易飞扬高速线缆最全解析

`　　随着网络的迅猛发展，数据中心一直面临着高带宽、高可靠性和低延时的挑战，亟待低成本、高效益的高速互连解决方案。高速线缆作为一种替代光模块的低成本短距离连接方案，广泛应用于SATA存储设备、RADI系统场景、核心路由器、10G或40G以太网等数据中心互连场景中。
　　高速线缆是什么？
　　高速线缆（Direct Attach Cable，简称DAC）通常是以固定长度采购、两端带有固定接头的线缆组件。高速线缆端所采用的接头和光模块的接口一样，但是相比光模块而言，高速线缆上面的连接器模块没有昂贵的光学激光器和其他电子元件，从而在短距离应用中大大地节约了成本和功耗，作为一种替代光模块的低成本高效益的高速数据通信解决方案，可通过将交换机连接到路由器或服务器上，在存储区域网络、数据中心和高性能计算机连接中广泛使用。
　　高速线缆的结构是怎样的？
　　DAC高速线缆是由一根线缆和两个光器件组成。其线缆采用镀银导体、物理发泡聚烯烃材料的绝缘芯线以及线对屏蔽/总屏蔽的方式，分布均匀，具备较高的机械强度和绝缘附着力，以及优良的衰减性能、低延时和抗干扰性。线缆组成结构主要分为四层：
　　● 第一层：绕包芯线，主要是通过绕包机将两根绝缘芯线和地线结合在一起，外面包裹着一层铝箔和一层自粘聚酯带；
　　● 第二层：成缆芯线，主要是由多根绕包芯线组成，同样，外层包裹着一层聚酯带和铝箔麦拉带；
　　● 第三层：金属屏蔽网，是指成缆芯线外的线材编织物，用于增强线材的屏蔽效果，获得更好的性能；
　　● 第四层：外护套采用聚乙烯等材质。
　　DAC高速线缆两端的光器件看似与光模块一般无二，但其实它并不是真正的光模块，因为它没有光学激光器且不带有电子元件，只能传输电信号，无法传输光信号。正因如此，DAC高速线缆比光模块更为便宜，在短距离的应用中能大大节省成本和功耗，是一种低成本、高效益的通信解决方案。
　　此外，DAC高速线缆又分为有源DAC高速线缆和无源DAC高速线缆，两者的区别在于有源DAC高速线缆多了一个驱动芯片，同时，无源光缆无需电源既能显示其特性，而有源光缆需借助外部电源才能显示特性。一般情况下，当传输距离超过5米时，为了降低信号干扰问题，选择有源DAC高速线缆最为合适。
　　相比于有源光缆，高速线缆的传输优势有哪些？
　　1、与有源光缆传输距离相比，高速线缆的传输距离较短，应用在数据中心的短距离布线中，高速线缆的传输距离最远可达5m，而有源电缆的最大传输距离一般在15m左右。
　　2、高速线缆的内部采用的材料是铜芯，铜缆具有天然散热器的作用，散热效果好，节能环保，具有通信容量大、传输稳定性高、保密性好、少受自然条件和外部干扰影响等优点；而有源光缆内部是由光纤制成，光纤很脆弱，使用的时候需要特别注意。
　　3、与有源光缆功耗相比，高速线缆功耗低。由于高速线缆不需要电源，耗电量几乎为0；而有源电缆耗电量一般在440mW左右。因此高速线缆在耗能方面具有一定优势。
　　4、铜缆价格远低于光纤，所以，与有源光缆相比较，高速线缆可以大大降低整个数据中心的布线成本。
　　影响高速线缆性能的因素有哪些？
　　根据以上这些优势，可以总结出高速线缆的性能究竟会受到哪些因素的影响。
　　1、线缆弯曲会使传输信号减弱。线缆都是单根的形式存在，易弯折，且弯曲后的恢复能力比较差。所以线材加工和使用的过程中，应尽量避免绝缘芯线扭转、弯折，使导体弯曲从而影响性能。
　　2、线材中的绝缘部分是发泡结构，机械性能比较差，很容易受到挤压或拉伸，分发至变形从而会破坏泡层结构。因此线材加工和使用的过程中，应尽量避免绝缘芯线受到挤压或拉伸，使高速线缆性能免受影响。
　　3、线缆中的线对是平行绕包结构，没有对绞节距，因此容易弯折变形。因此加工和使用线材时，尽量不要使绕包线对弯折，保证绕包结构尽可能小的破坏。
　　4、为获得好的电气性能，相对较大的成缆节距可以保证最佳的电气性能，但同时也使线材弯曲性能变差。所以在线材加工和使用的过程中，确保尽量大的线材弯曲半径，建议线材弯曲半径为线材OD的20倍或以上。
　　5、焊接发泡绝缘线材时，必须尽量减少浸锡及焊接时间，这样可以减少绝缘回缩及融化，使高速线缆性能受到的影响减小。
　　高速线缆成本低，主要实现服务器、交换机和存储器等设备间的互连，了解了以上影响高速线缆性能的因素，以后大家在使用高速线缆时需要更加注意了，尽量让高速线缆的性能发挥到最佳状态。
　　如何选择高速线缆？
　　现在市场上的高速线缆多种多样，要购买一款满意的高速线缆产品，应重点考虑以下三个因素：
　　一、有源or无源
　　根据光纤收发装置中是否配置有电气元件，高速线缆可以分为有源高速线缆和无源高速线缆。无源高速线缆（例如10G SFP+高速线缆）无需电能驱动就能传输光信号，而且在传输过程中不会对光信号进行放大、均衡等处理。有源高速线缆的光纤收发装置中配置有电气元件，它在传输光信号的同时还会对其进行放大处理，从而增加传输距离。因此，有源高速线缆的传输距离要比无源高速线缆远，但是其价格也更加昂贵。
　　二、线缆长度
　　AWG即美国线规，是一种区分导线直径的标准，高速线缆的常见的AWG值有24AWG、28AWG和30AWG。选购高速线缆时，线缆长度越长，应选择AWG越大的线缆。一般来讲，无源高速线缆的最大传输距离是5 m，而有源高速线缆的传输距离可以达到15m。因此，如果网络设备间的距离不超过5 m，选择无源高速线缆是最节省成本的解决方案；如果超过5 m且小于15 m，则最好使用有源高速线缆，以保证光信号能够正常传输。
　　三、选择合适的接头类型
　　不同接头的高速线缆适合的应用也不尽相同，一般来说，SFP+高速线缆用于10G连接，QSFP+高速线缆用于40G连接，SFP28高速线缆用于25G连接，QSFP28高速线缆用于100G连接。此外，常见的QSFP+转4xSFP+高速线缆通常用于10G和40G网络设备间的连接。
　　以上关于购买高速线缆时需要注意的成本、传输距离、AWG指标、线缆长度和合适的适配器仅仅作为参考，更多的细节还需根据实际的情况来判断和选择。
　　高速线缆使用指南
　　当形成链路叠层时，高速线缆可将一个交换机与另一个交换机连接起来。让我们以10G SFP+电缆为例。当交换机上的SFP+端口支持接入高速电缆时，你只需要将高速电缆上的SFP+模块插入交换机上的SFP+端口直至锁定。如果你想将已经插好的电缆换成有源光缆，第一步，你需要轻拉电缆上的橡胶环，将电缆的SFP+模块移出（见图一）。当端口空置之后，从两侧捏住有源光缆的SFP+模块将其插入交换机的端口中（见图二），并确保模块完全插好。