Connector MPOLa fibra representa un dels canvis més significatius en la infraestructura de cablejat del centre de dades durant les últimes dues dècades. Definida segons els estàndards internacionals IEC 61754-7 i TIA{-604-5 (FOCIS-5), la interfície Multi-fibre Push-On consolida entre 8 i 72 fibres òptiques individuals en una única virola rectangular, permetent arquitectures de transmissió paral·leles com les connexions LC dúplex o SC heretades. La tecnologia es remunta al desenvolupament de NTT de la virola MT (Mecànicament Transferible) a mitjans dels anys vuitanta per als serveis telefònics de consumidors japonesos, tot i que no va ser fins que els centres de dades d'hiperescala van sorgir a la dècada del 2000 que MPO va guanyar el seu domini actual.
La realitat mecànica de la terminació multi-fibra
El que faConnector MPOLa fibra, especialment exigent des del punt de vista de l'enginyeria, és la precisió requerida en diversos nuclis de fibra simultàniament. No estem parlant d'alinear dos extrems de fibra aquí-estem parlant d'assegurar-nos que 12, 16, 24 o més fibres aconsegueixen un contacte físic adequat dins de toleràncies mesurades en micres. L'estàndard IEC PAS 61755-3-31 especifica paràmetres crítics, com ara l'angle de poliment, l'alçada de la protuberància de la fibra i el diferencial màxim d'alçada de la fibra en totes les fibres de la matriu.
Aquí és on les coses es posen interessants. Per aconseguir una pèrdua d'inserció de l'objectiu inferior o igual a 0,5 dB per connexió, la desalineació total del nucli de fibra ha de romandre per sota d'1,6 μm. Això és aproximadament 1/50 del diàmetre d'un cabell humà. La tolerància apilable permesa per a les posicions de la fibra i els pins de guia? Al voltant de 0,8 μm per virola. Quan tens en compte que una MPO de 12-fibres té una pila de tolerància potencial-a cada posició de la fibra, comença a entendre per què la geometria de la cara final és molt més important que amb els connectors simplex.
La designació masculina/dona als sistemes de fibra de connector MPO crea una confusió infinita per a les persones noves en la tecnologia. Els connectors mascles presenten dos pins d'alineació; les femelles tenen els forats de guia corresponents. Tots els ports d'equips MPO dels commutadors i transceptors són masculins. Això significa que qualsevol cable de connexió que es connecti a un equip actiu ha d'acabar amb un connector femella. Obtenir-ho cap enrere danya les fibres. He vist reelaborar instal·lacions del tronc sencer perquè algú va especificar el gènere equivocat a l'hora de contractar.
Per què 12-Fiber es va convertir en el valor predeterminat (i per què això està canviant)
La configuració MPO de 12 fibres va dominar els primers desplegaments per una raó senzilla: es va alinear amb les arquitectures de transceptor 40G SR4 i 100G SR4 primerenques. Quatre carrils transmeten, quatre reben, deixant teòricament quatre fibres sense utilitzar. Els residus van molestar els arquitectes de la xarxa, i amb raó. Quan utilitzeu milers d'aquests enllaços, la fibra no utilitzada representa capital malgastat.
Els conjunts de fibra de connectors MPO de 8-fibra van sorgir com una alternativa més eficient per a aplicacions 40G i 100G. Mateixa velocitat de dades, menor cost, reducció de la pèrdua d'inserció. Però la indústria no es va quedar aquí. 16-les MPO de fibra ara admeten transceptors 400G QSFP-DD i OSFP, mentre que les configuracions de 24 fibres s'orienten a desplegaments de 800G amb 8 carrils de transmissió i 8 de recepció a 100 Gbps cadascun. Els augments de densitat són sorprenents si es té en compte que els MPO de 24 fibres ocupen essencialment la mateixa petjada física que els seus predecessors de 12 fibres.
Una cosa que no es parla prou: un major recompte de fibres fa que el control de la geometria sigui significativament més difícil. El problema del diferencial d'alçada de la fibra es fa substancialment més difícil de gestionar amb 24 fibres enfront de 12. Fins i tot les lleugeres variacions d'alçada a través de la matriu augmenten el risc de neteja incompleta i d'aparellament inconsistent. Això no és-teòric, els tècnics de camp lluiten habitualment amb això en entorns d'hiperescala.
MTP versus MPO: la confusió de la marca
La gent intercanvia MTP i MPO de manera intercanviable, cosa que tècnicament no està malament, però passa a faltar un matís important. MTP és la marca registrada d'US Conec pel seu disseny millorat del connector MPO. Tots dos compleixen totalment els mateixos estàndards IEC i TIA. Tots dos es relacionen sense problemes. Però MTP incorpora diversos perfeccionaments d'enginyeria que milloren el rendiment òptic i mecànic: toleràncies més ajustades, millor alineació, característiques de pèrdua d'inserció més consistents.
Per a la majoria de les aplicacions del centre de dades, la fibra de connector MPO estàndard funciona correctament. On MTP guanya el seu preu premium és en sistemes d'ultra-alta-velocitat-enllaços 400G i 800G on els pressupostos de pèrdua són molt prims. Quan treballeu amb un pressupost d'enllaç total d'1,5 dB i el marge del vostre transceptor-a-del transceptor és potser de 0,7 dB, la qualitat del connector deixa de ser una bona-aportació.
US Conec també ofereix connectors MTP Elite que redueixen la pèrdua d'inserció fins a un 50% en comparació amb l'MTP estàndard. Això sona com una hipèrbole de màrqueting fins que realment els proveu. Els components de grau-elit mesuren constantment per sota de 0,25 dB per connector-apropant-se al que es considerava un rendiment excepcional per als connectors LC de-fibra única fa només uns anys.
Gestió de la polaritat en sistemes MPO
La polaritat a les xarxes òptiques significa assegurar-se que cada fibra de transmissió es correspon correctament amb la seva contrapart receptora. Amb connexions LC dúplex, això és trivial-canvieu les fibres si l'enllaç no apareix. La fibra del connector MPO fa que la gestió de la polaritat sigui substancialment més complexa perquè les posicions de la fibra es fixen dins de la virola. No podeu simplement moure una fibra si alguna cosa no funciona.
TIA-568 defineix tres mètodes de polaritat: el tipus A (recte-a través), el tipus B (encreuament-sobre) i el tipus C (inversions aparellades). El tipus A dirigeix la fibra 1 d'un extrem a la fibra 1 de l'altre extrem amb l'orientació de la tecla cap amunt/tecla cap avall. El tipus B creua fibres, de manera que la posició 1 es connecta a la posició 12, la posició 2 a la posició 11, i així successivament. Xancletes tipus C-parells: fibra 1 a fibra 2, fibra 3 a fibra 4.
La indústria s'ha avançat cap al tipus B per a la majoria de desplegaments d'òptica paral·lela perquè simplifica els enllaços de transceptor-a-. Però les instal·lacions heretades que utilitzen entorns tipus A o mixtes creen maldecaps constants. Més recentment, ANSI/TIA-568.3-E va introduir mètodes de polaritat universal U1 i U2 destinats a racionalitzar futures instal·lacions. Queda per veure si aquests redueixen realment la confusió a la pràctica.
El que enganxa molts tècnics: no podeu verificar la polaritat MPO amb un simple localitzador visual d'errors com ho podeu fer amb fibres dúplex. Un VFL mostrarà la llum que passa, però no confirmarà que el mapatge sigui correcte en totes les posicions de la fibra. La verificació adequada de la polaritat requereix un verificador MPO especialitzat o comprovacions metòdiques de continuïtat mitjançant cables de sortida-de ventilació.
Prova de pèrdua d'inserció: més complicada del que us penseu
Provar la fibra del connector MPO presenta reptes que els connectors de fibra única-no tenen. Un conjunt MPO de 12-fibra requereix 12 mesures individuals de pèrdua d'inserció, més pèrdua de retorn a cada canal. Això són potencialment 96 mesures per a un sol cable si teniu en compte les dues direccions. Automatitzar aquest procés no és opcional, és necessari per a un rendiment raonable.
Les mateixes especificacions de pèrdua mereixen atenció. Segons EIA/TIA 568, els connectors MPO poden tenir una pèrdua d'inserció màxima de 0,75 dB-substancialment superior als 0,3 dB que s'especifiquen normalment per als connectors simplex-adhesius polits. Els components de grau-elit ho redueixen a 0,35 dB o millor. Quan es calculen els pressupostos de pèrdua d'enllaç, aquestes diferències s'agreguen a diversos punts de connexió.
Una subtilesa de prova que atrapa la gent: el mètode de referència importa enormement. El mètode de referència de tres-cables (cord d'inici, cable de referència, cable de recepció) inclou dues interfícies de connector a la referència zero. Quan proveu el dispositiu provat, aquestes connexions no es compten en el resultat mesurat. Utilitzeu un mètode de referència diferent i els vostres números canviaran. La documentació ha d'especificar quin enfocament de referència s'ha utilitzat, o les dades de la prova no tenen sentit per a la comparació.
Les especificacions de pèrdua de retorn també varien segons el tipus de poliment. El poliment UPC (contacte ultrafísic) sol aconseguir uns -pèrdues de retorn de 50 dB-adequades per a la majoria d'aplicacions multimode. El poliment APC (contacte físic angulat) aconsegueix -60 dB o millor, fonamental per a aplicacions de mode únic i sistemes DWDM on les reflexions posteriors causen una degradació mesurable del rendiment. No podeu connectar connectors UPC i APC sense danyar tots dos.
Aplicacions del centre de dades: cables troncals i configuracions d'interrupció
El cas d'ús principal de la fibra del connector MPO als centres de dades és el cablejat de tronc troncal preacabat{0}}. En lloc d'estirar cables dúplex individuals i acabar-los al-lloc-un procés-intensiu de mà d'obra amb una variabilitat important de qualitat-instal·leu troncs MPO-terminats de fàbrica. El temps de desplegament disminueix dràsticament. Millora la gestió de cables. La congestió de les vies disminueix.
Als panells de connexió, aquests troncs MPO solen passar a dúplex LC mitjançant cassets o cables de connexió-de sortida de ventilador híbrid. Un tronc de 12-fibra es converteix en 6 connexions LC dúplex. Un tronc de 24 fibres en produeix 12. L'enfocament del casset proporciona una organització més neta del bastidor; Els cables de sortida ofereixen més flexibilitat per a les connexions directes dels equips.
Per a aplicacions d'òptica paral·lela-40G SR4, 100G SR4, 400G SR8, el connector MPO s'associa directament amb el transceptor. No hi ha transició a LC. Aquí és on la tecnologia realment brilla: un únic MPO de 12 fibres substitueix el que d'altra manera serien 8 connectors LC individuals per a un enllaç 40G. L'estalvi d'espai en els desplegaments de commutadors d'alta densitat és considerable.
Les aplicacions en breus mereixen una menció específica. Un únic port de commutació QSFP-DD de 400G es pot connectar a quatre servidors 100G mitjançant un cable de connexió MPO-a-LC. Això maximitza l'ús costós del port de commutació alhora que s'adapta a servidors que encara no admeten el 400G natiu. L'economia sovint justifique la complexitat addicional del cable.
La transició 400G/800G i més enllà
L'evolució actual de la fibra del connector MPO està impulsada gairebé completament per 400G i els requisits emergents de 800G. 400G SR8 utilitza 8 fibres per direcció, normalment desplegades amb 16-MPO de fibra. 800G torna a duplicar aquesta densitat. El full de ruta del transceptor assumeix cada cop més la transmissió paral·lela basada en MPO com a mètode d'interconnexió predeterminat.
Les aplicacions MPO d'-mode únic també estan creixent, especialment per a variants de 400 G d'abast més-com FR4 i DR4. El mode-únic comporta els seus propis reptes: toleràncies d'alineació més estrictes, costos més elevats dels connectors i la preferència pel poliment APC per minimitzar els reflexos. La prima de preu sobre els conjunts MPO multimode segueix sent substancial, cosa que limita l'adopció en aplicacions on l'abast multimode és suficient.
Mirant més endavant, l'òptica conjunta-i l'òptica-a bord tenen com a objectiu apropar els components fotònics al silici de l'interruptor. Això pot canviar els requisits d'interconnexió a nivell de xip, però el cablejat de rack-a-rack i fila-a-fila continuarà depenent molt de la fibra del connector MPO en un futur previsible. Els avantatges de la densitat són simplement massa significatius per abandonar-los.
Consideracions pràctiques: neteja, inspecció i manipulació
La contaminació de la cara-final provoca més errors de MPO que qualsevol altre factor. Una sola partícula de pols d'1 micra o més pot degradar la qualitat del senyal de manera mesurable. A diferència dels connectors simples on la inspecció i la neteja són senzilles, la fibra del connector MPO requereix microscopis especialitzats i equips de neteja dissenyats per al format de virola de fibra múltiple-.
El protocol de neteja importa més del que la majoria de la gent s'adona. La neteja en sec amb tovalloletes-sense pelusa funciona per a la contaminació lleugera. La contaminació intensa pot requerir una neteja humida amb alcohol isopropílic, tot i que això comporta el risc que les partícules-es tornin més mòbils a les superfícies humides i poden ratllar les fibres si no s'assequen correctament. Alguns tècnics prefereixen cartutxos de neteja dissenyats específicament per a virolles MPO/MTP.
L'IEC 61300-3-35 defineix criteris específics de classificació de la neteja per a la inspecció de la cara final de la fibra. L'estàndard elimina la subjectivitat de les determinacions d'aprovació/falla, examinant els defectes a través del nucli, el revestiment, la capa adhesiva i les zones de contacte. Seguir aquest estàndard per a la inspecció entrant i la verificació posterior a la instal·lació elimina moltes disputes sobre la qualitat del connector.
Manegeu els cables MPO amb més cura del que donaríeu als cables de connexió estàndard. La virola de múltiples-fibres és intrínsecament més fràgil i els pins de guia o els forats de guia danyats provocaran problemes d'alineació a totes les fibres del connector. Mantingueu els taps antipols instal·lats fins al moment de la connexió. Emmagatzemar els conjunts en entorns nets i protegits. Aquestes pràctiques bàsiques eviten la majoria de fallades de camp.
Fent la selecció correcta
L'elecció de la fibra del connector MPO adequada per a una aplicació específica requereix fer coincidir el recompte de fibres amb els requisits del transceptor, seleccionar el tipus de poliment correcte per al mode de fibra i especificar el gènere correctament per al cablejat. Els errors d'adquisició en qualsevol d'aquestes àrees generen enllaços no-funcionals o malbaratament d'inventari.
Per als nous desplegaments que admeten 100G i superiors, les configuracions MPO de 8 fibres i 16 fibres generalment ofereixen una millor utilització de la fibra que el format heretat de 12 fibres. Per a 400G SR8, 16 fibres és l'opció clara. Per a 800G, la fibra 24 permet la densitat més alta, tot i que la compatibilitat de la infraestructura requereix verificació.
La decisió multimode versus mode únic-depèn principalment de la distància. La fibra OM4 admet 100G SR4 a 100 metres-suficients per a la majoria d'enllaços intra-de l'edifici. Qualsevol cosa més llarga sol requerir un-mode únic, amb la prima de cost associada per als connectors i els transceptors.
L'optimització de costos en els desplegaments de fibra del connector MPO prové de la{0}}dimensionada correcta dels components als requisits reals. Sobreespecificar connectors de grau-elit per a aplicacions amb pressupostos de pèrdues còmodes malgasta diners. La subespecificació dels enllaços-de pressupost ajustat 400G/800G provoca problemes operatius. La comprensió del càlcul de la pèrdua d'enllaç per a la vostra topologia específica guia la selecció de components adequats.
