Khi nào nên sử dụng kết nối MPO với MPO?

Đầu nối-push{1}}đa sợi quang đã làm thay đổi cơ bản cấu trúc liên kết cáp của trung tâm dữ liệu. MỘTKết nối MPO-đến-MPO-về cơ bản, liên kết trực tiếp hai giao diện mảng đa sợi quang-đóng vai trò là kiến trúc xương sống cho việc truyền dẫn quang học song song và định tuyến đường trục mật độ-cao. Không giống như các kết nối LC hoặc SC song công truyền thống xử lý các cặp sợi đơn, giao diện MPO hợp nhất 8, 12, 16 hoặc thậm chí 24 sợi quang thành một cụm ống nối thống nhất, cho phép truyền dữ liệu nhiều làn-đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn IEEE 802.3 cho 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 và các thông số kỹ thuật 400G mới nổi.

Đây là nơi mọi thứ trở nên thú vị-và thành thật mà nói, hơi phản trực giác nếu bạn sử dụng hệ thống cáp song công truyền thống.

Các liên kết sợi truyền thống hoạt động theo nguyên tắc đơn giản: một sợi truyền, sợi khác nhận. Lau dọn. Thanh lịch. Nhưng khi các kiến trúc sư mạng bắt đầu đẩy mạnh tốc độ 40 Gigabit và 100 Gigabit, vật lý trở nên phức tạp. Chế tạo thiết bị quang học bật và tắt 40 tỷ lần mỗi giây? Cấm đắt tiền. Cách giải quyết rất thông minh: thay vì một kênh-nhanh như chớp, hãy sử dụng nhiều làn đường chậm hơn chạy đồng thời.

40GBASE-SR4 chia lưu lượng truy cập thành bốn làn 10G. 100GBASE-SR4 thực hiện tương tự với bốn làn 25G. Mỗi làn cần có sợi truyền và nhận riêng. Tối thiểu là 8 sợi cho một liên kết{10}tốc độ cao. Đột nhiên, những dây vá LC cũ đó trông không còn phù hợp nữa.

Kết nối MPO-với-MPO đã trở thành giải pháp hiển nhiên. Cắm trực tiếp một đường trục MPO 12{7}}sợi hoặc 8 sợi vào giữa hai bộ thu phát SR4 và bạn đã thiết lập xong kênh quang song song của mình. Không có mô-đun chuyển đổi, không có rắc rối về fanout-chỉ cần kết nối trực tiếp.

Hầu hết các nhà quản lý trung tâm dữ liệu đều gặp phải các kết nối MPO-đến-MPO trước tiên trong các ứng dụng đường trục, ngay cả trước khi có quang học song song.

Kịch bản thường diễn ra như thế này: bạn đang chạy 10 Gigabit Ethernet trên khắp cơ sở của mình, sử dụng song công LC thông thường ở mọi nơi. Nhưng các con đường cáp đang bị tắc nghẽn. Việc chạy sáu mươi cáp song công riêng lẻ giữa các khu vực phân phối sẽ tiêu tốn không gian đường dẫn, làm phức tạp việc quản lý cáp và tạo ra các vấn đề về luồng không khí. Có người đề nghị hợp nhất vào cáp trung kế MPO.

Một đường trục MPO 24{2}}sợi quang duy nhất thay thế 12 đường truyền song công riêng biệt. Tại các điểm kết thúc, các băng MPO-đến-LC hoặc mô-đun fanout sẽ tách ra thành các kết nối song công riêng lẻ cho thiết bị 10G của bạn. Bản thân xương sống-cơ sở hạ tầng quan trọng giữa các khu vực phân phối chính và các khu vực phân phối theo chiều ngang-vẫn duy trì MPO-to-MPO xuyên suốt.

Đây không chỉ là sự ngăn nắp vì lợi ích riêng của nó. Tập hợp MPO-đã kết thúc trước sẽ triển khai nhanh hơn các lựa chọn thay thế-đã kết thúc trường. Các mặt cuối được đánh bóng-tại nhà máy thường đạt được mức suy hao chèn 0,35 dB hoặc cao hơn, so với các kết quả khác nhau mà bạn nhận được từ các kỹ thuật viên hiện trường làm việc trong không gian trần nhà chật hẹp.

MPO-to-MPO connection

Không phải mọi hoạt động triển khai đều đảm bảo cách tiếp cận này và tôi đã thấy rất nhiều cài đặt trong đó MPO được triển khai... hãy nói một cách nhiệt tình... mà không có lý do chính đáng rõ ràng.

Kết nối MPO trực tiếp-đến-MPO hoạt động tốt nhất khi:

Thiết bị của bạn vốn hỗ trợ giao diện MPO.Bộ thu phát QSFP+, QSFP28 và QSFP-DD hiện đại thường có ổ cắm MPO. Kết nối công tắc 40G với công tắc 40G khác? Chạy một đường trục MPO thẳng giữa chúng. Quang học 40GBASE-SR4 ở mỗi đầu kết thúc thành 12-sợi MPO (mặc dù thực tế chỉ có 8 sợi được sử dụng-vị trí 5-8 vẫn tối). Đường trục phân cực Loại B có đầu nối khóa ở cả hai đầu sẽ tự động xử lý việc đảo ngược sợi quang.
Mật độ yêu cầu nhu cầu củng cố.Bảng vá lỗi 1U chứa 72 sợi qua MPO chiếm không gian tương tự như bảng chứa 24 sợi qua LC. Trong môi trường siêu quy mô nơi mỗi đơn vị giá đỡ đều có giá trị, lợi thế về mật độ này kết hợp với hàng nghìn kết nối.
Kế hoạch di cư biện minh cho việc đầu tư cơ sở hạ tầng trả trước.Đây là góc độ chiến lược: triển khai các đường trục MPO 12 sợi ngay hôm nay để kết nối 10G LC của bạn qua băng cassette. Khi có bản nâng cấp 40G hoặc 100G cuối cùng, hãy đổi băng cassette lấy bảng điều hợp MPO và kết nối trực tiếp thiết bị SR4 của bạn. Hệ thống cáp đường trục vẫn không bị ảnh hưởng.

Nhưng chạy MPO-đến-MPO giữa hai thiết bị nói LC? Điều đó đòi hỏi phải có thêm phần cứng chuyển đổi-băng cassette, dây cáp-, làm tăng thêm chi phí và tổn thất chèn. Đôi khi song công thông thường có ý nghĩa hơn.

Tôi nên đề cập đến tính phân cực vì nó tăng số lượt cài đặt nhiều hơn mức mọi người thừa nhận.

Đầu nối MPO mang nhiều sợi ở các vị trí cố định. Vị trí 1 ở một đầu phải kết nối với vị trí thích hợp ở đầu kia dựa trên sơ đồ phân cực của bạn. Có ba phương pháp (Loại A, Loại B, Loại C), mỗi phương pháp sử dụng cấu hình cáp và hướng phím khác nhau.

Loại B chiếm ưu thế trong việc triển khai quang học song song. Các vị trí sợi đảo ngược từ đầu -đến{2}}đầu cuối: vị trí 1 đến vị trí 12, vị trí 2 đến vị trí 11, v.v. Điều này xảy ra vì cả hai đầu nối đều gắn phím-lên, với sự đảo ngược xảy ra bên trong chính cáp.

Loại A sử dụng cách tiếp cận-thông suốt với phím-lên ở một đầu và phím-ở đầu kia. Hoạt động tốt đối với các ứng dụng đột phá song công sử dụng băng cassette, nhưng kết nối trực tiếp với bộ thu phát SR4? Bạn sẽ cần một dây vá loại B ở một đầu để điều chỉnh cực.

Phần khó chịu nhất là bạn có thể kết nối các cáp phân cực không khớp về mặt vật lý mà không có bất kỳ dấu hiệu rõ ràng nào cho thấy có điều gì đó không ổn. Các đầu nối bấm vào nhau một cách hài lòng. Sau đó, các liên kết của bạn không thành công hoặc các làn đường của bạn bị xáo trộn và quá trình khắc phục sự cố bắt đầu.

Các thiết kế đầu nối mới hơn như MTP Elite Pro của US Conec cho phép chuyển đổi phân cực trường bằng cách sử dụng một công cụ đơn giản-ít nhất là dành cho các ứng dụng đa chế độ. Không thể chuyển đổi các đầu nối APC chế độ đơn do lớp sơn bóng có góc cạnh.

MPO-to-MPO connection

Quá trình chuyển đổi sang 400 Gigabit Ethernet đã giới thiệu các đầu nối MPO 16 sợi trở thành từ vựng chính thống về trung tâm dữ liệu.

400GBASE-SR8 hoạt động trên tám làn song song với tốc độ 50G mỗi làn. Tám sợi truyền, tám sợi nhận-tổng cộng có mười sáu sợi. Diện tích đầu nối vẫn gần tương đương với MPO 12 sợi truyền thống, chỉ với một hàng gồm 16 sợi thay vì 12.

Định hướng phím khác nhau giữa các biến thể MPO 12 sợi và 16 sợi, đặc biệt để ngăn chặn việc vô tình kết nối sai. Chi tiết nhỏ, ý nghĩa lớn.

Đối với 400GBASE-DR4 trên singlemode, kiến trúc lại thay đổi. Bốn làn ở tốc độ 100G mỗi làn, sử dụng điều chế PAM4, chỉ cần tám sợi. Nhưng những kết nối đó bắt buộc phải đánh bóng tiếp xúc vật lý góc cạnh (APC) để quản lý suy hao phản hồi ở mức độ phức tạp tín hiệu cao hơn. Các đầu nối vẫn là vỏ MPO 12 sợi, với các vị trí 5-8 không được sử dụng, nhưng góc APC bổ sung thêm một điểm cân nhắc khác về khả năng tương thích.

Việc triển khai 800G đã xuất hiện trong các cài đặt-cạnh hàng đầu, hướng tới MPO 16-sợi làm tiêu chuẩn và khám phá các đầu nối hệ số hình dạng-hình thức{6}}rất-nhỏ (VSFF) như SN-MT của Senko để có mật độ cao hơn nữa.

Lý thuyết nghe có vẻ rõ ràng. Việc thực hành trở nên lộn xộn hơn.

Kết nối MPO đòi hỏi sự sạch sẽ ám ảnh. Một hạt ô nhiễm trên một sợi trong mảng 12{3}sợi có thể làm suy giảm hoặc đứt kết nối của làn đường đó. Không giống như đầu nối song công nơi bạn đang kiểm tra và làm sạch hai mặt đầu sợi, MPO yêu cầu kiểm tra mười hai mặt trở lên - tốt nhất là bằng kính hiển vi được thiết kế để kiểm tra mảng.

"Tin tưởng nhưng xác minh" áp dụng ở đây. Làm sạch đầu nối. Kiểm tra nó. Thông thường, bạn sẽ thấy các mảnh vụn được di chuyển trong lần làm sạch đầu tiên thay vì loại bỏ nó. Làm sạch lại. Kiểm tra lại. Chỉ kết nối kết nối khi bạn đã xác nhận rằng tất cả các vị trí sợi quang đều rõ ràng.

Bản thân việc giao phối đòi hỏi phải chú ý đến giới tính. Đầu nối MPO đực mang chốt căn chỉnh; đầu nối cái có lỗ tương ứng. Việc cố gắng kết nối hai đầu nối cái thông qua bộ chuyển đổi sẽ dẫn đến việc không truyền ánh sáng-các mặt cuối của ống nối không bao giờ tiếp xúc vật lý nếu không có các chân buộc phải căn chỉnh. Tôi đã chứng kiến các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm mắc lỗi này, tôi không hiểu tại sao liên kết "được kết nối" của họ lại không có tín hiệu gì.

Bộ thu phát thường có ổ cắm đực (được ghim), có dây nối cái hoặc cáp trung kế. Cáp đường trục thường chạy từ đầu cái-đến-cái, dựa vào bảng điều khiển đầu đực-sang-đầu đực ở các điểm cuối. Tuy nhiên, mỗi nhà cung cấp thực hiện hơi khác nhau và các giả định về giới tính có thể làm hỏng toàn bộ quá trình cài đặt nếu loại cáp sai được đưa đến công trường.

Các kênh quang song song hoạt động với mức suy hao nghiêm ngặt. 100GBASE-SR4 cho phép suy hao kênh tổng cộng khoảng 1,9 dB trong phạm vi 100 mét qua sợi đa mode OM4.

Mỗi kết nối MPO đóng góp khoảng 0,20 dB (đối với đầu nối suy hao ưu tú/thấp{1}) và 0,75 dB (đối với đầu nối tiêu chuẩn, theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất). Một kênh trung tâm dữ liệu điển hình có thể bao gồm bốn cặp đầu nối được ghép nối giữa các mặt bộ thu phát. Với đầu nối tiêu chuẩn, bạn đã tiêu thụ 3 dB chỉ ở các kết nối-vượt quá toàn bộ ngân sách của bạn trước khi xảy ra hiện tượng suy giảm sợi quang.

Đây là lý do tại sao các thành phần MPO tổn thất thấp-tồn tại và tại sao chúng lại có giá trị cao trong các ứng dụng-tốc độ cao. Đầu nối MTP Elite của Conec Hoa Kỳ chỉ định mức suy hao ngẫu nhiên tối đa 0,35 dB, với các giá trị thông thường khoảng 0,15-0,20 dB. Dung sai kỹ thuật chặt chẽ hơn: hình học đầu nối tốt hơn, chiều cao nhô ra của sợi chính xác hơn, kiểm soát chất lượng chặt chẽ hơn.

Đối với các ứng dụng 40G có ngân sách dài hơn, các đầu nối tiêu chuẩn có thể đủ. Đối với 100G thông qua nhiều bảng vá lỗi và đặc biệt là đối với các hoạt động triển khai 400G mới nổi, việc chỉ định-thấp suy hao trên toàn kênh không phải là tùy chọn-mà đó là số học.

MPO-to-MPO connection

Hầu hết các cuộc thảo luận MPO-với-MPO đều tập trung vào quang học song song đa chế độ, nhưng các ứng dụng chế độ đơn vẫn tồn tại và đang phát triển.

400GBASE-DR4 chạy bốn kênh PAM4 100G qua cáp quang singlemode ở khoảng cách lên tới 500 mét. Đầu nối là 12-sợi MPO được đánh bóng bằng APC. Có tám biến thể sợi quang dành cho các ứng dụng như 100GBASE-PSM4.

MPO Singlemode yêu cầu dung sai thậm chí còn chặt chẽ hơn so với Multimode. Các lõi sợi nhỏ hơn (9 micron so với 50 micron của OM4) để lại ít sai số căn chỉnh hơn. Thông số kỹ thuật tổn thất chèn được thắt chặt tương ứng.

Và góc APC làm tăng thêm độ phức tạp. Bạn không thể kết nối đầu nối APC với đầu nối UPC-các mặt phẳng và góc cạnh sẽ không căn chỉnh chính xác, dẫn đến tổn thất cao và có khả năng hư hỏng. Nhãn cáp và thiết bị phải chỉ rõ APC so với UPC và hoạt động mua sắm phải ghi rõ chính xác. Nhận sai điều này có nghĩa là cáp không thể sử dụng được và yêu cầu thay thế được cấp tốc.

Cơ sở hạ tầng MPO có chi phí trả trước cao hơn so với việc triển khai song công tương đương. Các đầu nối đắt hơn. Thiết bị kiểm tra là chuyên dụng. Các công cụ làm sạch khác nhau.

Tuy nhiên, công sức lắp đặt giảm đáng kể với các cụm MPO-được kết thúc trước so với cáp song công-được kết thúc tại hiện trường. Việc sử dụng đường dẫn cáp được cải thiện. Khả năng di chuyển trong tương lai cung cấp giá trị tùy chọn.

Việc tính toán phụ thuộc nhiều vào quy mô. Một mạng doanh nghiệp nhỏ với 20 liên kết 10G có thể không phù hợp với cơ sở hạ tầng MPO. Một trung tâm dữ liệu siêu quy mô triển khai hàng chục nghìn kết nối 100G không có giải pháp thay thế thực tế nào.

Ở đâu đó giữa những thái cực đó có một điểm hòa vốn phụ thuộc vào tỷ lệ lao động, những hạn chế về lộ trình, dự báo tăng trưởng và khả năng chấp nhận rủi ro đối với sự gián đoạn di cư. Câu trả lời trung thực là: nó khác nhau.

Nếu bạn đang triển khai cáp quang song song 40G, 100G hoặc 400G thì các kết nối MPO-đến-MPO về cơ bản là bắt buộc. Các máy thu phát yêu cầu chúng.

Nếu bạn đang chạy hệ thống cáp đường trục có mật độ-cao và dự đoán việc di chuyển quang song song trong vòng đời của cơ sở hạ tầng (thường là 15+ năm đối với hệ thống cáp có cấu trúc), thì các đường trục MPO với các đầu ngắt băng cassette sẽ cung cấp một kiến trúc hợp lý.

Nếu bạn đang kết nối một số lượng nhỏ các liên kết tốc độ-thấp hơn mà không thấy đường dẫn di chuyển nào thì chế độ song công thông thường có thể hoạt động tốt hơn. Cơ sở hạ tầng MPO giới thiệu sự phức tạp phải được chứng minh bằng lợi ích về mật độ, hiệu suất hoặc di chuyển.

Khi chỉ định MPO-đến-MPO:

Xác nhận số lượng sợi khớp với ứng dụng của bạn. 8-sợi cho một số ứng dụng BiDi 40G. 12-sợi cho SR4 và hầu hết các sợi quang song song. 16-cho các ứng dụng 400G SR8 và 800G.

Xác minh tính tương thích của phương pháp phân cực trên tất cả các thành phần. Việc kết hợp cáp Loại A và Loại B mà không hiểu rõ ý nghĩa sẽ tạo ra các kênh không{1}}chức năng.

Chỉ định chính xác giới tính của trình kết nối cho kiến trúc kết nối của bạn. Ghi lại đâu là nam, đâu là nữ, bảng chuyển đổi đi đâu.

Ngân sách dành cho các thành phần tổn hao-thấp trong các ứng dụng 100G trở lên. Toán học mất chèn không nói dối.

Lập kế hoạch kiểm tra và làm sạch. Mua phạm vi kiểm tra mảng thích hợp và các công cụ làm sạch cụ thể-MPO trước khi bắt đầu cài đặt.

Công nghệ này hoạt động-hàng triệu MPO-để-kết nối MPO hoạt động đáng tin cậy trên toàn thế giới. Thành công phụ thuộc vào việc hiểu rõ yêu cầu và thực hiện đúng các chi tiết. Thành thật mà nói, điều này mô tả hầu hết mọi thứ trong cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu.