MPO конектороптичното влакно представлява една от най-значимите промени в кабелната инфраструктура на центъра за данни през последните две десетилетия. Дефиниран съгласно международните стандарти IEC 61754-7 и TIA-604-5 (FOCIS-5), интерфейсът Multi-fiber Push-On консолидира навсякъде от 8 до 72 отделни оптични влакна в една правоъгълна накрайник, позволявайки архитектури за паралелно предаване, които биха били физически невъзможни с наследени дуплексни връзки като LC или SC. Технологията се връща към развитието на NTT на MT (механично прехвърляема) накрайник в средата на 80-те години на миналия век за японски потребителски телефонни услуги, въпреки че едва след появата на хипермащабни центрове за данни през 2000-те години MPO придоби сегашното си господство.
Механичната реалност на завършването на много-влакна
Какво правиMPO конекторвлакното, което е особено взискателно от инженерна гледна точка, е прецизността, необходима за множество ядра на влакна едновременно. Тук не говорим за подравняване на два края на влакното-ние говорим за гарантиране, че 12, 16, 24 или повече влакна постигат правилен физически контакт в рамките на толеранси, измерени в микрони. Стандартът IEC PAS 61755-3-31 определя критични параметри, включително ъгъл на полиране, височина на изпъкналост на влакното и максимална разлика във височината на влакното във всички влакна в масива.
Ето къде нещата стават интересни. За да се постигне целева загуба на вмъкване по-малка или равна на 0,5 dB на връзка, общото разместване на сърцевината на влакното трябва да остане под 1,6 μm. Това е приблизително 1/50 от диаметъра на човешки косъм. Допустимият толеранс за подреждане за позиции на влакна и водещи щифтове? Около 0,8 μm на втулка. Когато вземете предвид, че MPO с 12-влакна има потенциален набор от допуски-на всяка позиция на влакното, започвате да разбирате защо геометрията на челното лице е толкова по-важна, отколкото при симплексните конектори.
Обозначението "мъжки/женски" във влакнестите системи с конектор MPO създава безкрайно объркване за хората, които са нови в технологията. Мъжките конектори имат два щифта за подравняване; женските имат съответните направляващи отвори. Всички портове за MPO оборудване на комутатори и трансивъри са мъжки. Това означава, че всеки пач кабел, свързващ се към активно оборудване, трябва да завършва с женски конектор. Получаването на това обратно уврежда влакната. Виждал съм преработени цели инсталации на багажника, защото някой е посочил грешен пол при поръчката.
Защо 12-Fiber стана стандартен (и защо това се променя)
MPO конфигурацията с 12 влакна доминираше в ранните внедрявания по проста причина: тя се приведе в съответствие с 40G SR4 и ранните 100G SR4 трансивърни архитектури. Четири ленти предават, четири приемат, теоретично оставяйки четири влакна неизползвани. Отпадъците притесняваха мрежовите архитекти и с право. Когато използвате хиляди от тези връзки, неизползваното влакно представлява пропилян капитал.
8-fiber MPO конекторни оптични модули се появиха като по-ефективна алтернатива за 40G и 100G приложения. Същите скорости на данни, по-ниска цена, намалени загуби при вмъкване. Но индустрията не спря дотук. 16-влакнестите MPO вече поддържат 400G QSFP-DD и OSFP трансивъри, докато конфигурациите с 24 влакна са насочени към 800G внедрявания, като използват 8 предавателни и 8 приемащи ленти при 100 Gbps всяка. Увеличенията на плътността са зашеметяващи, като вземете предвид, че MPO с 24 влакна заемат по същество същия физически отпечатък като техните предшественици с 12 влакна.
Едно нещо, което не се обсъжда достатъчно: по-големият брой влакна прави контрола на геометрията значително по-труден. Проблемът с разликата във височината на влакната става значително по-труден за управление с 24 влакна срещу 12. Дори леки отклонения във височината в масива увеличават риска от непълно почистване и непоследователно свързване. Това не е теоретично-техниците на терен рутинно се борят с това в хипермащабни среди.
MTP срещу MPO: объркването на марката
Хората подхвърлят MTP и MPO взаимозаменяемо, което технически не е грешно, но пропуска важен нюанс. MTP е регистрирана търговска марка на US Conec за техния подобрен дизайн на MPO конектор. И двата са напълно съвместими с едни и същи IEC и TIA стандарти. И двете междинни без проблеми. Но MTP включва няколко инженерни усъвършенствания, които подобряват оптичните и механични характеристики: по-строги толеранси, по-добро подравняване, по-последователни характеристики на вмъкната загуба.
За повечето приложения на центрове за данни стандартното MPO конекторно влакно работи адекватно. Където MTP печели премиум ценообразуването си е в ултра-високо-системи-400G и 800G връзки, където бюджетите за загуби са изключително тънки. Когато работите с общ бюджет на връзката от 1,5 dB и вашият трансивър-към-маржът е може би 0,7 dB, качеството на конектора престава да бъде приятно-да имате.
US Conec също предлага MTP Elite съединители, които намаляват загубата на вмъкване с до 50% в сравнение със стандартния MTP. Това звучи като маркетингова хипербола, докато всъщност не ги тествате. Компонентите от елитния-клас постоянно измерват под 0,25 dB на конектор-доближавайки това, което се смяташе за изключителна производителност за единични-влакнести LC конектори само преди няколко години.
Управление на полярността в MPO системи
Полярността в оптичните мрежи означава да се гарантира, че всяко предаващо влакно кореспондира правилно с приемащото си влакно. При дуплексни LC връзки това е тривиално-сменяте влакната, ако връзката не се появи. MPO конекторното влакно прави управлението на полярността значително по-сложно, тъй като позициите на влакното са фиксирани в накрайника. Не можете просто да преместите влакно, ако нещо не е наред.
TIA-568 дефинира три метода за полярност: Тип A (прав-през), Тип B (кръстосан-овър) и Тип C (сдвоен флип). Тип A насочва влакно 1 от единия край към влакно 1 от другия край с ориентация на клавиша нагоре/надолу. Тип B пресича влакна, така че позиция 1 се свързва с позиция 12, позиция 2 с позиция 11 и т.н. Джапанки тип C двойки - влакно 1 към влакно 2, влакно 3 към влакно 4.
Индустрията се насочи към тип B за повечето паралелни оптични внедрявания, тъй като опростява връзките -към-трансивър. Но наследените инсталации, използващи тип А или смесени среди, създават постоянни главоболия. Съвсем наскоро ANSI/TIA-568.3-E въведе методи за универсална полярност U1 и U2, предназначени да рационализират бъдещите инсталации. Остава да се види дали те наистина намаляват объркването на практика.
Това, което спъва много техници: не можете да проверите полярността на MPO с прост визуален локатор на повреда, както можете с дуплексни влакна. VFL ще покаже преминаване на светлина, но няма да потвърди, че картографирането е правилно във всички позиции на влакната. Правилната проверка на полярността изисква или специализиран тестер за MPO, или методични проверки за непрекъснатост с помощта на вентил-кабели.
Тестване на вмъкната загуба: По-сложно, отколкото си мислите
Тестването на MPO конекторно влакно представлява предизвикателство, което конекторите с едно-влакно просто нямат. MPO сглобка от 12-влакна изисква 12 индивидуални измервания на вмъкната загуба плюс обратна загуба на всеки канал. Това са потенциално 96 измервания за един кабел, когато отчитате и двете посоки. Автоматизирането на този процес не е задължително – то е необходимо за разумна производителност.
Самите спецификации на загубите заслужават внимание. Съгласно EIA/TIA 568, MPO конекторите могат да имат максимална загуба на вмъкване от 0,75 dB-значително по-висока от 0,3 dB, обикновено определени за адхезивно-полирани симплексни конектори. Елитните-компоненти намаляват това до 0,35 dB или по-добре. При изчисляване на бюджетите за загуба на връзка, тези разлики се натрупват в множество точки на свързване.
Една тънкост на тестването, която хваща хората: референтният метод има огромно значение. Референтният метод с три-кабела (стартов кабел, референтен кабел, приемен кабел) включва два интерфейса на съединителя в нулевия референтен номер. Когато тествате тестваното устройство, тези връзки не се отчитат във вашия измерен резултат. Използвайте различен референтен метод и вашите числа ще се променят. В документацията трябва да се посочи кой референтен подход е използван, в противен случай данните от теста стават безсмислени за сравнение.
Спецификациите на загубите при връщане също варират в зависимост от типа полиране. Полирането UPC (ултра физически контакт) обикновено постига около -50 dB обратна загуба-, което е достатъчно за повечето многомодови приложения. Полирането на APC (ъглов физически контакт) постига -60 dB или по-добро, критично за приложения с един режим и DWDM системи, където обратните отражения причиняват измеримо влошаване на производителността. Не можете да свържете UPC и APC конектори, без да повредите и двата.
Приложения в центрове за данни: Магистрални кабели и конфигурации за прекъсване
Основният случай на използване на MPO конекторно влакно в центрове за данни е предварително прекратено основно магистрално окабеляване. Вместо да издърпвате отделни дуплексни кабели и да ги завършвате на-на място-трудоемък-процес със значителна променливост на качеството-вие инсталирате фабрично-терминирани MPO канали. Времето за внедряване намалява драстично. Управлението на кабела се подобрява. Задръстванията по пътя намаляват.
При съединителните панели тези MPO канали обикновено преминават към LC дуплекс чрез касети или хибридни вентилаторни{0}}изходни съединителни кабели. Магистър с 12-влакна става 6 дуплексни LC връзки. Багажник с 24 влакна дава 12. Касетният подход осигурява по-чиста организация на багажника; вентилаторните кабели предлагат повече гъвкавост за директни връзки на оборудването.
За паралелни оптични приложения-40G SR4, 100G SR4, 400G SR8-конекторът MPO се свързва директно с трансивъра. Без преминаване към LC. Това е мястото, където технологията наистина блести: едно 12-влакново MPO заменя това, което иначе би било 8 отделни LC конектора за 40G връзка. Спестяванията на място при внедряването на превключватели с висока плътност са значителни.
Пробивните приложения заслужават специално споменаване. Един 400G QSFP-DD превключвател порт може да се свърже към четири 100G сървъра с помощта на кабел за прекъсване на MPO-към-LC. Това максимизира използването на скъпите портове на комутатора, като същевременно побира сървъри, които все още не поддържат родния 400G. Икономиката често оправдава допълнителната сложност на кабела.
Преходът 400G/800G и след това
Текущата еволюция на MPO конекторните влакна се задвижва почти изцяло от 400G и възникващите 800G изисквания. 400G SR8 използва 8 влакна на посока, обикновено разгръщани с 16-влакна MPO. 800G удвоява отново тази плътност. Пътната карта на трансивъра все повече приема MPO-базирано паралелно предаване като метод за взаимно свързване по подразбиране.
MPO приложенията с един-режим също се разрастват, особено за-варианти с по-дълъг обхват 400G като FR4 и DR4. Единичният-режим носи своите предизвикателства: по-строги толеранси на подравняване, по-високи разходи за конектори и предпочитание за APC полиране за минимизиране на отраженията. Ценовата премия спрямо многомодовите MPO модули остава значителна, което ограничава приемането в приложения, където многомодовият обхват е достатъчен.
Гледайки по-напред, съвместно опакованата оптика и-оптиката на борда имат за цел да преместят фотонните компоненти по-близо до силикона на превключвателя. Това може да промени изискванията за взаимно свързване на ниво чип, но кабелите rack{3}}to-rack и row{5}}to-row ще продължат да разчитат в голяма степен на MPO конекторни влакна в обозримо бъдеще. Предимствата на плътността са просто твърде значителни, за да бъдат изоставени.
Практически съображения: Почистване, проверка и боравене
Челното-замърсяване причинява повече повреди на MPO, отколкото всеки друг фактор. Единична частица прах от 1 микрон или по-голяма може да влоши измеримо качеството на сигнала. За разлика от симплексните конектори, където инспекцията и почистването са лесни, MPO конекторното влакно изисква специализирани микроскопи и почистващо оборудване, проектирано за мулти-формата на влакнеста ферула.
Протоколът за почистване има повече значение, отколкото повечето хора осъзнават. Химическото почистване с кърпички без{1}}власинки работи при леко замърсяване. Силното замърсяване може да изисква мокро почистване с изопропилов алкохол, въпреки че това крие риск-частиците стават по-подвижни върху мокри повърхности и могат да надраскат влакната, ако не са изсушени правилно. Някои техници предпочитат почистващи касети, проектирани специално за MPO/MTP накрайници.
IEC 61300-3-35 определя специфични критерии за класифициране на чистотата за проверка на края на влакното. Стандартът премахва субективността при определянето на преминаване/неуспех, изследване на дефекти в сърцевината, облицовката, адхезивния слой и контактните зони. Следването на този стандарт за входяща проверка и проверка след инсталация елиминира много спорове относно качеството на съединителя.
Боравете с MPO кабелите по-внимателно, отколкото със стандартните пач кабели. Мулти{1}}влакнестият накрайник е по същество по-крехък и повредените водещи щифтове или водещи отвори ще причинят проблеми с подравняването на всички влакна в съединителя. Дръжте капачките за прах поставени до момента на свързване. Съхранявайте сглобките в чиста, защитена среда. Тези основни практики предотвратяват повечето повреди.
Направете правилния избор
Изборът на подходящо MPO конекторно влакно за конкретно приложение изисква съпоставяне на броя на влакната с изискванията на трансивъра, избор на правилния тип полиране за режима на влакното и правилно указване на пола за кабела. Грешките при снабдяване във всяка от тези области водят или до не-функционални връзки, или до загуба на инвентар.
За нови внедрявания, поддържащи 100G и по-високи, 8-влакнестите и 16-влакнестите MPO конфигурации обикновено предлагат по-добро използване на влакната от наследения формат с 12 влакна. За 400G SR8 16-влакното е ясният избор. За 800G 24-влакното позволява най-висока плътност, въпреки че съвместимостта на инфраструктурата изисква проверка.
Решението за многомодов спрямо един-режим зависи основно от разстоянието. OM4 влакно поддържа 100G SR4 до 100 метра-достатъчно за повечето вътрешно-сградни връзки. Всичко, което е по-дълго, обикновено изисква единичен-режим, със свързаната премия за разходите за конектори и приемо-предаватели.
Оптимизирането на разходите при внедряването на оптични влакна на MPO конектори идва от правилно{0}}оразмеряване на компонентите спрямо действителните изисквания. Прекаленото определяне на конектори от елитен-клас за приложения с удобни бюджети за загуби губи пари. Недостатъчните спецификации за ограничен-бюджетни връзки 400G/800G причиняват оперативни проблеми. Разбирането на изчислението на загубата на връзка за вашата конкретна топология насочва правилния избор на компонент.
