FAQ: Что такое BREAKOUT-технология?

Breakout в общем (техническо-сетевом) смысле означает разделение высокоскоростного порта на сетевом устройстве на несколько низкоскоростных портов для подключения к нескольким устройствам. В различных сетевых сценариях брекаут на оптоволокне в целом нужен для оптимизации доступной полосы пропускания и максимизации эффективности имеющейся физической инфраструктуры. Основная отличительная черта breakout applications заключается в их способности подключать сетевые устройства (имеются в виду коммутаторы, маршрутизаторы и серверы) к другому сетевому оборудованию, имеющему порты на другой скорости, не жертвуя при этом пропускной способностью. Именно это делает плотность портов максимальной и облегчает постепенные обновления сети.

Например, используя кабели 400G DAC/AOC или трансиверы, поддерживающие 4x 100G breakouts, коммутатор с портом 400G может подключаться к четырем портам 100G. Каждый порт 100G соответствует отдельному коммутатору 100G, полностью используя полосу пропускания 400G. Такое подключение breakout позволяет плавно обновлять сети 100G до 400G, сохраняя при этом устаревшие коммутаторы 100G.

Вкратце: любые оптические трансиверы, которые используют параллельные оптические волокна.

Как несложно догадаться, это модули многоканальных форм-факторов, такие как QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP28-DD, QSFP56-DD и OSFP.

А вот модули с одноканальным форм-фактором, таким как SFP+, SFP28, SFP56 и QSFP112, напротив, брекаут не используют.

Таким образом, поддержка и не поддержка breakout, как вы уже поняли, связана с конструкцией оптического разъема.

Разъемы LC обычно используются для одноволоконных дуплексных соединений и, соответственно, не поддерживают разрыв из-за своей одноканальной конструкции.

Ну, а вот разъемы MPO/MTP широко используются в приложениях брекаута, поскольку в них можно запихнуть несколько волокон (12, или, например, 24 - всё зависит от настойчивости) и они обеспечивают параллельную конфигурацию. Исключение составляют высокоскоростные модули с двойными разъемами — даже трансиверы с разъемами LC могут применяться для работы breakout при использовании двух отдельных оптоволоконных кабелей.

Кроме того, подключение breakout завязано на конфигурации оптической модуляции трансиверов на обоих концах соединения. Например, когда модуль 400G применен для подключения четырех модулей 100G, все эти самые четыре модуля 100G должны работать на оптическом канале 100G (Ллллогика!) для обеспечения подключения. Для реализации этого сценария требуются трансиверы 100G QSFP28 single lambda, где встроенный ASIC преобразует 4x25G (по NRZ) медных линий в один оптический канал 100G PAM4.

А давайте-ка сведём всё это в удобненькую табличку:

Есть два основных стула метода. Давайте рассмотрим их подробнее:

Трансиверы и оптоволоконные кабели для реализации Breakout

Можно было бы считать основным методом, если бы не наличие ещё одного метода. Шутка.

Тут мы используем высокоскоростные оптические трансиверы в паре с оптоволоконными кабелями или джамперами для разделения сигнала на несколько каналов с более низкой скоростью. Это позволяет подключаться к различным низкоскоростным модулям. На выходе имее весьма гибкое решение, поддерживающее передачу на большие расстояния, что делает его хорошо подходящим для масштабирования.

Трансиверы с коммутационными кабелями

Брекауты с использованием модулей с разветвительными кабелями широко применяются в ЛВС. К примеру, модуль 400G QSFP-DD SR8 у нас подключается к двум модулям 200G QSFP56 SR4 через оптоволокно MTP-16 - 2×MTP-8. Восемь оптических линий 50G модуля 400G разделены на две пачки по четыре линии 50G в каждой, причем каждая пачка, само собой, в сумме поддерживает соединение 200G, тем самым достигая передачи с помощью Breakout 400G - 2×200G.

Ещё, например, подключение 400G к 100G single-lambda, у нас довольно массово используется для модернизации сетей. single-lambda оптика 100G включает в себя 100G FR, 100G DR, 100G LR и 100G ER-Lite. Итого имеем: в настоящее время, помимо модулей 400G SR4.2, только одномодовые модули 400G поддерживают подключение 400G к 100G через брекаут. Например, соединение между модулем 400G QSFP-DD DR4 и четырьмя модулями 100G QSFP28 DR является прям азбучным примером идеального решения для архитектур «spine-leaf» в современных ЦОД.

Двухпортовые трансиверы с двумя джамперами

Тут можно рассмотреть типичный пример использования breakout-подключения в сетях InfiniBand, который включает в себя 800G OSFP SR8 rifned top transceiver, взаимодействующий либо с двумя 400G OSFP flat top модулями, либо с 400G QSFP112 модулями. Эта архитектура устанавливает высокоскоростные соединения с низкой задержкой между коммутаторами NVIDIA Quantum-2 и 400G ConnectX-7 NIC в графических процессорах или BlueField-3 DPU, создавая при этом оптимизированную сеть центра обработки данных AI/HPC с превосходными вычислительными возможностями.

Вместе с тем, такое же breakout-подключение может быть развернуто и в сетях Ethernet с использованием соответствующих 400G/800G Ethernet modules с соответствующими коммутаторами Ethernet и NIC.

Кабели DAC и AOC

Собственно, второй стул реализации нашей сегодняшней темы. Кабели DAC и AOC для реализации брекаута, доступные в двух-, четырех- и восьмиконечных конфигурациях. Они в общем-то и задумывались для поддержки плавного перехода между поколениями сетей — с 10G/25G до 40G/100G или с 100G/200G до 400G/800G и т.п.

Эти кабели вообще достойны отдельной статьи. Может даже и от нас. Ну а пока рассмотрим кратенько их применение:

Кабели DAC Breakout

Кабели DAC обеспечивают plug-and-play решение для коротких расстояний. Благодаря функциональности breakout непосредственно в кабельной сборке (избегаем необходимости в отдельных трансиверах) эти штуки особенно подходят для плотных стоечных монументальных построек, где приоритет отдается быстрой установке и минимальному обслуживанию. Эти кабели дополнительно оптимизируют энергоэффективность (ещё бы, с почти нулевым потреблением энергии), что является важным фактором для чувствительных к питанию сред, например, популярных нынче кластеров ИИ. Эти преимущества распространяются и на современные кабели DAC 800G , что делает их первым выбором в сетях центров обработки данных 400G и 800G.

Кабели AOC Breakout

Кабели AOC сочетают в себе преимущества оптоволокна с интегрированным преобразованием сигнала, предлагая гораздо более широкий радиус действия по сравнению с теми же DAC, сохраняя при этом простоту эксплуатации. Их несложная конструкция упрощает установку и обслуживание кабельных хитросплетений, даже в условиях ограниченного пространства в закоулках ЦОД. Практическими примерами можно назвать активные оптические брекаут кабели 200G QSFP56 - 2x100G QSFP56 InfiniBand HDR, которые могут в расстояние передачи до 30 метров, обеспечивая при этом надежное подключение в сети HDR.

Тут тоже не всё однозначно...

Мы поставляем только качественное сетевое оборудование. Это же касается и оборудования с поддержкой Breakout. Поэтому, если вам нужно дорогое, ненадёжное оборудование, то у нас лучше не покупать.

Если же вам нужно сетевое оборудование известных брендов с минимальными наценками и гарантией качества, то тут нам никуда не деться - покупайте всё у нас в Netstore.su