آیا رابط فیبر MPO می تواند پهنای باند بالا را کنترل کند؟

فیبرکانکتور MPOبه عنوان یک پایه در زیرساخت های مخابراتی مدرن می ایستد، مهندسی شده برای ادغام چندین کانال نوری در یک رابط فرول منفرد و مکانیکی قابل انتقال (MT). عملکرد بر روی 8، 12، 16 یا 24 پیکربندی فیبر-با انواع ویژه که تا 72 فیبر برای ماتریس‌های سوئیچ نوری مقیاس بزرگ گسترش می‌یابند-این چند{9}فشار فیبر{10}}روی معماری، اساساً اقتصاد و اتصال{1} را تغییر داده است. پاسخ به اینکه آیا این کانکتورها پهنای باند بالا را مدیریت می کنند، صرفاً مثبت نیست. این دلیلی است که مهندسان مرکز داده در شب می خوابند.

بیشتر بیاموزید

اپتیک موازی همه چیز را تغییر داد

زمانی که اترنت 10 گیگابیتی احساس می‌کرد بیش از حد نیاز دارد، هیچ‌کس انتظار انفجار پهنای باندی را که رایانش ابری و آموزش مدل‌های هوش مصنوعی نیاز دارد را نمی‌دانست. این صنعت با اپتیک موازی پاسخ داد{2}}یک الگوی انتقال که در آن چندین خط فیبر به طور همزمان کار می‌کنند نه اینکه بیت‌های بیشتری را به سمت یک رشته برانند. اینجاست که اتصالات فیبر چند{4}MPO ضروری شد.

40GBASE-SR4 را به عنوان مثال در نظر بگیرید. چهار فیبر فرستنده هر کدام 10 گیگابیت در ثانیه را فشار می دهند در حالی که چهار فیبر دریافت کننده این توان را منعکس می کنند. یک MPO 8{9}}فیبر آن را تمیز می کند. تا 100GBASE-SR4 حرکت کنید و همان رابط فیزیکی 25 گیگابیت بر ثانیه در هر خط را در آن هشت فیبر جای می دهد. کانکتور تغییر نکرد فناوری رمزگذاری و فرستنده گیرنده این کار را انجام داد.

برنامه های موازی 400G؟ هنوز قلمرو MPO. فرستنده‌های QSFP-DD و OSFP از پیکربندی‌های فیبر 8- با 100 گیگابیت بر ثانیه در هر خط (به لطف پیشرفت‌های مدولاسیون PAM4) یا ترتیبات 16 فیبر برای استقرار 400G-SR8 استفاده می‌کنند. نسل 800G که در امکانات فوق‌مقیاس وارد می‌شود از آن رابط‌های 16 فیبر MPO با 8 کانال انتقال و 8 کانال دریافتی با سرعت 100 گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند.

هیچ کس در سال 1996 کانکتور اصلی MTP را با Conec و Corning ایالات متحده طراحی نکرد و برنامه های کاربردی 1.6 ترابیت را پیش بینی نکرد. با این حال فاکتور شکل همچنان پابرجاست. این قدرت ماندگاری قابل توجهی است که به اندازه یک فرول پلاستیکی دقیق-زمین است.

بودجه از دست دادن با سرعت بی رحمانه می شود

در اینجا چیزی است که اغلب به اندازه کافی در وثیقه بازاریابی ظاهر نمی شود: سریعتر به معنای بخشش بیشتر نیست. استاندارد 40G چند حالته SR4 اجازه افت 1.5 دسی بل را از فرستنده و گیرنده به فرستنده می دهد. آن را با فضای سر با حساسیت معمولی 2.2 دسی بل در خود فرستنده گیرنده مقایسه کنید، و یک "بند محافظ" 0.7 دسی بل برای-آشفتگی{8}}آلودگی واقعی، تحمل تولید، دقت تجهیزات تست دارید.

با افزایش سرعت، نوار محافظ کوچک می شود.

عملکرد اتصال فیبر MPO به پارامترهای هندسه{0}} انتها که در IEC PAS 61755-3-31 کدگذاری شده اند، بستگی دارد. زاویه پولیش، ارتفاع برآمدگی فیبر، اختلاف ارتفاع در سراسر آرایه. هنگامی که دوازده یا شانزده نوک فیبر باید به طور همزمان در یک ردپای فرول کوچکتر از تصویر کوچک شما به تماس فیزیکی برسند، الزامات دقت مکانیکی واقعاً چشمگیر می شوند. واریانس ارتفاع بیش از مشخصات به این معنی است که برخی از الیاف به درستی جفت می شوند در حالی که برخی دیگر از دست دادن درج بالا یا افت بازگشت ضعیف را نشان می دهند.

حساسیت به آلودگی همه چیز را ترکیب می کند. برآوردهای صنعت نشان می دهد که 80 درصد از خرابی های شبکه فیبر به آلودگی کانکتورها بازمی گردد. یک ذره در یک انتهای فیبر-روی یک MPO-24 می‌تواند در کل پیوند آبشاری کند. تکنسین‌های صحرایی که چهل-پنج دقیقه را صرف تعقیب مشکلات متناوب از دست دادن فقط برای کشف زباله‌های میکروسکوپی کرده‌اند، تمایل دارند که برای بازرسی{8}}پروتکل‌های قبل از همکار، ارادت مذهبی ایجاد کنند.

چرا انواع 16 فیبر اکنون اهمیت دارند؟

12-MPO فیبر برای سالها تسلط داشت. برنامه هایی که فقط به 8 فیبر فعال نیاز دارند (مانند 40G و 100G SR4) به سادگی چهار موقعیت میانی را بدون استفاده-بیهوده، اما کاربردی رها کردند. سپس 400G-SR8 و 800G-SR8 وارد تصویر شدند.

هشت انتقال به علاوه هشت دریافت برابر با شانزده فیبر است. کانکتور 16 فیبر MPO مستقیماً به این موضوع می پردازد و فیبرها را در یک ردیف با طراحی کلید جابجا می کند که از جفت شدن تصادفی با انواع 12 یا 24 فیبر جلوگیری می کند. پیشگیری از آسیب فیزیکی از طریق ناسازگاری

MTP{1}}16 US Conec و SN-MT Senko's نسل بعدی-پیاده‌سازی ضریب شکل بسیار کوچک (VSFF) این مفهوم را نشان می‌دهند. پیشرفت‌های چگالی خیره‌کننده هستند: 216 کانکتور SN-MT در جایی قرار می‌گیرند که 80 MPO 16 فیبر سنتی را اشغال می‌کنند. برای اپراتورهای مقیاس بزرگ که در آن فضای قفسه به طور مستقیم با هزینه های عملیاتی مرتبط است، این نسبت پذیرش فوری را توجیه می کند.

نسخه‌های تک حالته با تماس فیزیکی زاویه‌دار (APC) به برنامه‌های 800G-DR8 و LR8 در دسترسی‌های طولانی‌تر وارد می‌شوند. هنگامی که نسبت سیگنال کاهش یافته-به{10}}مدولاسیون PAM4 هیچ حاشیه‌ای برای تداخل انرژی منعکس‌شده باقی نمی‌گذارد،-سرکوب بازتابی که APC ارائه می‌کند، غیرقابل مذاکره-می‌شود.

مشکل قطبیت همچنان ادامه دارد

هر کسی که زمان واقعی را در کابل کشی ساخت یافته مرکز داده سپری کرده باشد، می داند که مدیریت قطبیت ناامیدکننده ترین جنبه اتصال چند فیبر-است. سه روش استاندارد شده (نوع A، B و C) تلاش می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که فرستنده‌ها از طریق ترکیب‌های مختلف کاست و کابل به گیرنده‌ها متصل می‌شوند. TIA-568.3-E اخیراً روش‌های قطبیت جهانی U1 و U2 را برای ساده‌سازی استقرار معرفی کرده است، اما نصب‌های قدیمی همچنان یک تکه تکه هستند.

انتخاب اشتباه نوع قطبی باعث خرابی فاجعه بار فوری نمی شود. این علامت دیوانه کننده "بعضی پورت ها کار می کنند، برخی نه" را ایجاد می کند که ساعت ها عیب یابی را می طلبد. تکنسین ها بی جهت سیم های پچ را عوض می کنند. تجهیزات بدون نقص واقعی RMA'd دریافت می کنند. هزینه عملیاتی سردرگمی قطبیت در استقرار 5000 پورت سریعتر از آن چیزی است که تیم های تدارکات تصور می کنند.

عیب یاب بصری کمک می کند. ابزارهای اختصاصی تأیید قطبیت کمک بیشتری می کنند. اما هیچ چیز جایگزین نظم و انضباط مستندات در هنگام نصب اولیه نمی‌شود{2}}انضباط که فشار زمانی و محدودیت‌های بودجه معمولاً به خطر می‌افتد.

تست رابط های MPO: ردیف 1 در مقابل ردیف 2

آزمایش گواهی برای پیوندهای خاتمه یافته MPO{0}}از همان ساختار لایه‌ای مانند گواهی فیبر تک- پیروی می‌کند. سطح 1 (پایه) از دست دادن، طول و قطبیت را در هر کانال ثبت می کند. ردیف 2 (گسترش یافته) خصوصیات OTDR را اضافه می کند که تضعیف، کیفیت اتصال و بازتاب اتصال دهنده را در طول کل پیوند نشان می دهد.

ریاضیات در مورد اطمینان تست با اتصالات چند فیبر- ناراحت کننده می شود. در نظر بگیرید: با اطمینان 95٪ (2-sigma)، تقریباً 5٪ از نتایج آزمایش فیبر فردی ممکن است خارج از دقت مورد انتظار باشد. برای پیوند LC دوبلکس، این قابل مدیریت است. برای یک MPO 12 فیبر، دوازده احتمال 5٪ مستقل به احتمال 60٪ ترکیب می شود که حداقل یک اندازه گیری فیبر خارج از دقت مورد انتظار در هر کانکتور باشد.

این یک نقص در فناوری MPO نیست. این واقعیت آماری است که روش‌های آزمون باید آن را بپذیرند. اپراتورهای فرامقیاس معمولاً معیارهای پذیرش سفارشی را به جای تکیه بر استانداردهای عمومی ایجاد می کنند، دقیقاً به این دلیل که مقیاس استقرار آنها ردهای نادرست را از نظر عملیاتی گران می کند در حالی که پذیرش نادرست بار عیب یابی پایین دستی ایجاد می کند.

تجهیزات آزمایشی مدرن مانند Fluke's MultiFiber Pro یا راه‌حل‌های VIAVI، مواردی را که قبلاً نیاز به فن کردن-کابل‌ها و کانال‌ها-با-راستی‌آزمایی کانال با استفاده از تجهیزات دوبلکس OLTS داشتند، ساده‌سازی کردند. آزمایش کابل‌های MPO با ابزارهای تک فیبر-هنوز کار می‌کند، اما زمان تکنسین نامتناسب را صرف می‌کند و خطر آلودگی را از طریق چرخه‌های جفت‌گیری مکرر افزایش می‌دهد.

400G و 800G: MPO مرکزی باقی می ماند

خوشه های آموزشی هوش مصنوعی در ویرجینیای شمالی، سنگاپور و دوبلین در حال افزایش تراکم ترافیک هستند که پنج سال پیش پوچ به نظر می رسید. GPU-به-GPUهای درون غلاف محاسباتی به پهنای باند 400G و 800G نیاز دارند که حساسیت تأخیر در میکروثانیه اندازه‌گیری می‌شود. زیرساخت اتصال فیبر MPO که این بارهای کاری را قادر می‌سازد، به نظر غیرقابل توجه است-کابل‌ها، کاست‌ها، وصله‌پنل‌ها-پیش از قبل خاتمه یافته، اما نشان‌دهنده دهه‌ها اصلاح مکانیکی است.

فرستنده گیرنده QSFP-DD و OSFP عواملی را تشکیل می‌دهند که این سرعت‌ها را هدایت می‌کنند، رابط‌های MPO را فرض می‌کنند. کابل‌های Breakout، پایانه‌های MPO-12 یا MPO-16 را برای سازگاری با تجهیزات قدیمی یا NIC‌های سرور با سرعت پایین، به حداکثر رساندن استفاده از پورت و حفظ سرمایه‌گذاری در نسل‌های فناوری، به LC duplex تبدیل می‌کنند.

در مورد جایگزین ها چطور؟ LC duplex برای برنامه‌های تک کانالی-و راه‌اندازی‌های WDM طولانی- همچنان غالب است. کانکتورهای SN و CS نیازمندی‌های VSFF را برآورده می‌کنند که حتی چگالی MPO نیز کافی نیست. اما برای اپتیک‌های موازی با دسترسی کوتاه-در محدوده 100G تا 800G، کانکتورهای چند فیبر MPO رابط پیش‌فرض باقی می‌مانند. پشتیبانی اکوسیستم-فرستنده‌ها، کابل‌ها، کاست‌ها، تجهیزات آزمایشی{10}}شتابی را ایجاد می‌کند که انواع رابط‌های جایگزین برای غلبه بر آن تلاش می‌کنند.

واقعیت های نصب را مهندسین میدان می دانند

اگر نصب میدان یکپارچگی اتصال دهنده را به خطر بیندازد، ظرفیت پهنای باند نظری هیچ معنایی ندارد. انتهای فرول MPO-با پروتکل‌های بازرسی و تمیز کردن تقاضا مواجه می‌شود که کانکتورهای LC و SC گاهی اوقات می‌توانند پرش را تحمل کنند. مساحت سطح جفت بزرگتر اجازه می دهد تا آلودگی در طول تلاش برای تمیز کردن جابجا شود-کثیفی از موقعیت یک در حال حرکت به موقعیت دو در حین عبور پارچه تمیزکننده.

نصاب های باتجربه قبل از تمیز کردن بازرسی می کنند تا از کثیف شدن کانکتورهای دست نخورده جلوگیری کنند. آنها پس از تمیز کردن مجدداً بازرسی می کنند تا نتایج را تأیید کنند. آن‌ها می‌دانند که نقض شعاع خمش در مسیریابی کابل تنه باعث ایجاد تلفات خم بزرگ در هنگام نصب می‌شود، اما برای اتصال بودجه‌ها مخرب است. آن‌ها تشخیص می‌دهند که عدم تطابق تعداد فیبر بین اجزاء باعث ایجاد خرابی در تراز می‌شود که هیچ مقدار تمیزکاری برطرف نمی‌شود.

شکاف بین تمرین نصب کتاب درسی و مهلت-واقعیت تحت فشار، عملکرد واقعی- MPO جهانی را تعیین می‌کند. پیمانکارانی که به صورت رقابتی مناقصه می کنند، همیشه ساعات کار کافی را برای صدور گواهینامه مناسب اختصاص نمی دهند. صاحبان شبکه ای که از تست پذیرش صرف نظر می کنند، ماه ها بعد وقتی ترافیک برنامه لینک های حاشیه ای را نشان می دهد، مشکلاتی را کشف می کنند.

معنی 1.6 ترابیت برای تکامل اتصال دهنده چیست؟

اگر 800G نشان دهنده برتری امروزی است، 1.6 ترابیت در هر خط در نقشه های راه ظاهر می شود. معماری 16 فیبر MPO که از 800G پشتیبانی می کند به طور طبیعی گسترش می یابد: 8 فیبر ارسال با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه در هر خط به علاوه 8 فیبر دریافتی برابر با 1.6 ترابیت در ثانیه است. رابط مکانیکی کانکتور اساساً تغییر نمی کند. فرستنده نوری و فرمت های مدولاسیون بار مهندسی را به دوش می کشند.

رویکردهای اپتیک بسته‌بندی‌شده و اپتیک روی صفحه-همراه با هدف نزدیک‌تر کردن فوتونیک به سوئیچ ASIC، به‌طور بالقوه کاهش فاصله کابل‌کشی بین قفسه-. اینکه آیا این معماری‌ها ارتباط MPO را کاهش می‌دهند، حدس و گمان باقی می‌ماند. قالب اتصال چند فیبر ممکن است به سادگی از رک-به-ارتباط رک به مرزهای شاسی داخلی تغییر کند. الزامات تراز دقیق و حساسیت به آلودگی صرف نظر از اینکه اتصال دهنده ها در کجا خاتمه می یابند ناپدید نمی شوند.

سوال پهنای باند، به طور مستقیم پاسخ داده شد

آیا کانکتورهای فیبر MPO می توانند پهنای باند بالا را مدیریت کنند؟ آنها در حال حاضر از 800 گیگابیت بر ثانیه در محیط های تولیدی پشتیبانی می کنند و تحت مشخصات رابط موجود به 1.6 ترابیت بر ثانیه می رسند. قالب اتصالی که در اواسط دهه 2010 برای کاربردهای 40G ساخته شده بود{3}}به‌خوبی از طریق چندین نسل فناوری گسترش یافته است و تعداد فیبرهای متراکم‌تر، تحمل‌های تولید سخت‌تر، و نرخ‌های خط فرستنده گیرنده بهبود یافته است.

عوامل محدود کننده محدودیت های مکانیکی MPO نیستند. آنها بودجه تلفات، کنترل آلودگی، مدیریت قطبیت و کیفیت نصب هستند. سازمان‌هایی که زیرساخت‌های پهنای باند بالا را با کابل‌کشی MPO چند فیبر-به‌کار می‌برند، از طریق نظم و انضباط بازرسی، انتخاب روش آزمون مناسب، و شیوه‌های مستندسازی که امکان عیب‌یابی در آینده را فراهم می‌کند، به موفقیت دست می‌یابند.

برای معماران مرکز داده که سرمایه‌گذاری‌های کابل‌کشی ساخت‌یافته را ارزیابی می‌کنند، زیرساخت ترانک مبتنی بر MPO مسیرهای مهاجرت از 100G تا 400G به 800G را بدون جایگزینی عمده ارائه می‌کند. انواع 8-فیبر و 16{10}}فیبر نیازمندی‌های کنونی اپتیک موازی را برآورده می‌کنند، در حالی که پیکربندی‌های فیبر 24{11}} فضای انبساط را ارائه می‌دهند. مجموعه‌های از قبل خاتمه‌یافته، جدول‌های زمانی استقرار را در مقایسه با خاتمه میدانی کاهش می‌دهند، و معماری‌های مبتنی بر نوار کاست، جابجایی‌ها-افزودن-تغییرها را در طول چرخه عمر تسهیلات ساده می‌کنند.

کانکتور MPO چند فیبر -تنها پهنای باند بالا را مدیریت نمی کند. در استقرارهای اپتیک موازی که بر مراکز داده سازمانی و فرامقیاس غالب هستند، تنها انتخاب رابط عملی باقی می ماند. این موقعیت در بازار تصادفی نبود. سه دهه اصلاحات مکانیکی، توسعه استانداردها و ایجاد اکوسیستم زیرساخت هایی را ایجاد کرد که رشد پهنای باند به جای منسوخ شدن اعتبارسنجی شده است.