Einführung in Breakout-Kabel: Wie verwendet man sie?

Einführung in Breakout-Kabel

Breakout-Funktionalität erleichtert die Konnektivität zwischen Netzwerkgeräten mit Ports unterschiedlicher Geschwindigkeit und maximiert die Nutzung der Port-Bandbreite.

Diese Funktionalität ermöglicht es diesen Geräten, Ressourcen dynamisch anzupassen und zu verteilen, wobei die vorhandene Netzwerkkapazität genutzt wird. Durch den Breakout-Modus können Netzwerkbetreiber ihre Infrastruktur verbessern, um verschiedene Anwendungen und Dienste zu bedienen, und während Zeiten erhöhter Nachfrage reibungslose Konnektivität sowie optimierte Datenübertragung gewährleisten. 

Breakout-Kabel sind speziell dafür ausgelegt, Glasfasern oder Kupferdrähte auf mehrere einzelne Steckverbinder aufzuteilen oder zusammenzuführen, wodurch Netzwerkverbindungen optimiert und vereinfacht werden. Sie bündeln mehrere Fasern oder Drähte in einem einzigen Kabelbündel, sodass separate Kabel nicht erforderlich sind. Diese Bündelung vereinfacht die Installation, reduziert Kabelüberlastung und verbessert die Effizienz des Kabelmanagements.

Ist Breakout immer eine praktikable Option?

Breakout umfasst immer die Verbindung eines kanalisierten Ports mit mehreren nicht kanalisierten oder kanalisierten Ports. Kanalisierte Ports sind durchgängig in Multilane-Formaten wie QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP28-DD und QSFP56-DD ausgelegt. In der Regel sind nicht kanalisierte Ports in Single-Channel-Formaten wie SFP+, SFP28 und dem erwarteten SFP56 strukturiert. Je nach Szenario können bestimmte Porttypen, wie QSFP28, auf beiden Seiten des Breakouts angesiedelt sein.

Derzeit umfassen kanalisierte Ports 40G, 100G, 200G, 2x100G und 400G, während nicht kanalisierte Ports 10G, 25G, 50G und 100G umfassen, wie in der folgenden Tabelle ausführlich dargestellt.

Typischerweise entspricht bei Breakout-Transceivern die Anzahl der optischen Lanes der Anzahl der elektrischen Lanes. Bestimmte Transceiver integrieren jedoch Gearboxes zur Ratenumsetzung, was zu einer Verringerung der optischen Lanes führt. Beispielsweise verfügen die neuen QSFP-28 100G Single-Lambda-Transceiver über eine einzelne optische Lane mit 100G, wobei der ASIC des Transceivers von 4 Lanes NRZ @ 25 GHz elektrisch auf 1 Lane PAM4 @ 50 GHz optisch umsetzt.

Darüber hinaus verwenden bestimmte Transceiver mehrere optische Wellenlängen auf einer einzelnen Faser, wodurch Breakout aufgrund der Komplexität des optischen Muxing/Demuxing unpraktisch wird. Dazu gehören Probleme wie Ungleichgewichte bei den Leistungspegeln und das Fehlen von Tests.

Darüber hinaus fehlt Transceivern wie dem QSFP-100G-SR-BD und QSFP-40G-SR-BD die Breakout-Fähigkeit, obwohl sie über 2x50G (2x25G-PAM4) und 2x20G optische Lanes verfügen, die auf Duplexfaser betrieben werden, da sie ursprünglich nicht für Breakout-Funktionalität entwickelt wurden.

Der Vorteil der Verwendung eines Breakout-Kabels

Breakout-Kabel bieten mehrere Vorteile, die sie in bestimmten Situationen vorzuziehen machen. Erstens bieten sie Flexibilität beim Netzwerkdesign und vereinfachen die Installation, indem sie die Anzahl der erforderlichen Kabel reduzieren. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft in Umgebungen mit hoher Dichte und begrenztem Platzangebot.

Zweitens ermöglichen Breakout-Kabel eine effiziente Nutzung von Netzwerkressourcen. Durch die Bündelung von Fasern oder Drähten in einem einzigen Kabel wird die Verwaltung und Zuweisung von Bandbreite optimiert. Dieser Aspekt ist besonders vorteilhaft in kritischen Bereichen wie Rechenzentren, Telekommunikation und Unternehmensnetzwerken, in denen Skalierbarkeit und Leistung von größter Bedeutung sind.

Die Breakout-Kabel tragen zu einer besseren Kabelorganisation bei und erhöhen den Komfort bei Wartung und Fehlerbehebung. Netzwerktechniker können Verbindungsprobleme schnell erkennen und beheben, indem sie Kabelgewirr minimieren und die Übersichtlichkeit verbessern.

Verschiedene Arten von Breakout-Kabeln

Breakout-Kabel sind in verschiedenen Typen erhältlich, die auf spezifische Netzwerkanforderungen zugeschnitten sind, darunter Breakout-DAC, Breakout-AOC und Glasfaser-Breakout-Kabel.

Breakout-DAC-Kabel sind kupferbasiert und bieten eine direkte elektrische Verbindung zwischen Netzwerkgeräten. Sie bestehen aus mehreren Kupfer-Twinax-Kabeln, die jeweils an beiden Enden mit Steckverbindern abgeschlossen sind. Diese Kabel, insbesondere Hochgeschwindigkeitsvarianten, werden in Rechenzentren umfassend eingesetzt, um Server, Switches und andere Geräte innerhalb von Racks oder Schränken zu verbinden, und bieten eine kosteneffiziente Lösung für Verbindungen über kurze Distanzen. Sie zeichnen sich in Anwendungen aus, die eine schnelle und zuverlässige Konnektivität erfordern, wie etwa Storage Area Networks (SAN), High-Performance Computing und Server-Clustering.

Breakout-AOC-Kabel, ähnlich wie optische Module, nutzen Glasfasertechnologie, um im Vergleich zu Breakout-DAC-Kabeln größere Übertragungsentfernungen zu erreichen. Sie verfügen über mehrere Glasfasern, die in einem einzigen Kabelmantel gebündelt sind und jeweils mit Steckverbindern abgeschlossen sind. Aktive Komponenten im Kabel wandeln optische Signale in elektrische Signale um. Breakout-AOC-Kabel werden häufig in Fibre-Channel-Speichernetzwerken eingesetzt und bieten eine zuverlässige und schnelle Verbindung für Speichergeräte, insbesondere in Umgebungen mit hoher Dichte wie dicht bestückten Racks oder Schränken.

Fiber-Breakout-Kabel werden basierend auf dem Fasertyp kategorisiert, wobei zwischen Singlemode- und Multimode-Varianten unterschieden wird. Singlemode-Kabel eignen sich für Übertragungen über große Entfernungen, während Multimode-Kabel ideal für kurze bis mittlere Entfernungen sind. Der Steckertyp ist ein weiterer entscheidender Aspekt, wobei zu den Standardoptionen LC-, SC- und MPO-Stecker gehören. Die Wahl hängt von der Kompatibilität mit Geräten und Infrastruktur, der Benutzerfreundlichkeit und den Dichteanforderungen ab.

Bei der Auswahl von Fiber-Breakout-Kabeln ist es wichtig, die Anwendung zu berücksichtigen. Beispielsweise werden MPO-Breakout-Kabel häufig für Verbindungen mit hoher Dichte in Rechenzentren eingesetzt, während LC-Breakout-Kabel für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen in Unternehmensnetzwerken bevorzugt werden.

Die Faktoren, die Sie berücksichtigen müssen

Bei der Auswahl von Breakout-Kabeln müssen einige Faktoren berücksichtigt werden, um Spitzenleistung und Kompatibilität zu gewährleisten.

Zunächst muss die Entfernungsanforderung Ihrer Netzwerkkonfiguration berücksichtigt werden. Verschiedene Breakout-Kabel unterstützen unterschiedliche Übertragungsdistanzen, was die Auswahl von Kabeln erforderlich macht, die Ihren spezifischen Anforderungen entsprechen.

Die Bandbreite ist ein weiterer kritischer Faktor, der berücksichtigt werden muss. Beurteilen Sie die erforderliche Bandbreitenkapazität, um Breakout-Kabel zu ermitteln, die in der Lage sind, den erwarteten Datenverkehr ohne Leistungseinbußen zu bewältigen.

Umgebungsbedingungen verdienen ebenfalls erhebliche Beachtung. Faktoren wie Haltbarkeit, Flexibilität und Biegeradius sollten entsprechend der Installationsumgebung bewertet werden. Beispielsweise sind bestimmte Breakout-Kabel dafür ausgelegt, rauen Bedingungen wie extremen Temperaturen, Feuchtigkeit oder Außeninstallationen standzuhalten.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Breakout-Kabel zu unverzichtbaren Elementen in modernen Netzwerken geworden sind, angetrieben durch den steigenden Bedarf an höherer Bandbreite und beschleunigter Datenübertragung. Ihre Rolle bei der Bereitstellung effizienter Konnektivitätslösungen, der Vereinfachung von Installationen und der Verbesserung des Kabelmanagements kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Daher ist es entscheidend, die Nuancen verschiedener Breakout-Kabeltypen zu verstehen, ihre Vorteile zu erkennen und relevante Faktoren bei der Auswahl abzuwägen, um eine robuste und effektive Netzwerkinfrastruktur aufzubauen. QSFPTEK bietet gute Produkte für Breakout-Kabel; fordern Sie jetzt gerne ein Angebot über [email protected] an.