Prebojni kabel: kaj je in kako ga izbrati

Prelomni kabel sprejme eno -zgoščeno povezavo in jo loči na več posameznih povezav. V podatkovnih centrih in optičnih omrežjih to običajno pomeni razdelitev vrat QSFP, QSFP28, QSFP-DD ali OSFP na več pasov z nižjo-hitrostjo ali razpršenost debla MPO/MTP v posamezne povezave LC, SC, FC ali ST. Kabel ne ustvarja dodatne pasovne širine; preprosto izpostavi steze ali vlakna, ki že obstajajo na koncu z visoko-gostoto.

Ta priročnik je napisan za omrežne inženirje, operaterje podatkovnih centrov in ekipe za nabavo, ki morajo izbrati prelomne kable za proizvodna okolja. Osredotoča se na odločitve, ki običajno povzročajo težave pri resničnih uvedbah: podpora za preboj vrat, preslikava pasov, polarnost vlaken, kodiranje prodajalca in doseg.

Kaj je prelomni kabel?

Prebojni kabel, imenovan tudi ventilatorski{0}}kabel ali snop vlaken, združuje več signalnih poti znotraj enega samega plašča in zaključi vsako pot na svojem konektorju na skrajnem koncu. Namesto vlečenja več ločenih kablov iz -stikalnih vrat z visoko gostoto ali povezovalne plošče en sam strukturiran sklop nosi vse pasove in jih ločuje samo tam, kjer so potrebni.

Dva primera pokrivata večino primerov uporabe podatkovnega centra:

• Preboj nivoja-oddajnika: vrata 100G QSFP28 imajo štiri pasove 25G; prelomni kabel QSFP28-to-4x SFP28 povezuje ta ena vrata s štirimi 25G strežniki NIC.
• Preboj strukturiranih kablov: 12- vlaken MPO trank prispe do priključne plošče; prelomni sklop vlaken MPO-to-LC ga pretvori v šest dupleksnih povezav LC za stikala in sprejemnike.

Prelomni kabel, ventilator-izhodni kabel in kabel kabelskega snopa

Ti trije izrazi se prekrivajo in se v katalogih prodajalcev uporabljajo nedosledno. V praksi:

Če nabavljate sklope vlaken in dobavitelj uporablja "harness", "fan-out" in "breakout" v istem podatkovnem listu, ga prosite, naj navede število konektorjev, število vlaken, vrsto polarnosti in dolžino furkacije. Terminologija ne spremeni teh parametrov, spremenijo pa se parametri, ali bo kabel dejansko deloval.

Kako deluje prelomni kabel

Funkcija prelomnega kabla je ločevanje, ne množenje. Povezava 40G QSFP+ ima notranje štiri pasove 10G; prelomni kabel izpostavi vsako stezo na svojem priključku SFP+. Ista logika velja za 100G QSFP28 (štiri pasove 25G), 200G QSFP56 (štiri pasove 50G PAM4 ali dva 100G) in 400G QSFP-DD ali OSFP (osem pasov 50G PAM4, običajno razdeljenih na 4x 100G ali 2x 200G).

Za preboj vlaken konektor MPO fizično drži 8, 12, 16 ali 24 vlaken v enem obročku. Kabel ločuje ta vlakna v dupleksne pare, zaključene na LC, SC ali drugih konektorjih simpleks/dupleks na koncu preboja.

Iz tega sledita dve posledici:

• ASIC stikala in vrata morajo podpirati zahtevani prebojni način. Vrata, ki so videti kot kletka QSFP, vendar so trdo-kodirana za izvorno delovanje 40G ali 100G, ne bodo sprejela prelomnega kabla, ne glede na prileganje priključka.
• Kartiranje pasov mora biti pravilno na obeh koncih. Neusklajen vrstni red pasov ali polarnost vlaken je edini najpogostejši razlog, zakaj fizično fin kabel ne vzpostavi povezave.

Struktura in signalizacija ethernetnega pasu sta opredeljena v IEEE 802.3. Za natančne dodelitve pasov, ki jih uporabljajo različice 40GBASE, 100GBASE in 400GBASE,Dokumentacija delovne skupine IEEE 802.3je verodostojen vir.

Pogoste vrste prelomnih kablov

Prebojni kabel iz optičnih vlaken

Optični prelomni kabli so standardna izbira za strukturirano kabliranje in vse povezave, daljše od nekaj metrov. Najpogostejši sklopi v podatkovnih centrih so:

• MPO/MTP-12 do 6x LC duplex (OM3, OM4, OM5 ali enomodni)
• MPO/MTP-8 do 4x LC duplex za 40G/100G sprejemnike in oddajnike kratkega dosega, ki uporabljajo štiri steze
• MPO/MTP-24 do 12x LC duplex za popravljanje z visoko gostoto
• Različice MPO-to-SC, MPO-to-FC ali MPO-to-ST za starejše vmesnike

Uporabite optični prelomni kabel, ko razdalja povezave presega praktični doseg bakra, ko morate povezati MPO trank z oddajniki-sprejemniki, opremljenimi z LC-, ali ko je kabelski sistem zasnovan okoli povezovalnih plošč in strukturiranih hrbtenij. Za pristajalno stran priključka glejteLinija izdelkov za priključke LC. Za sam prelomni sklop jeKatalog prelomnih optičnih kablov MTP/MPOzajema OM3, OM4, OM5 in eno-različice v konfiguracijah z 8, 12 in 24 vlakni.

Dve preverjanji odločita, ali bo optični prelomni kabel deloval pri prvem vtiču-:

• Polarnost. Sistemi MPO uporabljajo polarnost tipa A, tipa B ali tipa C. Polariteta na priključku, odklopniku in oddajniku mora biti poravnana, sicer se oddajanje in sprejemanje ne bosta pravilno seznanila.
• Vrsta vlaken. Vlakna OM3, OM4, OM5 in OS2 niso zamenljiva pri visokih hitrostih prenosa podatkov. Mešanje OM3 in OM4 v istem kanalu je tehnično možno, vendar poslabša podprti doseg in se mu pri novih namestitvah na splošno izogibamo. Za praktične omejitve dosega pri 10G, 25G, 100G in 400G jeReferenčna razdalja večmodnega vlakna OM1 do OM5je koristno izhodišče.

• 

Prelomni kabel DAC

Prelomni kabel Direct Attach Copper vodi steze preko twinax bakra z vgrajeno elektroniko oddajnika-sprejemnika na vsakem koncu. Običajne konfiguracije vključujejo 40G QSFP+ do 4x 10G SFP+, 100G QSFP28 do 4x 25G SFP28 in 400G QSFP-DD do 4x 100G QSFP28.

Ko izberete DAC: povezave so znotraj istega omarice ali sosednjih omaric, razdalja je manjša od treh metrov za pasivni bakreni kabel ali pod sedem metrov za aktivni bakreni kabel, moč in proračun pa sta omejena. Povezave z vrha--preklopnika-na-strežnik znotraj iste omare so kanoničen primer.

Izogibajte se DAC, ko: dolžina presega pasivni doseg, pot kabla vključuje ozke ovinke ali pa gostota stojala že povzroča-težave pri upravljanju kablov. DAC je tog in težak v primerjavi z AOC ali optičnimi vlakni, pri 400 G pa premer kabla postane resna ovira v gostih omarah.

Prelomni kabel AOC

Preboj aktivnega optičnega kabla integrira oddajnike in optična vlakna v trajno zaključen sklop. Konektorji izgledajo kot moduli QSFP/SFP, vendar jih ni mogoče odstraniti iz vlakna.

Izberite AOC, ko: povezava presega doseg DAC, vendar je popolna elektrarna s strukturiranimi vlakni pretirana, kabelska pot je dolga ali ima veliko ovinkov ali pa je uvedba fiksna povezava med dvema znanima končnima točkama. Tipične so gruče AI, povezave GPE-to-GPE in navzkrižno-preklapljanje-na-strežnike.

Izogibajte se AOC, kadar: končne točke se lahko spremenijo, pot kabla se deli s povezovalnimi ploščami ali želite zamenjati optiko neodvisno od vlakna. AOC se prodajajo kot ena enota; če kateri koli konec odpove, se zamenja celoten sklop.

QSFP+, QSFP28, QSFP-DD in OSFP Breakout

Faktor oblike oddajnika/sprejemnika opisuje samo fizično kletko, ne pa tudi podprtih načinov preboja. Tipične kombinacije preboja so:

Za mehanske in električne specifikacije faktorja oblike QSFP-DD, vključno z njegovim dvo-vrstnim priključkom in definicijami pasov 400G, glejteSpecifikacija QSFP-DD MSA. TheQSFP-DD tehnični pregledna tem spletnem mestu pokriva isto področje v obliki,-ki je usmerjena na kupca.

Druge aplikacije

Prelomni kabli se pojavljajo tudi zunaj omrežij podatkovnih centrov, vključno z zvokom (od DB25-do-XLR-fan{3}}outs, TRS-to-dual-TS), AV sistemi in industrijsko krmilno ožičenje. Izbirna merila se bistveno razlikujejo od omrežnega povezovanja in so zunaj obsega tega vodnika.

DAC proti AOC proti Fiber Breakout

Praktično pravilo za pridobivanje podatkovnega centra: DAC za in-rack, AOC za fiksno križno-rack, fiber breakout za vse, kar se dotika patch panela ali strukturirane hrbtenice.

Kako izbrati prelomni kabel

1. korak: potrdite vrata in faktor oblike na obeh koncih

Določite natančno kletko sprejemnika in oddajnika na koncu z visoko-gostoto (QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) in vrsto priključka na koncu preboja (SFP+, SFP28, QSFP28, LC, SC, FC, ST, MPO). Vizualna podobnost je nezanesljiva; ista kovinska kletka lahko nosi zelo različne električne vmesnike.

2. korak: uskladite hitrost in strukturo voznega pasu

Konfiguracija preboja mora slediti strukturi pasov na pristanišču. Vrata 100G QSFP28 se izvorno razdelijo na 4x 25G, ne na 4x 10G; vsiljevanje 10G na pas 25G običajno ne uspe pri pogajanju o povezavi. Za 400G QSFP-DD in OSFP preverite, ali vrata podpirajo 4x 100G, 2x 200G ali 8x 50G in ali ASIC stikala podpira ustrezen način FEC.

3. korak: Izberite medij

Uporabite odločitev DAC / AOC / vlakna iz prejšnjega razdelka na podlagi dosega, poti kabla in tega, ali bo povezava potekala skozi povezovalno ploščo.

4. korak: Preverite podporo za Switch Breakout

Tukaj se večina projektov ustavi. Kletka QSFP ne podpira samodejno preboja. Na številnih platformah:

• Breakout je podprt samo na določenih skupinah vrat, ne na vseh vratih na linijski kartici.
• Breakout zahteva eksplicitno konfiguracijo (preglasitev hitrosti vmesnika, sprememba profila vrat) in včasih ponovno nalaganje skupine vrat-ali ponovni zagon sistema.
• Platforma pričakuje določeno vrsto kabla ali kodiranje; uporaba neprepoznanega kabla lahko tiho onemogoči vrata.

Preden oddate naročilo, preverite prelomno matriko v navodilih za namestitev strojne opreme prodajalca stikala ali na seznamu združljivosti sprejemnikov. Cisco, Arista, Juniper, Dell, HPE in NVIDIA objavljajo razčlenitvene tabele po-platformi.

5. korak: Preverite kodiranje in združljivost dobavitelja

Sklopi DAC in AOC nosijo EEPROM, kodiran za eno ali več gostiteljskih platform. Kabel, kodiran za Cisco, lahko poroča o napakah na stikalu Arista ali NVIDIA, čeprav je fizični sloj enak. Za produkcijska omrežja kupite kable, ki so izrecno testirani glede na vaš model stikala, linijsko kartico in trenutno izdajo NOS.

6. korak: Preverite polarnost in vrsto vlaken (preboj vlaken)

Za preboj MPO/MTP potrdite polariteto (tip A, B ali C), spol konektorja (moški/pritrjen proti ženskemu), vrsto vlakna (OM3/OM4/OM5/OS2) in končni del APC proti UPC, kjer je primerno. Napačna polarnost je najpogostejši vzrok povezave MPO, ki zasveti na oddajniku, vendar ne prenese prometa. TheVodnik za izbiro MTP proti MPOpodrobneje sprehodi skozi te preglede.

7. korak: potrdite mehanske in okoljske zahteve

Dolžina kabla se mora ujemati z dejansko potjo kabla, ne z razdaljo ravne-linije. Dodajte servisno zanko. Potrdite oceno plašča (LSZH, OFNR, plenum), najmanjši radij upogiba in delovno temperaturo glede na okolje uporabe. V omarah z visoko-gostoto premer in togost kabla pogosto bolj omejujeta izbiro kot hitrost prenosa podatkov.

Priporočila-na podlagi scenarijev

Za hrbtenična debla, ki napajajo sklope za prekinitev v smeri toka, glejteMožnosti glavnega kabla MPO/MTP. Poglobljeni pregled odločitve med sklopom debla in prelomom je na voljo vPriročnik za izbiro prelomnega kabla MPO.

Opombe o praktični uporabi

Nekaj ​​opažanj pri delu s prelomnimi kabli v produkcijskih okoljih:

Najpogostejši vzorec vstopnic pri novih prebojnih uvedbah ni pokvarjen kabel. Gre za skupino vrat, ki ni bila nikoli nastavljena v prekinitveni način, neujemanje FEC med stikalom in omrežno kartico gostitelja ali vodilo MPO, katerega polarnost se ne ujema s snopom na drugi strani. Vse te težave so sprva videti kot težave s kablom.

Za mešana{0}}okolja prodajalcev prosite dobavitelja kablov, da potrdi kodiranje za vsako ciljno platformo posebej, in zahtevajte pisno izjavo o združljivosti. Generično kodiranje "multi-vendor" ni vedno sprejeto v vsaki izdaji NOS.

Za razmestitve 400G in 800G mehanske specifikacije kabla (premer, togost, najmanjši radij upogiba) pogosto določajo, kaj je fizično mogoče vgraditi v 19-palčno omaro. Pred naročilom je vredno zahtevati risbo-preseka kabla, zlasti za vodila MPO z-velikim številom vlaken. Thereferenca vstavljene izgubeje uporaben pri izračunu proračuna povezave, ki ga mora vključiti kateri koli nov prelomni sklop.

Pogosta vprašanja o prelomnem kablu

Kakšen je namen prelomnega kabla v podatkovnem centru?

Prelomni kabel razkrije posamezne pasove ali vlakna vrat z visoko-gostoto kot ločene povezave, tako da lahko ena vrata stikala 40G/100G/400G služijo več napravam z nižjo-hitrostjo, eno vodilo MPO pa lahko napaja več oddajnikov, opremljenih z LC-.

Je prelomni kabel enak razdelilniku?

Ne. Razdelilnik v optičnih vlaknih deli optično moč na več izhodov (primer so pasivni razdelilniki PLC). Prelomni kabel ločuje pasove ali vlakna, ki so že fizično ločena znotraj debla. Ne pride do optičnega ali električnega cepljenja.

Ali lahko uporabim prekinitveni kabel na katerem koli priključku QSFP ali QSFP-DD?

Ne. Vrata morajo biti v skupini vrat, ki jo stikalo ASIC in NOS podpirata za preboj, preboj pa mora biti izrecno konfiguriran. Pred naročilom preverite matriko preboja prodajalca in delujočo različico NOS.

Ali prekinitveni kabel zmanjša hitrost povezave?

Ne zmanjša hitrosti na-pas. Vrata 100G QSFP28, ki so razdeljena na 4x 25G, še vedno zagotavljajo 25G na vsaki nogi. Skupna skupna pasovna širina na štirih krakih je enaka prvotni hitrosti vrat.

Zakaj moj prelomni kabel ne prikaže povezav?

Običajni vzroki, približno po vrstnem redu pogostosti: prekinitveni način ni konfiguriran v skupini vrat; Nastavitve FEC se ne ujemajo med stikalom in gostiteljem; NOS ne prepozna kabla EEPROM; za vlakna je polarnost MPO napačna; ali pa sta prebojni nogi povezani v vrstnem redu, ki se ne ujema s pričakovanim zemljevidom voznega pasu.

Za kaj se uporablja prelomni kabel MPO-to-LC?

Prehod MPO{0}}to-LC (imenovan tudi kabelski snop ali pahljačasti-out) prekine MPO/MTP trank v posamezne dupleksne LC priključke. Je standardni vmesnik med hrbtenico MPO in opremo, ki uporablja oddajnike LC, zlasti v arhitekturah spine-leaf in ToR.

Ali naj za preboj izberem pasivni ali aktivni DAC?

Pasivni DAC je primeren za zelo kratke povezave v -omari, kjer je pomemben vsak milivat in vsak dolar. Aktivni DAC je primeren, ko mora isti faktor oblike doseči nekoliko dlje ali preiti skozi povezovalne plošče z večjo izgubo, kot jo lahko prenese pasivni twinax.

Kaj moram potrditi, preden naročim prebojni kabel?

Vrsta konektorja in število na obeh koncih, vrsta vlakna (OM3/OM4/OM5/OS2), polarnost MPO (tip A/B/C), spol konektorja, končna površina APC proti UPC, ocena plašča in dolžina speljanega kabla, vključno s servisno zanko.

Zaključek

Prebojni kabel je eno najbolj uporabnih orodij za upravljanje okolij z mešano-hitrostjo in visoko-gostoto, vendar je tudi eden najpogostejših virov težav pri uvajanju, ki se jim je mogoče izogniti. Sam kabel je redko težava; načini napak skoraj vedno izvirajo iz konfiguracije vrat, preslikave voznega pasu, polarnosti ali kodiranja prodajalca.

Za projekte podatkovnih centrov in optičnih omrežij začnite postopek izbire s platforme stikala, ne iz kataloga kablov. Potrdite, katera vrata podpirajo preboj in v katerih načinih, izberite medij glede na doseg in pot kabla ter pred naročilom preverite polarnost in kodiranje. Če dobavitelj ne more pisno odgovoriti na ta vprašanja, to obravnavajte kot znak, da poiščete drugje.

Za-vprašanja o združljivosti v zvezi s projektom ali konfiguracijo preboja po merioddajte povpraševanjez vašo platformo stikala, hitrostjo vrat in zahtevanim dosegom, inženirska ekipa pa lahko potrdi sestav, ki ustreza.