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DAC、AOC 与 AEC 线缆内部结构

对主机而言，两端做成光模块形态的线缆就是一个光模块：它会给出身份信息，可能提供诊断数据，并遵循相同的引脚定义。内部构造却完全不同：可能是铜对线加一小块 EEPROM 板卡，可能是一对光引擎和中间的光纤带，也可能是让铜缆传输更远的 retimer 芯片。本文介绍这三类产品，说明它们的构造如何体现在存储器、DDM 和实际故障中。

三大类线缆

系列内部传输距离（25G / 100G / 400G 单向）每端功率管理
无源 DAC（直连铜缆）双芯同轴铜对线，26–30 AWG，每个插头内有一块带 EEPROM 的 paddle card3–5 m / 3–5 m / 2–3 m~0 W（仅 EEPROM）仅身份信息，无 DDM
ACC（有源铜缆）结构与 DAC 相同，插头内另有线性放大器/均衡器25–50G 下最长 5–7 m0.5–1 W身份信息，有时含温度
AEC（有源电缆）铜缆加每个插头内的 retimer/DSP，信号在其中被再生400G/800G 下 3–7 m3–6 W采用 CMIS，含通道状态，常有类 DDM 监测
AOC（有源光缆）每个插头内是一个光引擎（VCSEL 阵列、PD 阵列、驱动器、TIA、控制器），中间为 MMF 光纤带30–100 m，部分达 300 m1–4 W两端均为完整 DDM（SFF-8472/8636/CMIS）

主机侧行为、自动协商和编码约定参见 铜缆以太网与 DAC；现场故障参见 DAC 与 AOC 常见问题。

无源 DAC

 plug A ─ paddle card (EEPROM, ground, pull-ups) ─ twinax pairs ×2 (SFP) / ×8 (QSFP) / ×16 (QSFP-DD) ─ paddle card ─ plug B
  • 纯电气连接：主机 SerDes 直接驱动铜缆；损耗随长度和频率增大（3 m 长 30 AWG 线缆在 12.9 GHz 下约 10–20 dB），这就是传输距离逐代缩短的原因，也是 25G 以上按损耗划分线缆等级（CA-25G-N/S/L）并与 FEC 搭配使用的原因（参见 FEC 与链路训练）。
  • 身份信息：每个插头内有一块 EEPROM（仅 A0h），两端内容常不相同（序列号后缀不同，若线缆被重新贴标，厂商也可能不同）。关键字节：connector 23h，线缆技术位（无源铜缆），长度（单位为米，SFP byte 18、QSFP byte 146、CMIS 202），2.5/5/7/12.9 GHz 下的衰减值记录在波长字段中（参见 合规代码）。
  • 没有 A2h，没有温度，也没有 LOS：主机无内容可监测，只有存在检测和身份信息。
  • 故障表现：弯折导致对线断裂（一条通道失效）、paddle card 焊点开裂（间歇性故障）、身份信息不匹配或缺失（主机拒绝其中一端）、长度超出主机均衡器的处理能力（在一台交换机上能用，换一台就不行）。

有源铜缆：ACC 与 AEC

ACC 通过模拟放大将传输距离延长一两米；AEC 则在每个插头的每条通道上增加一颗 retimer 或 DSP，使每段铜缆只需覆盖插头到插头的距离，信号在其中被再生，这正是 AI 机柜中 400G/800G 能在铜缆上跑到 5–7 m 的原因。AEC 插头发热明显（3–6 W），以带数据通路状态和固件的 CMIS 模块形式出现，并从端口获取实际功率，需要像光模块一样核对功率等级（参见 功率与热设计）。两者都以 active cable 形式编码，使用相应的 SFF-8024 代码（BER 等级 AOC/ACC 代码 01h/08h/18h/19h、 30h–33h），而不是编码为无源铜缆。

有源光缆

 plug A: driver ─► VCSEL array ─► lens ─► MMF ribbon (OM3, 4/8/12 fibres) ─► lens ─► PD array ─► TIA ─► plug B
         TIA ◄── PD array ◄── lens ◄── ribbon ◄────────────────────────────── lens ◄── VCSEL array ◄── driver
         controller (DDM, identity)                                                controller (DDM, identity)
  • 每个插头都是一个 COB 光引擎：裸露的 VCSEL 和 PD 芯片位于模压透镜阵列下方，与光纤带粘接在一起，全程没有任何连接器（参见 板上芯片封装）。
  • OM3/OM4 光纤带上的 850 nm VCSEL：成本低、功耗低、传输距离为 100 m 级；波长和光纤类型固定，因此 AOC 的编码方式与 SR 模块相同（850 nm，MMF 长度），但 connector 字段为 23h。
  • 两端的 DDM 都是真实的：温度、Vcc、每通道偏置电流、Tx 和 Rx 光功率，其中 Rx 数值反映的是内部链路状况。AOC 某条通道 Rx 偏低，说明该通道的 VCSEL 或光纤本身出了问题，因为根本没有连接器可以清洁。
  • 拆分 AOC（QSFP 转 4 × SFP）：QSFP 端携带一份身份信息和 4 通道 DDM；每个 SFP 端各自携带单通道的身份信息和 DDM。
  • 故障表现：弯曲半径超标（一条或多条通道中断）、高密度面板中光引擎过热、某条通道 VCSEL 老化、插头控制器失效（该端不可见，另一端读数却正常）。

为两端编码

主机会独立读取每一端；只有两端都通过各自主机的策略检查，线缆才会被接受。常见要求如下：

字段规则
Identifier、connector、cable technology两端一致；connector 为 23h
厂商名称 / PN两端一致；PN 通常编码长度和线规
序列号通常主体相同、末尾加后缀区分两端，或完全一致
长度字节实际长度（米），两端一致
Attenuation bytes（铜缆）该组件的实测值
合规 / 扩展代码与速率等级匹配（如 25G CR 等级为 0Bh–0Dh，50G/100G/200G CR 为 40h）
校验和每端分别重新计算，参见 校验和

如果线缆能从交换机 A 连到交换机 B，反过来却不行，通常是某一端编码不同。在工作台上读取两个插头是最快的排查方法（参见 症状索引）。

为什么用线缆而不是光模块

判据DACAOC光模块 + 光纤
单链路成本（短距离）最低中等最高
功耗无低低–高
时延最低+ 约几 ns+ 约几 ns
传输距离米级最长 100 m公里级
重量、弯曲半径、气流阻挡最差良好最佳
现场维修更换整根线缆更换整根线缆清洁或更换单个部件
诊断能力无完整 DDM（内部链路）完整 DDM（真实链路）

在 CodingBox 中

CodingBox 会按插头所声称的模块类型读取：DAC 按身份信息读取长度、衰减和线缆等级代码； AOC 按每通道完整 DDM 读取两端；AEC 按 CMIS 模块读取两端。为线缆编码意味着两端都要一致地编码。Code database 会将一对线缆的两端保存在一起，EEPROM editor 则处理光模块没有的长度和衰减字段。

各代 InfiniBand 的线缆传输距离等级和拆分配置参见 IB 布线；GPU 集群中各种介质如何搭配使用参见 为 AI 集群布线。

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