Проривний кабель: що це таке та як його вибрати

Розривний кабель приймає одне з’єднання високої-щільності та розділяє його на кілька окремих з’єднань. У центрах обробки даних і оптоволоконних мережах це зазвичай означає поділ порту QSFP, QSFP28, QSFP-DD або OSFP на кілька нижчих-швидкісних смуг або розбиття магістралі MPO/MTP на окремі з’єднання LC, SC, FC або ST. Кабель не створює додаткової пропускної здатності; він просто відкриває смуги або волокна, які вже існують на кінці високої-щільності.

Цей посібник написано для мережевих інженерів, операторів центрів обробки даних і груп із закупівель, яким потрібно вибрати кабелі для розриву для виробничих середовищ. Він зосереджений на рішеннях, які зазвичай викликають проблеми в реальних розгортаннях: підтримка портів, відображення смуг, полярність оптоволокна, кодування постачальника та охоплення.

Що таке проривний кабель?

Розривний кабель, також званий фанерним-кабелем або оптоволоконним джгутом, об’єднує кілька шляхів сигналу в одній оболонці та завершує кожен шлях на власному роз’ємі на дальньому кінці. Замість того, щоб протягувати кілька окремих кабелів від порту комутатора чи патч-панелі високої-щільності, єдиний структурований вузол несе всі смуги та розділяє їх лише там, де вони потрібні.

Два приклади охоплюють більшість випадків використання центру обробки даних:

• Прорив-рівня трансивера: порт 100G QSFP28 має чотири смуги 25G; прохідний кабель QSFP28-4x SFP28 з’єднує цей єдиний порт із чотирма мережевими картками сервера 25G.
• Розрив структурованого кабелю: магістраль MPO з 12-волокон надходить до коммутаційної панелі; вузол розриву оптоволокна MPO-to-LC перетворює його на шість дуплексних каналів LC для комутаторів і трансиверів.

Відривний кабель, кабель-вентилятора та кабель джгута

Ці три терміни збігаються та використовуються непослідовно в каталогах постачальників. На практиці:

Якщо ви купуєте волоконно-волоконні вузли, а постачальник використовує в одній таблиці параметри «harness», «fan-out» і «breakout», попросіть їх указати кількість роз’ємів, кількість волокон, тип полярності та довжину фуркації. Термінологія не змінює ці параметри, але параметри змінюють те, чи буде кабель справді працювати.

Як працює проривний кабель

Функція розривного кабелю — розділення, а не множення. Канал 40G QSFP+ складається з чотирьох внутрішніх смуг 10G; проривний кабель відкриває кожну смугу на окремому роз’ємі SFP+. Така ж логіка стосується 100G QSFP28 (чотири смуги 25G), 200G QSFP56 (чотири смуги 50G PAM4 або дві смуги 100G) і 400G QSFP-DD або OSFP (вісім смуг 50G PAM4, зазвичай розділених на 4x 100G або 2x 200G).

Для прориву волокна роз’єм MPO фізично утримує 8, 12, 16 або 24 волокна в одному наконечнику. Кабель розділяє ці волокна на дуплексні пари, що закінчуються на LC, SC або інших симплексних/дуплексних роз’ємах на кінці розриву.

З цього випливають два наслідки:

• ASIC і порт комутатора повинні підтримувати запитаний режим розриву. Порт, який виглядає як каркас QSFP, але жорстко-налаштований на власну роботу 40G або 100G, не сприйматиме розривний кабель, незалежно від підгонки роз’єму.
• Карти смуг повинні бути правильними з обох кінців. Невідповідний порядок смуг або полярність оптоволокна є єдиною найпоширенішою причиною, через яку фізично тонкий кабель не підтримує з’єднання.

Структура смуги Ethernet і сигналізація визначені в IEEE 802.3. Для точних призначень смуг, які використовуються варіантами 40GBASE, 100GBASE та 400GBASE,Документація робочої групи IEEE 802.3є авторитетним джерелом.

Поширені типи проривних кабелів

Оптоволоконний проривний кабель

Оптоволоконні проривні кабелі є стандартним вибором для структурованих кабелів і будь-яких з’єднань довжиною більше кількох метрів. Найпоширенішими збірками в дата-центрах є:

• MPO/MTP-12-6x LC Duplex (OM3, OM4, OM5 або одномодовий)
• MPO/MTP-8 до 4x LC Duplex для 40G/100G трансиверів короткого радіусу дії з використанням чотирьох смуг
• MPO/MTP-24-12x LC Duplex для високої щільності виправлення
• Варіанти MPO-to-SC, MPO-to-FC або MPO-to-ST для застарілих інтерфейсів

Використовуйте оптоволоконний кабель, коли відстань зв’язку перевищує практичну досяжність міді, коли вам потрібно з’єднати магістраль MPO з трансиверами, обладнаними LC-, або коли кабельна система розроблена навколо патч-панелей і структурованих магістралей. Для посадкової сторони роз’єму дивЛінійка продуктів з роз’ємом LC. Для самого розривного вузлаКаталог оптоволоконних кабелів MTP/MPOохоплює OM3, OM4, OM5 і одномодові-варіанти в 8, 12 і 24-волоконних конфігураціях.

Дві перевірки вирішують, чи працюватиме волоконно-волоконний кабель із першим підключенням:{0}}

• Полярність. У системах MPO використовується полярність типу A, типу B або типу C. Полярність на магістралі, роз’єднанні та трансивері має збігатися, інакше передача та прийом не з’єднаються правильно.
• Тип волокна. Волокна OM3, OM4, OM5 і OS2 не є взаємозамінними на високих швидкостях передачі даних. Змішування OM3 і OM4 в одному каналі є технічно можливим, але погіршує підтримувану охоплення, і його зазвичай уникають у нових установках. Для практичних обмежень охоплення на 10G, 25G, 100G і 400G,Відстань від OM1 до OM5 для багатомодового волокнає корисною відправною точкою.

• 

Роз'ємний кабель ЦАП

Мідний кабель із прямим підключенням прокладає смуги по міді твінакс із вбудованою електронікою трансивера на кожному кінці. Загальні конфігурації включають 40G QSFP+ до 4x 10G SFP+, 100G QSFP28 до 4x 25G SFP28 і 400G QSFP-DD до 4x 100G QSFP28.

Виберіть DAC коли: з’єднання знаходяться в одній стійці або суміжних стійках, пробіг менше трьох метрів для пасивної міді або менше семи метрів для активної міді, а потужність і бюджет обмежені. З’єднання верхнього--стійкового комутатора-до-сервера всередині однієї шафи є канонічним випадком.

Уникайте DAC, коли: довжина перевищує пасивний радіус дії, шлях кабелю містить круті вигини або щільність стійки вже створює проблеми-з керуванням кабелем. ЦАП є жорстким і важким порівняно з AOC або волокном, і при 400G діаметр кабелю стає серйозною перешкодою в щільних корпусах.

Відривний кабель AOC

Роз’єм активного оптичного кабелю об’єднує трансивери та оптичне волокно в вузол з постійним завершенням. З’єднувачі виглядають як модулі QSFP/SFP, але їх неможливо зняти з волокна.

Виберіть AOC, коли: лінія зв’язку перевищує зону охоплення DAC, але повноструктурована оптоволоконна установка є надмірною, шлях кабелю довгий або має багато вигинів, або розгортання є фіксованим з’єднанням -{1}}точка між двома відомими кінцевими точками. Типовими є кластери штучного інтелекту, зв’язки GPU-–-GPU та крос-перемикач-на-сервер.

Уникайте AOC, коли: кінцеві точки можуть змінитися, шлях кабелю використовується спільно з патч-панелями, або ви хочете мати можливість замінити оптику незалежно від волокна. AOC продаються як одна одиниця; якщо будь-який кінець виходить з ладу, весь вузол замінюється.

QSFP+, QSFP28, QSFP-DD і OSFP Breakout

Форм-фактор трансивера описує лише фізичну клітку, а не підтримувані режими розриву. Типовими проривними комбінаціями є:

Щоб отримати механічні й електричні характеристики форм-фактора QSFP-DD, зокрема його дворядний-роз’єм і визначення смуг 400G, див.Специфікація QSFP-DD MSA. TheТехнічний огляд QSFP-DDна цьому сайті охоплює ту саму тему в-орієнтованому на покупця форматі.

Інші програми

Розривні кабелі також з’являються за межами мережі центру обробки даних, включаючи аудіо (від DB25-до-XLR-виходи, TRS-до-dual-TS), аудіосистеми та проводку промислового керування. Критерії відбору суттєво відрізняються від мережевих і виходять за рамки цього посібника.

DAC проти AOC проти Fiber Breakout

Практичне правило для пошуку в центрі обробки даних: DAC для in-стійки, AOC для фіксованої поперечної-стійки, оптоволоконний прорив для всього, що торкається патч-панелі або структурованої магістралі.

Як вибрати проривний кабель

Крок 1: підтвердьте порт і форм-фактор на обох кінцях

Визначте точну кожух трансивера на кінці високої-щільності (QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) і тип роз’єму на кінці роз’єму (SFP+, SFP28, QSFP28, LC, SC, FC, ST, MPO). Візуальна подібність ненадійна; одна металева клітка може нести дуже різні електричні інтерфейси.

Крок 2: Зіставте швидкість і структуру смуги

Конфігурація прориву має відповідати структурі смуги на порту. Порт QSFP28 100G розділяється на 4x 25G, а не на 4x 10G; форсування 10G на смузі 25G зазвичай не вдається під час узгодження каналу. Для 400G QSFP-DD і OSFP перевірте, чи підтримує порт 4x 100G, 2x 200G або 8x 50G, і чи підтримує комутатор ASIC відповідний режим FEC.

Крок 3: Виберіть засіб

Застосуйте рішення DAC/AOC/волокно з попереднього розділу на основі охоплення, шляху кабелю та того, чи проходитиме з’єднання через патч-панель.

Крок 4. Перевірте підтримку Switch Breakout

Саме тут зупиняється більшість проектів. Клітка QSFP не підтримує автоматичний вихід. На багатьох платформах:

• Breakout підтримується лише для певних груп портів, а не для кожного порту лінійної карти.
• Breakout вимагає чіткої конфігурації (перевизначення швидкості інтерфейсу, зміни профілю порту), а іноді й перезавантаження-групи портів або перезавантаження системи.
• Платформа передбачає певний тип або кодування кабелю; використання нерозпізнаного кабелю може безшумно вимкнути порт.

Перевірте матрицю прориву в посібнику зі встановлення апаратного забезпечення постачальника комутатора або в списку сумісності трансиверів перед розміщенням замовлення. Cisco, Arista, Juniper, Dell, HPE та NVIDIA публікують розподільні таблиці для-платформ.

Крок 5. Перевірте код постачальника та сумісність

Збірки DAC і AOC містять EEPROM, закодований для однієї або кількох хост-платформ. Кабель, кодований для Cisco, може повідомляти про помилки комутатора Arista або NVIDIA, навіть якщо фізичний рівень ідентичний. Для виробничих мереж купуйте кабелі, перевірені на відповідність вашій моделі комутатора, лінійній карті та поточній версії NOS.

Крок 6. Перевірте полярність і тип волокна (прорив волокна)

Для роз’єму MPO/MTP підтвердьте полярність (тип A, B або C), стать роз’єму (штекерний/закріплений чи гніздо), тип волокна (OM3/OM4/OM5/OS2) і торцеву поверхню APC проти UPC, де це можливо. Неправильна полярність є найпоширенішою причиною зв’язку MPO, яка світиться на трансивері, але не пропускає трафік. TheПосібник з вибору MTP проти MPOпроходить через ці перевірки більш детально.

Крок 7: Підтвердьте механічні та екологічні вимоги

Довжина кабелю має відповідати фактичній траєкторії кабелю, а не прямій-відстані. Додайте службову петлю. Перевірте рейтинг оболонки (LSZH, OFNR, пленум), мінімальний радіус вигину та робочу температуру в порівнянні з середовищем розгортання. У стійках із високою -щільністю вибір кабелю діаметром і жорсткістю часто обмежує більше, ніж швидкість передачі даних.

Рекомендації-на основі сценарію

Для магістральних магістралей, які живлять нижчі роз'єднувальні вузли, дивОпції магістрального кабелю MPO/MTP. Більш глибокий опис рішення між стовбуром і роз’ємними вузлами доступний уПосібник з вибору проривного кабелю MPO.

Примітки щодо практичного розгортання

Кілька спостережень щодо роботи з проривними кабелями у виробничих середовищах:

Найпоширенішим шаблоном заявки на нових розгортаннях прориву є не пошкоджений кабель. Це група портів, яка ніколи не була переведена в режим розриву, невідповідність FEC між комутатором і головною мережевою карткою або магістраль MPO, полярність якої не відповідає джгуту з іншого боку. Усі ці проблеми спочатку виглядають як проблеми з кабелем.

Для змішаних -середовищ постачальників попросіть постачальника кабелю підтвердити кодування для кожної цільової платформи окремо та запитайте письмову заяву про сумісність. Загальне кодування «багато-вендорів» не завжди приймається кожним випуском NOS.

Для розгортання 400G і 800G механічні характеристики кабелю (діаметр, жорсткість, мінімальний радіус вигину) часто визначають, що фізично можна вбудувати в 19--дюймову шафу. Варто запитати креслення поперечного-перерізу кабелю перед замовленням, особливо для магістралей MPO з-великою кількістю волокон. Theпосилання на внесені втратикорисно під час розрахунку бюджету зв’язку, який має вмістити будь-яка нова складальна частина.

Поширені запитання про розривний кабель

Для чого призначений проривний кабель у центрі обробки даних?

Розривний кабель розкриває окремі смуги або волокна порту високої -щільності як окремі з’єднання, тому один порт комутатора 40G/100G/400G може обслуговувати кілька низько{4}}швидкісних пристроїв, а одна магістраль MPO може живити кілька трансиверів, обладнаних LC-.

Роз’ємний кабель – це те саме, що розгалужувач?

Ні. Розгалужувач у волоконній оптиці розподіляє оптичну потужність між кількома виходами (прикладом є пасивні розгалужувачі ПЛК). Проривний кабель розділяє смуги або волокна, які вже фізично відрізняються всередині стовбура. Ні оптичного, ні електричного розщеплення не відбувається.

Чи можу я використати розривний кабель на будь-якому порту QSFP або QSFP-DD?

Ні. Порт має бути в групі портів, яку ASIC і NOS комутатора підтримують для прориву, і прорив має бути явно налаштований. Перед замовленням перевірте матрицю розриву постачальника та поточну версію NOS.

Чи знижує швидкість з’єднання проривний кабель?

Це не зменшує -швидкість смуги руху. Порт 100G QSFP28, який розбитий на 4x 25G, все ще забезпечує 25G на кожній нозі. Загальна сукупна пропускна здатність на чотирьох ланках дорівнює вихідній швидкості порту.

Чому мій проривний кабель не відкриває посилання?

Звичайні причини, приблизно в порядку частоти: для групи портів не налаштовано режим підключення; Параметри FEC не збігаються між комутатором і хостом; кабель EEPROM не розпізнається NOS; для оптоволокна неправильна полярність MPO; або ланки прориву з’єднані в порядку, який не відповідає очікуваній карті смуг.

Для чого використовується проривний кабель MPO-–-LC?

Роз’єм MPO-to-LC (також званий джгутом або вентилятором-out) завершує магістраль MPO/MTP на окремі дуплексні роз’єми LC. Це стандартний інтерфейс між магістралью MPO та обладнанням, яке використовує трансивери LC, особливо в архітектурах spine-leaf і ToR.

Для прориву вибрати пасивний чи активний ЦАП?

Пасивний ЦАП підходить для дуже коротких з’єднань у-стійці, де кожен міліват і кожен долар мають значення. Активний ЦАП підійде, коли той самий форм-фактор має досягти трохи далі або пройти через патч-панелі з більшими втратами, ніж може витримати пасивний твінакс.

Що мені потрібно підтвердити, перш ніж замовляти оптоволоконний проривний кабель?

Тип роз’єму та кількість на обох кінцях, тип волокна (OM3/OM4/OM5/OS2), полярність MPO (тип A/B/C), рід роз’єму, торець APC проти UPC, рейтинг оболонки та довжина прокладеного кабелю, включаючи петлю обслуговування.

Висновок

Проривний кабель є одним із найкорисніших інструментів для керування -швидкісним і-середовищам із високою-щільністю, але це також одне з найпоширеніших джерел проблем розгортання, яких можна уникнути. Сам кабель рідко є проблемою; Режими збою майже завжди залежать від конфігурації порту, картування смуг, полярності або кодування постачальника.

Для проектів центрів обробки даних і оптоволоконних мереж починайте процес вибору з платформи комутатора, а не з каталогу кабелів. Перевірте, які порти підтримують розрив і в яких режимах, виберіть середовище на основі охоплення та шляху кабелю, а також перевірте полярність і кодування перед замовленням. Якщо постачальник не може відповісти на ці запитання письмово, сприймайте це як сигнал шукати в іншому місці.

Для-питань щодо сумісності, пов’язаних із проектом, або спеціальної конфігурації прориву,подати запитз вашою платформою комутатора, швидкістю портів і необхідним радіусом дії, і команда інженерів може підтвердити збірку, яка підходить.