Un cavo breakout consente di dividere una porta dello switch ad alta-velocità, multi-corsia in diverse connessioni a velocità-inferiore. Se gestisci switch di data center, infrastrutture top-of-rack o NIC di server, i cavi breakout rappresentano uno dei modi più pratici per aumentare la densità delle porte senza aggiungere hardware. Una singola porta QSFP28 da 100G, ad esempio, può servire quattro collegamenti server da 25G attraverso un gruppo breakout - a condizione che la piattaforma supporti la modalità breakout.
Ma un cavo breakout non è semplicemente "un cavo che si divide". L'effettiva attivazione del collegamento dipende dal supporto della porta canalizzata, dalla mappatura delle corsie, dal software della piattaforma e dalla compatibilità ottica. La sola forma del connettore non garantisce il funzionamento del breakout. Questa guida copre i tipi di cavi breakout disponibili, come decidere tra loro e dove gli acquirenti più spesso incontrano problemi.
Cos'è un cavo breakout?
Un cavo breakout collega una porta multi-lane - tipicamente QSFP+, QSFP28, QSFP56 oQSFP-GG- a più porte-a velocità inferiore, in genere nei fattori di forma SFP+ o SFP28. Il cavo stesso trasporta corsie elettriche o ottiche separate dal lato ad alta-velocità a ogni singolo endpoint a velocità-inferiore.
Dietro il cavo, la modalità breakout è la logica di configurazione sullo switch o sulla scheda NIC che divide una singola interfaccia ad alta-velocità in sottointerfacce-indipendenti. SecondoGuida alla configurazione APIC Layer 2 di Cisco, il breakout consente di suddividere una porta 40G in quattro porte 10G indipendenti, una porta 100G in quattro porte 25G o una porta 400G in quattro porte 100G. Ciascuna sotto-porta funziona come una propria interfaccia logica con inoltro del traffico indipendente.
Tipi di cavi breakout
Cavi breakout DAC (rame con collegamento diretto)
Un cavo breakout DAC è un gruppo twinax in rame passivo o attivo con connettori integrati su entrambe le estremità. I DAC rappresentano l'opzione di breakout-costo più basso e funzionano bene per collegamenti molto brevi - tipicamente all'interno di un singolo rack o tra rack adiacenti. I DAC breakout passivi in rame sono generalmente disponibili in lunghezze da 0,5 m a circa 5 m. Oltre a ciò, l’attenuazione del segnale diventa un problema e le versioni attive in rame estendono la portata fino a circa 7–10 m a seconda della velocità dei dati.
Scegli DAC quando la porta di origine e le porte di destinazione si trovano nello stesso rack o nel rack successivo, il costo è la preoccupazione principale e non devi preoccuparti dell'ingombro dei cavi o delle limitazioni del flusso d'aria. Ad esempio, il collegamento di uno switch top-of-rack QSFP28 da 100G a quattro NIC server SFP28 da 25G nello stesso cabinet è uno scenario di breakout DAC da manuale.
Cavi breakout AOC (cavo ottico attivo)
Un cavo breakout AOC è un gruppo ottico con ricetrasmettitori integrati in ciascuna estremità. Gli AOC sono più sottili e leggeri dei DAC in rame, il che aiuta con il flusso d'aria in ambienti rack densi. SecondoPagina del prodotto LinkX AOC di NVIDIA, gli AOC supportano le stesse configurazioni splitter dei cavi DAC ma offrono una portata più lunga (fino a 30–100 m), maggiore flessibilità e migliori caratteristiche del flusso d'aria.
Scegli AOC quando i collegamenti corrono tra rack su una fila o tra file, quando il peso del cavo e il raggio di curvatura sono importanti in passerelle per cavi ad alta densità o quando il tuo team desidera un assemblaggio integrato senzaconnettori in fibra otticada pulire e ispezionare.
Breakout con ricetrasmettitori e cablaggi in fibra
Il terzo approccio utilizza ricetrasmettitori con funzionalità breakout-(come i moduli SR4, PSM4 o DR4) abbinati aCablaggi in fibra breakout MPO/MTP. Questi cablaggi si diramano da un singolo connettore MPO-12 o MPO-16 a più duplexLCOSCconnettori. ILLibro bianco sull'innovazione Ciscodescrive in dettaglio come ricetrasmettitori come QSFP-40G-SR4 e QSFP-100G-SR4-S utilizzano connettori MPO-12 per il breakout sia in modalità multimodale chefibra mono-modaleapplicazioni.
Questa opzione offre la massima flessibilità - è possibile combinare e abbinare ricetrasmettitori e lunghezze di fibra in modo indipendente - ma aggiunge anche più componenti. Ogni interfaccia del connettore introduce potenzialeperdita di inserzionee ogni accoppiamento tra ricetrasmettitore-e-cablaggio necessita del proprio controllo di compatibilità.
DAC vs AOC vs ricetrasmettitori + cablaggio vs QSA: confronto rapido
| Opzione | Ideale per | Portata tipica | Compro-chiave |
|---|---|---|---|
| Breakout del DAC | Collegamenti intra-rack o adiacenti-rack | 0,5–5 m (passivo), fino a 10 m (attivo) | Costo più basso, ma cavi ingombranti e portata limitata |
| Evasione dell'AOC | Collegamenti inter-rack, ambienti con cablaggio denso | 3–100 m | Portata più leggera e più lunga, ma costo più elevato rispetto al DAC |
| Ricetrasmettitori + cablaggio in fibra | Cablaggio strutturato, fornitori misti-o scenari di aggiornamento | Dipende dall'ottica (MMF fino a 100 m, SMF fino a 10 km+) | Molto flessibile, ma richiede più componenti e pulizia |
| Adattatore QSA | Utilizzando un collegamento SFP/SFP+ da una porta QSFP | Uguale al modulo SFP utilizzato | Semplice conversione da una-porta, non da uno-a-molti breakout |
Come scegliere il cavo breakout giusto?
Passaggio 1: conferma che la tua porta supporta il breakout
È qui che si verificano la maggior parte degli errori di acquisto. Non tutte le porte QSFP o QSFP-DD possono funzionare in modalità breakout. Il supporto dipende dall'ASIC dello switch, dal modello della scheda di linea e dalla versione del software. Sulle piattaforme Cisco Nexus, ad esempio, puoi verificare la capacità di breakout per porta utilizzando il comandomostra le funzionalità dell'interfaccia Ethernet [slot/porta].e cercando "Breakout capace: sì" nell'output. Se la porta non supporta il breakout, il collegamento non verrà attivato indipendentemente dal cavo collegato.
Prima dell'acquisto, controlla la documentazione della piattaforma del tuo fornitore. Cisco fornisce ilMatrice di compatibilità tra ottica-e-dispositivoper verificare il supporto del ricetrasmettitore e del breakout nelle sue linee di prodotti. NVIDIA pubblica linee guida sulla compatibilità dei cavi nel suoLinee guida e domande frequenti sulla gestione dei cavi.
Passaggio 2: verificare il conteggio delle corsie e la mappatura della velocità
Conferma l'esatta mappatura di cui hai bisogno - non solo la velocità della porta principale. Le mappature comuni includono da 40G a 4×10G (da QSFP+ a 4×SFP+), da 100G a 4×25G (da QSFP28 a 4×SFP28), da 200G a 4×50G e da 400G a 4×100G (da QSFP-DD a 4×QSFP28). Alcuni moduli 400G più recenti supportano anche split 8×50G o 2×200G a seconda del design del ricetrasmettitore.
Nelle generazioni a velocità più elevata, anche la codifica è importante. Un collegamento 100G che utilizza la segnalazione NRZ 4×25G si comporta in modo diverso da un collegamento 200G che utilizza corsie PAM4 4×50G. Assicurati che la mappatura del breakout corrisponda ad entrambe le estremità del collegamento - alla configurazione della porta dello switch e alla velocità dell'interfaccia del dispositivo remoto.
Passaggio 3: abbina tipo di supporto, connettore e copertura
Una volta che conosci la mappatura della velocità, decidi se hai bisogno di rame o ottica. Per collegamenti inferiori a 3–5 m all'interno di un rack, il DAC è solitamente la risposta più semplice ed economica. Per collegamenti tra 3 me 100 m, AOC ofibra multimodalecon i ricetrasmettitori SR coprirà la distanza. Per distanze superiori a 100 m, avrai bisogno di un'ottica monomodale-e di un cablaggio in fibra progettato per la giustaConnettore MPO/MTPpolarità e numero di fibre.
Passaggio 4: tenere conto del flusso d'aria, dell'alimentazione e della gestione dei cavi
Nelle implementazioni ad alta-densità - 40+ server per rack, più cavi breakout per switch - volume di cavi diventano un problema operativo. I bundle DAC in rame sono più rigidi e occupano più spazio nei portacavi. Gli AOC e i cablaggi in fibra sono significativamente più sottili e leggeri, il che aiuta a mantenere il flusso d'aria dalla parte anteriore-a-posteriore negli armadi chiusi. Se la tua struttura è molto calda o i tuoi rack sono vicini alla capacità massima, il peso e il diametro del cavo dovrebbero incidere sulla tua decisione insieme al costo e alla portata.
Passaggio 5: verificare la compatibilità prima di ordinare
Anche dopo aver confermato il supporto della porta e la mappatura della velocità, esegui un controllo di compatibilità finale. Verificare che il numero di parte del cavo specifico o il modello del ricetrasmettitore sia elencato come supportato sulla piattaforma e sulla versione del software. In ambienti di-venditori misti - ad esempio, uno switch Cisco che si connette tramite breakout ai server con schede NIC NVIDIA ConnectX - conferma l'interoperabilità da entrambi i lati. Il CiscoMatrice di interoperabilità tra ottica-e-otticapuò aiutare a verificare la compatibilità da ricetrasmettitore-a-ricetrasmettitore per questi scenari.
Configurazioni di breakout comuni
Da 40G QSFP+ a 4×10G SFP+:La configurazione breakout originale e più diffusa. Solitamente utilizzato per collegare una porta dello switch uplink 40G a quattro NIC del server 10G o switch di accesso all'interno dello stesso rack. Entrambe le versioni DAC e AOC sono ampiamente disponibili e la maggior parte degli switch della generazione attuale-supporta questa mappatura.
Da 100G QSFP28 a 4×25G SFP28:Il problema più comune nelle costruzioni di data center più recenti. Una singola porta da 100G per dorso o foglia si espande fino a quattro porte da 25Gserver-rivolto verso SFP28connessioni, fornendo 4 volte la densità di porte da un'interfaccia ad alta-velocità. Questa è la configurazione-di riferimento per i progetti di aggiornamento del server 25G.
Da 400G QSFP-DD a 4×100G QSFP28:Emergendo nei tessuti spine-a-foglia dove gli uplink da 400G devono distribuire la larghezza di banda agli switch foglia da 100G. Supportato su piattaforme come la serie Cisco Nexus 9300-GX2 con modelli di ricetrasmettitori specifici come QDD-4X100G-FR-S.
Se lavori con cablaggio strutturato basato su MPO/MTP-anziché con assiemi a collegamento-diretto, il nostroGuida per cavo breakout MPOcopre la selezione del cablaggio in fibra in modo più dettagliato e ilConfronto dei tipi di cavi MPOspiega quando utilizzare i cavi trunk rispetto ai cablaggi breakout.
Cavo breakout e adattatore QSA
Un QSA (adattatore QSFP-a-SFP) non è un cavo breakout. Si tratta di un adattatore meccanico che converte una singola porta QSFP in una singola porta SFP o SFP+.La documentazione di Cisco sul CVR-QSFP-SFP10Glo descrive come un adattatore che fornisce connettività Ethernet 10G o 1G da una porta solo QSFP-. La differenza fondamentale: un QSA ti offre un collegamento a velocità-inferiore da una porta QSFP, mentre un cavo breakout ti offre più collegamenti a velocità-inferiori.
Utilizza un QSA quando hai bisogno di una sola connessione a velocità inferiore-da una porta QSFP - ad esempio, collegando un collegamento di gestione 10G. Utilizzare un cavo breakout quando si desidera massimizzare la capacità della corsia della porta servendo quattro (o più) endpoint contemporaneamente.
Cavo breakout vs ottica separata e cablaggio patch
Un cavo breakout (DAC o AOC) è un assieme integrato - più semplice da implementare e con meno componenti da gestire. Ottica separata concavi del troncoe i cablaggi breakout offrono maggiore flessibilità, soprattutto negli ambienti di cablaggio strutturato in cui si desidera riutilizzare l'impianto in fibra esistente o scambiare i ricetrasmettitori in modo indipendente. Il compromesso-sono i componenti aggiuntivi: ciascunoadattatore in fibra otticae il connettore aggiunge un punto di perdita di inserzione e una fase di pulizia durante la manutenzione.
Per le implementazioni greenfield con distanze di collegamento brevi e prevedibili, i cavi breakout integrati (DAC o AOC) sono generalmente più rapidi da installare. Per aggiornamenti di aree dismesse o ambienti esistentiInfrastruttura di cablaggio MPO/MTP, un approccio ricetrasmettitore-più-cablaggio spesso ha più senso.
Vantaggi e limitazioni
I cavi breakout offrono vantaggi concreti: maggiore utilizzo di costose porte ad alta-velocità, maggiore densità di connessione per unità rack e un percorso di migrazione incrementale più fluido. Invece di sostituire un intero switch per ottenere più porte 25G, puoi suddividere le porte 100G esistenti per servire quattro endpoint 25G ciascuna.
Vale la pena comprendere anche i limiti. Un gruppo breakout collega più collegamenti in un cavo fisico - se il cavo si guasta o necessita di essere sostituito, tutti e quattro (o più) i collegamenti secondari- si interrompono insieme. Il breakout è anche meno flessibile delle singole porte-a corsia singola quando è necessario instradare ciascuna connessione in modo diverso o mescolare le velocità su base-corsia. Inoltre, non tutte le porte supportano ogni mappatura di breakout, quindi le opzioni di configurazione sono limitate dalle funzionalità ASIC e firmware della piattaforma.
Lista di controllo pre-acquisto
Prima di ordinare un cavo breakout, verificare quanto segue:
- Supporto per il breakout delle porte:La porta specifica sullo switch o sul breakout confermato dalla NIC-è compatibile con la mappatura della velocità target? Controlla la documentazione della piattaforma o lo strumento di compatibilità del fornitore.
- Mappatura della velocità:Il modello di breakout (ad esempio, 4×25G, 4×10G, 4×100G) corrisponde sia alla porta di origine che alle interfacce remote?
- Tipo di media e copertura:La distanza del collegamento è compresa nell'intervallo DAC (meno di 5 m), nell'intervallo AOC (3–100 m) o richiede fibra con ricetrasmettitori separati?
- Versione del software:Lo switch o la scheda NIC esegue una versione firmware che supporta la configurazione breakout necessaria?
- Compatibilità ottica:Se si utilizzano ricetrasmettitori più fibra, sono sia il modello del ricetrasmettitore che quellocavo di connessioneo un cablaggio convalidato per la tua piattaforma?
- Gestione dei cavi:Il tipo di cavo (rame o ottico) è idoneo al flusso d'aria e ai vincoli di instradamento dei cavi del rack?
Domande frequenti
Ogni porta QSFP può utilizzare un cavo breakout?
No. Il breakout richiede il supporto della porta canalizzata nel firmware ASIC o NIC dello switch. Molte piattaforme limitano il breakout a numeri di porta o modelli di schede di linea specifici. Verifica sempre la funzionalità di breakout per-porta nella documentazione del fornitore prima dell'acquisto.
Un cavo breakout aumenta la larghezza di banda totale?
No. Un cavo breakout ridistribuisce la larghezza di banda esistente di una porta ad alta-velocità su più collegamenti a velocità-inferiore. Una porta da 100G suddivisa in 4×25G fornisce comunque 100G di throughput aggregato - non crea capacità aggiuntiva oltre a quella fornita dalla porta originale.
Qual è la differenza tra un breakout da 40G-a-4×10G e un breakout da 100G a 4×25G?
Entrambi seguono lo stesso principio di dividere una porta a più-corsia in quattro collegamenti indipendenti, ma operano a velocità diverse. Un breakout da 40G-a-4×10G utilizza i fattori di forma QSFP+ e SFP+ con segnalazione NRZ 10G per corsia. Un breakout da 100G a 4×25G utilizza QSFP28 e SFP28 con segnalazione NRZ da 25G per corsia. I cavi sono fisicamente simili ma elettricamente diversi e non intercambiabili.
Quando dovrei utilizzare un adattatore QSA invece di un cavo breakout?
Utilizza una QSA quando hai bisogno di una sola connessione-a velocità inferiore da una porta QSFP. Un QSA converte la porta per accettare un singolo modulo SFP/SFP+ o SFP28. Se devi servire più endpoint da una porta, un cavo breakout è lo strumento giusto.
Come posso verificare se il mio switch e il cavo breakout sono compatibili?
Inizia con la matrice di compatibilità del fornitore dello switch. Per le piattaforme Cisco, utilizzare il fileMatrice di compatibilità tra ottica-e-dispositivoe inserisci il modello del tuo interruttore e il codice articolo del cavo breakout o del ricetrasmettitore. Per gli switch NVIDIA/Mellanox, consultare le note sulla versione del firmware e le tabelle di compatibilità dei cavi nella documentazione di NVIDIA. In caso di dubbi, esegui il test con una singola porta prima di distribuirlo su larga scala.
Qual è la differenza tra un cavo breakout DAC e un cavo breakout AOC?
Un breakout DAC utilizza conduttori twinax in rame ed è ideale per distanze molto brevi (in genere inferiori a 5 m). Un breakout AOC utilizza componenti ottici integrati e supporta distanze maggiori (fino a 100 m), con cavi più sottili e leggeri che migliorano il flusso d'aria. Il DAC costa meno; AOC arriva oltre e gestisce meglio gli ambienti densi.
Asporto finale
I cavi breakout rappresentano uno dei modi più efficienti per massimizzare la densità delle porte e semplificare il cablaggio nelle reti dei data center - ma solo quando l'hardware e la configurazione sottostanti li supportano. Inizia confermando la capacità di breakout sul tuo modello di switch e porta specifici. Quindi abbina la mappatura della velocità alle tue esigenze di distribuzione, scegli tra rame e ottica in base alla portata e alle condizioni del rack e convalida la piena compatibilità prima di ordinare.
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