MPO konektoroptičko vlakno predstavlja jedan od najznačajnijih pomaka u kablovskoj infrastrukturi podatkovnog centra u posljednja dva desetljeća. Definirano prema IEC 61754-7 i TIA-604-5 (FOCIS-5) međunarodnim standardima, sučelje Multi-fiber Push-On konsolidira od 8 do 72 pojedinačna optička vlakna u jednu pravokutnu ferulu, omogućujući paralelne arhitekture prijenosa koje bi bile fizički nemoguće s naslijeđenim dupleksnim vezama poput LC ili SC. Tehnologija seže do NTT-ovog razvoja MT (Mechanically Transferable) ferule sredinom 1980-ih za japanske potrošačke telefonske usluge, iako je MPO stekao svoju trenutnu dominaciju tek kada su se 2000-ih pojavili hiperrazmjerni podatkovni centri.
Mehanička stvarnost završetka više-vlakana
Što činiMPO konektorvlakno koje je posebno zahtjevno s inženjerskog stajališta je preciznost koja je potrebna za više jezgri vlakana istovremeno. Ovdje ne govorimo o poravnavanju dvaju krajeva vlakana-već o tome da osiguramo da 12, 16, 24 ili više vlakana postigne pravilan fizički kontakt unutar tolerancija mjerenih u mikronima. Standard IEC PAS 61755-3-31 specificira kritične parametre uključujući kut poliranja, visinu izbočine vlakana i maksimalnu razliku visine vlakana u svim vlaknima u nizu.
Ovdje stvari postaju zanimljive. Da bi se postigao ciljni gubitak unesenog signala manji ili jednak 0,5 dB po spoju, ukupno odstupanje jezgre vlakna mora ostati ispod 1,6 μm. To je otprilike 1/50 promjera ljudske vlasi. Dopuštena tolerancija za slaganje za položaje vlakana i vodilice? Oko 0,8 μm po feruli. Kada uzmete u obzir da MPO od 12-vlakana ima potencijalni skup-tolerancije na svakom položaju vlakana, počinjete shvaćati zašto je geometrija čeone površine toliko važnija nego kod jednostavnih konektora.
Oznaka muški/ženski u MPO konektorskim vlaknastim sustavima stvara beskrajnu zabunu za ljude koji tek upoznaju ovu tehnologiju. Muški konektori imaju dvije igle za poravnanje; ženke imaju odgovarajuće rupe za vođenje. Svi priključci za MPO opremu na sklopkama i primopredajnicima su muški. To znači da svaki patch kabel koji se spaja na aktivnu opremu mora završiti ženskim konektorom. Pokretanje ovoga unatrag oštećuje vlakna. Vidio sam da su cijele prtljažne instalacije prerađene jer je netko naveo pogrešan spol pri nabavi.
Zašto je 12 vlakana postalo zadano (i zašto se to mijenja)
MPO konfiguracija s 12 vlakana dominirala je ranim implementacijama iz jednostavnog razloga: bila je usklađena s 40G SR4 i ranim 100G SR4 arhitekturama primopredajnika. Četiri trake odašilju, četiri primaju, teoretski ostavljajući četiri vlakna neiskorištena. Otpad je zasmetao mrežnim arhitektima, i to s pravom. Kada koristite tisuće ovih veza, neiskorištena vlakna predstavljaju uzalud izgubljen kapital.
8-fiber MPO konektorski sklopovi vlakana pojavili su se kao učinkovitija alternativa za 40G i 100G aplikacije. Iste brzine prijenosa podataka, niža cijena, smanjeni uneseni gubitak. Ali industrija nije tu stala. 16-optični MPO sada podržavaju 400G QSFP-DD i OSFP primopredajnike, dok konfiguracije s 24 vlakna ciljaju na 800G implementacije koristeći 8 odašiljačkih i 8 prijamnih traka pri 100 Gbps svaka. Povećanja gustoće su zapanjujuća ako uzmete u obzir da MPO s 24 vlakna zauzimaju u biti isti fizički otisak kao i njihovi prethodnici s 12 vlakana.
Jedna stvar o kojoj se ne raspravlja dovoljno: veći broj vlakana znatno otežava kontrolu geometrije. Problem razlike u visini vlakana postaje znatno teži za rješavanje s 24 vlakna naspram 12. Čak i male razlike u visini u nizu povećavaju rizik od nepotpunog čišćenja i nedosljednog spajanja. Ovo nije teoretski-tehničari na terenu rutinski se bore s tim u okruženjima hiperrazmjera.
MTP nasuprot MPO-u: zabuna u brendiranju
Ljudi koriste MTP i MPO naizmjenično, što tehnički nije pogrešno, ali propušta važnu nijansu. MTP je registrirani zaštitni znak US Coneca za njihov poboljšani dizajn MPO konektora. Oba su u potpunosti usklađena s istim IEC i TIA standardima. Oba intermate bez problema. Ali MTP uključuje nekoliko inženjerskih poboljšanja koja poboljšavaju optičke i mehaničke performanse: strože tolerancije, bolje poravnanje, dosljednije karakteristike unesenog gubitka.
Za većinu aplikacija podatkovnih centara, standardna MPO konektorska vlakna imaju odgovarajuće performanse. Ono gdje MTP zarađuje svoje vrhunske cijene su ultra-sustavi-brzine-400G i 800G veze gdje su proračuni za gubitke vrlo mali. Kada radite s ukupnim proračunom veze od 1,5 dB, a vaša-primopredajnik-margina je možda 0,7 dB, kvalitetu konektora više nije lijepo-imati.
US Conec također nudi MTP Elite konektore koji smanjuju uneseni gubitak do 50% u usporedbi sa standardnim MTP-om. To zvuči kao marketinška hiperbola dok ih zapravo ne testirate. Elitne-komponente razreda dosljedno mjere ispod 0,25 dB po konektoru-približavajući se onome što se prije samo nekoliko godina smatralo iznimnim performansama za jedno-vlaknaste LC konektore.
Upravljanje polaritetom u MPO sustavima
Polaritet u optičkim mrežama znači osiguravanje da svako odašiljačko vlakno ispravno odgovara svom prijemnom vlaknu. S dvostrukim LC vezama, ovo je trivijalno-zamijenite vlakna ako se veza ne uspostavi. Vlakna MPO konektora čine upravljanje polaritetom znatno složenijim jer su položaji vlakana fiksirani unutar ferule. Ne možete jednostavno pomaknuti vlakno ako nešto nije u redu.
TIA-568 definira tri metode polariteta: tip A (ravno-prolazni), tip B (prijeko-preko) i tip C (upareni flip). Tip A usmjerava vlakno 1 na jednom kraju do vlakna 1 na drugom kraju s orijentacijom tipke gore/dolje. Tip B križa vlakna tako da se položaj 1 povezuje s položajem 12, položaj 2 s položajem 11, i tako dalje. Japanke tipa C parovi - vlakno 1 prema vlaknu 2, vlakno 3 prema vlaknu 4.
Industrija se pomaknula prema tipu B za većinu implementacija paralelne optike jer pojednostavljuje veze između-primopredajnika-primopredajnika. Ali naslijeđene instalacije koje koriste tip A ili mješovita okruženja stvaraju stalne glavobolje. U novije vrijeme, ANSI/TIA-568.3-E uveo je metode univerzalnog polariteta U1 i U2 namijenjene pojednostavljenju budućih instalacija. Hoće li to doista smanjiti zabunu u praksi, ostaje za vidjeti.
Ono što zbunjuje mnoge tehničare: ne možete provjeriti polaritet MPO jednostavnim vizualnim lokatorom greške na način na koji to možete s dupleksnim vlaknima. VFL će pokazati prolaz svjetlosti, ali neće potvrditi da je mapiranje ispravno na svim položajima vlakana. Ispravna provjera polariteta zahtijeva ili specijalizirani MPO tester ili metodičnu provjeru kontinuiteta pomoću ventilator-kabela.
Ispitivanje umetnutih gubitaka: Složenije nego što mislite
Testiranje vlakana MPO konektora predstavlja izazove koje konektori s jednim-vlaknom jednostavno nemaju. MPO sklop od 12 - vlakana zahtijeva 12 pojedinačnih mjerenja unesenog gubitka, plus povratni gubitak na svakom kanalu. To je potencijalno 96 mjerenja za jedan kabel kada uzmete u obzir oba smjera. Automatiziranje ovog procesa nije izborno - neophodno je za razumnu propusnost.
Same specifikacije gubitaka zaslužuju pozornost. Prema EIA/TIA 568, MPO konektori mogu imati maksimalni uneseni gubitak od 0,75 dB-što je značajno više od 0,3 dB tipično navedenih za ljepljive-polirane simpleks konektore. Elite{7}}komponente spuštaju ovo na 0,35 dB ili više. Pri izračunavanju proračuna za gubitak veze, te se razlike povećavaju na više točaka povezivanja.
Jedna suptilnost testiranja koja uhvati ljude: referentna metoda iznimno je važna. Referentna metoda s tri-kabla (lansirni kabel, referentni kabel, prijemni kabel) uključuje dva sučelja konektora u nultoj referenci. Kada testirate uređaj koji se testira, te se veze ne ubrajaju u vaš rezultat mjerenja. Koristite drugu referentnu metodu i vaši će se brojevi promijeniti. U dokumentaciji se mora navesti koji je referentni pristup korišten ili podaci ispitivanja postaju besmisleni za usporedbu.
Specifikacije povratnog gubitka također se razlikuju ovisno o vrsti poliranja. UPC (ultra fizički kontakt) poliranje obično postiže oko -50 dB povratnog gubitka-što je dovoljno za većinu višemodnih aplikacija. APC (kutni fizički kontakt) poliranje postiže -60 dB ili bolje, što je kritično za aplikacije s jednim načinom rada i DWDM sustave gdje povratne refleksije uzrokuju mjerljivu degradaciju performansi. Ne možete spojiti UPC i APC konektore bez oštećenja oba.
Primjene podatkovnih centara: magistralni kabeli i konfiguracije prekida
Primarni slučaj upotrebe vlakana MPO konektora u podatkovnim centrima je-završeno glavno kabliranje. Umjesto povlačenja pojedinačnih dvostrukih kabela i njihovog završavanja na-licu mjesta-što je radno-intenzivan proces sa značajnom varijabilnošću kvalitete-vi instalirate tvornički-završene MPO kanale. Vrijeme postavljanja dramatično pada. Upravljanje kabelima se poboljšava. Smanjuje se zakrčenost puta.
Kod patch panela, ovi MPO kanali obično prelaze na LC duplex putem kazeta ili hibridnih ventilator{0}}patch kabela. Magistra od 12- vlakana postaje 6 duplex LC veza. Prtljažnik od 24 vlakna daje 12. Kazetni pristup omogućuje čišću organizaciju stalka; Fan-out kabeli nude veću fleksibilnost za izravno spajanje opreme.
Za paralelne optičke primjene-40G SR4, 100G SR4, 400G SR8- MPO konektor spaja se izravno s primopredajnikom. Nema prijelaza na LC. Ovdje tehnologija stvarno blista: jedan MPO od 12 vlakana zamjenjuje ono što bi inače bilo 8 pojedinačnih LC konektora za 40G vezu. Znatne su uštede prostora u postavljanju prekidača visoke gustoće.
Probojne aplikacije zaslužuju poseban spomen. Jedan 400G QSFP-DD preklopnik može se povezati s četiri 100G poslužitelja pomoću MPO-to-LC kabela za spajanje. Ovo maksimizira skupu iskorištenost porta preklopnika, a istovremeno prilagođava poslužitelje koji još ne podržavaju izvorni 400G. Ekonomija često opravdava dodatnu složenost kabela.
Prijelaz 400G/800G i dalje
Trenutačna evolucija MPO konektorskih vlakana gotovo je u potpunosti vođena zahtjevima od 400G i novih 800G. 400G SR8 koristi 8 vlakana po smjeru, obično se postavlja sa 16-Vlakna MPO. 800G ponovno udvostručuje tu gustoću. Plan primopredajnika sve više pretpostavlja paralelni prijenos temeljen na MPO-u kao zadanu metodu međusobnog povezivanja.
MPO aplikacije s jednim-načinom rada također rastu, posebno za-varijante većeg dosega od 400G kao što su FR4 i DR4. Pojedinačni-način rada donosi svoje izazove: strože tolerancije poravnanja, veće troškove konektora i preferiranje APC poliranja za smanjenje refleksije. Cjenovna premija u odnosu na višemodne MPO sklopove ostaje značajna, što ograničava usvajanje u aplikacijama gdje je višemodni doseg dovoljan.
Gledajući u budućnost, ko-zapakirana optika i-optika na ploči imaju za cilj pomaknuti fotonske komponente bliže siliciju prekidača. Ovo može promijeniti zahtjeve za međusobno povezivanje na razini čipa, ali kabliranje rack-to-rack i row{5}}to-red će se u doglednoj budućnosti i dalje uvelike oslanjati na vlakna MPO konektora. Prednosti gustoće jednostavno su previše značajne da bi ih se napustilo.
Praktična razmatranja: čišćenje, pregled i rukovanje
Če-češnja kontaminacija uzrokuje više MPO kvarova nego bilo koji drugi čimbenik. Jedna čestica prašine od 1 mikrona ili veća može mjerljivo pogoršati kvalitetu signala. Za razliku od jednostavnih konektora gdje su pregled i čišćenje jednostavni, MPO konektorska vlakna zahtijevaju specijalizirane mikroskope i opremu za čišćenje dizajniranu za više-format ferula s vlaknima.
Protokol čišćenja je važniji nego što većina ljudi shvaća. Kemijsko čišćenje s maramicama koje-ne ostavljaju dlačice radi za laku kontaminaciju. Jaka kontaminacija može zahtijevati mokro čišćenje izopropilnim alkoholom, iako to nosi rizik-čestice postaju pokretljivije na mokrim površinama i mogu izgrebati vlakna ako se ne osuše pravilno. Neki tehničari preferiraju patrone za čišćenje dizajnirane posebno za MPO/MTP ferule.
IEC 61300-3-35 definira posebne kriterije ocjenjivanja čistoće za inspekciju čeone strane vlakana. Standard uklanja subjektivnost iz utvrđivanja prolaznosti/nedovoljnosti, ispitivanja nedostataka u jezgri, oblogi, ljepljivom sloju i kontaktnim zonama. Slijeđenje ovog standarda za dolaznu inspekciju i provjeru nakon instalacije uklanja mnoge sporove o kvaliteti konektora.
Rukujte MPO kabelima s više pažnje nego što biste dali standardnim patch kabelima. Čahura s više-vlakana sama po sebi je lomljivija, a oštećene igle za vođenje ili rupe za vođenje uzrokovat će probleme s poravnavanjem svih vlakana u konektoru. Držite poklopce za prašinu postavljene do trenutka spajanja. Čuvajte sklopove u čistim, zaštićenim okruženjima. Ove osnovne prakse sprječavaju većinu kvarova na terenu.
Pravljenje pravog odabira
Odabir odgovarajućeg MPO konektorskog vlakna za određenu primjenu zahtijeva usklađivanje broja vlakana sa zahtjevima primopredajnika, odabir ispravne vrste poliranja za način rada vlakana i ispravno određivanje spola za kabel. Pogreške u nabavi u bilo kojem od ovih područja rezultiraju ne-funkcionalnim vezama ili uzaludnim inventarom.
Za nove implementacije koje podržavaju 100G i više, MPO konfiguracije s 8 vlakana i 16 vlakana općenito nude bolju iskorištenost vlakana od naslijeđenog formata s 12 vlakana. Za 400G SR8, 16 vlakana je jasan izbor. Za 800G, 24 vlakna omogućuju najveću gustoću, iako kompatibilnost infrastrukture zahtijeva provjeru.
Odluka o višemodnom u odnosu na jedan-mod ovisi prvenstveno o udaljenosti. OM4 vlakno podržava 100G SR4 do 100 metara-dovoljno za većinu unutar-zgradskih veza. Sve duže obično zahtijeva pojedinačni-način rada, s povezanom premijom troškova za konektore i primopredajnike.
Optimizacija troškova u postavljanju vlakana MPO konektora dolazi od pravih-komponenti dimenzioniranja prema stvarnim zahtjevima. Pretjerano specificiranje konektora elite-razreda za aplikacije s ugodnim proračunima gubitaka baca novac. Nedovoljno određivanje veza-proračunskih 400G/800G uzrokuje operativne probleme. Razumijevanje izračuna gubitka veze za vašu specifičnu topologiju vodi odabir odgovarajuće komponente.
