Cablu Breakout: Ce este și cum să alegi unul

Un cablu de întrerupere preia o conexiune de-densitate mare și o separă în mai multe conexiuni individuale. În centrele de date și rețelele de fibră, acest lucru înseamnă de obicei împărțirea unui port QSFP, QSFP28, QSFP-DD sau OSFP în mai multe benzi cu viteză mai mică-sau distribuirea unui trunchi MPO/MTP în conexiuni individuale LC, SC, FC sau ST. Cablul nu creează o lățime de bandă suplimentară; pur și simplu expune benzi sau fibre care există deja la capătul cu densitate mare-.

Acest ghid este scris pentru inginerii de rețea, operatorii de centre de date și echipele de achiziții care trebuie să aleagă cabluri de separare pentru mediile de producție. Se concentrează pe deciziile care cauzează, de obicei, probleme în implementările reale: suport pentru spargerea porturilor, maparea benzii, polaritatea fibrei, codificarea furnizorului și acoperirea.

Ce este un cablu Breakout?

Un cablu de întrerupere, numit și cablu de ieșire-ventilator sau cablaj de fibră, combină mai multe căi de semnal într-o singură manta și termină fiecare cale pe propriul conector la capătul îndepărtat. În loc să trageți mai multe cabluri distincte dintr-un port de comutator cu densitate mare-sau panou de corecție, un singur ansamblu structurat transportă toate benzile și le separă numai acolo unde sunt necesare.

Două exemple acoperă majoritatea cazurilor de utilizare a centrelor de date:

• Erupție la nivel-transceiver: un port 100G QSFP28 transportă patru benzi 25G; un cablu QSFP28-la-4x SFP28 conectează acel singur port la patru NIC-uri de server 25G.
• Ruptura cablajului structurat: un trunchi MPO de 12-fibră ajunge la un panou de corecție; un ansamblu de separare a fibrei MPO-la-LC îl transformă în șase legături LC duplex pentru comutatoare și transceiver.

Cablu de rupere, cablu de ieșire-ventilator și cablu de cablaj

Cei trei termeni se suprapun și sunt utilizați în mod inconsecvent în cataloagele furnizorilor. În practică:

Dacă achiziționați ansambluri de fibre, iar furnizorul folosește „ham”, „fan-out” și „breakout” în aceeași foaie de date, cereți-le să specifice numărul de conectori, numărul de fibre, tipul de polaritate și lungimea furcației. Terminologia nu modifică acești parametri, dar parametrii schimbă dacă cablul va funcționa efectiv.

Cum funcționează un cablu Breakout

Funcția unui cablu de rupere este separarea, nu multiplicarea. O legătură 40G QSFP+ este în interior patru benzi 10G; un cablu de rupere expune fiecare bandă pe propriul conector SFP+. Aceeași logică se aplică la 100G QSFP28 (patru benzi 25G), 200G QSFP56 (patru benzi 50G PAM4 sau două 100G) și 400G QSFP-DD sau OSFP (opt benzi 50G PAM4, de obicei împărțite ca 40G sau 2x210).

Pentru ruperea fibrelor, un conector MPO reține fizic 8, 12, 16 sau 24 de fibre într-o singură virolă. Cablul separă acele fibre în perechi duplex terminate pe LC, SC sau alți conectori simplex/duplex la capătul de rupere.

De aici rezultă două consecințe:

• Switch-ul ASIC și portul trebuie să accepte modul de breakout solicitat. Un port care arată ca o cușcă QSFP, dar este codat-pentru funcționarea nativă 40G sau 100G, nu va accepta un cablu de întrerupere, indiferent de potrivirea conectorului.
• Maparea benzii trebuie să fie corectă la ambele capete. Ordinea nepotrivită a benzilor sau polaritatea fibrei este cel mai frecvent motiv pentru care un cablu fin fizic nu reușește să afișeze legăturile.

Structura benzii Ethernet și semnalizarea sunt definite în IEEE 802.3. Pentru alocarea exactă a benzilor utilizate de variantele 40GBASE, 100GBASE și 400GBASE,Documentația grupului de lucru IEEE 802.3este sursa autorizată.

Tipuri comune de cabluri de rupere

Cablu de separare cu fibră optică

Cablurile de rupere de fibră sunt alegerea standard pentru cablarea structurată și orice legătură mai lungă de câțiva metri. Cele mai comune ansambluri din centrele de date sunt:

• MPO/MTP-12 până la 6x LC duplex (OM3, OM4, OM5 sau monomod)
• MPO/MTP-8 până la 4x LC duplex pentru transceiver-uri cu rază scurtă de acțiune 40G/100G folosind patru benzi
• MPO/MTP-24 până la 12x LC duplex pentru corecție de înaltă densitate
• Variante MPO-la-SC, MPO-la-FC sau MPO-la-ST pentru interfețele vechi

Utilizați un cablu de întrerupere de fibră atunci când distanța de legătură depășește raza practică a cuprului, atunci când trebuie să interfațați un trunchi MPO cu transceiver echipate LC-sau atunci când sistemul de cablare este proiectat în jurul panourilor de corelare și structurilor centrale structurate. Pentru partea de aterizare a conectorului, consultațiLinie de produse conector LC. Pentru ansamblul breakout în sine,Catalog cablu MTP/MPO fibr breakoutacoperă variantele OM3, OM4, OM5 și un singur-mod în configurații cu 8, 12 și 24 de fibre.

Două verificări decid dacă un cablu de întrerupere de fibră va funcționa la prima priză-:

• Polaritate. Sistemele MPO folosesc polaritatea de tip A, B sau tip C. Polaritatea portbagajului, breakout-ul și transceiver-ul trebuie să se alinieze, sau transmiterea și recepția nu se vor împerechea corect.
• Tipul fibrei. Fibrele OM3, OM4, OM5 și OS2 nu sunt interschimbabile la rate mari de date. Amestecarea OM3 și OM4 în același canal este posibilă din punct de vedere tehnic, dar degradează acoperirea suportată și este în general evitată în instalațiile noi. Pentru limitele practice de acoperire la 10G, 25G, 100G și 400G,Referință de distanță de fibră multimod OM1 la OM5este un punct de plecare util.

• 

Cablu Breakout DAC

Un cablu de cupru cu atașare directă transportă benzi peste cupru twinax, cu electronica transceiver-ului integrată la fiecare capăt. Configurațiile comune includ 40G QSFP+ până la 4x 10G SFP+, 100G QSFP28 până la 4x 25G SFP28 și 400G QSFP-DD până la 4x 100G QSFP28.

Alegeți DAC când: legăturile se află în același rack sau rafturi adiacente, cursa este sub trei metri pentru cuprul pasiv sau sub șapte metri pentru cuprul activ, iar puterea și bugetul sunt strânse. Partea de sus-al-comutatorului de rack-la-linkurile de server din cadrul aceluiași cabinet sunt cazul canonic.

Evitați DAC când: cursa depășește acoperirea pasivă, traseul cablului include coturi strânse sau densitatea rack-ului creează deja probleme de gestionare-cablului. DAC este rigid și greu în comparație cu AOC sau fibra, iar la 400G diametrul cablului devine un obstacol serios în dulapurile dense.

Cablu Breakout AOC

O întrerupere a cablului optic activ integrează transceiver și fibra optică într-un ansamblu terminat permanent. Conectorii arată ca module QSFP/SFP, dar nu pot fi scoși din fibră.

Alegeți AOC când: legătura depășește acoperirea DAC, dar o instalație complet structurată de fibră este exagerată, calea cablului este lungă sau are multe coturi sau implementarea este o conexiune fixă-la-punct la punct între două puncte finale cunoscute. Sunt tipice clusterele AI, legăturile GPU-la-GPU și comutarea încrucișată-rack-ului-la-server.

Evitați AOC când: punctele finale se pot schimba, calea cablului este partajată cu panouri de corelare sau doriți să puteți înlocui optica independent de fibră. AOC-urile sunt vândute ca o singură unitate; dacă unul dintre capetele eșuează, întregul ansamblu este înlocuit.

QSFP+, QSFP28, QSFP-DD și OSFP Breakout

Factorul de formă a transceiver-ului descrie doar cușca fizică, nu și modurile de breakout acceptate. Combinațiile tipice de breakout sunt:

Pentru specificațiile mecanice și electrice ale factorului de formă QSFP-DD, inclusiv conectorul său dual-rând și definițiile benzii 400G, consultațiSpecificația QSFP-DD MSA. ThePrezentare tehnică QSFP-DDpe acest site acoperă același domeniu într-un format-orientat spre cumpărător.

Alte aplicații

Cablurile de întrerupere apar și în afara rețelei centrelor de date, inclusiv audio (ieșiri ventilatoare DB25-la{-XLR{-, TRS-la-dual-TS), sisteme AV și cablaje de control industrial. Criteriile de selecție diferă semnificativ de crearea de rețele și nu intră în domeniul de aplicare al acestui ghid.

DAC vs AOC vs Fibre Breakout

O regulă practică pentru aprovizionarea centrului de date: DAC pentru în-rack, AOC pentru cross-fix fix, breakout de fibră pentru orice atinge un panou de corecție sau o coloană vertebrală structurată.

Cum să alegeți un cablu Breakout

Pasul 1: Confirmați portul și factorul de formă la ambele capete

Identificați cușca exactă a transceiver-ului de la capătul cu densitate înaltă-(QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) și tipul conectorului de la capătul breakout (SFP+, SFP28, QSFP28, LC, SC, FC, ST, MPO). Asemănarea vizuală este nesigură; aceeași cușcă metalică poate transporta interfețe electrice foarte diferite.

Pasul 2: Potriviți viteza și structura benzii

Configurația breakout-ului trebuie să urmeze structura benzii de pe port. Un port 100G QSFP28 se împarte în mod nativ în 4x 25G, nu 4x 10G; forțarea 10G pe o bandă 25G eșuează de obicei la negocierea legăturii. Pentru 400G QSFP-DD și OSFP, confirmați dacă portul acceptă 4x 100G, 2x 200G sau 8x 50G și dacă comutatorul ASIC acceptă modul FEC corespunzător.

Pasul 3: Alegeți Mediul

Aplicați decizia DAC / AOC / fibră din secțiunea anterioară în funcție de acoperire, calea cablului și dacă legătura va trece printr-un panou de corecție.

Pasul 4: Verificați suportul pentru comutare Breakout

Aici se blochează majoritatea proiectelor. O cușcă QSFP nu acceptă automat breakout. Pe multe platforme:

• Breakout este acceptat numai pe anumite grupuri de porturi, nu pe fiecare port de pe placa de linie.
• Breakout necesită o configurare explicită (înlocuirea vitezei interfeței, modificarea profilului de port) și uneori o reîncărcare a grupului de porturi-sau o repornire a sistemului.
• Platforma se așteaptă la un anumit tip de cablu sau codare; utilizarea unui cablu nerecunoscut poate dezactiva portul în tăcere.

Înainte de a plasa o comandă, verificați matricea de breakout din ghidul de instalare hardware al furnizorului de comutare sau lista de compatibilitate a transceiver-ului. Cisco, Arista, Juniper, Dell, HPE și NVIDIA publică fiecare tabele de distribuție pe-platformă.

Pasul 5: Verificați codul furnizorului și compatibilitatea

Ansamblurile DAC și AOC poartă o EEPROM codificată pentru una sau mai multe platforme gazdă. Un cablu codificat pentru Cisco poate raporta erori pe un comutator Arista sau NVIDIA, chiar dacă stratul fizic este identic. Pentru rețelele de producție, cumpărați cabluri testate în mod explicit pentru modelul dvs. de comutator, placa de linie și versiunea curentă NOS.

Pasul 6: verificați polaritatea și tipul fibrei (ruperea fibrei)

Pentru breakout MPO/MTP, confirmați polaritatea (Tip A, B sau C), sexul conectorului (mascul/pin vs femel), tipul de fibră (OM3/OM4/OM5/OS2) și APC vs UPC endface, acolo unde este cazul. O polaritate greșită este cea mai frecventă cauză a unei legături MPO care se aprinde la transceiver, dar nu reușește să treacă traficul. TheGhid de selecție MTP vs MPOparcurge aceste verificări mai detaliat.

Pasul 7: Confirmați cerințele mecanice și de mediu

Lungimea cablului trebuie să se potrivească cu calea reală a cablului, nu cu distanța-liniei drepte. Adăugați o buclă de servicii. Confirmați ratingul jachetei (LSZH, OFNR, plenum), raza minimă de curbură și temperatura de funcționare față de mediul de desfășurare. În rafturile cu densitate mare-, diametrul cablului și rigiditatea constrâng adesea alegerile mai mult decât rata de date.

Recomandări bazate-scenariului

Pentru trunchiurile de coloană vertebrală care alimentează ansamblurile de deblocare din aval, consultațiOpțiuni de cablu trunchi MPO/MTP. O prezentare mai profundă a deciziei dintre trunchiul și ansamblurile breakout este disponibilă înGhid de selecție a cablului de rupere MPO.

Note practice de implementare

Câteva observații din lucrul cu cablarea de tip breakout în medii de producție:

Cel mai obișnuit tipar de ticket pentru noile implementări breakout nu este un cablu defect. Este un grup de porturi care nu a fost niciodată setat în modul breakout, o nepotrivire FEC între comutator și NIC gazdă sau un trunchi MPO a cărui polaritate nu se potrivește cablajului de pe cealaltă parte. Toate aceste probleme par la început ca o problemă de cablu.

Pentru mediile mixte-de furnizori, solicitați furnizorului de cablu să confirme codarea pentru fiecare platformă țintă separat și solicitați o declarație scrisă de compatibilitate. Codarea generică „multi-furnizor” nu este întotdeauna acceptată de fiecare lansare NOS.

Pentru implementările 400G și 800G, specificațiile mecanice ale cablului (diametrul, rigiditatea, raza minimă de îndoire) determină adesea ceea ce poate fi construit fizic într-un dulap de 19-inchi. Merită să solicitați desenul-secțiunii transversale a cablului înainte de a comanda, în special pentru trunchiuri MPO cu-număr mare de fibre. Thereferință la pierderea de inserțieeste utilă atunci când se calculează bugetul de legătură în care trebuie să se încadreze orice nou ansamblu breakout.

Întrebări frecvente despre cablu de întrerupere

Care este scopul unui cablu de întrerupere într-un centru de date?

Un cablu de separare expune benzile sau fibrele individuale ale unui port de-densitate mare ca conexiuni separate, astfel încât un port comutator 40G/100G/400G poate servi mai multe dispozitive cu viteză-mai mică, iar un trunchi MPO poate alimenta mai multe transceiver echipate LC{-.

Este un cablu de rupere la fel cu un splitter?

Nu. Un splitter, în fibră optică, împarte puterea optică în mai multe ieșiri (spliterele PLC pasive sunt un exemplu). Un cablu de separare separă benzile sau fibrele care sunt deja distincte fizic în interiorul portbagajului. Nu are loc divizare optică sau electrică.

Pot folosi un cablu de întrerupere pe orice port QSFP sau QSFP-DD?

Nu. Portul trebuie să fie într-un grup de porturi pe care comutatorul ASIC și NOS îl acceptă pentru breakout, iar breakout-ul trebuie configurat în mod explicit. Verificați matricea de distribuție a furnizorului și versiunea NOS care rulează înainte de a comanda.

Un cablu de întrerupere reduce viteza conexiunii?

Nu reduce viteza pe-bandă. Un port 100G QSFP28 care este împărțit în 4x 25G oferă încă 25G pe fiecare picior. Lățimea de bandă totală totală pe cele patru picioare este egală cu viteza inițială a portului.

De ce cablul meu breakout nu afișează linkuri?

Cauzele obișnuite, aproximativ în ordinea frecvenței: modul breakout nu este configurat pe grupul de porturi; Setările FEC nu se potrivesc între comutator și gazdă; cablul EEPROM nu este recunoscut de NOS; pentru fibră, polaritatea MPO este greșită; sau segmentele de evaziune sunt conectate într-o ordine care nu se potrivește hărții benzi așteptate.

Pentru ce se folosește un cablu MPO-la-LC?

O întrerupere MPO-la-LC (numită și cablaj sau ventilator-out) termină un trunchi MPO/MTP în conectori LC duplex individuali. Este interfața standard dintre o coloană vertebrală MPO și un echipament care utilizează transceiver LC, în special în arhitecturile coloanei vertebrale-frunze și ToR.

Ar trebui să aleg DAC pasiv sau activ pentru breakout?

DAC pasiv este potrivit pentru conexiuni foarte scurte, în-rack, unde fiecare miliwatt și fiecare dolar contează. DAC activ este potrivit atunci când același factor de formă trebuie să ajungă puțin mai departe sau să treacă prin panouri de corecție cu mai multe pierderi decât poate tolera un twinax pasiv.

Ce ar trebui să confirm înainte de a comanda un cablu fibră?

Tipul conectorului și se numără pe ambele capete, tipul de fibră (OM3/OM4/OM5/OS2), polaritatea MPO (Tip A/B/C), genul conectorului, față de capăt APC vs UPC, evaluarea mantalei și lungimea cablului rutat, inclusiv o buclă de serviciu.

Concluzie

Un cablu de întrerupere este unul dintre cele mai utile instrumente pentru gestionarea mediilor mixte-de viteză și de înaltă-densitate, dar este și una dintre cele mai comune surse de probleme de implementare evitabile. Cablul în sine este rareori problema; modurile de defecțiune provin aproape întotdeauna din configurația portului, maparea benzii, polaritatea sau codificarea furnizorului.

Pentru proiecte de centre de date și rețele de fibră, începeți procesul de selecție de pe platforma de comutare, nu din catalogul de cabluri. Confirmați ce porturi acceptă breakout și în ce moduri, alegeți mediul în funcție de acoperire și calea cablului și verificați polaritatea și codarea înainte de a comanda. Dacă un furnizor nu poate răspunde la aceste întrebări în scris, tratați asta ca pe un semnal de a căuta în altă parte.

Pentru întrebări de compatibilitate specifice-proiectului sau pentru o configurație personalizată,trimiteți o anchetăcu platforma dvs. de comutare, vitezele portului și acoperirea necesară, iar echipa de ingineri poate confirma ansamblul care se potrivește.