的DAC。

      2.2 端子两端模块介绍

      DAC两端的模块接口与普通光模块接口相同,主要有SFP和QSFP两种类型。其结构如下,图5、图6为SFP+、SFP28类型端子结构图,图7、图8为QSFP、QSFP28类型端子结构图。 

 

图5 SFP类型端子模块外形结构

 

图6 SFP类型端子模块结构分解

图7 QSFP类型端子模块外形结构

图8 QSFP类型端子模块结构分解

      3. 常见DAC类型 

      3.1、SFP-SFP

      SFP-SFP主要有10G速率 SFP+转SFP+ DAC和25G速率 SFP28转SFP28 DAC,外观如下: 

 

图9

      3.2、QSFP-QSFP

      QSFP-QSFP主要有40G速率QSFP+转QSFP+ DAC和100G速率QSFP28转QSFP28 DAC,外观如下: 

 

图10

      3.3、QSFP-4SFP

      QSFP-4SFP主要有40G速率QSFP+转4xSFP+ DAC和100G速率QSFP28转4xSFP28 DAC,外观如下: 

 

图11

      4. 不同线缆的对比

      常规的线缆有无源DAC、有源DAC和有源AOC,这几种产品有不同的优缺点,对应了不同的应用场景,下表格对DAC和AOC的各项重要参数进行了对比,以帮助客户选择合适的产品: 

表1 

 

传输介质

线径

传输距离

功耗

成本

无源铜缆DAC

铜线

短(≤10m)

超低

有源铜缆DAC

铜线

中(≤15m)

有源光缆AOC

光纤

长(≤30m)

      5. 小结

      本文简单介绍了DAC的基本概念,以帮助客户有一个初步的认识,解决在使用时的疑问,更多深入的了解,后续会持续介绍。

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