Qual tipo de cabeamento é o ideal para Data Center?

A alta densidade de dados está impulsionando o desenvolvimento dos data centers? Sem dúvida. À medida que mais empresas e consumidores aproveitam os serviços nativos em nuvem e intensivos em dados, os princípios de alta densidade ajudam os operadores de data centers a fazerem mais dentro de um determinado espaço físico. Desde a melhoria da utilização do espaço até a redução dos custos operacionais, muitas considerações são levadas em conta ao projetar e implantar data centers de alta densidade. Uma das decisões mais fundamentais envolve a seleção dos cabos certos para conectar switches, servidores e outros equipamentos de rede dentro do data center.

 

Nesse sentido, os operadores de data centers têm várias opções, incluindo cabos passivos de conexão direta (Direct Attach Cables – DACs), DACs ativos e cabos ópticos ativos (Active Optical Cables – AOCs). Tanto as variantes passivas quanto as ativas dos DACs apresentam fios de cobre que conectam dois módulos transceptores fixos em cada extremidade, sem componentes ópticos. Os DACs passivos não contêm componentes ativos, enquanto os AECs (um tipo específico de DAC ativo) possuem um retimer que utiliza processamento de sinal digital (DSP) ou recuperação de dados do clock (CDR). Faremos uma comparação entre esses dois tipos de DACs e os AOCs, que utilizam fibra óptica multimodo conectada entre dois transceptores fixos em vez de fio de cobre.”

Qual cabo é o melhor para o meu data center

Tanto os modelos DACs passivos quanto os ativos, bem como os AOCs, funcionam como alternativas à compra separada de transceptores individuais e cabos. Assim como em muitos projetos de design e engenharia, a escolha dos cabos adequados para sua rede envolve uma série de compensações. Tamanho, consumo de energia, alcance e custo são apenas alguns dos parâmetros que precisam ser considerados para determinar quais cabos são adequados para uma aplicação específica.

 

Energia

Quando se trata de consumo de energia, é difícil superar o DAC passivo. Os DACs consomem menos de 0,1W, o que é insignificante quando comparado aos AECs e AOCs, que consomem mais energia, como mostrado na estimativa aproximada na Figura 1.

Força máxima

Fig. 1 Comparação do Consumo de Energia dos Cabos a 400G

Integridade do Sinal e Gerenciamento de Cabos

Os data centers abrigam muitos servidores, roteadores e switches, todos gerando interferência eletromagnética. Como os DACs usam um sinal elétrico para transmitir dados entre as duas extremidades, é possível que a interferência eletromagnética reduza a qualidade do sinal. Nesse caso, os operadores de data center podem encontrar erros em seus circuitos de dados. Por outro lado, os AOCs não enfrentam esse problema, pois as fibras ópticas são naturalmente imunes à interferência eletromagnética. Eles podem percorrer distâncias de 100 metros ou possivelmente mais antes que erros possam ser observados no sinal. Com o comprimento padrão de até 50 metros, os operadores do data center que utilizam AOCs não terão problemas com ruído ou interferência.

 

Uma vez que cabos elétricos são vulneráveis à interferência eletromagnética de fontes externas, eles devem possuir isolamento significativo para se proteger contra interferências elétricas e garantir a integridade do sinal. Quanto maior a taxa de dados e maior o comprimento do cabo, mais espesso deve ser esse isolamento para prevenir interferências. Isso faz com que os DACs sejam mais volumosos e mais difíceis de instalar/remover do que os AOCs, uma vez que os cabos ópticos não precisam desse tipo de isolamento. Os AOCs são muito mais finos e possuem um raio de curvatura muito menor do que os DACs, o que os torna mais fáceis de usar, especialmente em data centers de alta densidade. Como mencionado na introdução, os AECs incluem um componente “re-temporizador” dentro do transceptor, que remove ruídos e amplifica o sinal, o que significa que menos isolamento é necessário e o cabo pode ser muito mais fino. Cabos menos volumosos significam melhor dissipação de calor dentro e ao redor do rack, o que pode fazer uma grande diferença em termos de eficiência energética e de fluxo de ar. Tanto os AOCs quanto os AECs melhoram o fluxo de ar e reduzem o calor térmico, ocupando menos volume do que as soluções DAC. É importante observar que cuidados especiais devem ser tomados com os AOCs e todos os tipos de soluções ópticas embutidas para garantir que funcionem corretamente.

Alcance

Em termos de comprimento, os DACs geralmente estão limitados a uma distância máxima de alguns metros, dependendo da taxa de dados. Por outro lado, os AOCs podem alcançar uma distância máxima padrão de até 300 metros para aplicações de 10G/40G e 100 metros para aplicações de 25G a 400G. Os AOCs geralmente utilizam cabos multimodo OM3 ou OM4, sendo que a fibra OM4 é retrocompatível com a OM3. Os AOCs são versáteis e capazes de lidar com uma ampla gama de aplicações em data centers.

Alcance em várias taxas de dados para DAC e AOC

O fator limitante de comprimento dos DACs é que seus sinais elétricos se tornam bastante suscetíveis a interferências e atenuação em distâncias mais longas, independentemente da quantidade de isolamento utilizado. Em termos de comprimento, os DACs geralmente estão limitados a uma distância máxima de alguns metros, dependendo da taxa de dados, portanto, é improvável que sejam a única opção de cabo para provedores de data center. Por outro lado, os AOCs podem alcançar uma distância máxima padrão de até 300 metros para aplicações de 10G e 100 metros para aplicações de 25 a 400G.

 

Figura 2: Comparação estimada de alcance de DAC/AEC/AOC em 400G

Custo

Ao lidar com grandes volumes de transceptores e cabos necessários em um data center, os cabos DAC oferecem uma alternativa de baixo custo em comparação com os AOCs e AECs. Desde o uso de cobre para conectar ambas as extremidades até o hardware de menor custo nos próprios transceptores, os DACs são uma excelente opção para operadores de data center que compram em grandes quantidades para equipar suas instalações. Em comparação, os AOCs, que utilizam fibra e outras tecnologias ópticas, são uma escolha mais cara. O custo dos AECs fica em algum lugar entre os AOCs e os DACs, conforme mostrado na Figura 3. No entanto, é importante ter em mente que o comprimento e o raio de curvatura dos DACs serão limitados, conforme mencionado anteriormente.

 

Fig. 3 Comparação Aproximada de Custos de DAC/AEC/AOC

Em nossa experiência, provedores de data center podem utilizar qualquer uma dessas opções: DACs, AECs e AOCs. Comparado à compra de transceptores individuais e cabos separados, há algumas vantagens em investir em cabos com transceptores fixos, pois isso economiza dinheiro e tempo gasto lidando com possíveis discrepâncias de comprimento de cabo, painéis ou emendas de fibra. Para data centers com vários inquilinos, é comum encontrar cenários onde os inquilinos compartilham conectividade em seus racks. Alguns podem usar DACs ou AECs, enquanto outros optam por AOCs – é responsabilidade do provedor atender às preferências do cliente. Em outros casos, pode-se observar um servidor conectado a um switch via DAC e o switch conectado a um roteador por meio de AOC. À medida que avançamos para taxas de dados mais altas, como 800G e além, o raio de curvatura e as limitações de alcance do cobre podem exigir o uso de AOCs na maioria, senão em todas, as aplicações de data center.

Assim como fazemos em todos os aspectos das redes de telecomunicações, a Fonnet Networks adota uma abordagem de engenharia de sistemas em relação à conectividade do data center. Para atender às diversas demandas de rede, necessidades de compatibilidade e considerações de trocas, a Fonnet oferece uma variedade de DACs, AOCs e em breve também oferecerá AECs. Para obter mais informações sobre como podemos ajudá-lo com seus requisitos de conectividade do data center, entre em contato conosco!