Kiedy używać połączeń MPO do MPO?

Wielowłóknowe złącza typu Push-On zasadniczo zmieniły topologię okablowania centrum danych. JakiśPołączenie MPO-do-MPO-zasadniczo bezpośrednie połączenie dwóch interfejsów wielo-macierzy światłowodowych-służy jako architektura szkieletowa dla równoległej transmisji optycznej i routingu magistrali o dużej-gęstości. W przeciwieństwie do tradycyjnych połączeń dupleksowych LC lub SC, które obsługują pojedyncze pary włókien, interfejsy MPO konsolidują 8, 12, 16, a nawet 24 pasma włókien w ujednolicony zespół tulejek, umożliwiając jednoczesną wielo-torową transmisję danych zgodną ze standardami IEEE 802.3 dla 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 i nowych Specyfikacje 400G.

Tutaj sytuacja staje się interesująca-i szczerze mówiąc, nieco sprzeczna z intuicją, jeśli korzystasz ze starszego okablowania dupleksowego.

Tradycyjne łącza światłowodowe działają na prostej zasadzie: jedna nić transmituje, druga odbiera. Czysty. Elegancki. Kiedy jednak architekci sieci zaczęli naciskać na prędkości 40 Gigabit i 100 Gigabit, fizyka się skomplikowała. Produkcja optyki, która włącza się i wyłącza 40 miliardów razy na sekundę? Zaporowo drogie. Rozwiązanie było sprytne: zamiast jednego niesamowicie-szybkiego kanału, użyj wielu wolniejszych pasów działających jednocześnie.

40GBASE-SR4 dzieli ruch na cztery pasy 10G. 100GBASE-SR4 robi to samo z czterema pasami 25G. Każda linia potrzebuje własnego światłowodu nadawczo-odbiorczego. To minimum osiem włókien na jedno-szybkie łącze. Nagle te stare kable krosowe LC wydają się nieodpowiednie.

Połączenia MPO-do-MPO stały się oczywistym rozwiązaniem. Podłącz jedno 12-włóknowe lub 8-włóknowe łącze MPO bezpośrednio pomiędzy dwa transceivery SR4 i masz ustawiony równoległy kanał optyczny. Żadnych modułów konwersji, żadnych problemów związanych z fanowaniem — po prostu bezpośrednia łączność.

Większość menedżerów centrów danych napotyka połączenia MPO-do-MPO najpierw w aplikacjach szkieletowych, jeszcze zanim na rynku pojawi się optyka równoległa.

Scenariusz zazwyczaj wygląda następująco: w całym obiekcie używasz 10 Gigabit Ethernet i wszędzie używasz konwencjonalnego dupleksu LC. Ale trasy kablowe są coraz bardziej zatłoczone. Prowadzenie sześćdziesięciu pojedynczych kabli typu duplex pomiędzy obszarami dystrybucyjnymi zajmuje miejsce na ścieżkach, komplikuje zarządzanie kablami i stwarza problemy z przepływem powietrza. Ktoś sugeruje konsolidację w kablach magistrali MPO.

Pojedyncze 24-włóknowe łącze MPO zastępuje dwanaście oddzielnych ciągów dupleksowych. W punktach końcowych kasety MPO-do-LC lub moduły fanout rozdzielają się na indywidualne połączenia dupleksowe dla sprzętu 10G. Sam szkielet-infrastruktury krytycznej pomiędzy głównymi obszarami dystrybucji a poziomymi obszarami dystrybucji-pozostaje przez cały czas MPO-do MPO.

Tu nie chodzi tylko o porządek sam w sobie. Wstępnie zakończone zestawy MPO są wdrażane szybciej niż alternatywy-zakończone w terenie. Fabrycznie-polerowane powierzchnie końcowe zazwyczaj osiągają tłumienność wtrąceniową wynoszącą 0,35 dB lub więcej, w porównaniu ze zmiennymi wynikami uzyskiwanymi przez techników terenowych pracujących w ciasnych przestrzeniach sufitowych.

MPO-to-MPO connection

Nie każde wdrożenie uzasadnia takie podejście, a widziałem wiele instalacji, w których wdrożono MPO… powiedzmy entuzjastycznie… bez jasnego uzasadnienia.

Bezpośrednie połączenia MPO-do-MPO działają najlepiej, gdy:

Twój sprzęt natywnie obsługuje interfejsy MPO.Nowoczesne transceivery QSFP+, QSFP28 i QSFP-DD często są wyposażone w gniazda MPO. Podłączanie przełącznika 40G do innego przełącznika 40G? Poprowadź łącze MPO bezpośrednio między nimi. Optyka 40GBASE-SR4 na każdym końcu zakończona jest 12-włóknami MPO (chociaż w rzeczywistości używanych jest tylko 8 włókien-pozycje 5–8 pozostają ciemne). Łącznik o polaryzacji typu B ze złączami typu Key-up na obu końcach automatycznie obsługuje odwracanie światłowodu.
Wymagania dotyczące gęstości wymagają konsolidacji.Panel krosowy o wysokości 1U mieszczący 72 włókna poprzez MPO zajmuje tę samą przestrzeń, co patch panel obsługujący 24 włókna poprzez LC. W środowiskach hiperskalowych, w których liczy się każda jednostka stelażowa, ta przewaga gęstości obejmuje tysiące połączeń.
Planowanie migracji uzasadnia początkowe inwestycje w infrastrukturę.Oto strategiczny punkt widzenia: już dziś wdroż 12-włóknowe łącza MPO, aby zapewnić łączność 10G LC za pośrednictwem kaset. Gdy nadejdzie ewentualna aktualizacja 40G lub 100G, zamień kasety na panele adapterów MPO i podłącz bezpośrednio sprzęt SR4. Okablowanie szkieletowe pozostaje nienaruszone.

Ale uruchamianie MPO-na-MPO między dwoma urządzeniami obsługującymi język LC? Wymaga to dodatkowego sprzętu do konwersji-kaset i wiązek przewodów-co zwiększa tłumienie wtrąceniowe i kosztuje. Czasami konwencjonalny dupleks ma większy sens.

Powinienem wspomnieć o polaryzacji, ponieważ powoduje to uruchomienie większej liczby instalacji, niż ludzie się przyznają.

Złącza MPO przenoszą wiele włókien w ustalonych pozycjach. Pozycja 1 na jednym końcu musi być połączona z odpowiednią pozycją na drugim końcu, zgodnie ze schematem polaryzacji. Istnieją trzy metody (typ A, typ B, typ C), każda wykorzystująca inną konfigurację kabli i orientację klawiszy.

Typ B dominuje we wdrożeniach optyki równoległej. Włókno ustawia odwrotny koniec-do-końca: pozycja 1 dociera do pozycji 12, pozycja 2 do pozycji 11 i tak dalej. Dzieje się tak, ponieważ oba złącza są mocowane wpustem-do góry, a odwrócenie następuje wewnątrz samego kabla.

Typ A wykorzystuje podejście-proste, z klawiszem-w górę na jednym końcu i klawiszem-w dół na drugim. Działa dobrze w przypadku zastosowań typu breakout dupleksowych przy użyciu kaset, ale podłączając bezpośrednio transceivery SR4? Będziesz potrzebował kabla krosowego typu B na jednym końcu, aby skorygować polaryzację.

Frustrująca część: możesz fizycznie połączyć kable o niedopasowanej polaryzacji bez wyraźnych oznak, że coś jest nie tak. Złącza zatrzaskują się zadowalająco. Następnie łącza zawodzą lub pasy się mieszają i rozpoczyna się rozwiązywanie problemów.

Nowsze konstrukcje złączy, takie jak MTP Elite Pro firmy US Conec, umożliwiają konwersję polaryzacji pola za pomocą prostego narzędzia-przynajmniej w zastosowaniach wielomodowych. Złączy jednomodowych APC nie można konwertować ze względu na wypolerowanie pod kątem.

MPO-to-MPO connection

Przejście na 400 Gigabit Ethernet wprowadziło 16-włóknowe złącza MPO do głównego nurtu słownika centrów danych.

400GBASE-SR8 działa na ośmiu równoległych pasach, każdy z szybkością 50 G. Osiem włókien nadawczych, osiem włókien odbiorczych-w sumie szesnaście. Rozmiar złącza pozostał mniej więcej taki sam jak w przypadku tradycyjnego 12-włóknowego MPO, tylko z jednym rzędem składającym się z 16 włókien, a nie 12.

Orientacja klucza różni się w przypadku wariantów MPO z 12 i 16 włóknami, szczególnie po to, aby zapobiec przypadkowemu błędnemu sparowaniu. Mały szczegół, znaczące konsekwencje.

W przypadku 400GBASE-DR4 w trybie jednomodowym architektura ponownie się zmienia. Cztery linie o przepustowości 100 G każda, wykorzystujące modulację PAM4, wymagają tylko ośmiu włókien. Jednak te połączenia wymagają polerowania za pomocą kątowego kontaktu fizycznego (APC), aby zarządzać utratą sygnału zwrotnego przy większej złożoności sygnalizacji. Złącza to nadal 12-włóknowe obudowy MPO, z pozycjami 5–8 nieużywanymi, ale kąt APC dodaje kolejną kwestię dotyczącą kompatybilności.

Wdrożenia 800G pojawiają się już w najnowocześniejszych-instalacjach, zmierzając w kierunku 16-światłowodowych MPO w standardzie i wykorzystując bardzo-małe-złącza-kształtowe (VSFF), takie jak SN-MT firmy Senko, w celu uzyskania jeszcze większej gęstości.

Teoria brzmi czysto. Praktyka staje się bardziej chaotyczna.

Połączenia MPO wymagają obsesyjnej czystości. Pojedyncza cząsteczka zanieczyszczeń na jednym włóknie w układzie 12-włókien może pogorszyć lub przerwać połączenie tego pasa. W przeciwieństwie do złączy dupleksowych, w przypadku których sprawdza się i czyści dwie powierzchnie końcowe włókien, MPO wymaga zbadania dwunastu lub większej liczby złączy, najlepiej za pomocą mikroskopu przeznaczonego do kontroli układu.

Zasada „Ufaj, ale sprawdzaj” ma tu zastosowanie. Wyczyść złącze. Sprawdź to. Często okaże się, że pierwsze przejście czyszczące raczej przesunęło zanieczyszczenia, niż je usunęło. Wyczyść ponownie. Sprawdź ponownie. Powiąż połączenie dopiero po potwierdzeniu, że wszystkie pozycje włókien są wolne.

Samo krycie wymaga zwrócenia uwagi na płeć. Męskie złącza MPO mają kołki wyrównujące; złącza żeńskie mają odpowiednie otwory. Próba połączenia dwóch złączy żeńskich za pomocą adaptera skutkuje brakiem transmisji światła.-Powierzchnie końcowe tulejek nigdy nie osiągają fizycznego kontaktu, ponieważ styki nie wymuszają wyrównania. Widziałem, jak doświadczeni technicy popełniali ten błąd, zastanawiając się, dlaczego ich „połączone” łącze nie pokazywało żadnego sygnału.

Transceivery zazwyczaj mają gniazda męskie (z pinami), oczekując żeńskich kabli krosowych lub kabli magistralnych. Kable miejskie często mają przebieg żeński-na-żeński i opierają się na panelach adapterów męskich-na-męskich w punktach końcowych. Jednak każdy dostawca wdraża nieco inaczej, a założenia dotyczące płci mogą wykoleić całą instalację, jeśli na miejscu pojawi się niewłaściwy typ kabla.

Równoległe kanały optyczne działają przy rygorystycznych budżetach strat.. 100GBASE-SR4 umożliwia całkowitą stratę kanału na poziomie około 1,9 dB przy zasięgu 100 metrów przez światłowód wielomodowy OM4.

Każde połączenie MPO zapewnia natężenie od 0,20 dB (dla złączy elitarnych/o niskich-stratach) do 0,75 dB (dla złączy standardowych, zgodnie ze specyfikacjami producenta). Typowy kanał centrum danych może zawierać cztery pary złączy pomiędzy powierzchniami transiwera. W przypadku standardowych złączy zużywasz 3 dB na same połączenia,-przekraczając cały budżet, zanim w ogóle uwzględni się tłumienie światłowodu.

Właśnie dlatego istnieją komponenty MPO-o niskich stratach i dlatego są warte swojej ceny w zastosowaniach-o dużej szybkości. Złącza MTP Elite firmy US Conec określają maksymalną stratę losową na poziomie 0,35 dB, przy typowych wartościach około 0,15-0,20 dB. Tolerancje konstrukcyjne są węższe: lepsza geometria okuć, dokładniejsze wysokości występów włókien, bardziej rygorystyczna kontrola jakości.

W przypadku zastosowań 40G z większym budżetem wystarczające mogą być standardowe złącza. W przypadku sieci 100G za pośrednictwem wielu paneli krosowych, a zwłaszcza w przypadku pojawiających się wdrożeń sieci 400G, określenie-niskich strat w całym kanale nie jest opcjonalne-jest to czynność arytmetyczna.

MPO-to-MPO connection

Większość dyskusji na temat MPO-do-MPO koncentruje się na wielomodowej optyce równoległej, ale istnieją i rozwijają się zastosowania jednomodowe.

400GBASE-DR4 obsługuje cztery kanały 100G PAM4 przez światłowód jednomodowy na odległości do 500 metrów. Złącza to 12-włóknowe MPO z pastą APC. Istnieje osiem-wariantów światłowodów do zastosowań takich jak 100GBASE-PSM4.

Jednomodowy MPO wymaga jeszcze węższych tolerancji niż wielomodowy. Mniejsze rdzenie światłowodowe (9 mikronów w porównaniu do 50 mikronów w przypadku OM4) pozostawiają mniejszy margines błędu wyrównania. Specyfikacje tłumienności wtrąceniowej odpowiednio zaostrzają się.

A kąt APC dodaje złożoności. Nie można połączyć złącza APC ze złączem UPC,-ponieważ kątowe i płaskie powierzchnie końcowe nie będą prawidłowo wyrównane, co spowoduje duże straty i potencjalne uszkodzenia. Etykiety kabli i sprzętu muszą wyraźnie wskazywać APC lub UPC, a zamówienie musi zawierać prawidłowe określenie. Błędne wykonanie oznacza bezużyteczne kable i przyspieszone zamówienia na wymianę.

Infrastruktura MPO kosztuje więcej niż równoważne wdrożenia dupleksowe. Złącza są droższe. Sprzęt badawczy jest specjalistyczny. Narzędzia czyszczące są różne.

Jednak nakład pracy instalacyjnej znacznie spada w przypadku-zespołów MPO z fabrycznie zakończonymi końcówkami w porównaniu z kablami dupleksowymi-zakończonymi na miejscu. Poprawia się wykorzystanie tras kablowych. Przyszłe możliwości migracji zapewniają wartość opcjonalną.

Obliczenia w dużym stopniu zależą od skali. Sieć małej firmy z dwudziestoma łączami 10G prawdopodobnie nie uzasadnia infrastruktury MPO. Hiperskalowe centrum danych wdrażające dziesiątki tysięcy połączeń 100G nie ma praktycznej alternatywy.

Gdzieś pomiędzy tymi skrajnościami znajduje się próg rentowności, który zależy od stawek pracy, ograniczeń ścieżek, prognoz wzrostu i tolerancji ryzyka zakłóceń migracyjnych. Szczera odpowiedź brzmi: różnie.

Jeśli wdrażasz równoległą optykę 40G, 100G lub 400G, połączenia MPO-do-MPO są zasadniczo obowiązkowe. Transceivery ich wymagają.

Jeśli używasz okablowania szkieletowego-o dużej gęstości i przewidujesz migrację optyki równoległej w okresie eksploatacji infrastruktury (zwykle 15+ lat w przypadku okablowania strukturalnego), magistrale MPO z wyprowadzeniami kaset zapewniają rozsądną architekturę.

Jeśli łączysz niewielką liczbę łączy o niższej-szybkości i nie widzisz ścieżki migracji, konwencjonalny dupleks prawdopodobnie będzie lepszy. Infrastruktura MPO wprowadza złożoność, którą należy uzasadnić gęstością, wydajnością lub korzyściami z migracji.

Podczas określania MPO-do-MPO:

Upewnij się, że liczba włókien odpowiada Twojemu zastosowaniu.. 8-Włókno w przypadku niektórych zastosowań 40G BiDi. 12-Włókno w przypadku SR4 i większość światłowodów równoległych. 16-Włókno w przypadku zastosowań 400G SR8 i 800G.

Sprawdź zgodność metody polaryzacji we wszystkich komponentach. Mieszanie kabli typu A i typu B bez zrozumienia konsekwencji tworzy-niefunkcjonalne kanały.

Określ poprawnie płeć łącznika dla architektury połączeń wzajemnych. Dokumentuj, co jest męskie, co żeńskie i gdzie idą panele adapterów.

Budżet na komponenty-o niskich stratach w zastosowaniach o przepustowości 100 G i większej. Matematyka dotycząca strat wtrąceniowych nie kłamie.

Zaplanuj inspekcję i czyszczenie. Przed rozpoczęciem instalacji kup odpowiednie lunety inspekcyjne i narzędzia czyszczące specyficzne dla MPO-.

Technologia ta sprawia, że-miliony połączeń MPO-do-MPO działają niezawodnie na całym świecie. Sukces zależy od zrozumienia wymagań i prawidłowego wykonania szczegółów. Co, szczerze mówiąc, opisuje większość rzeczy w infrastrukturze centrum danych.