Постоянное обновление и усложнение телекоммуникационного оборудования, обусловленное увеличением передаваемого трафика, требует обновления и оптимизации существующих систем связи. К примеру, для модернизации сети с 10G до 40G часто используется разделение порта QSFP+ 40G на четыре порта SFP+ 10G, а для передачи канала 100G удобнее его разбить на четыре сигнала по 25G. Все это и многое другое можно реализовать при помощи breakout подключений.
Breakout кабель – кабель с разветвлением (так же называется fanout), представляет собой многожильную кабельную структуру (оптоволоконную или твинаксиальную), состоящую из нескольких проводников в индивидуальной оболочке, упакованных в единый внешний защитный буфер.
Подключения типа breakout используется в телекоммуникационных системах для решения следующих задач:
- Для агрегации нескольких (зачастую четырёх) низкоскоростных сигналов в один высокоскоростной;
- Для удобства коммутации пассивных элементов ВОЛС или организации кабельной инфраструктуры в рамках машинного зала.
При разговоре об агрегации сигналов при помощи breakout кабелей, речь идёт о твинаксиальных или оптических сборках трансиверов, а именно:
- Кабель прямого подключения – DAC;
- Активный оптический кабель – AOC.
Так же в определенных случаях, агрегация потоков данных может производиться при помощи fanout патч-кордов MPO8-4*LC duplex и набора оптических трансиверов.
Организация коммутации и кабельной инфраструктуры подразумевает собой использование fanout патч-кордов типа MPO8-4*LC duplex или MPO12-6*LC duplex, а также распределительных LGX, основанных на тех же патч-кордах.
Давайте рассмотрим каждый из вариантов подключения более подробно.
Direct Attach Copper Breakout кабель
DAC кабели типа breakout позволяют организовывать агрегирующие соединения 40 Гбит/с – 4*10 Гбит/с и 100 Гбит/с – 4*25 Гбит/с, на основе QSFP и SFP+ или SFP28 трансиверов.
Одна сторона кабеля оконечена разъёмом QSFP, который обеспечивает четыре полнодуплексных канала, каждый из которых работает на скорости 10 или 25 Гбит/с. Дальше по кабелю устанавливается разделительная муфта из которой выходит четыре кабеля меньшего сечения, каждый из которых оконцован разъёмом SFP+ или SFP28.
Основной особенностью DAC breakout кабелей является отсутствие оптико-электрического преобразования, что снижает задержку передаваемого сигнала, но вместе с этим преимуществом, есть и значительное ограничение по длине кабеля. Поскольку, электрический сигнал передаваемый по медному твинаксиальному кабелю испытывает значительное затухание, максимальная длина передачи составляет 7 метров. Подробнее узнать про устройство Direct Attach Copper кабелей можно по ссылке.
Active Optical Cable Breakout
Основное отличие AOC кабелей от DAC в том, что вместо твинаксиального медного кабеля используется оптическое волокно. Это позволяет увеличить длину кабеля до десятков метров, а также, значительно уменьшить его габариты и вес.
Принципиально, активный оптический кабель типа breakout построен аналогично кабелю Direct Attach. С одной стороны, жёстко закреплён модуль форм фактора QSFP или CFP, позволяющий передавать четыре полнодуплексных канала со скоростью передачи 10 или 25 Гбит/с. По середине установлена разделительная муфта, которая делит кабель на четыре парных кабеля, на концах которых установлены SFP+ или SFP28 трансиверы.
В зависимости от скорости передачи, на которой работает AOC кабель в качестве проводника, может использоваться многомодовое волокно ОМ3 для передачи 40 Гбит/с – 4*10 Гбит/с или ОМ4 для передачи 100 Гбит/с – 4*25 Гбит/с. Каждое из волокон оптимизированно для работы на своей скорости передачи. Подробнее узнать про устройство Active Optical Cable можно по ссылке.
Оптический Breakout патч-корд
Оптические брейкаут патч-корды можно разделить на два типа, визуально которые очень похожи. Так же, они почти идентичны по конструкции, но отличаются количеством задействованных волокон и областью применения.
Первый тип – это MPO8 – 4*LC duplex, он предназначен для соединения трансивера форм-фактора QSFP с четырьмя трансиверами SFP+ или SFP28.
В нём используется MPO разъём, в котором задействовано только 8 волокон, необходимых для организации соединения QSFP трансивера с четырьмя SFP+ или SFP28. Четыре волокна посередине MPO коннектора. Восемь волокон объединены одной оболочкой, стандартной толщины в 3 мм. На кабеле располагается муфта, в которой ленточный кабель на восемь волокон делится на четыре кабеля по два волокна.
В зависимости от задачи в рамках кабеля может использоваться как многомодовое, так и одномодовое волокно:
- Многомодовые патч-корды MPO8 – 4*LC duplex breakout применяются для соединения QSFP+/QSFP28/CFP SR4 c SFP+/XFP/SFP28 SR модулями;
- Одномодовые патч-корды используются для коммутации модулей QSFP+/QSFP28/CFP PSM4 c SFP+/XFP/SFP28 LR.
Особую роль играет правильное распределение волокон между оптическими разъёмами. Необходимо, что бы в каждый из четырёх разъёмов приходило «входящее» и «исходящее» волокно. Преимуществом такого соединения является возможность использования стандартных трансиверов QSFP+, QSFP28, CFP, SFP+, SFP28. Они используются в обычных соединениях и не являются дефицитными.
Второй тип – это MPO12 – 6*LC duplex, содержит 12 волокон и использует всю ёмкость разъёма МРО. В остальном конструкция идентична, с той лишь разницей, что на другой стороне уже 6 кабелей по два волокна. Данный тип breakout кабеля зачастую используется для упрощения и миниатюризации разводки кабельной инфраструктуры. Хотя при необходимости может выполнять функции MPO8 – 4*LC duplex, при внесении некоторых изменений в структуру. Подробнее узнать про MPO и MTP разъёмы можно по ссылке.
При помощи подобного вида кабелей, к примеру, производят подключения CWDM или DWDM мультиплексоров к модулям. Это экономит место на лицевой панели мультиплексора и уменьшает количество кабелей для коммутации пассивного оборудования и трансиверов.
Вне зависимости от типа breakout патч-корда, при заказе рекомендуется уточнять требуемую конструкцию или сообщить предназначение кабеля.
Breakout LGX box
Распределительные коробки breakout LGX box по своей сути являются упакованными в корпус с оптическими разъёмами оптическими патч-кордами типа MPO8 – 4*LC duplex или MPO16 – 6*LC duplex. Такие распределительные коробки используются для упрощения кабельной структуры внутри машинного зала или здания. Позволяют прокладывать «магистральные» MPO кабели для соединения нескольких портов друг с другом, или передавать четырёх поточные сигналы от высокоскоростных модулей (QSFP+, QSFP28, CFP) по имеющейся кабельной инфраструктуре, при помощи обычных кабелей.
