광 상호 연결 기술: 광 트랜시버 모듈, AOC, DAC 및 ACC란 무엇입니까?

PCB 보드 또는 백플레인 외에도 반드시 광 모듈이 필요하지 않은 고속 연결을 달성하는 방법이 많이 있습니다. 다양한 전송 거리, 비용 및 배선 유연성 요구 사항에 따라 주요 연결 모드는 DAC(Direct Attach Cable), ACC(Active Copper Cable), Active Optical Cable(AOC) 및 광 트랜시버 모듈(Optical Module)은 여러 방식으로 연결됩니다. 다음 표는 여러 고속 연결의 주요 기능을 비교한 것입니다.

DAC(직접 연결 케이블), 패시브 구리 케이블이라고도하는 전도성 구리 와이어를 사용하여 두 끝을 직접 연결합니다. DAC 내부는 일반적으로 차폐된 Twinax 구조로 일반적으로 24AWG, 26AWG, 28AWG, 30AWG, 32AWG 등의 전선을 사용합니다. AWG 값이 작을수록 전선이 두꺼워지고 손실도 작아집니다. 따라서 장거리 DAC는 일반적으로 AWG 값이 작은 와이어로 만들어지지만 와이어가 두꺼울수록 구부리기 쉽고 무거워집니다.

DAC는 내부에 수동 부품이 없으므로 전력 소비가 적고 온도 범위가 넓고 신뢰성이 높으며 일반적으로 저렴합니다. 따라서 10G 인터페이스 연결(예: 10Gbps SFP+ 인터페이스 또는 4*10Gbps QSFP+ 인터페이스)에 널리 사용됩니다.

구리선은 손실이 있기 때문에 고속 신호의 안정적인 전송을 보장하기 위해 너무 길게 만들 수 없습니다. 따라서 데이터 센터의 DAC 케이블 길이는 일반적으로 몇 미터 정도입니다(보통 10Gbps는 최대 7미터, 25Gbps는 최대 5미터, 56Gbps PAM-4 신호는 최대 약 3미터 전송).

데이터 센터 서버 인터페이스의 속도가 단일 10G/25Gbps NRZ에서 56Gbps PAM-4 신호로 전환됨에 따라 DAC의 전송 거리가 크게 줄어듭니다. 따라서 25Gbps 이상의 데이터 센터 애플리케이션에서 DAC는 점차적으로 ACC 케이블 또는 AOC 케이블로 대체됩니다.

아래 그림은 여러 이중 동축 케이블의 삽입 손실을 비교한 것입니다.

ACC(활성 구리 케이블) 연결 매체가 DAC와 동일한 활성 구리 케이블을 나타냅니다. 그러나 활성 신호 드라이버 또는 이퀄라이저 칩이 케이블 내부에 추가됩니다. 이러한 능동 칩은 구리 전송으로 인한 손실의 일부를 보상할 수 있으므로 DAC보다 2~3배 더 멀리 전송할 수 있습니다.

ACC 케이블은 DAC 케이블에 비해 전력 소비와 비용이 증가했으며 성능은 내부 활성 칩의 대역폭, 이득 및 균등화 기능에 크게 좌우됩니다. ACC 케이블의 경우 사용되는 활성 칩은 Redriver와 Retimer로 나눌 수 있습니다.

Redriver는 주로 신호 ​​이퀄라이제이션 및 증폭을 위한 순수한 아날로그 칩으로, 신호 또는 고주파수 구성 요소를 향상시키기만 하면 되지만 지터와 노이즈가 누적됩니다.

리타이머는 클럭 복구를 수행하고 신호를 리샘플링하여 전송하므로 더 나은 신호 개선을 얻을 수 있지만 가격과 전력 소비는 더 높아집니다.

다음 그림은 DAC 케이블과 ACC 케이블을 비교한 것입니다.

AOC는 액티브 광 케이블, 그리고 위에서 소개한 DAC와 ACC의 차이점은 전기 신호를 광 신호로 변환하는 특수 내부 광 트랜시버 칩이 있다는 것입니다. 실제 신호 전송은 광섬유를 통해 이루어집니다.

신호용 광섬유의 손실이 구리선보다 훨씬 적기 때문에 AOC의 전송 거리는 더 멀 수 있습니다. AOC는 일반적으로 다중 모드 광섬유 및 VCSEL 광원을 사용하며 전송 거리는 미터에서 100미터입니다.

AOC의 광 트랜시버와 광섬유 인터페이스는 플러그형이 아닌 하나로 밀봉되어 있습니다. 노출된 금속 커넥터는 일반 구리 케이블과 동일하므로 광섬유 연결을 청소할 필요가 없습니다. 이렇게 하면 일반 구리 케이블처럼 보이고 사용됩니다. AOC는 광섬유에 의해 내부적으로 전송되기 때문에 무게가 가볍고 전송 거리가 멀고 배선이 쉽고 전자기 복사에 둔감합니다. 그러나 해당하는 내장형 광 트랜시버 장치로 인해 가격은 DAC 및 ACC보다 높습니다. AOC는 데이터 센터에서 고속 및 단거리 연결을 위한 매우 광범위한 애플리케이션을 보유하고 있습니다.

광 트랜시버 모듈줄여서 광 모듈은 데이터 센터와 통신 모두에서 대규모로 사용되는 일종의 광 연결 기술입니다.

광 트랜시버 모듈과 AOC의 주요 차이점은 광 트랜시버 장치와 광섬유가 서로 다른 구성 요소로 분리된다는 것입니다. 광 트랜시버 모듈은 전기 신호를 광 신호로 변환하는 데 사용되는 반면 광섬유는 광 트랜시버 사이를 연결하는 데 사용됩니다. 모듈 및 광섬유 및 광 모듈은 특수 인터페이스(예: SC, LC, MPO 등)를 통해 유연하게 연결할 수 있습니다.

AOC에 비해 이 연결 방법의 가장 큰 장점은 다양한 응용 시나리오에 따라 광 모듈과 광섬유 사이의 유연한 연결을 실현할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 광 모듈이 500m 전송 거리를 지원할 수 있는 경우 사용자는 실제 연결 거리에 따라 100m 광섬유 또는 300m 광섬유를 사용할 수 있습니다. 또한 많은 대규모 데이터 센터 및 통신실에서 광섬유 자원은 건설 단계에서 광섬유 분배 프레임을 통해 미리 배열되며 해당 광 모듈이 손상되면 적시에 광 모듈을 연결하고 교체할 수 있으므로 크게 작동 및 유지 보수 작업을 용이하게 합니다.

다음 그림은 AOC와 광 모듈을 비교한 것입니다.