Mit einem Breakout-Kabel können Sie einen mehrspurigen Hochgeschwindigkeits--Switch-Port in mehrere Verbindungen mit niedrigerer Geschwindigkeit aufteilen. Wenn Sie Rechenzentrums-Switches, Top-of-Rack-Infrastruktur oder Server-NICs verwalten, sind Breakout-Kabel eine der praktischsten Möglichkeiten, die Portdichte zu erhöhen, ohne zusätzliche Hardware hinzuzufügen. Ein einzelner 100G-QSFP28-Port kann beispielsweise vier 25G-Serververbindungen über eine Breakout-Baugruppe - bedienen, sofern die Plattform den Breakout-Modus unterstützt.
Aber ein Breakout-Kabel ist nicht nur „ein Kabel, das sich aufteilt“. Ob die Verbindung tatsächlich zustande kommt, hängt von der kanalisierten Portunterstützung, der Spurzuordnung, der Plattformsoftware und der Optikkompatibilität ab. Die Steckerform allein garantiert nicht, dass der Breakout funktioniert. In diesem Leitfaden erfahren Sie, welche Arten von Breakout-Kabeln erhältlich sind, wie Sie sich zwischen ihnen entscheiden und wo Käufer am häufigsten auf Probleme stoßen.
Was ist ein Breakout-Kabel?
Ein Breakout-Kabel verbindet einen Multi-{0}}Lane-Port -, typischerweise QSFP+, QSFP28, QSFP56 oderQSFP-DD- an mehrere Ports mit niedrigerer-Geschwindigkeit, normalerweise in den Formfaktoren SFP+ oder SFP28. Das Kabel selbst führt separate elektrische oder optische Leitungen von der Hochgeschwindigkeitsseite zu jedem einzelnen Endpunkt mit niedrigerer Geschwindigkeit.
Hinter dem Kabel befindet sich im Breakout-Modus die Konfigurationslogik auf dem Switch oder der Netzwerkkarte, die eine einzelne Hochgeschwindigkeitsschnittstelle in unabhängige Unterschnittstellen unterteilt. EntsprechendCisco APIC Layer 2-KonfigurationsleitfadenMit Breakout kann ein 40G-Port in vier unabhängige 10G-Ports, ein 100G-Port in vier 25G-Ports oder ein 400G-Port in vier 100G-Ports aufgeteilt werden. Jeder Sub-Port fungiert als eigene logische Schnittstelle mit unabhängiger Datenverkehrsweiterleitung.
Arten von Breakout-Kabeln
DAC-Breakout-Kabel (Direct-Attach-Kupfer)
Ein DAC-Breakout-Kabel ist eine passive oder aktive Kupfer-Twinax-Baugruppe mit integrierten Anschlüssen an beiden Enden. DACs sind die kostengünstigste Breakout-Option und eignen sich gut für sehr kurze Verbindungen -, typischerweise innerhalb eines einzelnen Racks oder zwischen benachbarten Racks. Passive Kupfer-Breakout-DACs sind üblicherweise in Längen von 0,5 m bis etwa 5 m erhältlich. Darüber hinaus wird die Signaldämpfung zu einem Problem, und aktive Kupferversionen erweitern die Reichweite je nach Datenrate auf etwa 7–10 m.
Wählen Sie DAC, wenn sich Ihr Quell-Port und Ihre Ziel-Ports im selben Rack oder im nächsten Rack befinden, die Kosten im Vordergrund stehen und Sie sich keine Gedanken über Kabelvolumen oder Luftstrombeschränkungen machen müssen. Beispielsweise ist der Anschluss eines 100G QSFP28 Top-of-Rack-Switches an vier 25G SFP28-Server-NICs im selben Schrank ein lehrbuchmäßiges DAC-Breakout-Szenario.
AOC Breakout-Kabel (aktives optisches Kabel)
Ein AOC-Breakout-Kabel ist eine optische Baugruppe mit in jedes Ende integrierten Transceivern. AOCs sind dünner und leichter als Kupfer-DACs, was die Luftzirkulation in dichten Rack-Umgebungen unterstützt. EntsprechendNVIDIAs LinkX AOC-Produktseite, AOCs unterstützen die gleichen Splitterkonfigurationen wie DAC-Kabel, bieten jedoch eine größere Reichweite (bis zu 30–100 m), größere Flexibilität und bessere Luftstromeigenschaften.
Wählen Sie AOC, wenn Ihre Verbindungen zwischen Racks über eine Reihe oder zwischen Reihen verlaufen, wenn Kabelgewicht und Biegeradius in dichten Kabelrinnen eine Rolle spielen oder wenn Ihr Team eine integrierte Baugruppe ohne separate Komponenten wünschtGlasfaseranschlüssezu reinigen und zu inspizieren.
Breakout mit Transceivern und Glasfaserkabelbäumen
Der dritte Ansatz verwendet Breakout-fähige Transceiver (z. B. SR4-, PSM4- oder DR4-Module) gepaart mitMPO/MTP-Breakout-Glasfaserkabelbäume. Diese Kabelbäume verteilen sich von einem einzelnen MPO-12- oder MPO-16-Stecker auf mehrere Duplex-SteckerLCoderSCAnschlüsse. DerCisco-Breakout-Whitepaperbeschreibt detailliert, wie Transceiver wie QSFP-40G-SR4 und QSFP-100G-SR4-S MPO-12-Anschlüsse für Breakout sowohl im Multimode- als auch im Multimode-Modus verwendenSingle--Mode-FaserAnwendungen.
Diese Option bietet die größte Flexibilität - Sie können Transceiver und Faserlängen unabhängig voneinander kombinieren -, fügt aber auch weitere Komponenten hinzu. Jede Steckverbinderschnittstelle birgt PotenzialEinfügedämpfung, und jede Paarung von Transceiver-zu-Kabelbaum erfordert eine eigene Kompatibilitätsprüfung.
DAC vs. AOC vs. Transceivers + Harness vs. QSA: Schneller Vergleich
| Option | Am besten für | Typische Reichweite | Wichtiger Kompromiss- |
|---|---|---|---|
| DAC-Ausbruch | Intra-Rack- oder angrenzende-Rack-Verbindungen | 0,5–5 m (passiv), bis 10 m (aktiv) | Niedrigste Kosten, aber sperrige Kabel und begrenzte Reichweite |
| AOC-Ausbruch | Inter-Rack-Verbindungen, Umgebungen mit dichter Verkabelung | 3–100 m | Leichter und mit größerer Reichweite, aber teurer als DAC |
| Transceiver + Glasfaserkabelbaum | Strukturierte Verkabelung, Szenarios mit gemischten-Anbietern oder Upgrades | Abhängig von der Optik (MMF bis 100 m, SMF bis 10 km+) | Am flexibelsten, aber mehr Komponenten und Reinigung erforderlich |
| QSA-Adapter | Verwendung eines SFP/SFP+-Links von einem QSFP-Port | Identisch mit dem verwendeten SFP-Modul | Einfache Ein-{0}}Port-Konvertierung, kein Ein-{1}zu--Breakout |
Wie wählt man das richtige Breakout-Kabel aus?
Schritt 1: Bestätigen Sie, dass Ihr Port Breakout unterstützt
Hier passieren die meisten Kauffehler. Nicht jeder QSFP- oder QSFP-DD-Port kann im Breakout-Modus betrieben werden. Die Unterstützung hängt vom Switch-ASIC, dem Linecard-Modell und der Softwareversion ab. Auf Cisco Nexus-Plattformen können Sie beispielsweise mit dem Befehl die Breakout-Fähigkeit pro Port überprüfenZeigt die Funktionen der Ethernet-Schnittstelle [Steckplatz/Port] anund in der Ausgabe nach „Breakout-fähig: Ja“ suchen. Wenn der Port kein Breakout unterstützt, wird die Verbindung nicht hergestellt, unabhängig davon, welches Kabel Sie anschließen.
Überprüfen Sie vor dem Kauf die Plattformdokumentation Ihres Anbieters. Cisco bietet dieOptik-zu-Gerätekompatibilitätsmatrixfür die Überprüfung der Transceiver- und Breakout-Unterstützung seiner Produktlinien. NVIDIA veröffentlicht in seinem Handbuch zur KabelkompatibilitätRichtlinien und FAQ zum Kabelmanagement.
Schritt 2: Überprüfen Sie die Spuranzahl und die Geschwindigkeitszuordnung
Bestätigen Sie die genaue Breakout-Zuordnung, die Sie benötigen -, nicht nur die Hauptportgeschwindigkeit. Zu den gängigen Zuordnungen gehören 40G bis 4×10G (QSFP+ bis 4×SFP+), 100G bis 4×25G (QSFP28 bis 4×SFP28), 200G bis 4×50G und 400G bis 4×100G (QSFP-DD bis 4×QSFP28). Einige neuere 400G-Module unterstützen je nach Transceiver-Design auch 8×50G- oder 2×200G-Splits.
Bei Generationen mit höherer Geschwindigkeit ist auch die Kodierung wichtig. Eine 100G-Verbindung mit 4×25G NRZ-Signalisierung verhält sich anders als eine 200G-Verbindung mit 4×50G PAM4-Lanes. Stellen Sie sicher, dass die Breakout-Zuordnung an beiden Enden des Links - mit der Switch-Port-Konfiguration und der Schnittstellengeschwindigkeit des Remote-Geräts übereinstimmt.
Schritt 3: Passen Sie Medientyp, Connector und Reichweite an
Sobald Sie die Geschwindigkeitszuordnung kennen, entscheiden Sie, ob Sie Kupfer oder optisch benötigen. Für Verbindungen unter 3–5 m innerhalb eines Racks ist DAC normalerweise die einfachste und kostengünstigste Lösung. Für Verbindungen zwischen 3 m und 100 m gilt AOC bzwMultimode-FaserMit SR-Transceivern wird die Entfernung zurückgelegt. Für alles über 100 m benötigen Sie eine Single--Mode-Optik und einen für die rechte Seite ausgelegten GlasfaserkabelbaumMPO/MTP-AnschlussPolarität und Faseranzahl.
Schritt 4: Berücksichtigen Sie Luftstrom, Strom und Kabelmanagement
Bei Bereitstellungen mit hoher-Dichte - 40+ Servern pro Rack, mehreren Breakout-Kabeln pro Switch - wird die Kabelmasse zu einem betrieblichen Problem. Kupfer-DAC-Bündel sind steifer und nehmen in Kabelrinnen mehr Platz ein. AOCs und Glasfaserkabelbäume sind deutlich dünner und leichter, was dazu beiträgt, den Luftstrom von vorne-nach-in geschlossenen Schränken aufrechtzuerhalten. Wenn Ihre Anlage überhitzt oder Ihre Racks fast ausgelastet sind, sollten bei Ihrer Entscheidung neben Kosten und Reichweite auch Kabelgewicht und -durchmesser eine Rolle spielen.
Schritt 5: Überprüfen Sie die Kompatibilität vor der Bestellung
Führen Sie auch nach der Bestätigung der Portunterstützung und Geschwindigkeitszuordnung eine abschließende Kompatibilitätsprüfung durch. Stellen Sie sicher, dass die spezifische Kabelteilenummer oder das Transceiver-Modell auf Ihrer Plattform und Softwareversion als unterstützt aufgeführt ist. In Umgebungen mit gemischten-Anbietern - bestätigt beispielsweise ein Cisco-Switch, der über Breakout eine Verbindung zu Servern mit NVIDIA ConnectX-NICs herstellt -, die Interoperabilität auf beiden Seiten. Der CiscoOptik-zu-Optik-Interoperabilitätsmatrixkann dabei helfen, die Transceiver--zu-Kompatibilität für diese Szenarien zu überprüfen.
Gängige Breakout-Konfigurationen
40G QSFP+ bis 4×10G SFP+:Die ursprüngliche und am weitesten verbreitete Breakout-Konfiguration. Wird normalerweise verwendet, um einen 40G-Uplink-Switch-Port mit vier 10G-Server-NICs oder Zugriffs-Switches innerhalb desselben Racks zu verbinden. Sowohl DAC- als auch AOC-Versionen sind weit verbreitet und die meisten Switches der aktuellen-Generation unterstützen diese Zuordnung.
100G QSFP28 bis 4×25G SFP28:Der häufigste Ausbruch in neueren Rechenzentrumsgebäuden. Ein einzelner 100G-Spine- oder Leaf-Port fächert sich auf vier 25G aufServer-mit Blick auf SFP28Verbindungen und bietet die vierfache Portdichte einer Hochgeschwindigkeitsschnittstelle. Dies ist die Go-{3}}Konfiguration für 25G-Serveraktualisierungsprojekte.
400G QSFP-DD bis 4×100G QSFP28:Tritt in Spine-{0}}to--Leaf-Fabrics auf, bei denen 400G-Uplinks die Bandbreite an 100G-Leaf-Switches verteilen müssen. Unterstützt auf Plattformen wie der Cisco Nexus 9300-GX2-Serie mit bestimmten Transceiver-Modellen wie dem QDD-4X100G-FR-S.
Wenn Sie mit MPO/MTP-basierter strukturierter Verkabelung anstelle von Direkt-Anbaugruppen arbeiten, sind unsereMPO-Breakout-Kabelführungbehandelt die Auswahl von Glasfaserkabeln ausführlicher und dieVergleich der MPO-Kabeltypenerklärt, wann Stammkabel statt Breakout-Kabelbäume zu verwenden sind.
Breakout-Kabel vs. QSA-Adapter
Ein QSA (QSFP-zu-SFP-Adapter) ist kein Breakout-Kabel. Es handelt sich um einen mechanischen Adapter, der einen einzelnen QSFP-Port in einen einzelnen SFP- oder SFP+-Port umwandelt.Ciscos Dokumentation zum CVR-QSFP-SFP10Gbeschreibt es als einen Adapter, der 10G- oder 1G-Ethernet-Konnektivität von einem reinen QSFP--Port bereitstellt. Der Hauptunterschied: Mit einem QSA erhalten Sie eine Verbindung mit niedrigerer Geschwindigkeit von einem QSFP-Port aus, während Sie mit einem Breakout-Kabel mehrere Verbindungen mit niedrigerer Geschwindigkeit erhalten.
Verwenden Sie ein QSA, wenn Sie nur eine einzige Verbindung mit niedrigerer{0}}Geschwindigkeit von einem QSFP-Port - benötigen, beispielsweise für die Verbindung einer 10G-Verwaltungsverbindung. Verwenden Sie ein Breakout-Kabel, wenn Sie die Lane-Kapazität des Ports maximieren möchten, indem Sie vier (oder mehr) Endpunkte gleichzeitig bedienen.
Breakout-Kabel vs. separate Optik und Patch-Verkabelung
Ein Breakout-Kabel (DAC oder AOC) ist eine integrierte Baugruppe, die - einfacher bereitzustellen ist und weniger Komponenten verwaltet. Separate Optik mitStammkabelund Breakout-Kabelbäume bieten mehr Flexibilität, insbesondere in strukturierten Verkabelungsumgebungen, in denen Sie vorhandene Glasfaseranlagen wiederverwenden oder Transceiver unabhängig voneinander austauschen möchten. Der Kompromiss-besteht aus zusätzlichen Komponenten: jeweilsGlasfaseradapterund der Steckverbinder fügt einen Einfügedämpfungspunkt und einen Reinigungsschritt während der Wartung hinzu.
Bei Greenfield-Bereitstellungen mit kurzen, vorhersehbaren Verbindungsentfernungen lassen sich integrierte Breakout-Kabel (DAC oder AOC) normalerweise schneller installieren. Für Brownfield-Upgrades oder Umgebungen mit bestehendenMPO/MTP-Verkabelungsinfrastruktur, ist ein Transceiver--plus-Kabelbaum-Ansatz oft sinnvoller.
Vorteile und Einschränkungen
Breakout-Kabel bieten echte Vorteile: höhere Auslastung teurer Hochgeschwindigkeits-Ports, höhere Verbindungsdichte pro Rack-Einheit und einen reibungsloseren inkrementellen Migrationspfad. Anstatt einen gesamten Switch auszutauschen, um mehr 25G-Ports zu erhalten, können Sie vorhandene 100G-Ports aufteilen, um jeweils vier 25G-Endpunkte zu bedienen.
Es lohnt sich auch, die Einschränkungen zu verstehen. Eine Breakout-Baugruppe verbindet mehrere Links zu einem physischen Kabel. - Wenn dieses Kabel ausfällt oder ausgetauscht werden muss, fallen alle vier (oder mehr) Sub--Links zusammen aus. Breakout ist auch weniger flexibel als einzelne einspurige Ports, wenn Sie jede Verbindung unterschiedlich weiterleiten oder Geschwindigkeiten pro Spur mischen müssen. Und nicht jeder Port unterstützt jedes Breakout-Mapping, sodass Ihre Konfigurationsoptionen durch die ASIC- und Firmware-Funktionen der Plattform begrenzt sind.
Checkliste vor-dem Kauf
Bevor Sie ein Breakout-Kabel bestellen, überprüfen Sie Folgendes:
- Port-Breakout-Unterstützung:Ist der spezifische Port an Ihrem Switch oder NIC-bestätigten Breakout-für Ihre Zielgeschwindigkeitszuordnung geeignet? Überprüfen Sie die Plattformdokumentation oder das Kompatibilitätstool des Anbieters.
- Geschwindigkeitskartierung:Stimmt das Breakout-Muster (z. B. 4×25G, 4×10G, 4×100G) sowohl mit dem Quellport als auch mit den Remote-Schnittstellen überein?
- Medientyp und Reichweite:Liegt die Verbindungsentfernung innerhalb der DAC-Reichweite (unter 5 m), der AOC-Reichweite (3–100 m) oder sind Glasfasern mit separaten Transceivern erforderlich?
- Softwareversion:Läuft auf dem Switch oder der Netzwerkkarte eine Firmware-Version, die die von Ihnen benötigte Breakout-Konfiguration unterstützt?
- Optikkompatibilität:Bei Verwendung von Transceivern plus Glasfaser gilt sowohl das Transceiver-Modell als auch dasPatchkabeloder Kabelbaum, der für Ihre Plattform validiert ist?
- Kabelmanagement:Passt der Kabeltyp (Kupfer vs. optisch) zu den Luftstrom- und Kabelführungsbeschränkungen Ihres Racks?
Häufig gestellte Fragen
Kann jeder QSFP-Port ein Breakout-Kabel verwenden?
Nein. Breakout erfordert kanalisierte Portunterstützung in der Switch-ASIC- oder NIC-Firmware. Viele Plattformen beschränken den Breakout auf bestimmte Portnummern oder Linecard-Modelle. Überprüfen Sie vor dem Kauf immer die Breakout-Fähigkeit pro Port in der Dokumentation Ihres Anbieters.
Erhöht ein Breakout-Kabel die Gesamtbandbreite?
Nein. Ein Breakout-Kabel verteilt die vorhandene Bandbreite eines Hochgeschwindigkeits-Ports auf mehrere Verbindungen mit niedrigerer Geschwindigkeit. Ein auf 4×25G aufgeschlüsselter 100G-Port liefert immer noch 100G Gesamtdurchsatz - und schafft keine zusätzliche Kapazität, die über die des ursprünglichen Ports hinausgeht.
Was ist der Unterschied zwischen einem 40G-zu-4×10G und einem 100G-zu-4×25G-Breakout?
Beide folgen dem gleichen Prinzip der Aufteilung eines mehrspurigen Ports in vier unabhängige Links, arbeiten jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsgenerationen. Ein 40G-bis-4×10G-Breakout verwendet QSFP+- und SFP+-Formfaktoren mit 10G NRZ-Signalisierung pro Spur. Ein 100G-zu-4×25G-Breakout nutzt QSFP28 und SFP28 mit 25G NRZ-Signalisierung pro Spur. Die Kabel sind physikalisch ähnlich, aber elektrisch unterschiedlich und nicht austauschbar.
Wann sollte ich einen QSA-Adapter anstelle eines Breakout-Kabels verwenden?
Verwenden Sie einen QSA, wenn Sie nur eine Verbindung mit niedrigerer Geschwindigkeit-von einem QSFP-Port benötigen. Ein QSA wandelt den Port so um, dass er ein einzelnes SFP/SFP+- oder SFP28-Modul akzeptiert. Wenn Sie mehrere Endpunkte über einen Port bedienen müssen, ist ein Breakout-Kabel das richtige Werkzeug.
Wie überprüfe ich, ob mein Switch und mein Breakout-Kabel kompatibel sind?
Beginnen Sie mit der Kompatibilitätsmatrix Ihres Switch-Anbieters. Verwenden Sie für Cisco-Plattformen dieOptik-zu-Gerätekompatibilitätsmatrixund geben Sie Ihr Switch-Modell und die Teilenummer des Breakout-Kabels oder Transceivers ein. Informationen zu NVIDIA/Mellanox-Switches finden Sie in den Firmware-Versionshinweisen und den Kabelkompatibilitätstabellen in der Dokumentation von NVIDIA. Im Zweifelsfall testen Sie es mit einem einzelnen Port, bevor Sie es in großem Maßstab bereitstellen.
Was ist der Unterschied zwischen einem DAC-Breakout-Kabel und einem AOC-Breakout-Kabel?
Ein DAC-Breakout verwendet Twinax-Kupferleiter und eignet sich am besten für sehr kurze Entfernungen (normalerweise unter 5 m). Ein AOC-Breakout nutzt integrierte optische Komponenten und unterstützt größere Entfernungen (bis zu 100 m) mit dünneren, leichteren Kabeln, die den Luftstrom verbessern. DAC kostet weniger; AOC reicht weiter und kommt in dichten Umgebungen besser zurecht.
Letzter Imbiss
Breakout-Kabel sind eine der effizientesten Möglichkeiten, die Portdichte zu maximieren und die Verkabelung in Rechenzentrumsnetzwerken zu vereinfachen -, aber nur, wenn die zugrunde liegende Hardware und Konfiguration dies unterstützen. Beginnen Sie mit der Bestätigung der Breakout-Fähigkeit Ihres spezifischen Switch-Modells und Ports. Passen Sie dann die Geschwindigkeitszuordnung an Ihre Bereitstellungsanforderungen an, wählen Sie je nach Reichweite und Rack-Bedingungen zwischen Kupfer und optisch und überprüfen Sie vor der Bestellung die vollständige Kompatibilität.
Wenn Sie einen MPO/MTP-basierten Glasfasereinsatz planen, der Breakout-Kabelbäume umfasst, erkunden Sie unsereMPO/MTP-Breakout-KabelprodukteoderKontaktieren Sie unser Teamfür eine auf Ihr Netzwerkdesign zugeschnittene Konfigurationsanleitung.
