Пробивен кабел: какво представлява и как да го изберете

Разкъсващият кабел взема една връзка с висока{0}}плътност и я разделя на няколко отделни връзки. В центрове за данни и оптични мрежи това обикновено означава разделяне на QSFP, QSFP28, QSFP-DD или OSFP порт на множество по-ниски-скоростни ленти или разпръскване на MPO/MTP магистрала в отделни LC, SC, FC или ST връзки. Кабелът не създава допълнителна честотна лента; той просто разкрива ленти или влакна, които вече съществуват в края на висока-плътност.

Това ръководство е написано за мрежови инженери, оператори на центрове за данни и екипи за доставки, които трябва да изберат прекъсващи кабели за производствени среди. Той се фокусира върху решенията, които обикновено причиняват проблеми при реални внедрявания: поддръжка на портове, картографиране на ленти, полярност на влакната, кодиране на доставчика и обхват.

Какво е пробивен кабел?

Пробивният кабел, наричан също вентилаторен кабел или оптичен сноп, съчетава множество пътеки на сигнала в една обвивка и прекратява всяка пътека на собствен конектор в далечния край. Вместо да издърпвате няколко отделни кабела от превключвателен порт с висока-плотност или пач панел, един структуриран възел носи всички ленти и ги разделя само там, където са необходими.

Два примера покриват повечето случаи на използване на центрове за данни:

• Пробив на-нивото на трансивъра: 100G QSFP28 порт носи четири 25G ленти; преходен кабел QSFP28 към 4x SFP28 свързва този единичен порт към четири 25G сървърни NIC.
• Разбивка на структурно окабеляване: 12-влакнеста MPO тръба пристига до пач панел; модулът за прекъсване на влакна MPO-to-LC го превръща в шест дуплексни LC връзки за комутатори и приемо-предаватели.

Прекъсващ кабел, вентилатор-изходен кабел и кабел за снопове

Трите термина се припокриват и се използват непоследователно в каталозите на доставчици. На практика:

Ако снабдявате сглобки с влакна и доставчикът използва „harness“, „fan-out“ и „breakout“ в един и същ лист с данни, помолете го да посочи броя на конекторите, броя на влакната, типа на полярността и дължината на фуркацията. Терминологията не променя тези параметри, но параметрите променят дали кабелът наистина ще работи.

Как работи пробивният кабел

Функцията на пробивния кабел е разделяне, а не умножаване. 40G QSFP+ връзка е вътрешно четири 10G ленти; пробивният кабел излага всяка лента на собствен SFP+ конектор. Същата логика важи за 100G QSFP28 (четири 25G ленти), 200G QSFP56 (четири 50G PAM4 ленти или две 100G) и 400G QSFP-DD или OSFP (осем 50G PAM4 ленти, обикновено разделени като 4x 100G или 2x 200G).

За прекъсване на влакна, MPO конекторът физически държи 8, 12, 16 или 24 влакна в една накрайник. Кабелът разделя тези влакна на дуплексни двойки, завършващи на LC, SC или други симплексни/дуплексни конектори в края на прекъсването.

От това следват две последствия:

• ASIC и портът на комутатора трябва да поддържат заявения режим на прекъсване. Порт, който изглежда като QSFP клетка, но е твърдо-кодиран за 40G или 100G собствена работа, няма да приеме прекъсващ кабел, независимо от съединителя.
• Картирането на лентите трябва да е правилно и от двата края. Несъответстващият ред на лентите или полярността на влакната е единствената най-честа причина, поради която физически финият кабел не успява да изведе връзки.

Структурата на Ethernet лентата и сигнализирането са определени в IEEE 802.3. За точните назначения на ленти, използвани от вариантите 40GBASE, 100GBASE и 400GBASE,Документация на работната група IEEE 802.3е авторитетният източник.

Често срещани типове пробивни кабели

Оптичен прекъснат кабел

Оптичните кабели са стандартният избор за структурно окабеляване и всяка връзка, по-дълга от няколко метра. Най-често срещаните модули в центровете за данни са:

• MPO/MTP-12 до 6x LC дуплекс (OM3, OM4, OM5 или едномодов)
• MPO/MTP-8 до 4x LC дуплекс за 40G/100G приемо-предаватели с малък обсег, използващи четири ленти
• MPO/MTP-24 до 12x LC дуплекс за кръпки с висока плътност
• MPO-to-SC, MPO-to-FC или MPO-to-ST варианти за наследени интерфейси

Използвайте оптичен кабел, когато разстоянието на връзката надвишава практическия обсег на медта, когато трябва да свържете MPO магистрала с трансивъри, оборудвани с LC-, или когато кабелната система е проектирана около съединителни панели и структурирани опори. За страната на кацане на конектора вижтеПродуктова линия LC конектор. За самия монтаж на прекъсване,MTP/MPO каталог с оптични кабелиобхваща OM3, OM4, OM5 и едномодови-варианти в конфигурации с 8, 12 и 24 влакна.

Две проверки решават дали кабелът за прекъсване на оптичното влакно ще работи на първия -вход:

• Полярност. MPO системите използват полярност тип A, тип B или тип C. Поляритетът на магистралата, прекъсвачът и трансивърът трябва да са съгласувани или предаването и приемането няма да се сдвоят правилно.
• Тип влакна. Влакната OM3, OM4, OM5 и OS2 не са взаимозаменяеми при високи скорости на данни. Смесването на OM3 и OM4 в един и същ канал е технически възможно, но влошава поддържания обхват и обикновено се избягва при нови инсталации. За практическите граници на обхват при 10G, 25G, 100G и 400G,OM1 до OM5 многомодово влакно еталонно разстояниее полезна отправна точка.

• 

DAC прекъснат кабел

Прекъсващ меден кабел с директно свързване пренася ленти върху туинакс мед с трансивърна електроника, интегрирана във всеки край. Обичайните конфигурации включват 40G QSFP+ до 4x 10G SFP+, 100G QSFP28 до 4x 25G SFP28 и 400G QSFP-DD до 4x 100G QSFP28.

Изберете DAC, когато: връзките са в рамките на една и съща стойка или съседни стелажи, пробегът е под три метра за пасивна мед или под седем метра за активна мед, а мощността и бюджетът са ограничени. Връзките от горния-на-превключвател на шкаф-към-сървър в същия шкаф са каноничният случай.

Избягвайте DAC, когато: дължината надвишава пасивния обхват, пътят на кабела включва тесни завои или гъстотата на стелажа вече създава проблеми с-управлението на кабела. DAC е твърд и тежък в сравнение с AOC или влакна, а при 400G диаметърът на кабела се превръща в сериозна пречка в гъсти шкафове.

AOC Breakout кабел

Пробивът на активния оптичен кабел интегрира приемо-предаватели и оптични влакна в трайно прекратен модул. Конекторите изглеждат като QSFP/SFP модули, но не могат да бъдат отстранени от влакното.

Изберете AOC, когато: връзката надвишава обхвата на DAC, но инсталацията с изцяло структурирани влакна е излишна, пътят на кабела е дълъг или има много завои, или разгръщането е връзка от фиксирана точка-до-точка между две известни крайни точки. AI клъстери, GPU-към-GPU връзки и кръстосано-превключване на шкаф-към-сървъри са типични.

Избягвайте AOC, когато: крайните точки може да се променят, пътят на кабела се споделя с пач панелите или искате да можете да замените оптиката независимо от влакното. AOC се продават като една единица; ако някой от краищата се повреди, целият модул се заменя.

QSFP+, QSFP28, QSFP-DD и OSFP Breakout

Форм-факторът на трансивъра описва само физическата клетка, а не поддържаните режими на прекъсване. Типичните комбинации за пробив са:

За механичните и електрическите спецификации на QSFP-DD форм-фактора, включително двуредовия-конектор и дефинициите на 400G ленти, вижтеQSFP-DD MSA спецификация. TheQSFP-DD технически прегледна този сайт обхваща същата тема в-ориентиран към купувача формат.

Други приложения

Пробивните кабели също се появяват извън мрежата на центъра за данни, включително аудио (DB25-към-XLR вентилатор-изходи, TRS-към-dual-TS), AV системи и индустриално контролно окабеляване. Критериите за избор се различават значително от работата в мрежа и са извън обхвата на това ръководство.

DAC срещу AOC срещу Fibre Breakout

Практическо правило за снабдяване с центрове за данни: DAC за in-rack, AOC за фиксиран кръст-rack, пробив на влакна за всичко, което докосва пач панел или структуриран гръбнак.

Как да изберем пробивен кабел

Стъпка 1: Потвърдете порта и форм фактора от двата края

Идентифицирайте точната клетка на трансивъра в края с висока-плътност (QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) и типа на конектора в края на прекъсването (SFP+, SFP28, QSFP28, LC, SC, FC, ST, MPO). Визуалното сходство е ненадеждно; една и съща метална клетка може да носи много различни електрически интерфейси.

Стъпка 2: Съпоставете скоростта и структурата на лентата

Конфигурацията на пробив трябва да следва структурата на лентата на порта. Порт 100G QSFP28 се разделя на 4x 25G, а не на 4x 10G; форсирането на 10G на 25G лента обикновено се проваля при договаряне на връзката. За 400G QSFP-DD и OSFP потвърдете дали портът поддържа 4x 100G, 2x 200G или 8x 50G и дали ASIC на комутатора поддържа съответния FEC режим.

Стъпка 3: Изберете среда

Приложете решението за DAC / AOC / влакна от предишния раздел въз основа на обхвата, пътя на кабела и дали връзката ще премине през пач панел.

Стъпка 4: Проверете поддръжката на Switch Breakout

Това е мястото, където повечето проекти спират. QSFP клетката не поддържа автоматично прекъсване. На много платформи:

• Breakout се поддържа само на конкретни групи портове, а не всеки порт на линейната карта.
• Breakout изисква изрична конфигурация (отмяна на скоростта на интерфейса, промяна на профила на порт) и понякога презареждане на-група на порт или рестартиране на системата.
• Платформата очаква специфичен тип кабел или кодиране; използването на неразпознат кабел може да деактивира порта тихо.

Проверете матрицата на прекъсване в ръководството за инсталиране на хардуера на доставчика на комутатора или в списъка за съвместимост на трансивъра, преди да направите поръчка. Cisco, Arista, Juniper, Dell, HPE и NVIDIA публикуват разбивъчни таблици за-платформа.

Стъпка 5: Проверете кодирането и съвместимостта на доставчика

DAC и AOC модулите носят EEPROM, кодиран за една или повече хост платформи. Кабел, кодиран за Cisco, може да съобщи за грешки на комутатор Arista или NVIDIA, въпреки че физическият слой е идентичен. За производствени мрежи купувайте кабели, изрично тествани спрямо вашия модел комутатор, линейна карта и текущата версия на NOS.

Стъпка 6: Проверете полярността и типа на влакното (пробив на влакното)

За прекъсване на MPO/MTP потвърдете полярността (Тип A, B или C), пола на конектора (мъжки/закрепен срещу женски), типа на влакното (OM3/OM4/OM5/OS2) и APC срещу UPC край, където е приложимо. Грешният поляритет е най-честата причина за MPO връзка, която светва на приемо-предавателя, но не успява да премине трафик. TheРъководство за избор на MTP срещу MPOразглежда тези проверки по-подробно.

Стъпка 7: Потвърдете механичните изисквания и изискванията за околната среда

Дължината на кабела трябва да съответства на действителния път на кабела, а не на разстоянието по права{0}}линия. Добавяне на сервизна верига. Потвърдете рейтинга на кожуха (LSZH, OFNR, пленум), минималния радиус на огъване и работната температура спрямо средата на разгръщане. В стелажите с висока -плътност диаметърът и твърдостта на кабела често ограничават избора повече от скоростта на данни.

Препоръки,-базирани на сценарий

За опорни стволове, които захранват възли за прекъсване надолу по веригата, вижтеMPO/MTP опции за магистрален кабел. ВРъководство за избор на кабел за прекъсване на MPO.

Бележки за практическо внедряване

Няколко наблюдения от работата с пробивни кабели в производствени среди:

Най-често срещаният модел на билети при нови пробивни внедрявания не е дефектен кабел. Това е група портове, която никога не е била зададена в режим на прекъсване, несъответствие на FEC между превключвателя и хост NIC или MPO магистрала, чийто поляритет не съответства на снопа от другата страна. Всички тези проблеми първоначално изглеждат като проблем с кабела.

За смесени среди-доставчици помолете доставчика на кабели да потвърди кодирането за всяка целева платформа поотделно и поискайте писмена декларация за съвместимост. Генеричното кодиране на „multi-vendor“ не винаги се приема от всяка версия на NOS.

За 400G и 800G внедрявания механичната спецификация на кабела (диаметър, твърдост, минимален радиус на огъване) често определя какво може физически да се вгради в 19-инчов шкаф. Струва си да поискате чертежа на напречното-сечение на кабела, преди да поръчате, особено за MPO канали с голям-брой влакна. Theсправка за загуба на вмъкванее полезно при изчисляване на бюджета на връзката, в който трябва да се побере всеки нов пробивен модул.

Често задавани въпроси за прекъсвач на кабела

Каква е целта на прекъсващия кабел в център за данни?

Кабелът за прекъсване разкрива отделните ленти или влакна на порт с висока-плътност като отделни връзки, така че един 40G/100G/400G превключвателен порт може да обслужва множество устройства с по-ниска-скорост, а един MPO ствол може да захранва множество трансивъри, оборудвани с LC-.

Разкъсващият кабел същото ли е като сплитер?

Не. Сплитер във влакнеста оптика разделя оптичната мощност между множество изходи (пасивните PLC сплитери са пример). Разкъсващ кабел разделя ленти или влакна, които вече са физически различни вътре в багажника. Не се извършва оптично или електрическо разделяне.

Мога ли да използвам прекъснат кабел на всеки QSFP или QSFP-DD порт?

Не. Портът трябва да бъде в група портове, която ASIC и NOS на комутатора поддържат за прекъсване, и прекъсването трябва да бъде изрично конфигурирано. Проверете матрицата за пробив на доставчика и работещата версия на NOS, преди да поръчате.

Прекъснатият кабел намалява ли скоростта на връзката?

Не намалява скоростта на-лентата. Порт 100G QSFP28, който е разделен на 4x 25G, все още доставя 25G на всеки крак. Общата обща честотна лента на четирите крака е равна на първоначалната скорост на порта.

Защо моят прекъсващ кабел не извежда връзки?

Обичайните причини, приблизително подредени по честота: режимът на прекъсване не е конфигуриран в групата портове; FEC настройките не съвпадат между комутатора и хоста; кабелът EEPROM не се разпознава от NOS; за влакна полярността на MPO е грешна; или пробивните крака са свързани в ред, който не съответства на очакваната карта на лентата.

За какво се използва прекъснат кабел от MPO-към-LC?

Прекъсване на MPO-към-LC (наричано още сноп или вентилатор-out) прекратява MPO/MTP магистрала в отделни дуплексни LC конектори. Това е стандартният интерфейс между MPO гръбнак и оборудване, което използва LC приемо-предаватели, особено в spine-leaf и ToR архитектури.

Трябва ли да избера пасивен или активен ЦАП за пробив?

Пасивният ЦАП е подходящ за много къси връзки в-река, където всеки миливат и всеки долар са от значение. Активният DAC е подходящ, когато същият форм фактор трябва да достигне малко по-далеч или да премине през пач панели с повече загуби, отколкото пасивният twinax може да понесе.

Какво трябва да потвърдя, преди да поръчам оптичен кабел?

Тип конектор и брой в двата края, тип влакно (OM3/OM4/OM5/OS2), полярност на MPO (тип A/B/C), пол на конектора, APC спрямо UPC край, рейтинг на кожуха и дължината на прекаран кабел, включително обслужващ контур.

Заключение

Прекъсващият кабел е един от най-полезните инструменти за управление на смесена-скоростна и-среда с висока-плътност, но също така е и един от най-честите източници на проблеми с внедряването, които могат да бъдат избегнати. Самият кабел рядко е проблемът; режимите на повреда почти винаги идват от конфигурация на порт, картографиране на платна, полярност или кодиране на доставчика.

За центрове за данни и проекти за оптични мрежи започнете процеса на избор от платформата за превключване, а не от кабелния каталог. Потвърдете кои портове поддържат прекъсване и в какви режими, изберете средата въз основа на обхвата и пътя на кабела и проверете полярността и кодирането, преди да поръчате. Ако доставчикът не може да отговори писмено на тези въпроси, приемете това като сигнал да потърсите другаде.

За-специфични за проекта въпроси относно съвместимостта или персонализирана конфигурация за прекъсване,изпрати запитванес вашата платформа за превключване, скорости на портове и необходим обхват, а инженерният екип може да потвърди монтажа, който пасва.