با افزایش سرعت انتقال اطلاعات و ذخیره سازی دادهها، نیاز به مراکز داده با مقیاس بزرگ، افزایش یافته است؛ بنابراین تمرکز روی به وجود آمدن مراکز داده لبه یا غیر متمرکز هم بیشتر شده است. در حالی که مراکز بزرگ در خدمت شرکتهایی مانند آمازون، مایکروسافت و گوگل هستند، سازمانهای دیگر، به احداث مراکز داده کوچکتر و نزدیک به استفاده کننده اطلاعات، تمایل دارند. در هر دو مورد ذکر شده، برای پیوند دادن مراکز داده به یکدیگر استفاده از کابلهای مسی مستقیم یا کابل های DAC و کابلهای نوری فعال (AOC) ضروریست.
لایه پیوند داده، چیست؟
یک لایه فیزیکی جهت ارتباط بین سرورهاست که تضمین میکند تمام منابع محاسباتی با پتانسیل کامل خود استفاده شوند. سرعت و یکپارچگی این کانکتورها میتواند تفاوت زیادی ایجاد کند. لایه پیوند داده، شامل کابلهای مسی متصل مستقیم یا کابل DAC، کابلهای نوری فعال (AOC) و مجموعههای کابل فیبر نوری متصل به فرستندههای گیرنده در سراسر مرکز داده هستند.
سوال این است که هر کدام چگونه کار میکنند و چرا برای نصب، نگهداری و استقرار بسیار مهم هستند؟
AOC
یک کابل نوری فعال است که از دستگاههای نوری الکترونیکی (دو گیرنده نوری و جهنده کابل نوری) تشکیل شده است. کابلهای نوری فعال عمدتا در مراکز داده، کامپیوترهای با کارایی بالا ، ذخیره سازی با ظرفیت بالا و سایر تجهیزات برای انجام تجهیزات انتقال سریع و قابل اطمینان اتصالات به کار میروند. برنامه AOC یک رابط الکتریکیست که با الزامات استانداردهای صنعتی مطابقت دارد. با استفاده از تبدیل داخلی الکتریکی-نوری-الکتریکی، کابل نوری را قادر میسازد تا انتقال داده کارآمد و پایدار را انجام دهد.
کابل های DAC
کابل اتصال مستقیم پرسرعتیست که میتوان آن را کابل مسی اتصال مستقیم نیز نامید. این نوع پورت کابل قابل تعویض نیست و سر ماژول و کابل مسی از هم جدا نمیشوند. کابل های DAC مسی متداولترین کابلهای اتصال مستقیم برای اتصال سرورها و شبکههای فضای ذخیره سازی در مراکز داده هستند.
کابلهای مسی با اتصال مستقیم، به کابلهای مسی غیر فعال و کابلهای مسی فعال تقسیم میشوند. در این میان، کابلهای مسی غیرفعال بیشتر استفاده میشوند. از آنجا که کابلهای مسی غیرفعال مقرون به صرفه و سریع هستند، بهترین راه حل را برای انتقال از راه دور ارائه میدهند. برنامه کابل های DAC معمولاً در اتاقهای رایانه مرکز داده روی سوئیچها استفاده میشوند و میتوان از هر دو نوع غیر فعال و فعال استفاده کرد.
نیاز به سرعت
دو جنبه در مساله سرعت وجود دارد: نیاز به سرعت در فاصلههای کوتاه بین سرورها و نیاز به سرعت در فواصل طولانیتر. انواع مختلف کابلها در هر فاصله، متفاوت عمل میکنند.
به عنوان مثال، DACها اغلب در فواصل کوتاه استفاده میشوند و واحدها را در همان رک سرور به یکدیگر متصل میکنند. آنها میتوانند فعال یا غیرفعال باشند – اتصالات فعال بخشی از مدار پردازش سیگنال هستند و اتصالات غیرفعال به سادگی انرژی را حمل میکنند. کابل های DAC، به جای فیبر از مس ساخته شدهاند.
مقایسه کابلهای DAC/AOC
کابل های DAC برای اتصال سوئیچها، سرورها و ذخیرهسازی داخل رکها استفاده میشوند، در حالی که کابلهای AOC بیشتر برای اتصال سوئیچها، سرورها و ذخیرهسازی بین رکهای مختلف در مراکز داده استفاده میشوند. علاوه بر این، کابل های DAC و AOC در جنبههای زیر با یکدیگر متفاوت هستند.
مصرف برق
به طور معمول، مصرف برق کابلهای AOC بیشتر از کابلهای DACw2-1 است. در حالی که مصرف برق کابل های DAC کمتر از 1 وات است و کابلهای غیرفعال به دلیل طراحی حرارتی کابلهای مسی اتصال مستقیم، تقریباً هیچ مصرف برقی در مقدار کمتر از 0.15 وات ندارند. در نتیجه، هزینههای عملیاتی مصرف برق در هنگام استفاده از گزینههای DAC کاهش مییابد.
فاصله انتقال
با استفاده از فناوری فیبر نوری، کابل AOC میتواند در فواصل طولانیتر – 100 متر، انتقال را انجام دهد، در حالی که محدودیت طول پیوند کابل DAC ده متر است. ( به طور خلاصه، راه حلهای کابل کشی DAC برای انتقال کوتاه برد مناسب هستند، در حالی که راه حلهای AOC در موارد شبکههای دوربرد استفاده میشوند.
توجه: حداکثر فاصله سیگنالی که میتواند از طریق کابل های DAC منتقل شود بسته به نرخ داده تغییر میکند. با افزایش نرخ داده، طول پیوند کاهش مییابد، برای مثال، کابل های 100G) DAC) فقط تا 5 متر میتوانند انتقال دهند.
هزینه
به طور کلی، DAC دارای ساختار داخلی نسبتاً ساده با اجزای کمتر است و کابلهای مسی بسیار ارزانتر از کابلهای فیبر هستند. هنگامی که در مراکز داده در مقیاس بزرگ پیاده سازی شود، مقدار زیادی از کابلهای DAC در مقایسه با گزینه های AOC صرفه جویی میشود.
کابل های DAC در واقع یک راه حل مقرون به صرفه نسبت به AOC ها، برای برنامههای کاربردی کوتاه برد ارائه میدهد؛ اما برای برنامههای دوربرد، عاقلانه است که با مقایسه این دو گزینه، لیست هزینههای کلی را بررسی کنید.
ایمنی EMI
تداخل الکترومغناطیس (EMI)، به اختلال ایجاد شده توسط یک منبع خارجی اشاره دارد که بر مدار الکتریکی تأثیر میگذارد. همانطور که قبلا ذکر شد، کابل نوری فعال حاوی فیبرهای نوریست – نوعی دی الکتریک که نمیتواند جریان الکتریکی را هدایت کند.-
بنابراین، کابلهای AOC در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند. با این حال، به دلیل ماهیت مس با ارسال سیگنالهای الکتریکی، کابلهای مسی متصل شده مستقیم در برابر اثرات EMI آسیب پذیرهستند.
سناریوهای کاری DAC/AOC
کاربرد معمولی کابل های DAC
استفاده عمده از 10G SFP+ DAC، اتصال سوئیچ ها/سرورها به سوئیچهای داخل یا مجاور رک است. به عبارت دیگر، این کابلهای اتصال مستقیم 10 گیگ را میتوان به عنوان جایگزینی برای اتصالات ToR (Top of Rack) بین سوئیچ 10G ToR و سرور یا انباشته شدن سوئیچهای 10 GbE استفاده کرد. از آنجایی که 10G SFP+DAC معمولاً از طول پیوند 7 متر با مصرف انرژی کم، تأخیر کم و هزینه کم پشتیبانی میکند، این گزینه یک انتخاب ایده آل برای این اتصالات میان برد سرور به سوییچ است.
کاربرد معمولی کابل 10G SFP+ AOC
بدون محدودیتهای دقیق طول پیوند، 10G SFP+ AOC معمولاً در چندین مکان در مرکز داده مانندToR ، EoR (انتهای ردیف) و MoR (وسط ردیف) استفاده میشوند. مانند کابل های DAC سرورها همگی به یک سوئیچ اترنت Top of Rack متصل میشوند و هر یک از آنها یک یا دو اتصال اترنت تا سوئیچ خواهند داشت و اینها را میتوان با استفاده از کابلهای AOC وصل کرد.
علاوه بر این، استفاده از AOCهای 10G در مرکز داده میتواند در چندین حوزه اصلی شبکه مانند Spine، Leaf یا Core سوئیچینگ نیز تحقق یابد. اتصالات متقابل معمولاً با پذیرش 10G SFP + AOC و با حداکثر دستیابی نظری آنها تا 100 متر انجام میشود.