作者：Chad Jameson
输入/输出解决方案总经理
数据中心的速度要求经历了翻天覆地的演变。随着对 20 Gbps、56 Gbps 和如今 112 Gbps 的需求，消费者和品牌对更快、更高效在线体验的期望要求数据中心不断转型。
这一转型的速度在未来也不会丝毫放缓。
随着我们期待运行频率再次跃升且数据速率攀升至 224 Gbps，数据中心将不得不再次转变其结构。高速电缆，尤其是直连电缆 (DAC)，历来是连接机架内服务器的首选解决方案，在帮助数据中心快速高效升级方面发挥着至关重要的作用。但随着频率要求的提高和数据传输速度的不断攀升，数据中心经理将需要多功能的布线工具箱。
鉴于数据中心需要越来越高的频率，在规划所需的电缆时请切记，随着频率的每次增加，DAC 的长度容量将一再缩短。例如，在 224 Gbps 下，DAC 能连接并传输高质量数据的最大长度为 1.0 m。为了桥接更长的长度，有源电缆 (AEC) 和有源光缆 (AOC) 必须填补 DAC 在支持即插即用升级方面的不足。换句话说，当今的数据中心经理在选择管理不同机架架构的选项时，不能再局限于传统电缆。数十年来，无源电缆（如 DAC）一直主导着机架架构，但随着我们迈入下一代频率，有源电缆不仅会变得更加普及，而且必不可少。
为了迎接未来并最大限度地提高当前性能，以下是在选择电缆解决方案以满足不断变化的数据中心需求时的一些关键考虑因素。
短连接和功率预算
DAC 已成为机架内的标准连接解决方案。在 56 Gbps PAM-4（一种脉冲幅度调制技术）下，DAC 可以有效连接长达 3.0 m 的机架排，但更高的数据传输速度会在这些无源电缆中产生损耗。随着数据传输率的攀升，DAC 的理想长度将为 1.0 m 或更短，这可能不足以将架顶式 (TOR) 交换机与位于机架底部的服务器连接起来。
由于电缆组件中没有电子元件，DAC 提供了一种直接传输数据的无源解决方案。因此，除了适用于机架内的连接外，它们还非常适合增加功率可能会导致机架整体功耗更大的情况。
北达科他州的云运营数据中心展示了 DAC 的实际应用。其 7 英尺机架正忙于数据传输活动；TOR 交换机通过 DAC 与下方的每台服务器进行通信。对于以较低频率运行的繁忙数据中心而言，DAC 是一个不错的解决方案，因为其成本比其他布线解决方案更低，并且不会增加散热预算。此外，在 56 Gbps PAM-4 下，DAC 可以有效地将 TOR 交换机连接到机架上的所有服务器（从顶排到底排）。
随着时间的推移和对性能预期的提高，数据中心升级到了 112 Gbps PAM-4。DAC 仍将 TOR 交换机连接到上排服务器，但当超过 2.0 m 时，它们在较高数据传输率下会遭遇不可接受的丢失程度。现在，数据中心经理需要一种替代布线解决方案，以将下方的服务器连接到 TOR 交换机，同时维持可接受的性能。
前提：DAC 不会增加功率预算，并且是运行长达 3.0m 的机架内 56 Gbps PAM-4 应用的可行选择。在 112 Gbps PAM-4 下，它们仍可用于 0.5 至 1.0 m 的长度。
弥合差距：有源电缆
AEC 提供了强大的解决方案，可解决 112 Gbps PAM-4 下对 DAC 跨度过长的问题。低至零的数据丢失和更小直径的电缆为超过 2.0 m 的运行长度提供了更好的电缆选择。
AEC 中内置的重定时器可在入口点和出口点清除信号。数据进入电缆，重定时器对其进行修复，消除噪声并放大信号。当离开电缆时，数据会再次经历相同的过程。与 DAC 相比，AEC 能够在更长的长度上“更干净地”传输数据，并且价格比 AOC 更便宜。
上例中北达科他州云运营数据中心的经理已将 AEC 添加到其布线选项中，并升级至 112 Gbps PAM-4。如今，他们的机架使用 DAC 和 AEC 的组合，有效地为功能更强、频率更高的新数据中心提供两全其美的功能。DAC 仍然是将 TOR 交换机连接到上排服务器的最具成本效益的选项，但数据丢失使其无法用于连接机架中较远位置的服务器。AEC 比光缆更便宜，并提供从上到下的无损连接，随着数据传输速度的提高，其在 DAC 和 AOC 之间提供了理想的补充。
前提：AEC 是机架排之间干净、高速连接的绝佳选择，支持长达 7.0 m 的运行长度。尽管它们消耗电力，但其小直径有助于改善气流。
克服距离挑战：光纤
AOC 使用光缆布线来净化信号并且几乎无损，是另一个重要的选项。当通过电缆传输时，几乎没有任何数据丢失，而且由于这种结构，AOC 可在以公里计的更长距离上可靠地传输数据。
在三种可用电缆选项中，AEC 较之 DAC 更昂贵，而 AOC 是三种类型中最昂贵的一种。尽管在许多情况下升级到光纤的成本可能高达原始铜缆成本的 10 倍，但这些光缆非常适合机架到机架和行到行连接，尤其是在性能门槛高、电缆距离大的大型数据中心中。这意味着当连接机架内的服务器排时，从经济角度来看，AOC 并不是最理想的选择，而 DAC 和 AEC 相对而言更合适。
上述北达科他州云运营数据中心现在将 AOC 用于更长距离的应用 (7.0 m)，例如连接 TOR 行尾交换机。在 112 Gbps PAM-4 甚至更高的数据传输率下，使用 AOC 不用再担心数据丢失。北达科他州的设施还将光纤连接到德克萨斯州和弗吉尼亚州的数据中心，并一直延伸至欧洲、亚洲和全球其他地方的数据中心。
前提：AOC 和光纤的强大功能为行对行和数据中心对数据中心的连接提供了解决方案。
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