MPO konektorvlákno představuje jeden z nejvýznamnějších posunů v infrastruktuře kabeláže datových center za poslední dvě desetiletí. Rozhraní Multi-fiber Push-On, definované podle mezinárodních standardů IEC 61754-7 a TIA-604-5 (FOCIS-5), spojuje kdekoli od 8 do 72 jednotlivých optických vláken do jediné obdélníkové koncovky, což umožňuje paralelní přenosové architektury, které by byly fyzicky nemožné se staršími duplexními připojeními, jako jsou LC nebo SC. Tato technologie sahá až k vývoji MT (Mechanically Transferable) ferrule společnosti NTT v polovině 80. let pro japonské spotřebitelské telefonní služby, i když svou současnou dominanci získalo MPO až po objevení hyperškálových datových center v roce 2000.
Mechanická realita více-vláknového ukončení
Co děláMPO konektorvlákno, které je z technického hlediska obzvláště náročné, je přesnost požadovaná napříč více jádry vláken současně. Nemluvíme zde o zarovnání dvou konců vláken-hovoříme o zajištění toho, aby 12, 16, 24 nebo více vláken dosáhlo správného fyzického kontaktu v rámci tolerancí měřených v mikronech. Norma IEC PAS 61755-3-31 specifikuje kritické parametry včetně úhlu leštění, výšky vyčnívajících vláken a maximálního rozdílu výšky vláken napříč všemi vlákny v poli.
Tady jsou věci zajímavé. Aby bylo dosaženo cílového vložného úbytku menšího nebo rovného 0,5 dB na připojení, musí celkové vychýlení jádra vlákna zůstat pod 1,6 μm. To je zhruba 1/50 průměru lidského vlasu. Povolená stohovatelná tolerance pro polohy vláken a vodicí kolíky? Přibližně 0,8 μm na objímku. Když uvážíte, že 12-vláknový MPO má potenciální toleranční sadu-na každé pozici vlákna, začnete si uvědomovat, proč na geometrii koncovky záleží mnohem víc než u simplexních konektorů.
Označení samec/samice v systémech konektorových vláken MPO vytváří nekonečný zmatek pro nové lidi s touto technologií. Zástrčkové konektory mají dva zarovnávací kolíky; samice mají odpovídající vodicí otvory. Všechny porty zařízení MPO na přepínačích a transceiverech jsou samec. To znamená, že každý propojovací kabel, který se připojuje k aktivnímu zařízení, musí být zakončen zásuvkou. Dostat se to zpět poškozuje vlákna. Viděl jsem přepracované celé instalace kufru, protože někdo při nákupu uvedl špatné pohlaví.
Proč se 12-vlákno stalo výchozím (a proč se to mění)
Konfigurace MPO s 12 vlákny dominovala časným nasazením z jednoduchého důvodu: byla v souladu s architekturami transceiveru 40G SR4 a ranými 100G SR4. Čtyři pruhy vysílají, čtyři přijímají, takže teoreticky zůstávají čtyři vlákna nevyužitá. Plýtvání vadilo síťovým architektům, a to oprávněně. Když provozujete tisíce těchto odkazů, nevyužité vlákno představuje promarněný kapitál.
8-vláknové sestavy s konektorem MPO se ukázaly jako efektivnější alternativa pro aplikace 40G a 100G. Stejné datové rychlosti, nižší náklady, snížené ztráty při vložení. Tím ale průmysl neskončil. 16-vláknové MPO nyní podporují 400G QSFP-DD a OSFP transceivery, zatímco konfigurace s 24 vlákny cílí na nasazení 800G pomocí 8 vysílacích a 8 přijímacích pruhů s rychlostí 100 Gb/s. Nárůst hustoty je ohromující, když uvážíte, že 24vláknové MPO zabírají v podstatě stejnou fyzickou stopu jako jejich 12vláknové předchůdce.
Jedna věc, která není dostatečně diskutována: vyšší počet vláken výrazně ztěžuje kontrolu geometrie. Problém s rozdílem výšky vláken se podstatně hůře řeší s 24 vlákny oproti 12. I nepatrné výškové odchylky napříč polem zvyšují riziko neúplného čištění a nekonzistentního spojení. To není teoretické-technici s tím běžně bojují v hyperškálových prostředích.
MTP versus MPO: Zmatek při budování značky
Lidé zaměňují MTP a MPO, což technicky není špatné, ale postrádá důležité nuance. MTP je registrovaná ochranná známka společnosti US Conec pro vylepšený design konektoru MPO. Oba jsou plně v souladu se stejnými normami IEC a TIA. Oba mezi sebou bez problémů. MTP však obsahuje několik technických vylepšení, která zlepšují optický a mechanický výkon: užší tolerance, lepší vyrovnání, konzistentnější charakteristiky vložného útlumu.
Pro většinu aplikací datových center funguje standardní MPO konektorové vlákno adekvátně. Kde MTP vydělává na prémiových cenách, jsou ultra{1}}vysoko{2}}rychlostní systémy-400G a 800G spojení, kde jsou rozpočty ztrát velmi nízké. Když pracujete s celkovým rozpočtem na propojení 1,5 dB a rozpětí mezi transceiverem-k{10}}transceiveru je možná 0,7 dB, kvalita konektoru přestává být-příjemná.
US Conec také nabízí konektory MTP Elite, které snižují vložný útlum až o 50 % ve srovnání se standardními MTP. To zní jako marketingová hyperbola, dokud je skutečně nevyzkoušíte. Elitní-komponenty trvale měří méně než 0,25 dB na konektor-, čímž se blíží tomu, co bylo ještě před několika lety považováno za výjimečný výkon u jednovláknových LC konektorů-.
Správa polarity v systémech MPO
Polarita v optických sítích znamená zajistit, aby každé vysílané vlákno správně odpovídalo svému přijímacímu protějšku. U duplexních LC připojení je to triviální,-když se spojení neobjeví, vyměníte vlákna. Konektorové vlákno MPO podstatně zkomplikuje správu polarity, protože pozice vláken jsou fixovány uvnitř ferule. Nemůžete jednoduše pohnout vláknem, pokud je něco špatně.
TIA-568 definuje tři metody polarity: typ A (přímý-průchozí), typ B (křížený-přes) a typ C (párové převrácení). Typ A vede vlákno 1 na jednom konci k vláknu 1 na druhém konci s orientací klíče nahoru/klávesy dolů. Typ B kříží vlákna, takže pozice 1 se spojí s pozicí 12, pozice 2 s pozicí 11 a tak dále. Obvody typu C-pro páry – vlákno 1 až vlákno 2, vlákno 3 až vlákno 4.
Odvětví se u většiny nasazení paralelní optiky posunulo směrem k typu B, protože zjednodušuje propojení transceiveru-na{1}}vysílač a přijímač. Ale starší instalace používající typ A nebo smíšená prostředí způsobují neustálé bolesti hlavy. Nedávno ANSI/TIA-568.3-E představila univerzální metody polarity U1 a U2, které mají zefektivnit budoucí instalace. Zda to skutečně sníží zmatek v praxi, se teprve uvidí.
Co zaráží mnoho techniků: polaritu MPO nemůžete ověřit pomocí jednoduchého vizuálního lokátoru poruch tak, jako to můžete u duplexních vláken. VFL ukáže světlo procházející skrz, ale nepotvrdí, že mapování je správné ve všech pozicích vlákna. Správné ověření polarity vyžaduje buď specializovaný tester MPO, nebo metodické kontroly kontinuity pomocí vějířových-kabelů.
Testování ztráty vložení: Složitější, než byste si mysleli
Testování MPO konektorového vlákna představuje výzvy, které jedno{0}}vláknové konektory jednoduše nemají. 12-vláknová sestava MPO vyžaduje 12 jednotlivých měření vložného útlumu plus zpětného útlumu na každém kanálu. To je potenciálně 96 měření pro jeden kabel, když vezmete v úvahu oba směry. Automatizace tohoto procesu není volitelná – je nezbytná pro rozumnou propustnost.
Pozornost si zaslouží samotné specifikace ztrát. Podle EIA/TIA 568 mohou mít konektory MPO maximální vložný útlum 0,75 dB-podstatně vyšší než 0,3 dB obvykle specifikovaných pro lepicí-leštěné simplexní konektory. Komponenty elitní{7}}třídy to snižují na 0,35 dB nebo lepší. Při výpočtu rozpočtů ztráty spojení se tyto rozdíly skládají ve více bodech připojení.
Jedna testovací jemnost, která lidi chytne: na referenční metodě nesmírně záleží. Referenční metoda tří-kabelů (spouštěcí kabel, referenční kabel, přijímací kabel) zahrnuje dvě konektorová rozhraní v nulové referenci. Když testujete testované zařízení, tato připojení se do vašeho naměřeného výsledku nezapočítávají. Použijte jinou referenční metodu a vaše čísla se změní. Dokumentace musí specifikovat, který referenční přístup byl použit, jinak testovací data ztratí smysl pro srovnání.
Specifikace ztráty zpětného toku se také liší podle typu leštidla. UPC (ultra fyzický kontakt) leštění obvykle dosahuje přibližně -ztráta návratnosti 50 dB-, která je dostatečná pro většinu multimódových aplikací. Leštění APC (úhlový fyzický kontakt) dosahuje -60 dB nebo lepších, což je kritické pro jednorežimové aplikace a systémy DWDM, kde zpětné odrazy způsobují měřitelné snížení výkonu. Nemůžete propojit konektory UPC a APC, aniž byste oba poškodili.
Aplikace datových center: Kabely kufrů a konfigurace přerušení
Primárním případem použití pro MPO konektorové vlákno v datových centrech je před-koncová kabeláž páteřního vedení. Namísto vytahování jednotlivých duplexních kabelů a jejich ukončování na -místě-pracně-pracně{4}}procesu s významnou variabilitou kvality-nainstalujete továrně-koncovky MPO. Doba nasazení dramaticky klesá. Zlepšuje se správa kabelů. Přetížení cest se snižuje.
Na propojovacích panelech tyto MPO trunky obvykle přecházejí na LC duplex buď prostřednictvím kazet nebo hybridních vějířových{0}}propojovacích kabelů. Z 12-vláknového vedení se stane 6 duplexních LC připojení. 24vláknový kufr poskytuje 12. Kazetový přístup poskytuje čistší organizaci stojanu; Fan-out kabely nabízejí větší flexibilitu pro přímé připojení zařízení.
Pro aplikace s paralelní optikou-40G SR4, 100G SR4, 400G SR8 – konektor MPO se hodí přímo k transceiveru. Žádný přechod na LC. Zde tato technologie skutečně září: jediný 12vláknový MPO nahrazuje to, co by jinak bylo 8 samostatnými LC konektory pro 40G spojení. Úspory místa při nasazení přepínačů s vysokou hustotou jsou značné.
Zvláštní zmínku si zaslouží Breakout aplikace. Jediný port 400G QSFP-DD switche se může připojit ke čtyřem 100G serverům pomocí MPO-to{5}}přerušovacího kabelu LC. To maximalizuje využití drahého portu přepínače a zároveň pojme servery, které ještě nepodporují nativní 400G. Ekonomika často ospravedlňuje další složitost kabelů.
Přechod 400G/800G a další
Současný vývoj vláken konektoru MPO je řízen téměř výhradně 400G a novými požadavky na 800G. 400G SR8 používá 8 vláken na směr, obvykle nasazených s 16-vlákny MPO. 800G tuto hustotu opět zdvojnásobuje. Plán transceiveru stále více předpokládá paralelní přenos na bázi MPO jako výchozí metodu propojení.
Jedno{0}}režimové aplikace MPO také rostou, zejména pro varianty s delším{1}}dosahem 400G, jako jsou FR4 a DR4. Jednoduchý-režim přináší své vlastní výzvy: užší tolerance vyrovnání, vyšší náklady na konektory a upřednostňování leštění APC pro minimalizaci odrazů. Cenová prémie oproti multimódovým MPO sestavám zůstává značná, což omezuje přijetí v aplikacích, kde je multimódový dosah dostatečný.
Když se podíváme do budoucnosti, společně{0}}zabalená optika a{1}}optika na desce se snaží posunout fotonické komponenty blíže ke křemíku přepínače. To může změnit požadavky na propojení na úrovni čipu, ale kabeláž mezi racky a --rasy a řadami{5}}k-řadám bude v dohledné budoucnosti i nadále silně spoléhat na konektorové vlákno MPO. Výhody hustoty jsou prostě příliš významné na to, abychom je opustili.
Praktická hlediska: čištění, kontrola a manipulace
Kontaminace-čela způsobuje více selhání MPO než jakýkoli jiný faktor. Jediná prachová částice o velikosti 1 mikronu nebo větší může měřitelně zhoršit kvalitu signálu. Na rozdíl od simplexních konektorů, kde je kontrola a čištění přímočaré, MPO konektorové vlákno vyžaduje specializované mikroskopy a čisticí zařízení navržené pro více-vláknový ferule formátu.
Na protokolu čištění záleží více, než si většina lidí uvědomuje. Suché čištění s ubrousky nepouštějícími vlákna-slouží k lehkému znečištění. Silná kontaminace může vyžadovat mokré čištění isopropylalkoholem, což však s sebou nese riziko,-že se částice na mokrých površích stanou pohyblivějšími a mohou poškrábat vlákna, pokud nejsou řádně vysušeny. Někteří technici dávají přednost čisticím kazetám navrženým speciálně pro objímky MPO/MTP.
IEC 61300-3-35 definuje specifická kritéria pro třídění čistoty pro kontrolu čela vláken. Norma odstraňuje subjektivitu z určování vyhověl/nevyhověl, zkoumá defekty napříč jádrem, pláštěm, adhezivní vrstvou a kontaktními zónami. Dodržování tohoto standardu pro vstupní kontrolu a ověření po instalaci eliminuje mnoho sporů o kvalitu konektoru.
S kabely MPO zacházejte opatrněji než se standardními propojovacími kabely. Vícevláknová objímka je ze své podstaty křehčí a poškozené vodicí kolíky nebo vodicí otvory způsobí problémy se zarovnáním napříč všemi vlákny v konektoru. Až do okamžiku připojení mějte nasazené protiprachové krytky. Skladujte sestavy v čistém, chráněném prostředí. Tyto základní postupy předcházejí většině selhání v terénu.
Provedení správného výběru
Výběr vhodného vlákna konektoru MPO pro konkrétní aplikaci vyžaduje přizpůsobení počtu vláken požadavkům transceiveru, výběr správného typu lesku pro režim vlákna a správné určení pohlaví pro vedení kabelu. Chyby při zadávání zakázek v kterékoli z těchto oblastí vedou buď k nefunkčním{1}}propojením, nebo k plýtvání inventářem.
Pro nová nasazení podporující 100G a vyšší konfigurace MPO s 8 a 16 vlákny obecně nabízejí lepší využití vláken než starší 12vláknový formát. Pro 400G SR8 je 16vláknová jasná volba. Pro 800G umožňuje 24vláknová nejvyšší hustotu, i když kompatibilita infrastruktury vyžaduje ověření.
Rozhodnutí o vícerežimovém versus jednorežimovém-režimu závisí především na vzdálenosti. Vlákno OM4 podporuje 100G SR4 až 100 metrů,-což je dostatečné pro většinu propojení v rámci-budovy. Cokoli delšího obvykle vyžaduje jeden-režim, se souvisejícími náklady na konektory a transceivery.
Optimalizace nákladů při nasazení konektorových vláken MPO vychází ze správných-dimenzovaných součástí až po skutečné požadavky. Nadměrná specifikace konektorů elitní{2}}třídy pro aplikace s pohodlnými ztrátovými rozpočty plýtvá penězi. Nedostatečná specifikace u-rozpočtových propojení 400G/800G způsobuje provozní problémy. Porozumění výpočtu ztráty spojení pro vaši konkrétní topologii vede k výběru vhodné součásti.
