Im Inneren von DAC-, AOC- und AEC-Kabeln

Ein Kabel mit Transceiver-förmigen Enden ist für den Host ein Transceiver: Es meldet eine Identität, kann Diagnosedaten liefern und gehorcht denselben Pins. Was sich im Inneren befindet, ist völlig verschieden — Kupferpaare und eine winzige EEPROM-Platine, oder ein Paar optischer Engines mit einem Faserbändchen dazwischen, oder Retimer-Chips, die Kupfer weiter reichen lassen. Diese Seite öffnet die drei Familien und zeigt, wie sich ihr Aufbau im Speicher, in DDM und in den Fehlern zeigt, die man sieht.

Die drei Familien

Verhalten auf der Host-Seite, Autonegotiation und Codierungskonventionen: Kupfer-Ethernet und DAC; Fehler im Feld: DAC- und AOC-Probleme.

Passives DAC

 plug A ─ paddle card (EEPROM, ground, pull-ups) ─ twinax pairs ×2 (SFP) / ×8 (QSFP) / ×16 (QSFP-DD) ─ paddle card ─ plug B

• Nur elektrisch: Der SerDes des Hosts treibt das Kupfer direkt an; die Dämpfung wächst mit Länge und Frequenz (≈ 10–20 dB bei 12,9 GHz für 3 m 30 AWG), weshalb die Reichweite mit jeder Generation schrumpft und weshalb 25G+ Kabelklassen nach Dämpfung definiert (CA-25G-N/S/L) und sie mit FEC koppelt (FEC und Link-Training).
• Identität: ein EEPROM (nur A0h) in jedem Stecker — oft mit unterschiedlichem Inhalt je Ende (Serial-Suffix, manchmal ein anderer Hersteller, wenn das Kabel umetikettiert wurde). Wichtige Bytes: Steckverbinder 23h, Cable-Technology-Bits (passives Kupfer), Länge in Metern (SFP Byte 18, QSFP Byte 146, CMIS 202), Dämpfung bei 2,5/5/7/12,9 GHz in den Wellenlängenfeldern (Compliance-Codes).
• Kein A2h, keine Temperatur, kein LOS — der Host hat nichts zu überwachen; Anwesenheit und Identität sind alles.
• Fehlerbilder: gebrochenes Paar durch Biegung (eine Lane tot), gerissene Lötstelle auf der Paddle-Card (sporadisch), nicht übereinstimmende oder fehlende Identität (Host lehnt ein Ende ab), zu lang für den Entzerrer des Hosts (funktioniert in einem Switch, in einem anderen nicht).

Aktives Kupfer: ACC und AEC

ACC fügt eine analoge Verstärkung hinzu, um die Reichweite um ein bis zwei Meter zu verlängern; AEC fügt einen Retimer oder DSP pro Lane in jedem Stecker hinzu, sodass jede Kupferstrecke nur von Stecker zu Stecker reichen muss und das Signal regeneriert wird — so erreichen 400G/800G in AI-Racks 5–7 m über Kupfer. AEC-Stecker laufen warm (3–6 W), melden sich als CMIS-Module mit Datenpfad-Zuständen und Firmware und ziehen echte Leistung aus dem Port — die Leistungsklasse wie bei Optik prüfen (Leistung und Wärme). Beide werden als aktives Kabel mit den entsprechenden SFF-8024-Codes codiert (BER-Klasse AOC/ACC-Codes 01h/08h/18h/19h, 30h–33h) statt als passives Kupfer.

Aktives optisches Kabel (AOC)

 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)

• Jeder Stecker ist eine COB-Optik-Engine — blanke VCSEL- und PD-Dies unter einem geformten Linsenarray, mit dem Faserbändchen verklebt; nirgends Steckverbinder (Chip-on-Board).
• 850-nm-VCSEL auf OM3/OM4-Bändchen: günstig, niedrige Leistung, Klasse 100 m; Wellenlänge und Faser sind fest vorgegeben, daher wird ein AOC wie ein SR-Modul codiert (850 nm, MMF-Längen), jedoch mit Steckverbinder 23h.
• DDM an jedem Ende ist real: Temperatur, Vcc, Bias je Lane, Tx- und Rx-Leistung — die Rx-Werte beschreiben den internen Link. Ein niedriger Rx-Wert auf einer Lane innerhalb eines AOC bedeutet, dass der VCSEL oder die Faser dieser Lane ausfällt; es gibt keinen Steckverbinder zum Reinigen.
• Breakout-AOC (QSFP zu 4 × SFP): Das QSFP-Ende trägt eine Identität und 4-Lane-DDM; jedes SFP-Ende hat seine eigene Einzel-Lane-Identität und -DDM.
• Fehlerbilder: Biegeradius verletzt (eine oder mehrere Lanes fallen aus), Engine überhitzt in dichten Frontplatten, VCSEL-Alterung auf einer Lane, Controller eines Steckers tot (dieses Ende unsichtbar, während das andere fehlerfrei ausliest).

Codierung der beiden Enden

Hosts lesen jedes Ende unabhängig; ein Kabel wird nur akzeptiert, wenn beide Enden die Richtlinie ihres jeweiligen Hosts bestehen. Typische Anforderungen:

Ein Kabel, das von Switch A zu Switch B verbindet, aber nicht umgekehrt, hat meist ein anders codiertes Ende. Beide Stecker auf der Werkbank auszulesen ist die schnellste Prüfung (Symptomindex).

Warum Kabel statt Optik

In CodingBox

CodingBox liest jeden Stecker als das Modul, als das er sich ausgibt: DAC-Identitäten mit Länge, Dämpfung und Cable-Class-Codes; AOC-Enden mit vollständigem DDM je Lane; AEC-Enden als CMIS-Module. Ein Kabel zu codieren bedeutet, beide Enden konsistent zu codieren — die code database hält ein Paar zusammen, und der EEPROM editor verwaltet die Längen- und Dämpfungsfelder, die Optik nicht hat.

Kabelreichweitenklassen und Split-Konfigurationen je InfiniBand-Generation: IB-Verkabelung; wie sich der Medienmix in einem GPU-Cluster auswirkt: Verkabelung eines AI-Clusters.