
2026/05/26 7:43
ダイレクトアタッチ銅(DAC)ケーブルとは何か?
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要約▶
Japanese Translation:
直接接続銅(DAC)ケーブルは、短距離接続において光ファイバーに対し、効率的で低コストな代替手段を提供し、固定長のツイニアクーブルと QSFP+ や QSFP28 などの専用高速コネクターを活用し、電気信号を介してデータを伝送します。DAC が光ファイバーに比べて顕著な利点は設置における優れた柔軟性であり、特に曲げ半径に対する感度が低く、ケーブルが速度向上に伴い 100GbE に達すると厚く硬くなるにもかかわらず、ラック内配線を手軽にする点が挙げられます。標準的な DAC は受動的動作で消費電力が低いのに対し、アクティブ DAC はやや長い到達距離を得るためにより多くの電力を消費します。また、アクティブ光ケーブルも同様の固定長フォームファクターを持ちながら、遠距離通信のために光学通信を採用しています。この技術はコスト削減とエネルギー効率を重視するデータセンターにおいて優れており、10GbE/40GbE および 25GbE/100GbE の一般的な速度におけるハードウェア利用可能さが保障され、高密度ポートを低速リンクに分割するブルートアウト構成を頻繁に採用します。速度が 100GbE を超える場合や物理的制約が問題となる場合には、将来の開発は信号整合性、電力使用量、最大到達距離のバランスを最適化し、DAC が現代のネットワーク要件に対して依然として実用的な選択肢であり続けることを確実にすることに焦点を置く可能性があります。
本文
Direct Attach Copper (DAC) ケーブル:完全ガイド
DAC とは?
Direct Attach Copper(DAC) は、ネットワーク機器間を直接接続する銅製ケーブルソリューションです。
基本構造と特徴
- 構造: 太さ約 26〜28 AWG の双方向銅線(Twinax ケーブル)を使用します。
- 端子: 両端に特定のコネクタが固定されており、モジュールを搭載しています。
- 例: QSFP+ コネクタ搭載など。
- 通信方式: デバイス間で銅線を介して直接通信を行います。
- 遮断機能: 銅線の周囲には電磁気シールドリングがあり、通信速度が上がるほど厚みを増し、信頼性を高めています。
- 制限事項: 光学式トランシーバーと異なり、信号整合性の制限により固定されたケーブル長に限られます。
光学式との比較
- 役割: データの遠距離伝送に不可欠ですが、現在は主に同一ラック内での接続で利用されています。
- 将来性: ネットワークが高速化し 400GbE 時代へ進むにつれ、銅での通信は実用的な距離制限を受けます。将来的にはラック間接続などでは光通信へと移行していくでしょう。
ブロックアウト(Breakout)DAC ケーブルとは?
高密度なポートを持つ QSFP+/QSFP28 モジュールから、低速のデバイスへ接続する際の特別な DAC です。
基本概念
- 「Q」の意味: QSFP+ は内部に 4 つ(クアド) の SFP+ チャネルを構成しており、合計 40Gbps の帯域幅を提供します(SFP+ で 10Gbps)。
- 用途: QSFP+ や QSFP28 というフォームファクターを用いながら、低スピアットなデバイスへ接続したい場合に使われます。
動作原理と制約
- 例: 片側に単一の QSFP+、もう片側に 4 つの SFP+ を持つケーブル(QSFP+ → 4×SFP+)。
- サポート状況:
- 概念的には機能しますが、すべてのスイッチ・ルーター・NIC が対応しているわけではありません。
- HPE 620QSFP28 クアド 25GbE アダプターなど、QSFP ポートを DAC で使用するか、あるいは独立した接続として機能させるように設計された製品もあります。
物理的認識の変化
- 認識の仕切り: 物理的には 1 つのポートに見えても、NIC は実際には 4 つの個別のデバイス(例:4x25GbE)として認識されます。
入力: HPE 620QSFP28 クアド 25GbE Qlogic アダプター (1x QSFP28 ポート内蔵) 検証結果: Lshw コマンドで「4 つの独立した 25GbE デバイス」として確認可能
DAC の到達距離と特性
距離の制限
- 速度との関係: 一般的に 100GbE を超える速度になると、経路長は 5m 以下 に限定されます。
- 高速化に伴う変化:
- 速度向上 → シールド量の増加 → ケーブル太さの増加 → 柔軟性の低下。
- 比較: QSFP28 100GbE DAC は、QSFP+ 40GbE DAC に比べて厚く剛性が高いため、ラック内配線が難しくなります。
カードタイプによる違い
- パッシブ型 (Passive):
- 消費電力が少ない。
- コスト効率が良い。
- アクティブ型 (Active):
- より多くの電力を消費する。
- パッシブ型よりもわずかに距離を伸ばせるが、光学式接続には遠く及びません。
注: DAC とは異なり、光通信を用いたアクティブ・オプティカルケーブル (AOC) はさらに遠方までの通信が可能ですが、DAC よりも高コストとなります。
なぜ光学式だけではないのか?(コスト効率)
主な理由は単純にコストにあります。ハードウェアコストと運用コストの 2 つを削減できるためです。
仕組みの違い
- DAC(銅): システム内で電気信号のまま伝送されます。回路が単純で高機能です。
- 光ファイバ:
- 電気信号を光に変換する(送受信)。
- 光を受信し、再び電気信号に変換する。
- この双方向の変換プロセスは複雑性が高く、費用と消費電力が増加します。
結論
- DAC はシンプルで信頼性が高いため、データセンターのコスト削減に不可欠です。
- ただし、光ファイバが不要不急の接続に使われないのは、DAC の方が圧倒的に経済的だからです。
適切な DAC を選ぶためのガイド
選択には主に以下の 2 つのポイントが必要です:速度とベンダー互換性。
1. 速度(変換パターン)
用途に応じたコネクタ変換セットを確認してください。
10GbE / 40GbE シリーズ
| 接続形式 | コネクタ変換 |
|---|---|
| 10GbE ↔ 10GbE | SFP+ ↔ SFP+ |
| 40GbE ↔ 40GbE | QSFP+ ↔ QSFP+ |
| 40GbE → 分割 (4×) | QSFP+ → 4×SFP+ |
| 40GbE → 分割 (1×) | QSFP+ → SFP+ |
25GbE / 50GbE / 100GbE シリーズ
| 接続形式 | コネクタ変換 |
|---|---|
| 25GbE ↔ 25GbE | SFP28 ↔ SFP28 |
| 50GbE ↔ 50GbE | QSFP28 ↔ QSFP28 |
| 100GbE ↔ 100GbE | QSFP28 ↔ QSFP28 |
| 100GbE → 分割 (4×) | QSFP28 → 4×SFP28 |
| 100GbE → 分割 (2×) | QSFP28 → 2×QSFP28 |
| 100GbE → 分割 (1×) | QSFP28 → SFP28 |
注: 「100GbE → 1×50GbE」への直接変換は標準的ではないため注意が必要です。
2. ベンダー互換性
- 光学式の弱点: Cisco らのベンダーは、高価な自社の認証済み光学コンポーネントを使用を強制することがあります。
- 例: Cisco ルーター ↔ HPE スイッチ の接続に Ciscos 専用 optics を必要とするケース。
- DAC のメリット:
- 両端がケーブルに固定されているため、ベンダーロックインの影響が軽減されます。
- デバイスが DAC 使用を許容している場合が多いです(光学式よりも選択肢が広い)。
結論: コストパフォーマンスと互換性の制約から、特にラック間接続以外では DAC の採用を検討するのが賢明です。