Breakout kábel: Čo to je a ako si ho vybrať

Prerušovací kábel má jedno pripojenie s vysokou{0}}hustotou a rozdeľuje ho na niekoľko samostatných pripojení. V dátových centrách a optických sieťach to zvyčajne znamená rozdelenie portu QSFP, QSFP28, QSFP-DD alebo OSFP do viacerých pruhov s nižšou-rýchlosťou alebo rozloženie MPO/MTP kmeňa na jednotlivé pripojenia LC, SC, FC alebo ST. Kábel nevytvára extra šírku pásma; jednoducho odhaľuje pruhy alebo vlákna, ktoré už existujú na konci s vysokou-hustotou.

Táto príručka je napísaná pre sieťových inžinierov, operátorov dátových centier a obstarávacie tímy, ktorí si potrebujú vybrať prerušovacie káble pre produkčné prostredia. Zameriava sa na rozhodnutia, ktoré zvyčajne spôsobujú problémy v reálnom nasadení: podpora prelomenia portov, mapovanie jazdných pruhov, polarita vlákien, kódovanie dodávateľa a dosah.

Čo je to Breakout kábel?

Prerušovací kábel, tiež nazývaný-vysúvací kábel alebo zväzok vlákien, spája viacero signálových ciest vo vnútri jedného plášťa a každú cestu ukončuje na vlastnom konektore na vzdialenom konci. Namiesto vyťahovania niekoľkých samostatných káblov z portu prepínača s vysokou hustotou alebo prepojovacieho panela s vysokou hustotou, jediná štruktúrovaná zostava nesie všetky pruhy a oddeľuje ich len tam, kde sú potrebné.

Dva príklady pokrývajú väčšinu prípadov použitia dátových centier:

• Prielom na{0}}úrovni transceivera: 100G QSFP28 port prenáša štyri 25G pruhy; prerušovací kábel QSFP28-to-4x SFP28 spája tento jeden port so štyrmi sieťovými kartami 25G servera.
• Prelomenie štruktúrovanej kabeláže: 12-vláknový MPO kmeň prichádza na prepojovací panel; zostava prerušenia vlákna MPO-na LC ho premení na šesť duplexných LC prepojení pre prepínače a vysielače/prijímače.

Breakout kábel, ventilátor-výstupný kábel a káblový zväzok

Tieto tri výrazy sa prekrývajú a v katalógoch dodávateľov sa používajú nekonzistentne. V praxi:

Ak získavate zostavy vlákien a dodávateľ v tom istom údajovom liste používa výrazy „postroj“, „-rozvetvenie“ a „prerušenie“, požiadajte ho, aby špecifikoval počet konektorov, počet vlákien, typ polarity a dĺžku rozvetvenia. Terminológia tieto parametre nemení, ale parametre menia, či kábel bude skutočne fungovať.

Ako funguje Breakout kábel

Funkciou breakout kábla je oddelenie, nie násobenie. Spojenie 40G QSFP+ sú interne štyri pruhy 10G; vylamovací kábel odkryje každý pruh na jeho vlastnom konektore SFP+. Rovnaká logika platí pre 100G QSFP28 (štyri pruhy 25G), 200G QSFP56 (štyri pruhy 50G PAM4 alebo dva pruhy 100G) a 400G QSFP-DD alebo OSFP (osem pruhov 50G PAM4, zvyčajne rozdelené ako 10G200 4x).

Na prerušenie vlákna MPO konektor fyzicky drží 8, 12, 16 alebo 24 vlákien v jednej objímke. Kábel oddeľuje tieto vlákna do duplexných párov zakončených na LC, SC alebo iných simplexných/duplexných konektoroch na prerušovacom konci.

Z toho vyplývajú dva dôsledky:

• Prepínač ASIC a port musia podporovať požadovaný breakout režim. Port, ktorý vyzerá ako klietka QSFP, ale je pevne{1}}kódovaný na natívnu prevádzku 40G alebo 100G, neprijme prerušovací kábel bez ohľadu na to, či je konektor vhodný.
• Mapovanie jazdných pruhov musí byť správne na oboch koncoch. Neprispôsobené poradie jazdných pruhov alebo polarita vlákien je najčastejším dôvodom, prečo fyzicky jemný kábel nedokáže vytvoriť spojenia.

Štruktúra a signalizácia ethernetového pruhu sú definované v IEEE 802.3. Pre presné priradenie jazdných pruhov, ktoré používajú varianty 40 GBASE, 100 GBASE a 400 GBASE,Dokumentácia pracovnej skupiny IEEE 802.3je smerodajný zdroj.

Bežné typy prerušovacích káblov

Prerušovací kábel z optických vlákien

Fibre breakout káble sú štandardnou voľbou pre štruktúrovanú kabeláž a akékoľvek spojenie dlhšie ako niekoľko metrov. Najbežnejšie zostavy v dátových centrách sú:

• MPO/MTP-12 až 6x LC duplex (OM3, OM4, OM5 alebo single-mode)
• MPO/MTP-8 až 4x LC duplex pre 40G/100G transceivery s krátkym dosahom využívajúce štyri pruhy
• MPO/MTP-24 až 12x LC duplex pre patchovanie s vysokou hustotou
• Varianty MPO-do-SC, MPO-do-FC alebo MPO-do-ST pre staršie rozhrania

Prerušovací kábel použite vtedy, keď vzdialenosť prepojenia presahuje praktický dosah medi, keď potrebujete prepojiť hlavný kanál MPO s vysielačmi a prijímačmi vybavenými LC-, alebo keď je káblový systém navrhnutý okolo prepojovacích panelov a štruktúrovaných chrbticových sietí. Pristávaciu stranu konektora nájdete naProduktový rad LC konektorov. Pre samotnú vylamovaciu zostavu jeKatalóg lámacích káblov MTP/MPOpokrýva OM3, OM4, OM5 a jedno{3}}režimové varianty v konfiguráciách s 8, 12 a 24 vláknami.

Dve kontroly rozhodnú, či prerušovací kábel bude fungovať na prvom zásuvke-:

• Polarita. Systémy MPO používajú polaritu typu A, typu B alebo typu C. Polarita na kmeni, zlom a transceiver sa musia zhodovať, inak sa vysielanie a prijímanie nespáruje správne.
• Typ vlákna. Vlákna OM3, OM4, OM5 a OS2 nie sú zameniteľné pri vysokých prenosových rýchlostiach. Miešanie OM3 a OM4 v rovnakom kanáli je technicky možné, ale zhoršuje podporovaný dosah a vo všeobecnosti sa mu v nových inštaláciách vyhýbame. Pre praktické limity dosahu pri 10G, 25G, 100G a 400GReferenčná vzdialenosť multimódového vlákna OM1 až OM5je užitočným východiskovým bodom.

• 

DAC Breakout kábel

Medený vylamovací kábel Direct Attach Copper nesie pruhy cez twinaxovú meď s elektronikou transceivera integrovanou na každom konci. Bežné konfigurácie zahŕňajú 40G QSFP+ až 4x 10G SFP+, 100G QSFP28 až 4x 25G SFP28 a 400G QSFP-DD až 4x 100G QSFP28.

Vyberte DAC, keď: prepojenia sú v rovnakom stojane alebo susedných stojanoch, dĺžka je menej ako tri metre pre pasívnu meď alebo menej ako sedem metrov pre aktívnu meď a napájanie a rozpočet sú obmedzené. Horné-odkazy-prepínača stojana{3}}na{4}}server v tej istej skrini sú kanonické puzdro.

Vyhnite sa DAC, keď: vedenie presahuje pasívny dosah, trasa kábla obsahuje úzke ohyby alebo hustota stojana už spôsobuje problémy so správou káblov-. DAC je tuhý a ťažký v porovnaní s AOC alebo vláknom a pri 400G sa priemer kábla stáva vážnou prekážkou v hustých skriniach.

AOC Breakout kábel

Prerušenie aktívneho optického kábla integruje transceivery a optické vlákno do trvalo ukončenej zostavy. Konektory vyzerajú ako moduly QSFP/SFP, ale nemožno ich z vlákna odstrániť.

Vyberte AOC, keď: prepojenie presahuje dosah DAC, ale továreň na úplné štruktúrované vlákna je prehnaná, káblová trasa je dlhá alebo má veľa ohybov alebo nasadenie predstavuje pevné spojenie medzi dvoma známymi koncovými bodmi-do{1}}bodu. Klastre AI, prepojenia GPU-na{4}}GPU a cross{5}}prepínač racku-na-server sú typické.

Vyhnite sa AOC, keď: koncové body sa môžu zmeniť, trasa káblov je zdieľaná s prepojovacími panelmi alebo chcete mať možnosť vymeniť optiku nezávisle od vlákna. AOC sa predávajú ako jeden celok; ak niektorý koniec zlyhá, vymení sa celá zostava.

QSFP+, QSFP28, QSFP-DD a OSFP Breakout

Faktor tvaru vysielača a prijímača popisuje iba fyzickú klietku, nie podporované režimy prerušenia. Typické kombinácie zlomov sú:

Mechanickú a elektrickú špecifikáciu formátu QSFP-DD, vrátane jeho dvojradového{1}}konektora a definícií jazdných pruhov 400G, nájdete naQSFP-Špecifikácia DD MSA. TheTechnický prehľad QSFP-DDna tejto stránke pokrýva rovnakú oblasť vo formáte orientovanom na kupujúceho-.

Iné aplikácie

Breakout káble sa objavujú aj mimo siete dátových centier vrátane audio (DB25-do-XLR{3}}ventilátorov, TRS-do-dual-TS), AV systémy a priemyselné riadiace káble. Výberové kritériá sa výrazne líšia od vytvárania sietí a sú mimo rozsahu tejto príručky.

DAC vs AOC vs Fiber Breakout

Praktické pravidlo pre zdroje dátového centra: DAC pre in{0}}rack, AOC pre pevný cross{1}}rack, prerušenie vlákna pre čokoľvek, čo sa dotýka prepojovacieho panelu alebo štruktúrovanej chrbtice.

Ako si vybrať Breakout kábel

Krok 1: Potvrďte port a tvarový faktor na oboch koncoch

Identifikujte presnú klietku vysielača a prijímača na konci s vysokou{0}}hustotou (QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) a typ konektora na konci (SFP+, SFP28, QSFP28, LC, SC, FC, ST, MPO). Vizuálna podobnosť je nespoľahlivá; tá istá kovová klietka môže niesť veľmi odlišné elektrické rozhrania.

Krok 2: Zosúlaďte rýchlosť a štruktúru jazdného pruhu

Konfigurácia prerušenia musí sledovať štruktúru jazdného pruhu v prístave. Port 100G QSFP28 sa natívne delí na 4x 25G, nie 4x 10G; vynútenie 10G na 25G pruhu zvyčajne zlyhá pri vyjednávaní spojenia. Pre 400G QSFP-DD a OSFP potvrďte, či port podporuje 4x 100G, 2x 200G alebo 8x 50G a či prepínač ASIC podporuje zodpovedajúci režim FEC.

Krok 3: Vyberte médium

Použite rozhodnutie DAC / AOC / vlákno z predchádzajúcej časti na základe dosahu, trasy kábla a toho, či bude prepojenie prechádzať cez prepojovací panel.

Krok 4: Overte si podporu Switch Breakout

Tu sa väčšina projektov zastaví. Klietka QSFP automaticky nepodporuje breakout. Na mnohých platformách:

• Breakout je podporovaný len na špecifických skupinách portov, nie na každom porte na linkovej karte.
• Breakout vyžaduje explicitnú konfiguráciu (prepísanie rýchlosti rozhrania, zmena profilu portu) a niekedy aj opätovné načítanie-skupiny portov alebo reštartovanie systému.
• Platforma očakáva špecifický typ kábla alebo kódovanie; použitie nerozpoznaného kábla môže deaktivovať port ticho.

Pred zadaním objednávky skontrolujte rozdeľovaciu maticu v príručke k inštalácii hardvéru dodávateľa prepínača alebo v zozname kompatibility transceivera. Cisco, Arista, Juniper, Dell, HPE a NVIDIA publikujú podľa-rozdeľovacích tabuliek platformy.

Krok 5: Skontrolujte kódovanie dodávateľa a kompatibilitu

Zostavy DAC a AOC nesú EEPROM kódovanú pre jednu alebo viac hostiteľských platforiem. Kábel kódovaný pre Cisco môže hlásiť chyby na prepínači Arista alebo NVIDIA, aj keď je fyzická vrstva identická. Pre produkčné siete si kúpte káble výslovne testované podľa modelu prepínača, linkovej karty a aktuálneho vydania NOS.

Krok 6: Overte polaritu a typ vlákna (prerušenie vlákna)

V prípade prerušenia MPO/MTP potvrďte polaritu (Typ A, B alebo C), pohlavie konektora (samec/kolík vs. samica), typ vlákna (OM3/OM4/OM5/OS2) a prípadne koncové rozhranie APC verzus UPC. Nesprávna polarita je najčastejšou príčinou spojenia MPO, ktoré sa rozsvieti na transceiveri, ale neprejde premávkou. TheSprievodca výberom MTP vs MPOprechádza týmito kontrolami podrobnejšie.

Krok 7: Potvrďte mechanické a environmentálne požiadavky

Dĺžka kábla by sa mala zhodovať so skutočnou dráhou kábla, nie so vzdialenosťou priamej{0}}čiary. Pridajte servisnú slučku. Potvrďte hodnotenie plášťa (LSZH, OFNR, plénum), minimálny polomer ohybu a prevádzkovú teplotu v porovnaní s prostredím nasadenia. V stojanoch s vysokou{4}}hustotou obmedzuje priemer a tuhosť kábla často viac ako rýchlosť prenosu dát.

Odporúčania{0}}založené na scenári

Pre chrbticové kmene, ktoré napájajú vylamovacie zostavy po prúde, pozriMožnosti hlavného kábla MPO/MTP. Hlbší prehľad rozhodovania medzi kmeňovými a vylamovacími zostavami je k dispozícii vSprievodca výberom vylamovacieho kábla MPO.

Praktické poznámky k nasadeniu

Niekoľko postrehov z práce s breakout kabelážou v produkčnom prostredí:

Najbežnejším vzorom lístkov v nových nasadeniach breakout nie je chybný kábel. Je to skupina portov, ktorá nikdy nebola nastavená do režimu breakout, nesúlad FEC medzi prepínačom a hostiteľskou NIC alebo MPO trunk, ktorého polarita nezodpovedá zväzku na druhej strane. Všetky tieto problémy spočiatku vyzerajú ako problém s káblom.

V prípade zmiešaných-prostredí dodávateľov požiadajte dodávateľa káblov o potvrdenie kódovania pre každú cieľovú platformu samostatne a vyžiadajte si písomné vyhlásenie o kompatibilite. Všeobecné kódovanie „viac{2}}dodávateľov“ nie vždy akceptuje každé vydanie NOS.

V prípade nasadení 400G a 800G mechanická špecifikácia kábla (priemer, tuhosť, minimálny polomer ohybu) často určuje, čo je fyzicky zostaviteľné v 19- skrini. Pred objednaním sa oplatí vyžiadať si nákres prierezu kábla-, najmä v prípade kmeňov MPO s vysokým-počtom vlákien. Thereferencia vložnej stratyje užitočné pri výpočte rozpočtu na prepojenie, do ktorého sa musí zmestiť každá nová vylamovacia zostava.

Často kladené otázky o Breakout Cable

Aký je účel prerušovacieho kábla v dátovom centre?

Prerušovací kábel odhaľuje jednotlivé pruhy alebo vlákna portu s vysokou{0}}hustotou ako samostatné pripojenia, takže jeden port prepínača 40G/100G/400G môže slúžiť viacerým zariadeniam s nižšou{4}}rýchlosťou a jeden MPO kmeň môže napájať viacero LC-vybavených transceiverov.

Je breakout kábel rovnaký ako splitter?

Nie. Rozbočovač vo vláknovej optike rozdeľuje optický výkon na viacero výstupov (príkladom sú pasívne PLC rozbočovače). Prerušovací kábel oddeľuje pruhy alebo vlákna, ktoré sú už vo vnútri kufra fyzicky odlišné. Nedochádza k žiadnemu optickému ani elektrickému štiepeniu.

Môžem použiť prerušovací kábel na akomkoľvek porte QSFP alebo QSFP-DD?

Nie. Port musí byť v skupine portov, ktorú ASIC a NOS prepínača podporujú pre breakout, a breakout musí byť explicitne nakonfigurovaný. Pred objednaním skontrolujte rozdeľovaciu maticu dodávateľa a spustenú verziu NOS.

Znižuje prerušovací kábel rýchlosť pripojenia?

Neznižuje rýchlosť-pre jazdný pruh. Port 100G QSFP28, ktorý je rozdelený na 4x 25G, stále poskytuje 25G na každej nohe. Celková súhrnná šírka pásma cez štyri vetvy sa rovná pôvodnej rýchlosti portu.

Prečo môj breakout kábel nevyvoláva odkazy?

Zvyčajné príčiny, zhruba v poradí frekvencie: breakout mode nie je nakonfigurovaný na skupine portov; Nastavenia FEC sa medzi prepínačom a hostiteľom nezhodujú; NOS nerozpozná káblovú EEPROM; pre vlákno je polarita MPO nesprávna; alebo sú vylamovacie nohy spojené v poradí, ktoré nezodpovedá očakávanej mape jazdných pruhov.

Na čo sa používa prerušovací kábel MPO-na{1}}LC?

Prerušenie MPO-do{1}}LC (tiež nazývané zväzok alebo vejár{2}}) ukončuje MPO/MTP kmeň na jednotlivé duplexné LC konektory. Ide o štandardné rozhranie medzi chrbticou MPO a zariadením, ktoré využíva LC transceivery, najmä v architektúrach spine{4}}listov a ToR.

Mal by som si vybrať pasívny alebo aktívny DAC pre breakout?

Pasívny DAC je vhodný pre veľmi krátke,{0}}rackové prepojenia, kde záleží na každom miliwatte a každom doláre. Aktívny DAC je vhodný, keď rovnaký tvarový faktor potrebuje dosiahnuť o niečo ďalej alebo prejsť prepojovacími panelmi s väčšou stratou, než dokáže pasívny twinax tolerovať.

Čo by som mal potvrdiť pred objednaním optického kábla?

Typ a počet konektorov na oboch koncoch, typ vlákna (OM3/OM4/OM5/OS2), polarita MPO (Typ A/B/C), pohlavie konektora, koncovka APC vs UPC, hodnotenie plášťa a dĺžka vedeného kábla vrátane servisnej slučky.

Záver

Prerušovací kábel je jedným z najužitočnejších nástrojov na správu zmiešaných -rýchlostných a vysoko{1}}hustotných prostredí, ale je tiež jedným z najbežnejších zdrojov problémov s nasadením, ktorým sa dá vyhnúť. Samotný kábel je zriedka problém; chybové režimy takmer vždy pochádzajú z konfigurácie portu, mapovania jazdných pruhov, polarity alebo kódovania dodávateľa.

V prípade projektov dátových centier a optických sietí začnite proces výberu z platformy prepínača, nie z katalógu káblov. Pred objednaním si overte, ktoré porty podporujú breakout a v ktorých režimoch, vyberte médium na základe dosahu a trasy kábla a overte polaritu a kódovanie. Ak dodávateľ nemôže odpovedať na tieto otázky písomne, považujte to za signál, aby ste sa poobzerali inde.

V prípade otázok týkajúcich sa kompatibility-špecifických pre projekt alebo vlastnej konfigurácie oddelení,predložiť dopyts platformou prepínača, rýchlosťami portov a požadovaným dosahom a tím inžinierov môže potvrdiť zostavu, ktorá sa hodí.