Что такое OSFP DAC и как его использовать?

Поскольку центры обработки данных и высокопроизводительные вычислительные среды требуют более быстрого и надежного подключения, кабели OSFP DAC (Octal Small Form-factor Pluggable Direct Attach Copper) стали краеугольным камнем для высокоскоростных сетей. Эти кабели обеспечивают исключительную пропускную способность, низкую задержку и экономически эффективные решения для передачи данных на короткие расстояния. В этой статье мы рассмотрим, что такое кабели OSFP DAC, их основные характеристики, как они сравниваются с другими технологиями, практические приложения и пошаговые инструкции по их использованию. Независимо от того, являетесь ли вы сетевым инженером или ИТ-специалистом, это руководство поможет вам понять, почему OSFP DAC формирует будущее подключения центров обработки данных.

Чтобы лучше понять конструкцию и функциональность кабелей OSFP DAC, полезно увидеть их в действии. В следующем видео подробно рассматриваются кабели OSFP DAC, демонстрируя их физические характеристики и то, как они интегрируются в высокоскоростные сетевые среды.

Что такое OSFP-DAC?

Кабели OSFP DAC — это высокоскоростные медные кабели, предназначенные для прямого соединения между сетевыми устройствами, такими как коммутаторы, маршрутизаторы и серверы, в центрах обработки данных. Используя форм-фактор Octal Small Form-factor Pluggable (OSFP), эти кабели поддерживают восемь дифференциальных пар, каждая из которых способна передавать до 25 Гбит/с, что обеспечивает общую пропускную способность 400 Гбит/с. В отличие от оптических трансиверов, кабели OSFP DAC используют медные проводники, что устраняет необходимость в дополнительных оптических компонентах, что снижает затраты и упрощает развертывание.

Чтобы обеспечить более четкое понимание Кабели ЦАП OSFP, следующее видео наглядно демонстрирует их конструкцию и функциональность в высокоскоростных сетевых средах.

В этой демонстрации рассматривается физическая структура кабелей OSFP DAC и их роль в современных центрах обработки данных, что упрощает понимание их практического применения.

Это двухжильные медные кабели, которые могут включать или не включать провода возврата сигнала GND. Некоторые кабели используют экранирующую металлическую фольгу, подключенную к GND для возврата сигнала вместо проводников GND.

Основные характеристики кабелей OSFP DAC

Кабели OSFP DAC разработаны с учетом требований современных сетей и обладают следующими выдающимися характеристиками:

• Высокая пропускная способность: благодаря восьми полосам, поддерживающим скорость 25 Гбит/с каждая, кабели OSFP DAC обеспечивают скорость до 400 Гбит/с, что идеально подходит для приложений с интенсивным использованием полосы пропускания, таких как искусственный интеллект, облачные вычисления и аналитика больших данных.
• Эффективность на малых расстояниях: кабели OSFP DAC, оптимизированные для расстояний от 0.5 до 2 метров, идеально подходят для внутристоечных и межстоечных соединений в компактных центрах обработки данных.
• Низкая задержка: высококачественные медные проводники и оптимизированная конструкция кабеля сводят к минимуму потерю сигнала, обеспечивая передачу с малой задержкой, что критически важно для приложений реального времени.
• Экономическая эффективность: исключая необходимость в оптических трансиверах, кабели OSFP DAC снижают как затраты на оборудование, так и эксплуатационные расходы.
• Совместимость: Эти кабели предназначены для прямого подключения к портам OSFP и совместимы с широким спектром сетевого оборудования, включая сетевые карты NVIDIA ConnectX-7 и коммутаторы ведущих брендов.
• Прочная конструкция: изготовленные из прочных материалов кабели OSFP DAC выдерживают колебания температуры и физические нагрузки в центрах обработки данных.

Для высокочастотных сигналов сохранение непрерывности импеданса имеет решающее значение. На этот параметр влияют материал проводника, диаметр провода, расстояние между проводами и диэлектрическая проницаемость изолирующей среды.

Производство кабелей, соответствующих этим строгим требованиям, является сложной задачей. Например, фторсодержащие изоляционные материалы, такие как тефлон, которые становятся мягкими при вспенивании, могут вызывать структурные деформации во время применения, что приводит к изменению импеданса и искажению сигнала.

Кроме того, для балансных характеристик необходимо учитывать различные уровни твердости изолирующих средовых наполнителей. Скорость волны сигнала коррелирует с диэлектрической проницаемостью, а дисбаланс диэлектрической проницаемости дифференциальных сигналов может привести к синфазному шуму, вызванному задержками, тем самым ухудшая качество сигнала.

Высокочастотные сигнальные кабели сложны в изготовлении, а при сборке этих кабелей также необходимо учитывать несоответствие импеданса паяных соединений, эффекты выводов проводов и т. д.

Ниже приведен пример ЦАП FiberMall с корпусом OSFP, который часто встречается в оптических модулях.

Внутри ЦАП просты, с несколькими электронными чипами. Сначала нужно осмотреть внешнюю оболочку и внутренние золотые пальцы печатной платы с возможностью горячей замены, а также точки пайки кабелей.

Кабели OSFP DAC и AOC

При выборе между OSFP DAC и активными оптическими кабелями (AOC) необходимо учитывать несколько факторов:

• Стоимость: кабели OSFP DAC значительно более доступны, чем Кабели АОС, поскольку им не требуются активные оптические компоненты, что делает их экономичным выбором для соединений на короткие расстояния.
• Потребляемая мощность: кабели OSFP DAC, особенно пассивные модели, потребляют практически нулевую мощность по сравнению с AOC, которым требуется питание для активных компонентов (приблизительно 440 мВт).
• Расстояние: кабели OSFP DAC идеально подходят для коротких расстояний (0.5–2 метра), тогда как кабели AOC поддерживают большие расстояния (до 100 метров), что делает их подходящими для более крупных центров обработки данных.
• Пример использования: OSFP DAC отлично подходит для сред с высокой плотностью и малым радиусом действия, например, для внутристоечных соединений, тогда как AOC лучше подходят для межстоечных или межцентровых соединений.

Различия между кабелями OSFP DAC и AOC можно лучше оценить с помощью реальных демонстраций. Видео ниже исследует эти технологии в действии, подчеркивая их практическое применение и эксплуатационные характеристики в высокоскоростных средах центров обработки данных.

Это визуальное сравнение помогает понять, когда следует выбирать OSFP DAC, а не AOC для ваших сетевых потребностей.

Паяные соединения печатной платы должны быть как можно меньше, чтобы избежать резонанса, вызванного паразитными параметрами L, C и R. FiberMall использует контактные площадки для поверхностного монтажа, чтобы обеспечить целостность сигнала после сборки.

Кроме того, печатная плата включает в себя зажим для кабеля; зажим и печатная плата спаяны традиционным способом, в то время как кабель и зажим соединены с помощью лазерной сварки, чтобы избежать деформации.

На верхней поверхности печатной платы расположено 8 пар дифференциальных кабельных зажимов, еще 8 пар — на нижней.

Технические характеристики кабелей OSFP DAC

Чтобы в полной мере оценить возможности кабелей OSFP DAC, необходимо понимать их технические характеристики:

• Скорость передачи данных: поддерживает до 400 Гбит/с (8 полос x 25 Гбит/с) с использованием модуляции PAM4, а также новые конфигурации с двумя портами 800G, доступные для сетей следующего поколения.
• Длина кабеля: обычно составляет от 0.5 до 7 метров, при этом пассивные ЦАП оптимизированы для более коротких расстояний (0.5–2 метра), а активные медные кабели (ACC) имеют длину до 7 метров.
• Тип разъема: конфигурации OSFP-OSFP или OSFP-QSFP-DD, с плоской или оребренной верхней частью для улучшенного терморегулирования.
• Управление импедансом: разработано для поддержания непрерывности импеданса, минимизации искажений сигнала и обеспечения надежной работы на высоких частотах.
• Соответствие стандартам: соответствует отраслевым стандартам, таким как SFF-8431 и IEEE 802.3bs, что обеспечивает совместимость с основными брендами сетевого оборудования.

При демонтаже кабельного зажима внутренняя структура обнажает клеммы сигнальной линии.

На задней части имеются два U-образных паза для крепления проволочных сердечников, которые затем фиксируются путем прессования двух металлических деталей и лазерной сварки.

Кроме того, для соединения с землей используется металлическая деталь; передний конец припаян к печатной плате, а на заднем конце используется пружинная деталь для упругого контакта с экранирующим слоем кабеля, образуя полный обратный путь сигнала.

Вид сбоку показывает выравнивание кабеля и его запрессовку в зажим.

Как установить и использовать кабели OSFP DAC

Развертывание кабелей OSFP DAC в вашем центре обработки данных — простая задача, но правильная установка гарантирует оптимальную производительность. Выполните следующие действия:

• Подготовка: Проверьте совместимость портов OSFP ваших устройств и кабеля OSFP DAC. Убедитесь, что у вас есть правильная длина кабеля (например, 0.5 м, 1 м или 2 м) для вашей настройки.
• Подключение: Вставьте разъем OSFP DAC в порт OSFP вашего коммутатора, маршрутизатора или сервера до щелчка. Избегайте чрезмерных усилий, чтобы предотвратить повреждение.
• Управление кабелями: прокладывайте кабель так, чтобы избежать резких изгибов или натяжения, которые могут повлиять на целостность сигнала. Используйте кабельные органайзеры для оптимизации воздушного потока и уменьшения беспорядка.
• Тестирование: Используйте сетевой тестер для подтверждения подключения и проверки на предмет потери сигнала или ошибок. Убедитесь, что кабель соответствует требуемой пропускной способности (например, 400 Гбит/с).
• Техническое обслуживание: периодически проверяйте разъемы на наличие пыли и повреждений и очищайте их салфетками для оптического класса, чтобы поддерживать работоспособность.

Для пошагового наглядного руководства по установке кабелей OSFP DAC посмотрите следующее видео, в котором демонстрируются передовые методы настройки и обслуживания.

В этом руководстве приведены практические советы по развертыванию кабелей OSFP DAC, обеспечивающих бесшовную интеграцию в вашу сеть.

Лазерная сварка сигнальных линий обеспечивает металлургическое соединение и удаляет лишние клеммы, предотвращая шум от отражений электромагнитных волн, вызванных эффектами хвостового шлейфа.

Кабельные зажимы могут быть разных типов.

Применение OSFP DAC

Кабели OSFP DAC широко используются в высокопроизводительных средах, в том числе:

• Центры обработки данных: подключение коммутаторов и серверов в стойках для высокоскоростной передачи данных с малой задержкой.
• Высокопроизводительные вычисления (HPC): поддержка искусственного интеллекта, машинного обучения и научного моделирования с высокими требованиями к пропускной способности.
• Облачные вычисления: обеспечение быстрых взаимосвязей для поставщиков облачных услуг, таких как AWS, Google Cloud и Azure.
• Сети InfiniBand: поддержка сетевых карт NVIDIA ConnectX-7 и коммутаторов Quantum-2 для приложений NDR 400G и 800G.

По мере роста спроса на OSFP DAC эти кабели становятся незаменимыми для масштабируемых сетевых решений высокой плотности.

Тенденции отрасли и будущее OSFP DAC

Рост числа кабелей OSFP DAC соответствует более широким тенденциям отрасли в сторону более высокой пропускной способности и энергоэффективности. Основные разработки включают:

• Переход на 800G: новые решения OSFP DAC, такие как двухпортовые кабели OSFP 800G от FiberMall, поддерживают конфигурации 2x400G, что подходит для гипермасштабируемых центров обработки данных.
• Интеграция кремниевой фотоники: Достижения в области кремниевой фотоники повышают производительность ЦАП OSFP, обеспечивая более высокие скорости передачи данных и улучшенную целостность сигнала.
• Устойчивость: низкое энергопотребление кабелей OSFP DAC (практически нулевое для пассивных моделей) способствует созданию экологически безопасных центров обработки данных.
• Стандартизация: отраслевые группы, такие как OSFP MSA, обеспечивают совместимость, способствуя внедрению таких поставщиков, как NVIDIA, Cisco и Arista.

Заглядывая вперед, кабели OSFP DAC готовы поддерживать соединение 1.6T с конфигурациями OSFP-XD, что станет еще одной революцией в высокоскоростных сетях.

Кабели OSFP DAC — это революционное решение для высокоскоростного подключения на короткие расстояния в центрах обработки данных и средах HPC. Благодаря высокой пропускной способности, малой задержке и экономической эффективности они отвечают требованиям современных приложений, предлагая масштабируемость для будущих обновлений. Понимая их особенности, передовые методы установки и тенденции отрасли, вы можете использовать OSFP DAC для оптимизации вашей сетевой инфраструктуры. Изучите полный ассортимент кабелей OSFP DAC от FiberMall, чтобы найти идеальное решение для ваших потребностей в подключении.