Loại trình kết nối MPO nào phù hợp với trung tâm dữ liệu?

Bật-đa sợi quang-(MPO) đầu nốiđã trở thành thành phần cơ sở hạ tầng không thể thiếu trong môi trường trung tâm dữ liệu hiện đại, cho phép kết nối quang{{0}mật độ cao trên các kiến trúc truyền dẫn 40G, 100G, 400G và 800G mới nổi. Việc lựa chọn cấu hình đầu nối MPO thích hợp-bao gồm số lượng sợi, phương pháp phân cực, hình học mặt-cuối và hệ số dạng-tác động trực tiếp đến hiệu suất ngân sách liên kết, lộ trình mở rộng và chi phí bảo trì vận hành khi triển khai hệ thống cáp có cấu trúc.

Đây là vấn đề về các trình kết nối MPO khiến mọi người bối rối: thuật ngữ này rất lộn xộn. MPO là viết tắt của cụm từ-bật đa sợi quang-, mô tả tiêu chuẩn đầu nối chung được xác định trong IEC 61754-7. MTP là phiên bản đã đăng ký nhãn hiệu của Conec tại Hoa Kỳ-hãy coi nó giống như Kleenex so với khăn giấy. Chúng có thể hoán đổi cho nhau về mặt cơ học, nhưng đầu nối MTP sử dụng dung sai sản xuất chặt chẽ hơn, kẹp ghim kim loại thay vì nhựa và cung cấp vỏ có thể sử dụng được tại hiện trường.

Hầu hết mọi người ở trung tâm dữ liệu đều sử dụng các thuật ngữ này thay thế cho nhau. Về mặt kỹ thuật sai, thực tế thì ổn.

Số lượng sợi có sẵn trong phạm vi: 8, 12, 16, 24, 32, thậm chí 48{10}}các biến thể sợi tồn tại cho các ứng dụng đặc biệt. Những gì bạn thực sự sẽ gặp phải trong môi trường sản xuất? Chủ yếu là 8 sợi và 12 sợi cho các cổng thu phát QSFP, 24 sợi để phân phối song công mật độ cao và cấu hình 16 sợi đạt được lực kéo với các mô-đun 400G SR8 mới hơn.

Mọi đầu nối MPO đều là nam (có chân dẫn hướng) hoặc nữ (không có). Đây không phải là các chốt-căn chỉnh vật lý các mặt đầu sợi-trong quá trình ghép nối. Nếu hiểu sai điều này thì bạn đang xem xét các kết nối-không hoạt động hoặc thiết bị bị hỏng.

Quy tắc rất đơn giản nhưng thường bị vi phạm: giao diện bộ thu phát là nam nên dây nối của bạn kết nối với chúng phải là nữ. Cáp trung kế thường chạy từ nam{1}}đến-nam, kết nối thông qua các bộ chuyển đổi nữ-sang-nữ trên bảng vá lỗi.

Tôi đã thấy các kỹ thuật viên buộc hai đầu nối đực lại với nhau thông qua một bộ chuyển đổi không khớp. Các chốt dẫn hướng bị cong, các ống nối bị lệch và đột nhiên bạn đang giải thích cho ban quản lý lý do tại sao suy hao chèn trên liên kết đó tăng từ 0,3dB đến mức không thể sử dụng được.

Hãy hỏi bất kỳ nhà thầu cáp nào điều gì khiến họ thức đêm và cực phân cực sẽ lọt vào danh sách. Trong hệ thống cáp quang song công, bạn cần truyền tín hiệu để đến cổng nhận và ngược lại. Với đầu nối LC sợi quang- đơn, việc này thật đơn giản. Với mảng MPO 12 sợi mang lưu lượng quang song song? Nó trở nên phức tạp nhanh chóng.

TIA-568 định nghĩa ba phương pháp phân cực:

Loại A (thẳng{0}}thông qua): Vị trí sợi 1 kết nối với vị trí 1 ở đầu xa. Phím kết nối lật phím-hướng-lên ở một đầu, phím-xuống ở đầu kia. Bạn cần các loại dây vá hỗn hợp tại các điểm cuối để đạt được sự căn chỉnh Tx/Rx thích hợp.

Loại B (đảo ngược): Cả hai đầu nối đều được thiết lập, tạo ra sự đảo ngược hoàn toàn sợi quang-vị trí 1 đến vị trí 12. Đây là-lựa chọn phù hợp cho các liên kết quang song song của bộ thu phát trực tiếp-đến{6}}bộ thu phát. Các ứng dụng SR4, DR4, DR{10}} về cơ bản đều yêu cầu điều đó.

Loại C (cặp-lật): Các sợi trao đổi theo cặp liền kề (1↔2, 3↔4, v.v.). Hoạt động trong các tình huống đột phá song công nhưng gây đau đầu cho hệ thống quang học song song. Thành thật mà nói, tôi hiếm khi thấy Loại C trong các đợt triển khai mới nữa.

Sai lầm mà mọi người đều mắc phải: trộn lẫn các loại phân cực giữa{0}}kênh. Liên kết QSFP 40G của bạn sẽ không được thiết lập, bạn sẽ mất ba giờ để kiểm tra từng sợi cáp riêng lẻ và cuối cùng phát hiện ra ai đó đã lấy dây vá Loại A trong đó Loại B được chỉ định.

Chọn một phương pháp. Hãy ghi lại nó một cách ám ảnh. Dán nhãn mọi thứ.

MPO Connector Types

Lập luận này đã diễn ra trong nhiều năm và có lẽ sẽ không dừng lại.

Hệ thống{10}}cơ sở 12 được xây dựng dựa trên đầu nối MPO-12 đã trở thành tiêu chuẩn vì các ứng dụng quang song song ban đầu sử dụng đường truyền 10 sợi (4x10G SR4 cho Ethernet 40G). Cơ sở hạ tầng được cài đặt trong thời kỳ đó giả định tăng thêm 12 sợi. Các tấm vá, băng cassette, cáp trung kế - tất cả đều được thiết kế xung quanh hàng chục sợi cáp.

Sau đó, bộ thu phát QSFP chỉ sử dụng 8 sợi (vị trí 1-4 và 9-12, để lại 4 sợi ở giữa tối). Đột nhiên 33% dung lượng cáp quang của bạn không được sử dụng trong mọi kết nối MPO-12. Đó là sự lãng phí đắt đỏ ở quy mô lớn.

Kiến trúc Base-8 giải quyết vấn đề này bằng cách xây dựng cơ sở hạ tầng xung quanh các đầu nối MPO-8. Sử dụng đầy đủ chất xơ, không lãng phí. Tuy nhiên, mật độ trên mỗi đầu nối thấp hơn và yêu cầu các băng cassette, bộ điều hợp cũng như cấu hình đột phá khác với việc triển khai Base-12 hiện có.

Câu trả lời trung thực? Nó phụ thuộc vào điểm xuất phát của bạn.

Các trung tâm dữ liệu Greenfield có phương tiện sạch sẽ thường chọn Base{4}}8 để đạt hiệu quả. Các trang web Brownfield có cơ sở hạ tầng MPO-12 hiện có phải đối mặt với những quyết định di chuyển khó khăn. Hyperscalers đôi khi chạy các môi trường kết hợp-Base-8 cho các liên kết thu phát trực tiếp, Base-12 để phân phối có cấu trúc-và quản lý độ phức tạp chuyển đổi trong nội bộ.

MPO-24 cung cấp đường dẫn ở giữa với mật độ cao hơn một trong hai tùy chọn. Hai mươi bốn sợi hỗ trợ cả cấu hình 3×8 và 2×12 thông qua cáp chuyển đổi, mang lại sự linh hoạt khi di chuyển với chi phí quản lý phân cực phức tạp hơn.

Trong nhiều năm, UPC (tiếp xúc siêu vật lý) đã thống trị việc triển khai trung tâm dữ liệu đa chế độ. Hình dạng mặt-đầu phẳng hoạt động tốt cho việc điều chế NRZ ở tốc độ 10G và 25G.

Sau đó PAM4 đã xảy ra.

Bộ thu phát 400G và 800G hiện đại sử dụng tín hiệu 100G-PAM4 cực kỳ nhạy cảm với các phản xạ ngược-. Sơ đồ điều chế bốn cấp-ép chặt biên độ tín hiệu đến mức tín hiệu phản hồi từ giao diện đầu nối không hoàn hảo có thể gây ra lỗi bit. Các nhà sản xuất bộ thu phát đã phản hồi bằng cách chỉ định các giao diện APC (tiếp xúc vật lý góc cạnh)-để lớp đánh bóng mặt cuối 8-chuyển hướng ánh sáng phản xạ vào lớp bọc thay vì quay ngược về phía tia laze.

CommScope, Corning và các nhà cung cấp lớn khác hiện cung cấp các tùy chọn APC MPO dành riêng cho việc triển khai đa chế độ PAM4. Hướng dẫn thực tế từ NVIDIA và những người khác: sử dụng MPO-12/APC hoặc MPO-16/APC cho kết nối 400G SR4/SR8, đặc biệt là trên các bản dựng mới.

Một cảnh báo quan trọng: Các mặt cuối của APC và UPC-không thể kết hợp với nhau. Các hình học không tương thích về mặt vật lý. Các địa điểm Brownfield di chuyển sang 400G cần cáp lai (APC ở phía thu phát, UPC ở cơ sở hạ tầng hiện có) hoặc phải nối lại các phân đoạn đường trục bị ảnh hưởng.

Đây là loại chi tiết có vẻ nhỏ nhặt cho đến khi bạn đứng trước bảng vá lỗi có đầu nối không tương thích lúc 2 giờ sáng.

MPO Connector Types

Không phải tất cả cáp MPO đều phục vụ cùng một mục đích.

Cáp nhảy:

Dây vá ngắn có đầu nối MPO ở cả hai đầu. Được sử dụng để kết nối trực tiếp thiết bị-bộ thu phát với bộ thu phát hoặc bộ thu phát với bảng vá lỗi. Cấu trúc-áo khoác đơn, dung sai bán kính uốn cong chặt chẽ.

Cáp trung kế:

Xương sống. Các tổ hợp có số lượng sợi-cao (72, 144, 288 sợi) chạy giữa các khu vực phân phối. Cấu trúc-áo khoác đôi để bảo vệ cơ học, thường được triển khai thông qua các khay và đường dẫn cáp. Đây là khoản đầu tư cơ sở hạ tầng lâu dài của bạn.

Khai thác cáp

(fanout/breakout): MPO ở một đầu, nhiều đầu nối song công (LC, SC) ở đầu kia. Cần thiết để kết nối đường trục MPO với thiết bị 10G cũ hoặc cung cấp quyền truy cập trên mỗi sợi quang tại các điểm phân phối. Bộ khai thác song công 12 sợi MPO đến 6×LC kết nối các thế giới song song và song song.

Cáp chuyển đổi:

Chuyển đổi giữa các cấu hình đếm sợi. MPO-24 đến 2×MPO-12. MPO-24 đến 3×MPO-8. Những điều này cho phép cơ sở hạ tầng linh hoạt nhưng làm tăng thêm sự mất mát và độ phức tạp khi chèn. Sử dụng một cách tiết kiệm.

Đây là nơi mọi thứ trở nên thú vị.

Trình kết nối MPO truyền thống-ngay cả các biến thể MPO-16 và MPO-24-đang đạt đến giới hạn mật độ. Vỏ đầu nối đơn giản là không thể thu nhỏ hơn nữa trong khi vẫn duy trì dấu chân ferrule MT tiêu chuẩn.

Đầu nối Hệ số dạng Rất nhỏ (VSFF) có cách tiếp cận khác. Hai thiết kế hàng đầu:

SN-MT(Senko): Được xây dựng trên hệ số dạng song công SN, sử dụng xếp chồng sợi dọc. Có sẵn trong cấu hình 8 sợi và 16 sợi. Khoảng 2,7 lần mật độ của MPO tiêu chuẩn.

MMC(US Conec): Sử dụng vòng đệm "TMT" thu nhỏ có chiều cao bằng hai phần ba chiều cao và một nửa chiều dài của vòng đệm MT tiêu chuẩn. Có sẵn trong các phiên bản 12, 16 và 24 sợi. Đạt được mật độ xấp xỉ 3× MPO.

Cả hai đầu nối đều đạt được sức hút trong môi trường siêu quy mô, đặc biệt đối với việc triển khai 800G và cụm GPU AI/ML nơi không gian giá đỡ có giá cao. Corning, CommScope và các công ty khác hiện cung cấp hệ thống cáp có cấu trúc được xây dựng xung quanh cơ sở hạ tầng MMC.

Phép toán thật hấp dẫn: 216 đầu nối SN{1}}MT vừa khít trong cùng một không gian bảng điều khiển với 80 đầu nối MPO-16 truyền thống. Đó là 3.456 sợi so với 1.280 sợi trên mỗi RU.

Việc áp dụng vẫn còn ở giai đoạn đầu{0}}đối với trung tâm dữ liệu doanh nghiệp. Các công cụ kiểm tra và làm sạch mới hơn, đào tạo cài đặt ít phổ biến hơn và hệ sinh thái các thành phần tương thích nhỏ hơn nền tảng MPO trưởng thành. Nhưng quỹ đạo rõ ràng-VSFF sẽ quan trọng đối với các yêu cầu về mật độ-cao.

Đừng suy nghĩ quá nhiều về điều này

Đối với quang học song song 40G/100G QSFP: MPO-12 hoặc MPO-8, phân cực loại B, đánh bóng UPC. Đây là cơ sở hạ tầng hàng hóa tại thời điểm này.

Đối với đa chế độ 400G SR4/SR8: MPO-12/APC hoặc MPO-16/APC, phân cực Loại B. Xác minh thông số kỹ thuật giao diện thu phát - một số vẫn sử dụng UPC.

Để phân phối song công có cấu trúc: Cáp trung kế MPO-24 Loại A có băng cassette mô-đun cung cấp đường di chuyển dễ dàng nhất từ 10G đến 100G. Các băng cassette xử lý chuyển đổi phân cực.

Đối với cụm AI/HPC mới: Đánh giá nghiêm túc các phương án VSFF. Mật độ mang lại nhiều lợi ích cho các đợt triển khai lớn.

Đối với di cư brownfield: Ghi lại những gì bạn có trước khi mua bất cứ thứ gì. Sự không khớp về cực, sự không tương thích của APC/UPC và xung đột Base-8/Base-12 sẽ xuất hiện trong quá trình nâng cấp. Ngân sách dành cho cáp lai và bộ chuyển đổi.

Mọi liên kết MPO đều cần có chứng nhận Cấp 1 trước khi sử dụng sản xuất. Điều đó có nghĩa là các phép đo tổn thất quang học trên tất cả các cặp sợi quang, xác minh độ phân cực và tài liệu đầy đủ để đảm bảo tuân thủ bảo hành của nhà sản xuất.

Kiểm tra MPO chậm hơn so với song công. Đầu nối MPO-12 có mười hai mặt đầu sợi- để kiểm tra, làm sạch và xác minh-mỗi mặt có một điểm hỏng hóc tiềm ẩn. Sự nhiễm bẩn trên một sợi quang có thể làm suy giảm toàn bộ liên kết quang song song.

Fluke Networks FI-3000 và các công cụ kiểm tra tương tự cung cấp khả năng phân tích đạt/không đạt tự động theo tiêu chuẩn IEC. Sử dụng chúng. Kiểm tra trực quan phát hiện ô nhiễm mà quá trình kiểm tra mất mát có thể bỏ sót cho đến khi liên kết bị lỗi khi tải.

Và làm sạch mọi đầu nối. Mọi lúc. Số lần ngừng sản xuất do các hạt bụi trên ống nối MPO sẽ khiến bạn chán nản.

MPO Connector Types

Lựa chọn đầu nối MPO không phải là công việc kỹ thuật hấp dẫn. Đó là vấn đề sửa chữa cơ sở hạ tầng-là loại quyết định có vẻ nhàm chán cho đến khi nó hạn chế các tùy chọn nâng cấp của bạn vào 5 năm sau hoặc gây ra các lỗi không liên tục mà phải mất hàng tuần để chẩn đoán.

Công nghệ tiếp tục phát triển. Đa chế độ APC, hệ số dạng VSFF, cấu hình 32-sợi và 48 sợi cho các ứng dụng 1.6T mới nổi-lộ trình tiếp tục mở rộng.

Xây dựng cho những gì bạn cần ngày hôm nay, nhưng hãy chừa chỗ cho bạn để điều động. Ghi lại sơ đồ phân cực của bạn, chuẩn hóa số lượng sợi quang nếu có thể và lập ngân sách cho thiết bị kiểm tra thực sự hoạt động với các loại đầu nối của bạn.

Các trung tâm dữ liệu hoạt động trơn tru là những trung tâm mà cách đây nhiều năm ai đó đã đưa ra những quyết định cơ sở hạ tầng nhàm chán một cách chính xác. Hãy là người đó.