Šiuolaikinį skaitmeninį kraštovaizdį apibūdina nepasotinamas srauto apetitas. Kadangi didelio masto duomenų centrai, debesų kompiuterijos paslaugų teikėjai, dirbtinio intelekto mokymo grupės ir įmonių tinklai plečiasi, kad tilptų duomenų petabaitus, fizinė infrastruktūra turi vystytis kartu. Tradicinės dvipusės LC ir SC šviesolaidinės jungtys, kurios kadaise buvo neginčijamas įmonių ryšio standartas, greitai pasiekia savo fizines ir erdvines ribas. Tūkstančiai atskirų dvipusių laidų tvarkymas didelio-tankio jungiklio aplinkoje sukelia rimtų iššūkių, įskaitant oro srauto trukdžius, chaotišką kabelių valdymą ir ilgesnį trikčių šalinimo laiką. Įveskite kelių skaidulų sprendimą, pakeitusį šiuolaikinę tinklo infrastruktūrą: MPO / MTP šviesolaidinį kabelį. Sujungus kelis optinius skaidulus į vieną kompaktišką jungties sąsają, ši technologija užtikrina precedento neturintį tankį, greitą diegimą ir sklandų mastelio keitimą nuo senų 10G sistemų iki pažangiausių 400G ir 800G architektūrų.
Pagrindo supratimas: apibrėžimas, anatomija ir evoliucija
Iš esmės terminas MPO reiškia „Multi{0}}Fiber Push On“. Tai standartizuotas jungties tipas, apibrėžtas pagal IEC{5}}61754-7 ir TIA/EIA-604-5 standartus, specialiai sukurtas kelioms optinėms skaiduloms viename žiede. MTP jungtis, pažymėta prekės ženklu US Conec, iš esmės yra didelio našumo MPO jungties versija, sukurta su griežtesniais mechaniniais nuokrypiais, nuimamais korpusais ir puikia optine charakteristika, kad atitiktų griežtus didelės spartos duomenų perdavimo reikalavimus. Nors kiekviena MTP jungtis visiškai atitinka MPO standartus ir yra suderinama su standartiniais MPO komponentais, įprasta MPO jungtis nebūtinai turi pažangių inžinerinių patobulinimų, būdingų patentuotam MTP dizainui.
Vidinė MPO / MTP šviesolaidinio kabelio anatomija yra inžinerijos stebuklas. Skirtingai nuo tradicinių keraminių įvorių, kuriose yra vienas arba du pluoštai, daugialypės dėmės-pluošto įvorėje-, paprastai išlietoje iš tikslios kompozicinės medžiagos-, yra pluoštų masyvas, išdėstytas vienoje eilėje arba keliose eilėse. Įprastas skaidulų skaičius vienoje jungtyje yra 8, 12 ir 24 skaidulos, o naujesniuose itin -didelio- tankio įrenginiuose naudojami 16 arba 32 pluoštai, išdėstyti dviem eilėmis. Tikslus išlygiavimas pasiekiamas naudojant du nerūdijančio plieno kreipiamuosius kaiščius, esančius ant vienos jungties (pažymėtos kaip kištukinė jungtis), kurie tvirtai įsilieja į atitinkamas tikslias kreipiamąsias skyles ant jungiamosios jungties (pažymėtos kaip vidinė jungtis). Šis mechaninis blokavimas užtikrina, kad atskiros pluošto šerdys susilygintų mikroskopiniu tikslumu, sumažinant įterpimo nuostolius ir maksimaliai padidinant grįžtamąjį nuostolį kiekviename kanale vienu metu.
Šių kabelių raidą tiesiogiai lėmė siųstuvo-imtuvo optikos perėjimas. Ankstyvieji šviesolaidiniai tinklai nuosekliajam perdavimui buvo naudojami vieno{1}}kanalo arba{2}}dviejų kanalų jungtimis. Tačiau lygiagrečiai optikai palaikius 40G (naudojant 4 perdavimo ir 4 priėmimo skaidulas per 8-pluošto MPO sąsają) ir 100G/400G/800G tinklus, lygiagretusis perdavimas tapo pramonės standartu. Naudojant MPO/MTP šviesolaidinį kabelį nebereikėjo pataisyti atskirų skaidulų rankiniu būdu, o sudėtingus diegimo procesus pakeičiant vienu spustelėjimu{13}}prisijungiančiu mechanizmu, kuris drastiškai sumažina diegimo darbų ir žmogiškųjų klaidų skaičių.
Poliškumo, raktų įvedimo ir kabelių tipų dekodavimas
Tvarkant kelių skaidulų{0}}jungtis atsiranda unikalus techninis iššūkis, kurio nėra tradiciniame dvipusiame pataisyme: poliškumas. Kadangi kelių skaidulų matrica vienu metu perduoda ir priima signalus keliais skirtingais skaidulų keliais, norint užtikrinti, kad įrenginio A siųstuvas sėkmingai prisijungtų prie įrenginio B imtuvo, reikia kruopštaus planavimo ir standartizavimo. MPO / MTP sistemose naudojamas pagrindinis mechanizmas, esantis jungties korpuso viršuje,{4}}kartu su baltais išlygiavimo taškais ar kaiščiais-, kad būtų galima valdyti orientaciją ir išlaikyti teisingą erdvinį vidinių skaidulų ryšį.
Pramonės standartai apibrėžia tris skirtingus MPO/MTP agregatų poliškumo metodus, vadinamus A, B ir C tipu. Tinklo architektams labai svarbu suprasti šiuos metodus, siekiant užkirsti kelią ryšio gedimams ir palaikyti dvikryptį ryšį.
A tipo kabeliai, dažnai vadinami tiesioginiais{0}}laidais, turi adapterio kryptį-iš viršaus į klavišą-. Skaidulų padėtis viename kabelio gale tiksliai atitinka padėtį kitame gale (1 pluošto padėtis jungiasi prie 1 pluošto padėties, 2 pluošto padėtis jungiasi prie 2 pluošto padėties ir tt). Tačiau norint pasiekti reikiamą perdavimo ir priėmimo kelių inversiją, A tipo sistemos remiasi tam tikromis pataisos laido konfigūracijomis arba apverstais siųstuvu-imtuvais viename jungties gale.
B tipo kabeliai naudoja adapterio orientaciją nuo rakto{0}}iki rakto-, todėl skaidulų masyvo konfigūracija yra apversta. 12 skaidulų B tipo kabelyje 1 pluošto padėtis viename gale susiejama tiesiai su 12 šviesolaidžio padėtimi priešingame gale, 2 pluoštas susiejama su 11 pluoštu ir pan. Ši inversija iš esmės tvarko kryžminimą, reikalingą tarp siųstuvų-imtuvų, nereikalaujant specializuotų pataisų laidų, todėl B tipas yra plačiausiai naudojamas metodas lygiagrečioms optikos architektūroms, tokioms kaip 40G ir 100G QSFP jungtys.
C tipo kabeliai turi porų{0}}apverstą konfigūraciją, kai sukeičiamos gretimos skaidulų poros. Pavyzdžiui, 1 šviesolaidžio padėtis viename gale jungiasi prie 2 pluošto padėties kitame gale, o 2 šviesolaidis jungiasi prie 1 pluošto. Šis metodas pirmiausia naudojamas senoms dvipusėms programoms, veikiančioms per kelių-pluošto magistrales, užtikrinant, kad tradicinių nuosekliųjų perdavimo kanalų poliškumas būtų tinkamai išlaikytas.
Be poliškumo, svarbiausia suprasti lytį. Kiekvieno MPO / MTP nuolatinės jungties arba magistralinio kabelio abiejuose galuose paprastai yra įdėtos jungtys, o aktyviąją įrangą ar kasečių modulius jungiantys pataisos laidai turi vyrišką-į-moterišką konfigūraciją. Sumaišius netinkamas lytis arba netinkamai valdant poliškumo metodus, gali būti visam laikui pažeisti subtilūs vidiniai kaiščiai arba visiškai sugenda ryšys, o tai pabrėžia kruopščios dokumentacijos ir standartizuotų diegimo schemų svarbą.
Programos šiuolaikiniuose duomenų centruose ir{0}}didelės spartos tinkluose
Šiuolaikinės skaitmeninės aplinkos architektūriniai reikalavimai sutvirtino MPO/MTP šviesolaidinį kabelį kaip absoliutų įmonės ir didelės apimties fizinės infrastruktūros pagrindą. Kadangi virtualizavimo, debesų kompiuterijos, kraštų apdorojimo ir dirbtinio intelekto darbo krūviai didėja eksponentiškai, duomenų centrų operatoriai patiria didžiulį spaudimą maksimaliai padidinti patalpų plotą, padidinti energijos vartojimo efektyvumą ir ateityje{1}}pasitikėti savo fizinio lygmens investicijomis.
Didelio masto duomenų centre šie didelio{0}}tankio kabeliai pirmiausia naudojami kaip pagrindiniai magistraliniai kabeliai, jungiantys pagrindines paskirstymo sritis (MDA), horizontaliojo paskirstymo zonas (HDA) ir įrangos paskirstymo sritis (EDA). Užuot tiesę atskirus šviesolaidžio laidus virš galvos arba po paaukštintomis grindimis kiekvienam serverio stovui, technikai montuoja didelio -skaitmens MPO/MTP magistralinius kabelius-, pvz., 24-pluošto arba 72{8}}pluošto mazgus-, einančius per viršutinius kabelių lovelius. Šios magistralės baigiasi į didelio{10}}tankio stelažą{11}}montuojamas plokštes arba MPO-LC pertraukimo kasetes. Iš šių kasečių sklinda standartiniai dvipusiai pataisų laidai, kad būtų galima prijungti atskirus jungiklių prievadus ir serverio sąsajos plokštes. Šis struktūrinis kabelių klojimo būdas chaotišką atskirų laidų tinklą paverčia organizuota, moduline ir lengvai valdoma sistema.
Be to, spartus 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4, 400G-SR8 ir naujų 800G Ethernet standartų augimas visiškai priklauso nuo lygiagrečios optikos. Nors pasenę tinklai naudojo vieno -mode- arba kelių{12}} režimų skaidulas nuosekliam perdavimui dviem keliais, didelės spartos optiniai siųstuvai-imtuvai dabar naudoja kelias juostas, veikiančias vienu metu. Pavyzdžiui, 40G QSFP+ siųstuvas-imtuvas naudoja keturis pluoštus, perduodančius po 10G, ir keturis pluoštus, priimančius po 10G, švariai patalpintus vienoje 8 arba 12 skaidulų MPO sąsajoje. Duomenų perdavimo spartai didėjant į terabitų erą, gebėjimas sujungti didžiulius srauto kiekius į mažą plotą daro MPO / MTP šviesolaidinį laidą nepakeičiamu.
Be tradicinių įmonių duomenų centrų, šie daugialypės terpės{0}}skaiduliniai mazgai plačiai naudojami telekomunikacijų centriniuose biuruose, skaidulų-į-namų (FTTH) paskirstymo centruose, moduliniuose konteineriniuose duomenų centruose ir didelio-našumo skaičiavimo (HPC) klasteriuose. Jų modulinis pobūdis leidžia tinklo inžinieriams iš anksto-nutraukti visus kabelių kelius už-svetainės, sutrumpinant-svetainės diegimo laiką nuo kelių savaičių iki kelių valandų ir sumažinant žmogiškąsias klaidas diegiant.
Geriausia montavimo, valymo ir priežiūros praktika
Nepaisant tvirtos fizinės konstrukcijos, MPO / MTP šviesolaidiniai kabeliai yra tikslūs optiniai instrumentai, jautrūs mikroskopiniams teršalams, fiziniam stresui ir netinkamai tvarkai. Kadangi kelios skaidulų šerdys yra glaudžiai supakuotos viename žiede, viena dulkių, alyvos ar šiukšlių dėmė vienu metu gali uždengti kelis kanalus, o tai gali sukelti katastrofišką įterpimo praradimą, didelį atgalinį{1}}atspindį ir pabloginti tinklo našumą. Todėl norint užtikrinti ilgalaikį tinklo patikimumą, būtina įdiegti griežtus diegimo, valymo ir priežiūros protokolus.
Auksinė šviesolaidinio pluošto taisyklė,{0}}patikrinkite prieš prisijungdami-padidėja eksponentiškai dirbant su kelių skaidulų{2}}masyvais. Technikai visada turi naudoti specializuotus optinio pluošto tikrinimo mikroskopus, skirtus daugialypėms -pluošto jungtims, kad apžiūrėtų antgalio galą- prieš sujungimą. Jei aptinkamas užteršimas, standartiniai vieno pluošto LC jungčių valymo metodai yra visiškai netinkami. Vietoj to technikai turi naudoti specializuotus mechaninio valymo įrankius, pvz., MPO-specifinius vieno{10}}valiklius arba nepūkuotus valymo ritinius, kuriuose naudojami didelio-grynumo optiniai valymo tirpikliai. Šie įrankiai sukonstruoti taip, kad vienu judesiu nušluotų visą kelių pluoštų įvorių masyvą, efektyviai pakeldami mikroskopines dulkių daleles ir alyvą, nesubraižydami tikslių{15}}poliruotų pluoštų antgalių.
Kitas svarbus veiksnys montuojant yra fizinio krūvio valdymas, ypač atsižvelgiant į tempimo apkrovą ir lenkimo spindulį. Norint traukti MPO/MTP šviesolaidinį kabelį per sandarius vamzdžius arba kabelių lovelius, reikia atidžiai stebėti gamintojo nurodytą didžiausią traukimo įtempimą, dažnai valdoma naudojant traukimo kilpas su apsauginėmis tinklinėmis movomis. Viršijus tempimo apkrovą gali mikro-lūžti vidiniai pluoštai arba iškreipta tiksli vidinių įvorių kaiščių išlygiavimas. Panašiai operatoriai turi griežtai laikytis minimalaus lenkimo spindulio nurodymų. Kelių skaidulų kabelio lenkimas virš kritinės slenksčio sukelia makro-lenkimo nuostolius, kai šviesa išeina iš pluošto apvalkalo, smarkiai pablogindama signalo vientisumą ir gali sukelti negrįžtamus fizinius vidinės juostelės ar laisvos -vamzdžio struktūros pažeidimus.
Galiausiai negalima pervertinti tinkamo saugojimo ir dulkių dangtelio valdymo. Kai MPO/MTP jungtis atjungiama nuo siųstuvo-imtuvo, adapterio ar kasetės, reikia nedelsiant uždėti švarų dangtelį nuo dulkių. Duomenų centro aplinkoje net trumpą laiką palikus kelių skaidulų jungtis atvirame ore, ore esančios dulkių dalelės gali nusėsti tiesiai ant apvado paviršiaus, o švari nuoroda paverčiama trikčių šalinimo košmaru. Sukūrus standartizuotą gyvavimo ciklo priežiūros rutiną,{4}}įskaitant periodišką pakartotinį{5}patikrinimą ir valymą-, užtikrinama, kad fizinis sluoksnis išliks tvirtas, atsparus ir visapusiškai pajėgus palaikyti misijai-svarbių duomenų perdavimą ateinančiais metais.
Šiuolaikinio tinklo trajektorija rodo, kad pralaidumo poreikiai ir toliau didės, o tai stums optinio perdavimo technologijų ribas. Šiuo nenumaldomu greičio ir tankio siekiu MPO/MTP šviesolaidinis kabelis išsiskiria kaip optinės inžinerijos triumfas. Sklandžiai mažinant atotrūkį tarp didžiulės duomenų talpos ir kompaktiško erdvinio efektyvumo, tinklo architektai gali sukurti keičiamo dydžio, patikimą ir ateičiai atsparią infrastruktūrą, galinčią aprūpinti ateities skaitmeninį pasaulį.
