Quando utilizzare le connessioni da MPO a MPO?

I connettori-Push- multifibra hanno modificato radicalmente la topologia di cablaggio dei data center. UNConnessione da MPO-a-MPO-essenzialmente il collegamento diretto di due-interfacce di array di fibre multiple-funge da architettura dorsale per la trasmissione ottica parallela e l'instradamento del trunk ad alta-densità. A differenza delle tradizionali connessioni duplex LC o SC che gestiscono singole coppie di fibre, le interfacce MPO consolidano 8, 12, 16 o anche 24 fili di fibra in un gruppo di ferrule unificato, consentendo la trasmissione dati simultanea su più-lane conforme agli standard IEEE 802.3 per 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 e le specifiche emergenti 400G.

È qui che le cose si fanno interessanti-e, onestamente, un po' controintuitive se si proviene da cablaggi duplex legacy.

I collegamenti in fibra tradizionali funzionano secondo un principio semplice: un filo trasmette, un altro riceve. Pulito. Elegante. Ma quando gli architetti di rete hanno iniziato a spingersi verso velocità di 40 Gigabit e 100 Gigabit, la fisica si è complicata. Produrre ottiche che si accendono e si spengono 40 miliardi di volte al secondo? Proibitivamente costoso. La soluzione alternativa è stata intelligente: invece di un canale-velocissimo, utilizzare più corsie più lente che corrono simultaneamente.

40GBASE-SR4 suddivide il traffico su quattro corsie da 10G. 100GBASE-SR4 fa lo stesso con quattro corsie da 25G. Ogni corsia necessita della propria fibra di trasmissione e ricezione. Si tratta di un minimo di otto fibre per un singolo collegamento-ad alta velocità. All'improvviso, quei vecchi cavi patch LC sembrano inadeguati.

Le connessioni MPO-a-MPO sono diventate la soluzione più ovvia. Collega un trunk MPO a 12-fibre o 8 fibre direttamente tra due ricetrasmettitori SR4 e avrai stabilito il tuo canale ottico parallelo. Nessun modulo di conversione, nessun problema di fanout: solo connettività diretta.

La maggior parte dei gestori di data center incontra le connessioni MPO-a-MPO per prime nelle applicazioni backbone, anche prima che entri in gioco l'ottica parallela.

Lo scenario in genere si svolge in questo modo: nella vostra struttura si utilizza 10 Gigabit Ethernet, utilizzando ovunque il convenzionale duplex LC. Ma i percorsi dei cavi stanno diventando congestionati. L'esecuzione di sessanta singoli cavi duplex tra le aree di distribuzione consuma spazio nel percorso, complica la gestione dei cavi e crea problemi di flusso d'aria. Qualcuno suggerisce di consolidarli in cavi trunk MPO.

Un singolo trunk MPO da 24-fibra sostituisce dodici percorsi duplex separati. Nei punti terminali, le cassette MPO-a-LC o i moduli fanout si dividono in connessioni duplex individuali per le tue apparecchiature 10G. La struttura portante stessa-l'infrastruttura critica tra le principali aree di distribuzione e le aree di distribuzione orizzontali-rimane ovunque MPO-to-MPO.

Questo non è solo ordine fine a se stesso. Gli assembly MPO pre-terminati vengono distribuiti più rapidamente rispetto alle alternative-terminate sul campo. Le superfici terminali lucidate in fabbrica- raggiungono in genere una perdita di inserzione di 0,35 dB o migliore, rispetto ai risultati variabili ottenuti dai tecnici sul campo che lavorano in spazi ristretti.

MPO-to-MPO connection

Non tutte le implementazioni garantiscono questo approccio e ho visto molte installazioni in cui è stato implementato MPO... diciamo con entusiasmo... senza una chiara giustificazione.

Le connessioni dirette da MPO-a-MPO funzionano meglio quando:

La tua apparecchiatura supporta nativamente le interfacce MPO.I moderni ricetrasmettitori QSFP+, QSFP28 e QSFP-DD sono spesso dotati di prese MPO. Collegare uno switch 40G a un altro switch 40G? Esegui un trunk MPO direttamente tra di loro. Le ottiche 40GBASE-SR4 su ciascuna estremità terminano in 12-fibre MPO (sebbene vengano effettivamente utilizzate solo 8 fibre-le posizioni 5-8 rimangono scure). Un trunk di polarità di tipo B con connettori key-up su entrambe le estremità gestisce automaticamente l'inversione della fibra.
I requisiti di densità richiedono il consolidamento.Un pannello patch 1U che accoglie 72 fibre tramite MPO occupa lo stesso spazio di uno che contiene 24 fibre tramite LC. Negli ambienti iperscalabili in cui ogni unità rack conta, questo vantaggio in termini di densità si estende a migliaia di connessioni.
La pianificazione della migrazione giustifica investimenti iniziali nelle infrastrutture.Ecco l'aspetto strategico: distribuisci oggi stesso trunk MPO a 12 fibre per la tua connettività LC 10G tramite cassette. Quando arriva l'eventuale aggiornamento 40G o 100G, sostituisci le cassette con i pannelli adattatori MPO e collega direttamente la tua attrezzatura SR4. Il cablaggio della dorsale rimane intatto.

Ma eseguire MPO-to-MPO tra due dispositivi che parlano LC? Ciò richiede hardware di conversione aggiuntivo-cassette e cavi di cablaggio-con l'aggiunta di perdite di inserzione e costi. A volte il duplex convenzionale ha più senso.

Dovrei menzionare la polarità perché fa inciampare più installazioni di quanto la gente ammetta.

I connettori MPO trasportano più fibre in posizioni fisse. La posizione 1 ad un'estremità deve connettersi alla posizione appropriata all'altra estremità in base allo schema di polarità. Esistono tre metodi (Tipo A, Tipo B, Tipo C), ciascuno dei quali utilizza diverse configurazioni di cavi e orientamenti dei tasti.

Il tipo B domina le implementazioni dell'ottica parallela. Le posizioni della fibra si invertono da -a-estremità: la posizione 1 arriva alla posizione 12, la posizione 2 alla posizione 11 e così via. Ciò accade perché entrambi i connettori vengono montati con chiave-verso l'alto, mentre l'inversione avviene all'interno del cavo stesso.

Il tipo A utilizza un approccio diretto-con il tasto-su a un'estremità e il tasto-giù all'altra. Funziona bene per le applicazioni duplex breakout utilizzando cassette, ma collegando direttamente i ricetrasmettitori SR4? Avrai bisogno di un cavo patch di tipo B su un'estremità per correggere la polarità.

La parte frustrante: puoi accoppiare fisicamente cavi con polarità non corrispondenti senza alcuna indicazione evidente che qualcosa non va. I connettori scattano insieme in modo soddisfacente. Quindi i tuoi collegamenti falliscono o le tue corsie si confondono e inizia la risoluzione dei problemi.

I design dei connettori più recenti come MTP Elite Pro di US Conec consentono la conversione della polarità di campo utilizzando uno strumento semplice-almeno per le applicazioni multimodali. I connettori APC monomodali non possono essere convertiti a causa della lucidatura angolata.

MPO-to-MPO connection

La transizione a 400 Gigabit Ethernet ha introdotto i connettori MPO a 16 fibre nel vocabolario mainstream dei data center.

400GBASE-SR8 opera su otto corsie parallele a 50G ciascuna. Otto fibre trasmittenti, otto fibre riceventi-sedici in totale. L'ingombro del connettore è rimasto più o meno equivalente al tradizionale MPO a 12 fibre, solo con una singola fila di 16 fibre anziché 12.

L'orientamento della chiave differisce tra le varianti MPO a 12 fibre e 16 fibre appositamente per prevenire accoppiamenti errati accidentali. Piccoli dettagli, implicazioni significative.

Per 400GBASE-DR4 su modalità singola, l'architettura cambia nuovamente. Quattro corsie da 100G ciascuna, utilizzando la modulazione PAM4, richiedono solo otto fibre. Ma tali connessioni impongono la lucidatura del contatto fisico angolato (APC) per gestire la perdita di ritorno con la maggiore complessità di segnalazione. I connettori sono ancora alloggiamenti MPO a 12 fibre, con le posizioni 5-8 inutilizzate, ma l'angolo APC aggiunge un'altra considerazione sulla compatibilità.

Le implementazioni 800G stanno già comparendo in installazioni-all'avanguardia, spingendosi verso MPO a 16-fibra come standard ed esplorando connettori con fattore di forma-molto-piccolo-(VSFF) come SN-MT di Senko per una densità ancora più elevata.

La teoria sembra chiara. La pratica diventa più complicata.

Le connessioni MPO richiedono una pulizia ossessiva. Una singola particella di contaminazione su una fibra in un array di 12-fibre può degradare o interrompere la connessione di quella corsia. A differenza dei connettori duplex in cui si ispezionano e puliscono due facce terminali della fibra, l'MPO richiede l'esame di dodici o più, preferibilmente con un microscopio progettato per l'ispezione degli array.

"Fiducia ma verifica" si applica qui. Pulire il connettore. Ispezionalo. Spesso, ti accorgerai che la prima passata di pulizia ha spostato i detriti invece di rimuoverli. Pulisci di nuovo. Ri-ispeziona. Accoppia la connessione solo dopo aver confermato che tutte le posizioni delle fibre sono libere.

L'accoppiamento stesso richiede attenzione al genere. I connettori MPO maschi sono dotati di pin di allineamento; i connettori femmina hanno fori corrispondenti. Il tentativo di accoppiare due connettori femmina tramite un adattatore non comporta alcuna trasmissione della luce-le estremità della ghiera non raggiungono mai il contatto fisico senza che i pin forzino l'allineamento. Ho visto tecnici esperti commettere questo errore, perplesso sul motivo per cui il loro collegamento "connesso" non mostrava alcun segnale.

I ricetrasmettitori in genere hanno prese maschio (fissate), in attesa di cavi di connessione o cavi trunk femmina. I cavi trunk spesso passano da femmina-a-femmina, facendo affidamento su pannelli adattatori da-maschio a-maschio nei punti terminali. Ma ogni fornitore esegue l'implementazione in modo leggermente diverso e le ipotesi sul genere possono far deragliare un'intera installazione se sul posto arriva il tipo di cavo sbagliato.

I canali ottici paralleli funzionano con budget di perdita rigorosi. 100GBASE-SR4 consente una perdita di canale totale di circa 1,9 dB per una portata di 100 metri sulla fibra multimodale OM4.

Ogni accoppiamento MPO contribuisce tra 0,20 dB (per connettori Elite/a bassa-perdita) e 0,75 dB (per connettori standard, secondo le specifiche del produttore). Un tipico canale del data center potrebbe includere quattro coppie di connettori accoppiati tra le facce del ricetrasmettitore. Con i connettori standard, hai consumato 3 dB solo sulle connessioni-superando l'intero budget prima ancora che entri in gioco l'attenuazione della fibra.

Questo è il motivo per cui esistono componenti MPO a-basse perdite e perché valgono la pena nelle applicazioni ad alta-velocità. I connettori MTP Elite di US Conec specificano una perdita di accoppiamento casuale massima di 0,35 dB, con valori tipici intorno a 0,15-0,20 dB. Le tolleranze ingegneristiche sono più strette: migliore geometria della ghiera, altezze di sporgenza delle fibre più precise, controllo di qualità più rigoroso.

Per le applicazioni 40G con budget di portata più ampia, potrebbero essere sufficienti i connettori standard. Per 100G tramite più patch panel, e in particolare per le implementazioni emergenti di 400G, specificare una bassa-perdita in tutto il canale non è facoltativo-è un calcolo aritmetico.

MPO-to-MPO connection

La maggior parte delle discussioni da MPO-a-MPO si concentra sull'ottica parallela multimodale, ma le applicazioni monomodali esistono e sono in crescita.

400GBASE-DR4 gestisce quattro canali PAM4 100G su fibra monomodale a distanze fino a 500 metri. I connettori sono 12-fibra MPO con lucidatura APC. Esistono otto-varianti di fibra per applicazioni come 100GBASE-PSM4.

L'MPO monomodale richiede tolleranze ancora più strette rispetto al multimodale. I nuclei in fibra più piccoli (9 micron contro 50 micron per OM4) lasciano meno margine per errori di allineamento. Le specifiche sulla perdita di inserzione si restringono di conseguenza.

E l’angolo APC aggiunge complessità. Non è possibile accoppiare un connettore APC con un connettore UPC-le estremità angolate e piatte non si allineeranno correttamente, con conseguenti perdite elevate e potenziali danni. L'etichettatura dei cavi e delle apparecchiature deve indicare chiaramente APC rispetto a UPC e l'approvvigionamento deve specificarlo correttamente. Sbagliare significa cavi inutilizzabili e ordini di sostituzione accelerati.

L'infrastruttura MPO costa di più in anticipo rispetto alle implementazioni duplex equivalenti. I connettori sono più costosi. L'attrezzatura di prova è specializzata. Gli strumenti di pulizia differiscono.

Ma la manodopera di installazione diminuisce in modo significativo con i gruppi MPO pre-terminati rispetto ai cavi duplex-terminati sul campo. Migliora l'utilizzo del percorso dei cavi. La futura capacità di migrazione fornisce valore di facoltatività.

Il calcolo dipende fortemente dalla scala. Una rete di piccola impresa con venti collegamenti 10G probabilmente non giustifica l'infrastruttura MPO. Un data center su vasta scala che distribuisce decine di migliaia di connessioni 100G non ha alternative pratiche.

Da qualche parte tra questi estremi si trova un punto di pareggio che dipende dai tassi di manodopera, dai vincoli del percorso, dalle proiezioni di crescita e dalla tolleranza al rischio per le interruzioni della migrazione. La risposta onesta è: varia.

Se stai distribuendo l'ottica parallela 40G, 100G o 400G, le connessioni da MPO-a-MPO sono essenzialmente obbligatorie. I ricetrasmettitori li richiedono.

Se utilizzi un cablaggio backbone ad alta- densità e prevedi la migrazione delle ottiche parallele entro la durata di vita dell'infrastruttura (in genere 15+ anni per il cablaggio strutturato), i trunk MPO con breakout per cassette forniscono un'architettura sensata.

Se colleghi un numero limitato di collegamenti-a velocità inferiore senza alcun percorso di migrazione in vista, il duplex convenzionale probabilmente funziona meglio. L'infrastruttura MPO introduce complessità che deve essere giustificata dalla densità, dalle prestazioni o dai vantaggi della migrazione.

Quando si specifica MPO-in-MPO:

Verifica che il numero di fibre corrisponda alla tua applicazione. 8-fibra per alcune applicazioni BiDi 40G. 12-fibra per SR4 e la maggior parte delle ottiche parallele. 16-fibra per applicazioni 400G SR8 e 800G.

Verificare la compatibilità del metodo di polarità tra tutti i componenti. Mescolare cavi di tipo A e di tipo B senza comprenderne le implicazioni crea canali non-funzionali.

Specifica correttamente il sesso del connettore per la tua architettura di interconnessione. Documenta cosa è maschio, cosa è femmina, dove vanno i pannelli adattatori.

Budget per componenti a bassa-perdita nelle applicazioni 100G e superiori. La matematica della perdita di inserzione non mente.

Piano di ispezione e pulizia. Acquista ambiti di ispezione dell'array appropriati e strumenti di pulizia specifici per MPO-prima dell'inizio dell'installazione.

La tecnologia funziona con-milioni di connessioni MPO-a-MPO che operano in modo affidabile in tutto il mondo. Il successo dipende dalla comprensione dei requisiti e dalla corretta esecuzione dei dettagli. Il che, onestamente, descrive la maggior parte degli aspetti dell'infrastruttura del data center.