Kako rade MPO magistralni kabeli?

 

Multi{0}}Fiber Push-na glavnim kabelima predstavlja temeljnu promjenu u visokoj-gustoćioptičko vlaknopovezivost, konsolidirajući ono što je nekad zahtijevalo desetke pojedinačnih završetaka u jedno unaprijed-sklopljeno sučelje. Ovi tvornički-završni sklopovi koristeMPO konektori-mehanička kućišta sposobna za usklađivanje 8, 12, 24 ili čak 72 pojedinačna optička vlakna s sub-mikronskom preciznošću-kako bi se uspostavile glavne veze između patch panela, kazeta i aktivne mrežne opreme. Načelo rada ovisi o paralelnom optičkom prijenosu: umjesto slanja podataka kroz jedan par vlakana, MPO trunk arhitekture distribuiraju signale preko više vlakana istovremeno, omogućujući agregatne propusne kapacitete koji se kreću od 40 Gigabita u sekundi do 400G i više.

Ali ovdje stvari postaju zanimljive-i iskreno, gdje se većina ljudi počne češkati po glavi.

Sam konektor: više od običnog utikača

Kućište MPO konektora izgleda varljivo jednostavno. Pravokutna plastična školjka, otprilike veličine vašeg nokta, s nečim što izgleda kao ravna strana. No, stavite ga pod povećanjem i vidjet ćete od 8 do 72 krajeva vlakana-posloženih u precizne redove. Varijanta s 12- vlaknima ostaje radni konj poslovnih podatkovnih centara-četiri trake za prijenos, četiri trake za prijem i četiri tamna vlakna koja stoje tamo i ne rade apsolutno ništa. Da, dobro ste pročitali. U mnogim aplikacijama kratkog dometa od 40G i 100G, trećina vašeg broja vlakana ostaje neiskorištena. To je artefakt razvoja standarda konektora i izluđuje neke inženjere.

Robna marka US Conec MTP-za koju ćete čuti da se koristi kao sinonim za MPO, iako je tehnički MTP vrhunska verzija-uvela je nekoliko mehaničkih poboljšanja koja su važna u proizvodnim okruženjima. Uklonjive vodilice. Promjenjivi polaritet. Opružni-čahura koja održava dosljedan fizički kontakt čak i kada promjene temperature okoline uzrokuju toplinsko širenje. Ovo nisu marketinške gluposti. Kada imate posla s proračunima optičkih povratnih gubitaka koji se mjere u desetinkama decibela, mehanička konzistencija postaje čimbenik-ili-prekida.

Polaritet: dio koji sve zbunjuje

U redu, razgovarajmo o slonu u sobi. Upravljanje polaritetom u MPO sustavima stvara više zahtjeva za rješavanje problema i ljutitih telefonskih poziva nego vjerojatno bilo koji drugi aspekt optičke infrastrukture. Temeljni problem je varljivo jednostavan: odašiljač na jednom kraju mora doći do prijamnika na drugom. U tradicionalnom duplex LC flasteru, vlakna se samo križaju. Gotovo.

S 12 ili 24 vlakna nagurana u jedno sučelje? Brzo se zakomplicira.

TIA-568 definira tri metode, a iskreno, Metoda B se pokazala kao put najmanjeg otpora za većinu novih implementacija. Evo raščlambe:

Metoda A (kabel vrste A)

Ravno-mapiranje vlakana. Položaj 1 povezuje se s položajem 1 na udaljenom kraju. Ključ-gore s jedne strane, ključ-dolje s druge. Zvuči logično, zar ne? Kvaka: potreban vam je A-na-A duplex patch kabel na jednoj točki završetka kako biste promijenili odnos Tx/Rx. Neki tehničari to zaborave. Oni provode sate rješavajući problem "mrtve" veze koja zapravo samo šalje svjetlo u drugi odašiljač.

Metoda B (kabel tipa B)

Orijentacija tip-gore do-gore, s položajem vlakana obrnutim od kraja-do-kraja. Pozicija 1 dolazi na poziciju 12. Pozicija 2 dolazi na poziciju 11. Standardni dvostruki spojevi od A-do-B rade na oba kraja-nisu potrebni posebni kabeli za spajanje. To je razlog zašto većina arhitekata podatkovnih centara zadano koristi metodu B za greenfield implementacije. Jednostavniji popis, manje grešaka.

Metoda C

Parovi okrenuti unutar debla. Pozicija 1 ide na 2, pozicija 2 ide na 1, i tako dalje kroz niz. Dobro funkcionira za dupleksne glavne aplikacije. Potpuno se lomi za paralelnu optiku. Ne preporučuje se za nove instalacije-to je u biti naslijeđeno.

Riječ iz iskustva:označite svoje magistralne kabele. Označite vrstu polariteta. Napišite to na omot kabela Sharpiejem ako morate. Budućnost-vi, u 2 ujutro rješavate problem neuspjele veze, bit ćete zahvalni.

Muško, žensko i zašto je to važno

Svaki MPO konektor je ili muški (s vodilicama) ili ženski (s iglama). Ovo nije proizvoljno. Vodilice-dva precizna-strojno obrađena metalna stupa koja strše iz prednje strane konektora-su ono što zapravo poravnava niz vlakana kada se spoje dva konektora. Bez njih, imali biste 12 ili 24 vlakna koja nasumično pokušavaju pronaći svoje partnere. Dopuštena odstupanja mjere se u mikronima. Ljudska kosa ima otprilike 70 mikrona. Točnost položaja koja se ovdje zahtijeva ispod je 1.

Aktivna sučelja opreme-QSFP+ primopredajnici, QSFP28 moduli, QSFP-DD priključci-univerzalno koriste muške konektore. Pinovi su unutar primopredajnika. To znači da su vaši patch kabeli i završeci magistralnih kabela na strani oprememora biti žensko. Priključite muški konektor u muški priključak primopredajnika i savit ćete igle, oštetiti ferule i potencijalno uništiti optiku od 400 USD.

Vidio sam da se to dogodilo. Više puta.

Prijenos signala: Što se zapravo događa

Kada se 100GBASE-SR4 primopredajnik pokrene, on ne gura 100 gigabita kroz jedan laser. Pokreće četiri paralelne 25G trake, svaka sa svojim VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser) i vlastitim vlaknom. MPO konektor služi kao točka agregacije. Četiri prijenosna vlakna prenose izlazne podatke. Četiri primajuća vlakna obrađuju ulaz. U MPO-12 sučelju od 12- vlakana, to ostavlja četiri vlakna potpuno neiskorištena - pozicije 1, 4, 9 i 12 u tipičnoj implementaciji.

400G SR8 to gura dalje. Osam odašiljačkih traka. Osam prijemnih staza. Sada vam je potrebno svih 16 vlakana MPO-16 ili dva MPO-12 konektora. Inženjerski kompromisi ovdje uključuju zakrivljenost trake - vremensku razliku između paralelnih putanja signala. Ako je jedno vlakno malo duže od susjednih, podaci pristižu neusklađeno. Prijemni sklop primopredajnika može kompenzirati, ali samo unutar granica. Tvornički sastavljeni magistralni kabeli mjere i usklađuju duljine vlakana upravo iz tog razloga.

To je razlog zašto terenski završetak MPO konektora ostaje rijedak izvan specijaliziranih aplikacija. Tolerancije poravnanja, zahtjevi za čistoćom i troškovi testiranja čine tvorničko pre-terminiranje ekonomski razumnim izborom za gotovo svaku primjenu.

Višemodni i pojedinačni-način: Udaljenost diktira sve

Višemodni magistralni kabeli-vodeni omotač, OM3/OM4/OM5 vlakna-dominiraju kratkim-međuspojima podatkovnog centra. Brojke: OM4 podržava 100G-SR4 do 100 metara. OM5 proširuje 100G-SWDM4 na 150 metara i omogućuje trikove multipleksiranja-podjelom valne duljine koji učinkovito udvostručuju kapacitet bez korištenja više vlakana. Veća jezgra od 50 mikrona čini poravnanje konektora lakšim. Dobar za gusta okruženja patch panela gdje tehničari stalno mijenjaju kabele.

Single{0}}mode MPO trunks-yellow jacket, OS2 fiber-ulaze na scenu kada se udaljenosti protežu izvan onoga što višemodna fizika dopušta, ili kada proračun veze zahtijeva niže unesene gubitke nego što višemodne mogu pružiti. Govorimo o glavnim trčanjima u kampusu, mrežnim vezama gradskih područja i bilo kojoj stazi na kojoj su vam potrebne dosljedne performanse u kilometrima, a ne u metrima. Promjer jezgre od 9-mikrona čini sve tvrđim. Tolerancija poravnanja pada za faktor pet. Čistoća krajnje strane postaje apsolutno kritična. Jedna čestica prašine može premostiti cijelu jezgru.

Većina poslovnih mreža neće trebati jedno-mod MPO. Ali ako vaš arhitekt to planira, vjerojatno postoji dobar razlog. Postavljajte pitanja.

Magistralni kabeli u odnosu na kabele za spajanje

Glavni kabeli završavaju MPO konektorima na oba kraja. Oni tvore stalne veze okosnice-patch panel za patch panel, kaseta za kasetu. Cijeli sklop s više-vlakana ostaje umotan cijelom dužinom. Montaža je brza. Povucite kabel, kliknite u konektore, idite dalje. Promjene se događaju na prednjoj strani patch panela korištenjem pojedinačnih duplex patch kabela.

Probojni kabeli (razvodni kabeli, sklopovi kabelskog svežnja-terminologija varira) počinju s MPO konektorom i dijele se na pojedinačne dvostruke LC ili SC završetke. Jedan MPO-12 postaje šest LC duplex parova. To ima smisla kada povezujete jedan 40G ili 100G preklopnik na više NIC-ova 10G ili 25G poslužitelja. Jedan kabel čini ono što je prije zahtijevalo kasetu i šest zasebnih zakrpa.

Niti jedno nije univerzalno bolje. Ortodoksija strukturiranog kabliranja favorizira spojeve i kazete-promjene na patch ploči, trajna infrastruktura ostaje trajna. Ali proboji smanjuju broj komponenti i mogu pojednostaviti specifične scenarije implementacije.

Gdje stvari krenu po zlu

Testiranje: nemojte ovo preskočiti

Standardna OLTS (set za ispitivanje optičkih gubitaka) metodologija funkcionira, ali trebate MPO-specifične ispitne kabele. Test razine 1 mjeri gubitak umetanja preko kanala. Pragovi za prolaz/neuspjeh ovise o vašem standardu aplikacije-proračun gubitaka za 100G-SR4 preko OM4 razlikuje se od 40G-PSM4 preko jednog-moda.

Testiranje razine 2 dodaje analizu OTDR-a (reflektometar optičke vremenske-domene). Ovo vam pokazuje gdje se događaji gubitka događaju duž staze vlakana-konektori, spojevi, zavoji. Skupa oprema. Često pretjerano za kratke podatkovne centre. Neophodno za dulje veze kampusa ili rješavanje povremenih problema.

Provjera polariteta je važna neovisno o ispitivanju gubitaka. Neki ispitni setovi uključuju značajke mapiranja polariteta. Drugi zahtijevaju namjenske ispitivače polariteta. U svakom slučaju, potvrdite da prijenos na poziciji 1 doseže prijem na poziciji X prema vašoj metodi. Veza može lijepo proći testiranje gubitaka dok ima potpuno pogrešan polaritet.

Sastavljanje

MPO magistralni kabeli rade spajanjem višestrukih optičkih putova u jedno sučelje kojim se može upravljati, koristeći precizno mehaničko poravnanje za održavanje integriteta signala na bilo kojem mjestu od 8 do 72 paralelna vlakna. Sustav igle za vođenje konektora osigurava ponovljivo spajanje. Metoda polariteta određuje kako se kanali za prijenos i prijem mapiraju od kraja do kraja. Vrsta vlakna-multimode ili single{6}}mode-postavlja vaša ograničenja udaljenosti i proračun gubitaka.

Ništa od ovoga nije raketna znanost. Ali detalji su složeni. Pogrešan spojni kabel ovdje, kontaminirana ferula tamo, neusklađen spol negdje drugdje-i odjednom jednostavna instalacija postaje više-satna sesija otklanjanja pogrešaka. Tehnologija radi izuzetno dobro kada se pravilno postavi. Doći do "ispravnog" zahtijeva razumijevanje dijelova i kako oni međusobno djeluju.

To je upravo razlog zašto tvornički gotov-sklopovi dominiraju tržištem. Prepustite proizvođaču precizan rad. Usmjerite svoj-napor na gradilištu na pravilno usmjeravanje kabela, ispravan odabir komponenti i temeljito testiranje provjere. Vlakna će učiniti ostalo.

Još jedna stvar:držite rezervne kofere pri ruci. Kad nešto pokvari u nezgodno vrijeme-i bit će-imajući odmah dostupne zamjenske kabele bolje je objasniti upravi zašto je kritična veza u kvaru dok čekate dostavu preko noći. Pitaj me kako znam.