Cáp Mpo hoạt động như thế nào?

info-600-346

Trở lại năm 2019, tôi đã chứng kiến một nhóm tại cơ sở colocation dành 11 giờ để gỡ lỗi thứ hóa ra là cáp Loại A được cắm vào cơ sở hạ tầng Loại B. Cáp mpo hoạt động hoàn hảo từ góc độ lớp vật lý-ánh sáng đang truyền đi, độ suy giảm được đo trong thông số kỹ thuật-nhưng cực không khớp có nghĩa là làn TX đang chạm vào làn TX thay vì RX. Sai lầm đơn giản khiến ai đó phải trả giá cuối tuần.

Công nghệ Cáp MPO không phải là mới (thiết kế đầu nối cơ bản có từ những năm 1990) nhưng việc triển khai đã tăng tốc mạnh mẽ sau năm 2015 khi 40G và 100G bắt đầu thay thế 10G làm tốc độ trung tâm dữ liệu tiêu chuẩn. Điều thay đổi là yêu cầu về mật độ. Bạn không thể xây dựng cơ sở siêu quy mô hiện đại bằng cách sử dụng đầu nối LC song công cho mọi thứ-không gian bảng điều khiển không tồn tại và chi phí nhân công lắp đặt trở nên vô lý. Vì vậy, chúng tôi đã kết thúc với các mảng nhiều sợi- này, gói 12, 24 hoặc thậm chí 72 sợi vào một đầu nối duy nhất có kích thước gần bằng kích thước hình thu nhỏ của bạn.

Hoạt động cơ học cơ bản: bạn đẩy hai ống nối-được sản xuất chính xác lại với nhau sao cho nhiều lõi sợi thủy tinh căn chỉnh hai đầu-với-chính xác đến từng micromet. cácĐầu nối MPOsử dụng các chốt dẫn hướng ở một bên (nam) vừa với các lỗ căn chỉnh ở phía bên kia (cái) để đảm bảo tất cả các sợi đó xếp thẳng hàng. Đầu nối đực có hai chốt bằng thép không gỉ nhô ra khỏi mặt ống nối-có đường kính khoảng 0,7 mm, có thể kéo dài ra ngoài mặt cuối khoảng 2-2,5 mm. Đầu nối dạng cái có các lỗ tương ứng được gia công vào ống nối để tiếp nhận các chân đó.

Dung sai đường kính chốt dẫn hướng thật lố bịch-chúng ta đang nói đến ±2 micromet đối với đường kính và vị trí chốt dẫn hướng. Khi bạn cho rằng lõi sợi quang đa chế độ là 50 hoặc 62,5 micromet (chế độ-đơn là 9 micromet), thì độ chính xác căn chỉnh bắt đầu có ý nghĩa. Bất kỳ độ lệch bên nào trên khoảng 2-3 micromet đều bắt đầu làm giảm đáng kể mức độ mất chèn và độ lệch 10 micromet có thể đẩy bạn hoàn toàn ra ngoài thông số kỹ thuật.

Mỗi sợi trong cáp quang mpo nhận được số vị trí dựa trên vị trí của nó trong mảng. Việc đánh số tiêu chuẩn sẽ chuyển sang trái-sang-phải khi bạn nhìn vào mặt cuối của đầu nối với phím (tab nhựa nhỏ ở trên cùng của vỏ) hướng lên trên. Vậy sợi 1 là bên trái, sợi 12 là bên phải trong MPO 12{10}sợi tiêu chuẩn. Trở nên phức tạp hơn với mảng 24-sợi hoặc 72{12}}sợi vì bạn có nhiều hàng-sau đó bạn đánh số từ trái-sang phải ở hàng dưới cùng (1-12), sau đó từ trái sang phải ở hàng tiếp theo lên trên (13-24), v.v.

Phân cực loại A, loại B, loại C... các quy ước đặt tên không giúp ích được gì. Loại B được hầu hết các triển khai 100G SR4 sử dụng vì đây là một phím-lật thẳng-qua-bạn lật hướng đầu nối ở một đầu để các làn truyền phát tự nhiên căn chỉnh để nhận các làn ở đầu xa. Cụ thể: với Loại B (còn gọi là “Phương pháp B” trong tiêu chuẩn TIA-568), sợi 1 ở một đầu kết nối với sợi 12 ở đầu kia, sợi 2 đi đến 11, sợi 3 đến 10, v.v. Sự đảo ngược xảy ra bên trong cáp trong quá trình sản xuất.

Loại A là sợi quang-xuyên qua-1 kết nối thẳng với sợi 1, sợi 2 với sợi 2, v.v. Có vẻ đơn giản hơn nhưng sau đó bạn cần xử lý ánh xạ truyền/nhận ở nơi khác trong hệ thống của mình, điều này thường có nghĩa là thiết kế bảng vá lỗi phức tạp hơn.

Loại C (đôi khi được gọi là "cặp lật") hoán đổi các cặp liền kề-sợi 1 thành 2, sợi 2 thành 1, sợi 3 thành 4, sợi 4 thành 3, tiếp tục mẫu đó. Chủ yếu được sử dụng trong các triển khai Cisco FEX cụ thể và một số mảng lưu trữ.

Bây giờ đây là lúc mọi thứ trở nên lộn xộn trong quá trình cài đặt thực tế. Dữ liệu thị trường (valuates.com có thị trường đầu nối MPO ở mức 831 triệu USD vào năm 2024, dự kiến là 2005 triệu USD vào năm 2031-tức là CAGR 13,6%) cho thấy mức tăng trưởng lớn nhưng không nắm bắt được có bao nhiêu kỹ thuật viên hiện trường không hiểu đầy đủ các thông số kỹ thuật về cực. Các nhà sản xuất bộ thu phát khác nhau thực hiện các sơ đồ chân khác nhau ngay cả trong cùng một tiêu chuẩn. Tôi đã thử nghiệm các QSFP Mellanox 100G SR4 cần phân cực ngược lại với Intel SR4 cho cùng một nền tảng chuyển đổi-cả hai đều khẳng định tuân thủ đầy đủ 100GBASE-SR4.

Thông số kỹ thuật của IEEE 802.3bm cho phép biến thể này, đúng về mặt kỹ thuật nhưng lại gây khó chịu về mặt vận hành. Trình kiểm tra cáp của bạn sẽ hiển thị tất cả 8 sợi (4 TX, 4 RX trong cấu hình 100G SR4) vượt qua các bài kiểm tra công suất quang và phép đo suy hao chèn, nhưng liên kết sẽ không hoạt động vì TX đang chạm vào TX. Bạn cần đổi sang cáp phân cực ngược lại hoặc sử dụng băng cassette-bộ chuyển đổi phân cực.

Bộ thu phát của bên thứ ba-làm cho điều này trở nên tồi tệ hơn vì một số nhà sản xuất đã cắt giảm tài liệu. Tôi đã nhận được phần quang học trong đó biểu dữ liệu liệt kê sơ đồ chân nhưng mô-đun vật lý đã triển khai ngược lại-nhà cung cấp đã tuyên bố "sơ đồ chân đã được sửa đổi để tương thích với các hệ thống cũ" được dịch thành "chúng tôi đã gặp khó khăn trong quá trình sản xuất nhưng vẫn quyết định gửi nó."

Nói về 100G SR4: cấu hình đó sử dụng 8 trong số 12 sợi trong đầu nối MPO{11}}12 tiêu chuẩn. Bốn vị trí ở giữa (sợi 5, 6, 7, 8 trong mảng 12{14}sợi) không được kết nối với bất kỳ thứ gì - chúng chỉ là các lỗ trống trong ổ cắm MPO của bộ thu phát. Tiêu chuẩn 40GBASE-SR4 ban đầu xác định bố cục này và 100G SR4 giữ nguyên giao diện vật lý để tương thích ngược. Những vị trí không được sử dụng đó tạo cơ hội cho ô nhiễm xâm nhập vào đầu nối, đó là một lý do tại sao quy trình làm sạch MPO rất quan trọng so với đầu nối LC nơi bạn chỉ xử lý hai mặt cuối sợi thay vì 12.

info-600-119

Các nhà cung cấp thích trình chiếu các trang trình bày về cách một cáp quang MPO 12{2}}thay thế sáu kết nối LC song công, tiết kiệm rất nhiều không gian bảng điều khiển. Phép toán là hợp lý - đầu nối MPO-12 rộng khoảng 7,5 mm so với khoảng 6,5 mm đối với LC song công, do đó bạn sẽ nhận được số lượng sợi gấp 6 lần trong cùng một diện tích. Chia tỷ lệ thành MPO-24 (thường được sử dụng trong triển khai 200G và 400G) và bạn đang thấy mức cải thiện gấp 12 lần so với LC.

Dataintelo.com cho thấy phân khúc lắp ráp cáp MPO 12 sợi tăng từ 1,2 tỷ USD vào năm 2023 lên dự kiến 2,8 tỷ USD vào năm 2032, điều này phản ánh việc triển khai thực tế. Nhưng sự tăng trưởng của thị trường đó không tính đến sự phức tạp trong việc lắp đặt đi kèm với mật độ cao hơn.

Bán kính uốn cong tối thiểu đối với cụm cáp mpo thường bằng 10 lần đường kính ngoài của cáp trong quá trình lắp đặt, giảm xuống có thể là 5 lần đối với lắp đặt tĩnh sau khi cáp được bọc và cố định. Đối với cáp trung kế MPO tròn 3,0 mm tiêu chuẩn có nghĩa là bán kính uốn cong 30 mm khi kéo, 15 mm sau khi lắp đặt. So sánh với sợi đơn 2.0mm cần 20mm khi kéo, 10mm tĩnh. Nghe có vẻ không có nhiều khác biệt cho đến khi bạn cố gắng định tuyến nhiều cáp trục 24 sợi thông qua bộ quản lý cáp ngang 2RU và phát hiện ra rằng không có đủ không gian vật lý để duy trì bán kính uốn cong thích hợp trên tất cả chúng cùng một lúc.

Yếu tố đột phá kết hợp điều này. Cáp trung kế MPO 12{6}}sợi có thể có đường kính 3,0mm nhưng khi bạn dàn nó ra thành 12 sợi đơn đơn lẻ (để kết nối với các bộ thu phát riêng lẻ hoặc chuyển đổi sang LC), các chân quạt ra đó cần không gian định tuyến. Hầu hết các cụm đột phá MPO đều có chân đệm chặt 900 micron, tương đối cứng. Việc đặt những đôi chân đó gọn gàng vào bảng vá lỗi hoặc băng cassette đòi hỏi độ dài chùng và không gian quản lý cáp mà các tính toán mật độ không tính đến.

Tôi đã thực hiện cài đặt, trong đó chúng tôi đã tính toán tiết kiệm 40% không gian bằng cách sử dụng đường trục MPO thay vì bộ nhảy song công LC, nhưng sau khi tính đến các yêu cầu về bán kính uốn cong trên cáp đường trục và không gian định tuyến quạt ra cho các chân đột phá, mức tiết kiệm không gian thực tế cuối cùng đã lên tới gần 15-20%. Vẫn đáng giá, nhưng không phải là cải tiến đáng kể như bảng thông số kỹ thuật đề xuất.

Mật độ giá đã tăng điên cuồng. Dữ liệu của Mordorintelligence.com cho thấy mật độ năng lượng trung bình trên giá đỡ đã tăng từ 15kW vào năm 2022 lên 40kW trong các cơ sở AI/ML mới vào năm 2024. Đó không chỉ là mức tăng mức tiêu thụ điện năng-mà còn là đại diện cho mật độ điện toán, điều này thúc đẩy mật độ kết nối. Một tủ mạng 40kW có thể có 40-50 máy chủ, mỗi máy chủ cần nhiều kết nối 25G hoặc 100G. Cơ sở hạ tầng cáp để hỗ trợ mật độ đó phải sử dụng công nghệ cáp quang mpo; Đơn giản là không có cách nào khác để có đủ số lượng sợi quang vào giá đỡ với khay cáp và không gian bảng điều khiển có sẵn.

Nhưng mật độ cao hơn có nghĩa là không gian lưu thông không khí ít hơn, điều này tạo ra những thách thức về quản lý nhiệt. Vật liệu vỏ cáp có mức nhiệt độ định mức (thường là 75 độ đối với cáp định mức toàn phần) nhưng hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao sẽ làm vật liệu vỏ cáp xuống cấp theo thời gian. Tôi đã kéo những chiếc rương MPO 5 năm tuổi-từ giá đỡ có mật độ-cao nơi chất liệu áo khoác đã trở nên giòn và nứt do chu trình nhiệt, mặc dù các sợi bên trong vẫn hoạt động.

Khi bạn đang chạy 100G qua cáp quang mpo bằng bộ thu phát SR4, thực tế là bạn đang chạy song song bốn kênh 25G độc lập-chính xác là 25,78125 Gbps trên mỗi làn vì có chi phí mã hóa 64B/66B. Bốn làn đó truyền đồng thời trên bốn sợi trong khi bốn sợi khác xử lý đường quay trở lại. Mô-đun thu phát QSFP28 chuyển đổi tín hiệu điện 100G từ giao diện máy chủ thành bốn kênh quang ở bước sóng 850nm (đối với sợi đa mode OM3/OM4/OM5) hoặc 1310nm (đối với các biến thể đơn mode PSM4).

Mỗi làn quang là độc lập. Mảng VCSEL (Vertical-Bề mặt khoang-Phát tia laser) trong bộ thu phát có bốn tia laser riêng biệt, mỗi tia được điều chế trực tiếp bởi luồng dữ liệu điện cho làn đường đó. Về phía nhận, bạn có bốn điốt quang PIN phát hiện tín hiệu quang và chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện. Độ lệch làn được xử lý trong DSP của bộ thu phát-sẽ có một số độ trễ chênh lệch giữa các làn vì các đường dẫn cáp quang vật lý không có độ dài hoàn toàn giống nhau nên bộ thu cần đệm và căn chỉnh lại các luồng dữ liệu trước khi kết hợp lại chúng thành một đầu ra điện 100G duy nhất.

Globalgrowthinsights.com lưu ý rằng 67% trung tâm dữ liệu siêu quy mô hiện sử dụng MPO để truyền quang song song, điều này hợp lý vì bất kỳ tốc độ nào trên 40G hầu như đều yêu cầu các làn song song. 400G sử dụng tám làn ở tốc độ 50G mỗi làn (thực tế là 53,125 Gbps với chi phí mã hóa PAM4), nghĩa là có tổng cộng 16 sợi (8 TX, 8 RX) nên bạn đang ở lãnh thổ MPO-16 hoặc MPO-12 kép.

Các thuật toán sửa lỗi chuyển tiếp ở lớp vật lý có thể bù đắp cho một làn có tỷ lệ lỗi bit cao hơn miễn là các làn khác duy trì chất lượng. Ngưỡng BER thông thường là 10^-12 hoặc cao hơn để vận hành "không có lỗi", nhưng FEC có thể điều chỉnh tối đa 10^-5 BER trên một làn nếu các làn khác chạy sạch. Điều này quan trọng trong việc khắc phục sự cố vì bạn có thể có một sợi bị nhiễm bẩn trong cụm cáp mpo gây ra lỗi tăng cao trên một làn và liên kết vẫn hoạt động nhưng hiệu suất giảm dần khi công cụ FEC hoạt động ngoài giờ.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến mất chèn nhiều hơn hầu hết mọi người nhận ra. Vòng sắt gốm (zirconia là vật liệu phổ biến) có hệ số giãn nở nhiệt khoảng 10 ppm/K, trong khi sợi silica là khoảng 0,5 ppm/K. Khi nhiệt độ dao động ở mức 30 độ (không hiếm giữa đêm/ngày hoặc mùa đông/mùa hè ở một số cơ sở), bạn có thể thấy vòng sắt giãn nở so với sợi, điều này làm thay đổi một chút sự căn chỉnh cơ học. Thường chỉ ảnh hưởng đến suy hao chèn vài phần trăm dB, nhưng nếu ngay từ đầu liên kết của bạn ở mức cận biên thì sự thay đổi nhỏ đó có thể đẩy bạn vào các lỗi không liên tục.

Tồi tệ hơn: một số đầu nối MPO rẻ hơn sử dụng epoxy để cố định các sợi trong ống nối và epoxy có độ giãn nở nhiệt cao hơn nhiều so với gốm hoặc sợi. Theo thời gian và chu trình nhiệt, epoxy có thể bị dãn, khiến các vị trí của sợi dịch chuyển một cách vi mô. Đầu nối-chất lượng cao sử dụng phương pháp uốn cơ học hoặc các phương pháp liên kết giãn nở-thấp khác nhưng bạn sẽ nhận được xứng đáng với số tiền bỏ ra.

info-600-334

Mọi hướng dẫn cài đặt đều yêu cầu bạn làm sạch các đầu nối. Điều họ chưa nhấn mạnh đủ là việc làm sạch MPO yêu cầu các quy trình hoàn toàn khác với việc làm sạch LC hoặc SC. Với LC, bạn có thể-kiểm tra trực quan bề mặt bằng kính hiển vi cầm tay (tiêu chuẩn có độ phóng đại 400 lần), xác định mọi vết bẩn và làm sạch bằng một-chất tẩy rửa bằng một cú nhấp chuột hoặc khăn lau không có xơ-bằng cồn isopropyl cho đến khi kiểm tra cho thấy bề mặt sạch sẽ.

MPO bạn không thể kiểm tra trực quan nếu không có thiết bị chuyên dụng. Các sợi này hơi lõm vào phía sau mặt ống nối (để bảo vệ chúng khỏi bị hư hại) và được sắp xếp theo kiểu dày đặc-12 sợi có chiều rộng khoảng 6 mm hoặc 24 sợi trong cùng một không gian đối với mảng 24 sợi. Kính hiển vi cầm tay sẽ không cho phép bạn nhìn thấy tất cả các mặt sợi cùng một lúc và ngay cả khi có thể thì góc kiểm tra vẫn sai. Bạn cần có đầu dò kiểm tra dành riêng cho MPO để chụp ảnh toàn bộ mảng cùng một lúc hoặc hệ thống kiểm tra tự động có thể phân tích tất cả các bề mặt cuối và xếp loại chúng đạt/không đạt dựa trên tiêu chuẩn IEC 61300-3-35.

Những hệ thống kiểm tra đó tốn tiền thật. Phạm vi MPO cầm tay giá rẻ có thể có giá 3000-4000 USD, hệ thống tự động phân loại đạt/không đạt có thể có giá 15.000-25.000 USD. Nhiều nhà thầu lắp đặt không muốn đầu tư nhiều như vậy vào thiết bị thử nghiệm, vì vậy họ làm sạch các đầu nối bằng băng cassette đã được phê duyệt (cần gạt cơ học cộng với dung môi IPA) và hy vọng kết quả tốt nhất mà không cần xác minh kiểm tra thích hợp.

Tiêu chuẩn ô nhiễm đối với MPO nghiêm ngặt hơn so với-đầu nối sợi đơn. Một hạt bụi hoặc sợi sợi có thể chấp nhận được trên đầu nối LC (có thể gây tổn thất thêm 0,2-0,3 dB) có thể chặn hoàn toàn một sợi trong mảng MPO vì các sợi riêng lẻ nhỏ hơn và có khoảng cách chặt chẽ hơn. Tiêu chí đạt/không đạt được xác định trong IEC 61300-3-35 chỉ định kích thước vết xước và hạt tối đa trong vùng lõi sợi, vùng dính, vùng phủ và dung sai nhiễm bẩn khác nhau của vùng tiếp xúc cho từng vùng.

Dữ liệu của Bossonresearch.com cho thấy 40% thời gian ngừng hoạt động của mạng trong môi trường siêu quy mô là do sai lệch sợi quang và các vấn đề về đầu nối, trong đó ô nhiễm là nguyên nhân gốc rễ hàng đầu. Đường ray bị ô nhiễm-kinh nghiệm hiện trường là chế độ lỗi số một đối với việc lắp đặt cáp quang mpo, trước hư hỏng vật lý, cực sai hoặc bộ thu phát kém.

Vấn đề là sự ô nhiễm có thể xảy ra ở bất kỳ thời điểm nào từ khi kết thúc nhà máy đến khi lắp đặt lần cuối. Đầu nối có thể được vận chuyển sạch từ nhà máy (các nhà sản xuất tốt kiểm tra từng đầu nối), nhưng nếu người lắp đặt không sử dụng nắp chống bụi thích hợp trong quá trình kéo cáp hoặc nếu nắp chống bụi rơi ra trong quá trình bảo quản hoặc nếu ai đó chạm vào mặt cuối của ống sắt (dầu ngón tay là chất gây ô nhiễm khủng khiếp), thì bạn đã tạo ra sự nhiễm bẩn mà sẽ không được phát hiện cho đến khi liên kết không được kiểm tra.

Phím nhựa trên vỏ đầu nối MPO-tab nhỏ nhô lên từ trên cùng-có hai tác dụng. Đầu tiên, đây là tính năng phân cực cơ học nên bạn không thể cắm ngược đầu nối-. Chìa khóa vừa với một khe tương ứng trong bộ chuyển đổi hoặc ổ cắm kết nối. Thứ hai, nó thiết lập một tham chiếu để đánh số sợi, điều này trở nên quan trọng khi bạn cần khắc phục sự cố sợi cụ thể nào trong mảng 12 sợi đang gây ra sự cố.

Tiêu chuẩn TIA-568 cho biết: khi phím lên, sợi 1 nằm ở phía bên trái của mảng khi nhìn vào mặt cuối của đầu nối. Tuy nhiên, tôi đã xử lý các cụm cáp từ một số nhà sản xuất châu Á mà họ đánh số từ phải sang trái với phím hướng lên hoặc thậm chí không đánh dấu vị trí của sợi 1, buộc bạn phải kiểm tra bằng đồng hồ đo công suất quang để tìm ra sơ đồ chân. Điều này tạo ra địa ngục tuyệt đối trong quá trình khắc phục sự cố vì người hỗ trợ kỹ thuật qua điện thoại đang yêu cầu bạn "kiểm tra sợi 3 xem có bị nhiễm bẩn không" và bạn đang nhìn nhầm sợi vì việc đánh số ngược so với những gì họ mong đợi.

Đầu nối nam và nữ tồn tại vì các chốt dẫn hướng cần có nơi để đi. Mỗi kết nối cáp mpo đều yêu cầu một đầu đực (có chân) và một đầu cái (không có chân). Thông lệ tiêu chuẩn của trung tâm dữ liệu: bảng vá lỗi là đầu cái, cáp nối là đầu đực ở cả hai đầu. Bằng cách này, bất kỳ cáp vá nào cũng có thể kết nối với bất kỳ cổng nào. Bộ chuyển đổi trong bảng điều khiển là dạng cái ở cả hai bên, cung cấp kết nối xuyên suốt giữa cổng bảng điều khiển (cái) và cáp nối (đầu đực).

Điều này bị hỏng khi ai đó vô tình đặt mua một cáp trung kế có đầu cái ở cả hai đầu. Đã thấy điều này xảy ra nhiều lần-thường là lỗi mua sắm trong đó ai đó đã đánh dấu sai vào ô trên biểu mẫu đặt hàng hoặc nhầm lẫn giữa thuật ngữ "đầu nối cái" và "bộ chuyển đổi đầu cái". Cáp xuất hiện tại chỗ, người cài đặt cố gắng kết nối nó và cả hai đầu đều yêu cầu các chân dẫn hướng nam để nó không kết nối với bất kỳ thứ gì trong cơ sở hạ tầng hiện có. Hoặc gửi cáp trở lại để nối lại (thường là 3-4 tuần) hoặc ban giám khảo-cài đặt bộ chuyển đổi nam-sang-nam (sau đó tạo ra các vấn đề về phân cực không chuẩn).

Theo thành thạomarketinsights.com, thị trường MPO đạt 813 triệu đô la vào năm 2025, mặc dù valuates.com cho biết 831 triệu đô la cho năm 2024 và tôi đã thấy các nguồn khác trích dẫn những con số hoàn toàn khác nhau. Vấn đề hiện tại: đây là một thị trường quan trọng với các tiêu chuẩn được cho là đã hoàn thiện, nhưng việc triển khai thực tế vẫn còn lộn xộn đến mức các kỹ thuật viên có kinh nghiệm thường xuyên gặp vấn đề. Các tiêu chuẩn xác định giao diện vật lý, nhưng chúng không ngăn chặn các lỗi của con người trong quá trình triển khai hoặc xử lý tất cả các trường hợp khó khăn xảy ra trong quá trình cài đặt thực tế.

Màu vỏ trên cáp quang mpo tuân theo các quy ước-màu vàng đối với chế độ đơn-OS2, màu xanh nước biển đối với OM3, màu tím hoặc màu xanh nước biển đối với OM4 (tùy thuộc vào nhà sản xuất), màu xanh lá chanh đối với OM5. Nhưng chỉ dựa vào màu áo khoác đã khiến người ta cắn răng. Tôi đã thấy các cài đặt trong đó cáp-có vỏ bọc nước hóa ra là chế độ đơn-OS2 vì nhà sản xuất đã hết vật liệu vỏ bọc màu vàng và thay thế bằng nước, nhận ra rằng "nó vẫn là sợi quang, có gì khác biệt?" Sự khác biệt là việc cắm các bộ thu phát VCSEL 850nm được thiết kế cho đa chế độ OM4 vào sợi quang chế độ đơn OS2 sẽ khiến bạn mất liên kết khủng khiếp vì đường kính trường chế độ không khớp khiến hầu hết ánh sáng kết hợp thành các chế độ bọc tiêu tan trong vòng vài mét.

Cấu trúc ống ruy-băng và ống lỏng-bên trong áo khoác tạo nên sự khác biệt cho việc lắp đặt nhưng không tạo nên sự khác biệt cho hiệu suất liên kết. Cáp ruy băng gói các sợi trong cấu trúc ruy băng phẳng, thường có các sợi được liên kết với nhau trong vật liệu ma trận được xử lý bằng tia cực tím-và nhiều dải ruy băng xếp chồng lên nhau nếu cần để có số lượng sợi cao. Đạt được đường kính cáp nhỏ hơn với số lượng sợi nhất định nhưng cấu trúc ruy băng mỏng manh hơn-vượt quá bán kính uốn cong tối thiểu có thể làm nứt vật liệu ma trận, tạo ra các điểm ứng suất khiến sợi bị đứt sau đó. Cấu trúc ống rời đặt các sợi vào các ống đệm lõi -đầy gel hoặc không khí{7}}, giúp cách ly cơ học tốt hơn giữa các sợi và linh hoạt hơn cho việc định tuyến lắp đặt tại hiện trường. Nhược điểm là đường kính và trọng lượng cáp lớn hơn.

info-600-391

Cáp đường trục MPO thẳng hoạt động hiệu quả cho các liên kết điểm-tới{1}}điểm-kết nối hai bộ chuyển mạch với một đường trục 12-sợi hoặc 24 sợi quang, sử dụng tất cả các sợi cho kết nối làn song song. Trở nên phức tạp hơn khi bạn cần chia MPO đó thành các kết nối riêng lẻ. Các loại cáp mpo được thiết kế để đột phá có phần đường trục được kết thúc bằng đầu nối MPO ở một đầu và nhiều đầu nối song công LC được quạt ra ở đầu kia.

Cấu hình phổ biến: MPO{4}}12 chia thành 4 song công LC (tám sợi được sử dụng, bốn cặp). Điều này xử lý chuyển đổi 40G-sang{11}}4x10G (bộ thu phát 40GBASE-SR4 ở phía MPO, bốn bộ thu phát 10GBASE-SR ở phía LC) hoặc 100G-to-4x25G. Cáp ngắt mạch xử lý việc định tuyến và phân cực sợi quang bên trong nên bạn chỉ cần cắm đầu MPO vào cổng 40G/100G và cắm bốn đầu nối song công LC vào bốn cổng 10G/25G riêng biệt.

Ngày càng phổ biến: MPO-song công 16 đến 8 LC cho các ứng dụng 400G. Bộ thu phát 400G SR8 sử dụng 16 sợi (8 sợi TX ở mức 50G mỗi sợi, 8 sợi RX ở mức 50G mỗi sợi), vừa với đầu nối MPO-16 hoặc MPO-12 kép. Việc chia thành tám kết nối 50G riêng biệt (bộ thu phát 50GBASE-SR SFP56) yêu cầu cấu hình đột phá từ 1 đến 8. Hữu ích khi kết nối cổng chuyển mạch 400G với cơ sở hạ tầng cũ hơn chỉ hỗ trợ 25G hoặc 50G mỗi cổng hoặc để chuyển dần từ tốc độ thấp hơn sang 400G mà không phải thay thế mọi thứ cùng một lúc.

Các mô-đun băng cassette được sử dụng cho những lần đột phá này có một mức độ phức tạp khác. Bên trong băng, bạn đã thực hiện chuyển đổi MPO-sang{2}}LC bằng định tuyến cáp quang bên trong-về cơ bản là cụm cáp MPO-sang-MPO hoặc MPO-sang-LC nhỏ bên trong vỏ hộp băng, với các cổng LC được đưa ra bảng điều khiển phía trước. Mỗi kết nối bên trong sẽ làm tăng thêm tổn thất chèn (thường là 0,5-0,75 dB trên mỗi cặp đầu nối ghép nối) và hộp chứa băng cassette có thể hạn chế luồng khí nếu bạn xếp nhiều băng cassette trong bảng điều khiển mật độ cao.

Việc gỡ lỗi quá trình cài đặt dựa trên băng cassette-rất khó khăn vì khi liên kết bị lỗi, bạn cần phải tìm hiểu: đó có phải là cáp trung kế MPO, kết nối MPO-đến-băng cassette, định tuyến băng cassette bên trong, cáp vá LC từ băng cassette đến thiết bị hay bộ thu phát không? Cuối cùng, bạn thực hiện kiểm tra suy hao chèn trên từng đoạn, hoán đổi các cáp-tốt đã biết để cách ly lỗi, kiểm tra sự nhiễm bẩn ở mọi điểm kết nối. Ưu điểm của hệ thống cáp có cấu trúc khiến cho Globalgrowthinsights.com báo cáo mức sử dụng MPO tăng 52% để đơn giản hóa việc cài đặt không chuyển thành việc đơn giản hóa việc khắc phục sự cố khi bạn kết hợp các băng cassette.

Chi phí nhân công vượt quá chi phí vật chất khi triển khai ở quy mô lớn. Cáp trung kế MPO 12 sợi có thể có giá 150-300 USD tùy thuộc vào độ dài và mức chất lượng, nhưng nhân công lắp đặt (kéo, chỉnh sửa, kiểm tra, lập tài liệu) có thể lên tới 400-600 USD khi bạn tính đến thời gian kỹ thuật sợi có tay nghề cao. Nghiên cứu thị trường nhận thức lưu ý rằng sự gián đoạn chuỗi cung ứng do COVID-19 gây ra đã ảnh hưởng nặng nề đến việc lắp đặt MPO, một phần do thiếu lực lượng lao động nhưng cũng vì công việc của MPO yêu cầu đào tạo chuyên môn nhiều hơn so với hệ thống cáp có cấu trúc cơ bản. Bạn có thể hướng dẫn ai đó cách chấm dứt và kiểm tra đầu nối LC sau vài ngày; Việc cài đặt, làm sạch, kiểm tra và khắc phục sự cố MPO thích hợp phải mất hàng tuần đào tạo và hàng tháng để xây dựng trình độ thực sự.

800G hiện đang bắt đầu triển khai (khung thời gian cuối năm 2024/đầu năm 2025) sử dụng 8 làn với tốc độ 100G mỗi làn. Điều đó đòi hỏi phải chuyển tới tổng cộng 32 sợi (16 TX, 16 RX), nghĩa là MPO-24 với một số vị trí không được sử dụng, MPO kép-16 hoặc chờ MPO-32 chưa được chuẩn hóa. Công nghệ đầu nối có thể hỗ trợ vật lý cho các cấu hình này - bạn có thể sản xuất một ống nối với 32 vị trí sợi và duy trì dung sai căn chỉnh cần thiết - nhưng độ phức tạp của việc lắp đặt tăng lên rất nhiều. Nhiều sợi hơn có nghĩa là làm sạch nhiều hơn, kiểm tra nhiều hơn, xử lý sự cố nhiều hơn khi có sự cố.

Ethernet 1.6T đang trong quá trình phát triển tiêu chuẩn (IEEE 802.3dj), có khả năng sử dụng 16 làn ở tốc độ 100G mỗi làn trong lần triển khai ban đầu, sau đó cuối cùng là 8 làn ở tốc độ 200G mỗi làn khi PAM4 ở tốc độ 200G/làn trở nên thực tế. Dù bằng cách nào thì bạn cũng đang xem xét tổng số sợi quang 32+ (TX+RX), điều này đẩy công nghệ đầu nối MPO tới giới hạn thực tế cho việc triển khai tại hiện trường. Các phương pháp thay thế như quang học kết hợp ở tốc độ 1,6T so với các cặp sợi đơn vẫn tồn tại nhưng chi phí cao hơn đáng kể so với quang học song song.

Việc triển khai MPO ở chế độ đơn-phải đối mặt với những hạn chế chặt chẽ hơn. Sợi OS2 có lõi 9-micromet so với 50-micromet của đa chế độ OM4, do đó, dung sai căn chỉnh ngang giảm xuống khoảng 1 micromet trở xuống. Các chốt dẫn hướng cần phải được sản xuất theo thông số kỹ thuật chặt chẽ hơn, việc đánh bóng mặt cuối của ống sắt cần phải chính xác hơn và mọi vết bẩn đều trở nên nghiêm trọng hơn. Ưu điểm là chế độ đơn hỗ trợ khoảng cách 10 km trở lên ngay cả ở mức 400G (sử dụng PSM8 hoặc các tiêu chuẩn tương tự), so với có thể là 100 mét đối với OM4 đa chế độ ở 400G SR8.

Thương vụ mua lại Linx Technologies của te.com vào tháng 7 năm 2022 (được đề cập trong dữ liệu nghiên cứu thị trường nhận thức) nhằm mục đích mở rộng sang các thành phần RF/ăng-ten cho IoT, không liên quan trực tiếp đến cáp quang nhưng phản ánh xu hướng rộng hơn của ngành hướng tới các giải pháp kết nối tích hợp. Thách thức đối với công nghệ MPO không phải là bản thân thiết kế trình kết nối-đã hoàn thiện và đã được chứng minh-mà là hệ sinh thái cài đặt xung quanh nó. Cần các chương trình đào tạo tốt hơn, thiết bị kiểm tra giá cả phải chăng hơn, tài liệu rõ ràng hơn về sơ đồ phân cực và có thể tiêu chuẩn hóa một số sơ đồ chân của băng cassette để giảm độ phức tạp khi khắc phục sự cố.

info-600-357

Các dự báo thị trường hiện tại (morder Intelligence có thị trường dây/cáp trung tâm dữ liệu ở mức 20,91 tỷ USD vào năm 2025, tăng lên 54,82 tỷ USD vào năm 2031 với tốc độ CAGR 7,94%, cáp quang chiếm 60% thị phần doanh thu) cho thấy sự tăng trưởng tiếp tục mạnh mẽ nhờ việc xây dựng và chuyển đổi trung tâm dữ liệu siêu quy mô sang 400G/800G. MPO sẽ nắm bắt được phần lớn sự tăng trưởng đó vì không có giải pháp thay thế thực tế nào cho mật độ-đa sợi quang{10}}song song ở những tốc độ này.

Điều thú vị là khoảng cách giữa năng lực lý thuyết và thực tế hiện trường. Đầu nối cáp mpo có thể hỗ trợ vật lý 800G, 1.6T, thậm chí cao hơn nếu cần. Hạn chế không phải là đầu nối-mà là chất lượng lắp đặt, kiểm soát ô nhiễm, quản lý phân cực và trình độ đào tạo của những người thực hiện công việc. Một hệ thống MPO được cài đặt hoàn hảo sẽ hoạt động như thiết kế. Một hệ thống được lắp đặt bởi các kỹ thuật viên được đào tạo không đầy đủ dưới áp lực về tiến độ, với không đầy đủ các quy trình vệ sinh và tài liệu không rõ ràng, sẽ thỉnh thoảng gặp trục trặc theo những cách gây tốn kém để khắc phục và khắc phục.

Đó là sự cân bằng kỹ thuật cơ bản-với công nghệ MPO: bạn nhận được sự cải thiện lớn về mật độ và chi phí lắp đặt trên mỗi{1}sợi thấp hơn để đổi lấy yêu cầu kỹ năng cao hơn và khả năng chịu lỗi ít hơn trong quá trình cài đặt. Hoạt động tuyệt vời khi được thực hiện đúng. Thất bại nặng nề khi làm sai. Thị trường toàn cầu trị giá 2-3 tỷ USD tồn tại vì các trung tâm dữ liệu cần các giải pháp có quy mô vượt quá 100G mà không yêu cầu thay thế cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh sau mỗi 18 tháng và MPO thường xuyên đáp ứng yêu cầu đó.