Kiedy wchodzisz do nowoczesnego centrum danych, sama gęstość okablowania może być przytłaczająca. Gdzieś w tym labiryncie ciągów światłowodowych złącza MPO wykonują całą ciężką pracę — cicho obsługują przepustowość, która dziesięć lat temu wydawałaby się niemożliwa.
Co wyróżnia te złącza
Złącze światłowodowe MPO nie przypomina standardowego złącza dupleksowego LC lub SC. Zamiast zajmować się jednym lub dwoma włóknami na raz, patrzysz na układy 8, 12, 16, a nawet 24 włókien upakowanych w jednej tulei. Niektóre specjalistyczne zastosowania popychają to jeszcze dalej – 32, 48, a czasem 72 włókna w jednym korpusie złącza. Oryginalny projekt wziął się z zastosowania kabli taśmowych, gdzie trzymanie wielu włókien w układzie liniowym miało sens z punktu widzenia produkcji.
Tutaj robi się interesująco: każdyZłącze MPOwystępuje w konfiguracji męskiej lub żeńskiej. Wersje męskie mają wystające małe kołki wyrównujące, podczas gdy złącza żeńskie mają otwory, w których można je umieścić. Nie jest to arbitralne — wszystkie porty sprzętu korzystają ze złączy męskich, co oznacza, że każdy kabel łączący się z przełącznikami lub serwerami wymaga złączy żeńskich na tych końcach. Jeśli zepsujesz to podczas instalacji, czeka Cię frustrujące popołudnie związane z ponownym okablowaniem.
Złącza mają również klawisz (ten mały występ z jednej strony) i oznaczenie białą kropką. Ta biała kropka? Wskazuje pierwszą pozycję włókna, a jego lokalizacja ma większe znaczenie, niż mogłoby się wydawać, gdy próbujesz zachować właściwą polaryzację w złożonym systemie magistrali.
Gdzie żyje prawdziwa złożoność
Większość ludzi zakłada, że najtrudniejszą częścią technologii MPO jest po prostu liczba włókien. Ale porozmawiaj z każdym, kto faktycznie wdrożył te systemy, a powie ci o schematach polaryzacji. Branża zdecydowała się na trzy metody — twórczo nazwane A, B i C — a każda z nich inaczej obsługuje mapowanie transmisji do odbioru.
Metoda A wykorzystuje proste kable miejskie, ale jest tu pewien haczyk: klucz przesuwa się w górę na jednym końcu i w dół na drugim. Światłowód 1 pozostaje włóknem 1, co brzmi prosto, dopóki nie zorientujesz się, że musisz gdzieś zamienić nadawanie i odbiór, a dzieje się to w przypadku kabla krosowego. Metoda B utrzymuje klucze skierowane w tym samym kierunku na obu końcach, ale odwraca położenie światłowodu wewnętrznie – pozycja 1 staje się pozycją 12, pozycja 2 staje się 11 i tak dalej. Metoda C próbuje działać w obie strony, zamieniając pary w samym kablu, ale wypadła z łask, ponieważ nie sprawdza się w zastosowaniach z optyką równoległą.
Element optyki równoległej to miejsce, w którym złącza MPO naprawdę błyszczą. Kiedy nadeszły zgłoszenia o przepustowości 40 i 100 Gig, potrzebowano sposobu na jednoczesne podzielenie ruchu na wiele pasów. 8-włóknowy MPO pracujący w standardzie 40GBASE-SR4 wykorzystuje cztery włókna do transmisji z szybkością 10 Gb/s każdy i cztery do odbioru, co daje łączną przepustowość 40 Gig. Obecnie obserwujemy wdrożenia o przepustowości 800 Gig przy użyciu 16-włóknowych złączy, z ośmioma liniami transmisji i ośmioma liniami odbioru z szybkością 100 Gb/s na linię. Niektóre nowsze schematy kodowania mogą przesyłać dane z szybkością 200 Gb/s na linię, co oznacza, że przy tym samym 16-włóknowym złączu można uzyskać prędkość 1,6 Terabita. Sam interfejs złącza nie jest już wąskim gardłem; to optyka i technologia kodowania określają ograniczenia prędkości.
Problem gęstości, o którym nikt nie mówi wystarczająco dużo
Standardowe 16-włóknowe złącza MPO zajmują miejsce. W środowiskach hiperskalowych, gdzie regały kosztują rzeczywiste pieniądze, stało się to problemem. Dlatego producenci opracowali wersje o bardzo małej obudowie (VSFF) – SN-MT firmy Senko i MMC-16 firmy US Conec. Różnica w wielkości jest absurdalna: można zmieścić 216 złączy VSFF w tej samej przestrzeni, w której mieści się 80 tradycyjnych 16-włóknowych MPO. To nie jest marginalna poprawa. W przypadku wysokowydajnych klastrów obliczeniowych o przepustowości 800 GB lub planowanych na 1,6 T ta przewaga w zakresie gęstości przekłada się bezpośrednio na większą liczbę użytecznych portów na szafę.
Dlaczego sprzątanie ma większe znaczenie niż myślisz
Każdy specjalista od światłowodów powie Ci, żebyś wyczyścił i sprawdził przed połączeniem złączy. Jednak w przypadku złączy MPO rada ta staje się krytyczna, a nie tylko dobra praktyka. Problemem jest powierzchnia. 12-włóknowy MPO ma dwanaście powierzchni końcowych, z których wszystkie muszą być nieskazitelne. Zdobądź cząstkę na jednym włóknie i tak, wydajność tego włókna ulega pogorszeniu. Ale w MPO zanieczyszczenia mogą migrować podczas samego procesu czyszczenia - przepychasz zanieczyszczenia z włókna trzeciego do włókna siódmego lub gdziekolwiek indziej.
Im więcej włókien w układzie, tym trudniej jest utrzymać stałą wysokość włókna na tułowiu. Nawet niewielkie różnice oznaczają, że niektóre włókna mają dobry kontakt, a inne nie, co zabija straty wtrąceniowe. Właśnie dlatego istnieje norma IEC 61300-3-35, która podaje obiektywne kryteria pozytywne/niezaliczone dla każdej strefy powierzchni czołowej (rdzeń, okładzina, klej, powierzchnia styku) w oparciu o liczbę zarysowań i defektów. Koniec z mrużeniem oczu pod mikroskopem i zgadywaniem, czy ten znak jest akceptowalny.
Narzędzia do testowania również nadrobiły zaległości. Coś takiego jak Fluke FI-3000 automatyzuje kontrolę zgodnie z wymaganiami IEC 61300-3-35 i daje wynik pozytywny/negatywny bez zgadywania. Połącz to ze specjalnie zaprojektowanymi zestawami do czyszczenia MPO, a nie będziesz musiał męczyć się z adapterami kasetowymi próbującymi czyścić włókna pojedynczo.
Standardy, które naprawdę mają znaczenie
Normy IEC 61754-7 i TIA-604-5 (FOCIS 5) obejmują aspekty mechaniczne – wymiary styków, rozmiar otworu prowadzącego i wszystkie wymagania dotyczące kompatybilności, które zapewniają, że złącze dostawcy A współpracuje z adapterem dostawcy B. Jednak rzeczywista wydajność sprowadza się do geometrii powierzchni czołowej, którą reguluje IEC PAS 61755-3-31. Mówimy o kącie polerowania, wysokości występu włókna i różnicy wysokości pomiędzy sąsiednimi włóknami. Jeśli te parametry odbiegają od specyfikacji, natychmiast zobaczysz to w pomiarach strat wtrąceniowych i zwrotnych.
Złącze MTP firmy US Conec jest często wymieniane osobno, ale jest to po prostu ich markowa konstrukcja MPO zbudowana z zachowaniem węższych tolerancji. Technicznie zgodny ze standardami MPO, sprzedawany jako premium. Większość ludzi używa w tym momencie terminów „MPO” i „MTP” zamiennie.
Realia wdrożeniowe
W zastosowaniach szkieletowych łącza MPO mają oczywisty sens. Poprowadź 24-włóknową magistralę MPO między piętrami zamiast dwunastu oddzielnych kabli typu duplex, oszczędzając miejsce na ścieżce i czas instalacji. Te kable magistralne zwykle kończą się na panelach krosowych, gdzie kasety MPO-LC lub kable hybrydowe łączą się ze standardowymi połączeniami dupleksowymi dla portów sprzętu. To model z piastą i szprychami, który dobrze się skaluje.
Kable typu breakout oferują inny przypadek użycia: jeden port przełącznika 100 Gig z 8-włóknowym interfejsem MPO może zasilać cztery oddzielne serwery 25 Gig za pośrednictwem jednego zestawu typu breakout. Rośnie wykorzystanie portów, a koszt połączenia spada. To już nie są egzotyczne konfiguracje – to standardowa praktyka w każdym w miarę nowoczesnym obiekcie.
Testowanie wyzwań, z którymi faktycznie się spotkasz
Oto coś, co brzmi prosto, ale takie nie jest: testowanie łącza MPO za pomocą tradycyjnego testera dupleksowego. Będziesz potrzebował przewodów rozwidlonych MPO-LC na obu końcach, a następnie przetestuj każdą parę włókien indywidualnie. W przypadku 12-włóknowego MPO jest to sześć oddzielnych testów. Wielokrotnie podłączasz i odłączasz kable referencyjne, co oznacza większe ryzyko zanieczyszczenia czegoś lub zepsucia połączenia. Cały proces jest podatny na błędy i czasochłonny.
Norma IEC TR 61282-15 wymaga obecnie od testerów posiadania natywnych interfejsów MPO podczas certyfikacji tych systemów. Narzędzia takie jak MultiFiber Pro mogą skanować wszystkie włókna w MPO jednocześnie – dwanaście włókien jest testowanych tak szybko, jak testuje się jedną parę dupleksową. Biorąc pod uwagę, jak napięty jest budżet strat dla aplikacji o przepustowości 100 Gig i większej, dokładność testowania ma znaczenie. Nie tylko sprawdzasz ciągłość; musisz wiedzieć, że budżet strat wtrąceniowych mieści się w granicach kilku dziesiątych dB.
Co właściwie będzie dalej
Technologia nie stoi w miejscu. Widzimy już komercyjną optykę 800 Gig, a w przygotowaniu jest 1,6T. Obsługuje to format złącza MPO — prędkość linii i kodowanie stale się zwiększają. W niektórych środowiskach laboratoryjnych testowana jest jeszcze większa liczba włókien i nowe konstrukcje tulejek, ale w sieciach produkcyjnych dominują konfiguracje MPO z 8 i 16 włóknami, ponieważ są one zgodne z obecnymi i przyszłymi standardami optyki.
Wygląda na to, że złącza VSFF zyskają na popularności, gdy 800 Gig stanie się bardziej powszechne. Naciski gęstości nie ustępują. W każdym razie nasilają się w miarę przenoszenia większej liczby mocy obliczeniowych do scentralizowanych obiektów.
Co się nie zmieniło: potrzeba zapewnienia właściwej polaryzacji, utrzymywania rzeczy w czystości i prawidłowego testowania. Podstawy nadal obowiązują, nawet w miarę wzrostu prędkości i wzrostu liczby włókien. Każdy, kto wdraża infrastrukturę MPO, musi zrozumieć, że te podstawy nie są opcjonalne — stanowią różnicę między systemem, który działa, a systemem, który kosztuje Cię większy zapas wydajności, o którym myślałeś, że masz.
