อะแดปเตอร์ MPO: ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

 

ที่อะแดปเตอร์ MPOทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซการจัดตำแหน่งแบบพาสซีฟที่ช่วยให้สามารถจับคู่ตัวเชื่อมต่อ MPO สองตัวภายในโครงสร้างพื้นฐานไฟเบอร์ออปติกความหนาแน่นสูง- ต่างจากโซลูชันไฟเบอร์เดี่ยว- ระบบ MPO ต้องการความคลาดเคลื่อนทางกลที่เข้มงวดเป็นพิเศษ-เรากำลังพูดถึง-ความแม่นยำระดับไมครอนสำหรับช่องไฟเบอร์ 12, 24 หรือแม้แต่ 32 ช่องพร้อมกัน กลไกปลอกภายในของอะแดปเตอร์ต้องรักษาความแม่นยำของตำแหน่งภายใน ±0.5μm เพื่อให้ได้ตัวเลขการสูญเสียการแทรกที่ยอมรับได้ ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 0.35dB สำหรับการใช้งานโหมดเดียว ข้อกำหนดนี้มีความท้าทายมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อจำนวนช่องเพิ่มขึ้น

ปัญหาการจัดตำแหน่งที่ไม่มีใครพูดถึง

สิ่งที่แผ่นข้อมูลจำเพาะส่วนใหญ่ไม่ได้บอกคุณ: ความสัมพันธ์ระหว่างออฟเซ็ตด้านข้างและการสูญเสียการมองเห็นไม่เป็นเชิงเส้น การกระจัดด้านข้าง 0.5μm อาจทำให้คุณสูญเสีย 0.1dB- ได้ ดันไปที่ 1.0μm และทันใดนั้นคุณก็อยู่ที่ 0.4dB เพิ่มเป็นสองเท่าอีกครั้งเป็น2.0μm? ตอนนี้คุณกำลังจ้องมองที่ 1.5dB ซึ่งโดยทั่วไปจะทำลายงบประมาณการเชื่อมโยงของคุณสำหรับระยะการส่งข้อมูลที่เหมาะสม

กลไกหมุดนำช่วยยกของหนักที่นี่ พินที่มีความแม่นยำสองตัว (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.70 มม. ความคลาดเคลื่อน ± 0.001 มม.) บนตัวเชื่อมต่อหนึ่งตัวที่มีรูที่สอดคล้องกันบนตัวเชื่อมต่อฝั่งตรงข้าม ปลอกอะแดปเตอร์ช่วยนำทางการเชื่อมต่อนี้ ฟังดูง่ายพอ

มันไม่ใช่

ระยะห่างของพิน-ถึง-รูประมาณ 0.01-0.012 มม. การเสียบแน่นเกินไปและการเสียบจะกลายเป็นปัญหา - ผู้ใช้บังคับให้เชื่อมต่อ พินโค้งงอ และปลายด้านชนกัน หลวมเกินไปและเส้นใยทั้งสิบสองของคุณไม่เรียงกันอย่างถูกต้อง เหตุการณ์การผสมพันธุ์ทุกครั้งจะเน้นที่อินเทอร์เฟซนี้

การสูญเสียการแทรก: การทำลายตัวเลข

แหล่งที่มาของการสูญเสียแบ่งออกเป็นสามประเภท ภาพสะท้อนของเฟรสเนลที่ช่องว่างอากาศระหว่างใบหน้าด้านท้าย-ฟิสิกส์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ คานความแตกต่างข้ามช่องว่างเดียวกันนั้น-ปัญหาเรขาคณิต และการเยื้องศูนย์ทั้งสามแกน: แนวขวาง, ยาว, เชิงมุม

ออฟเซ็ตด้านข้างมีอิทธิพลเหนือ สำหรับไฟเบอร์โหมดเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสนามโหมด 9.2μm แกนกลางจะให้ระยะขอบเป็นศูนย์สำหรับข้อผิดพลาด แกนขนาด 50μm ของ Multimode ช่วยให้ชดเชยความผิดพลาดได้มากขึ้น ซึ่งอธิบายข้อกำหนด IL ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับระบบ MM แม้ว่าตรรกะจะดูขัดแย้งกันก็ตาม

การสูญเสียผลตอบแทนและคำถามของ APC

Return Loss จะบอกคุณว่าแสงสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดมากน้อยเพียงใด สำหรับการขัดเงาพีซีแบบมาตรฐาน (หน้าสัมผัสทางกายภาพ) คุณจะได้ประมาณ 20dB-เพียงพอสำหรับการเชื่อมต่อข้อมูลแบบมัลติโหมด UPC ดันสิ่งนี้ไปที่ 45dB ผ่านการตกแต่งพื้นผิวที่ดีขึ้น APC ซึ่งมีส่วนหน้าที่ทำมุม 8 องศา สามารถส่งเสียงได้ 55dB หรือดีกว่าโดยการนำการสะท้อนออกจากแกนไฟเบอร์ทั้งหมด

สิ่งที่จับได้ด้วย APC: คุณไม่สามารถจับคู่ตัวเชื่อมต่อ APC กับอะแดปเตอร์ PC/UPC ได้ มุมที่ไม่ตรงกันจะทำลายใบหน้าทั้งสองข้าง ฉันเคยเห็นแผงแพทช์พังทั้งหมดเพราะมีคนคว้าสายจัมเปอร์ผิด รหัสสีมีอยู่ด้วยเหตุผล-สีเขียวสำหรับ APC สีน้ำเงินสำหรับ UPC-แต่ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในศูนย์ข้อมูลที่มืดเวลา 2.00 น.

การทดสอบความน่าเชื่อถือต่อ GR-1435-CORE

GR-1435-CORE ของ Telcordia ยังคงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม แบตเตอรี่เพื่อสิ่งแวดล้อมประกอบด้วย

การทดสอบการสั่นสะเทือน (10-55Hz, แอมพลิจูด 1.5 มม.) มักถูกมองข้ามไป แต่สำหรับอะแดปเตอร์ที่ติดตั้งในตู้ริมถนนหรือสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม ความล้าจากแรงสั่นสะเทือนทำให้เกิดความล้มเหลวในสนามมากกว่าอุณหภูมิสุดขั้ว

ความเป็นจริงของการปนเปื้อน

อนุภาคขนาด 1μm ที่อยู่บนแกนไฟเบอร์โหมดเดี่ยวจะบล็อกประมาณ 1% ของเส้นทางแสง จะไม่ฟังดูเป็นหายนะจนกว่าคุณจะตระหนักว่าการสูญเสียประมาณ 0.1dB- ต่อเส้นใยที่มีการปนเปื้อน ทวีคูณในสิบสองช่องสัญญาณ เพิ่มเอฟเฟกต์อายุของตัวเชื่อมต่อ และอะแดปเตอร์ "สูงสุด 0.35dB" ของคุณจะวัดค่าได้ 0.8dB ในทันที

อนุภาคที่สูงกว่า 9μm-เส้นผ่านศูนย์กลางแกนโหมดเดียวโดยประมาณ-อาจทำให้เกิดความล้มเหลวของช่องสัญญาณโดยสิ้นเชิง

IEC 61300-3-35 กำหนดโซนการตรวจสอบโดยมีค่าเผื่อข้อบกพร่องเฉพาะ

โปรโตคอลการทำความสะอาดมีความสำคัญอย่างมาก เช็ดให้แห้งก่อนโดยใช้ผ้าไร้ขุย-หรือแท่งทำความสะอาด MPO แบบพิเศษ หากการปนเปื้อนยังคงมีอยู่ ให้ใช้ IPA 99% เพียงเล็กน้อย ตามด้วยการเช็ดแบบแห้ง ตามด้วย-การตรวจสอบอีกครั้ง ห้ามเสียบขั้วต่อโดยไม่ตรวจสอบความสะอาดของผิวหน้าส่วนปลาย ปลอกภายในของอะแดปเตอร์จะสะสมเศษเมื่อเวลาผ่านไป และถ่ายโอนไปยังขั้วต่อทุกตัวที่ทะลุผ่าน

การกำหนดค่าขั้ว

มีวิธีขั้วมาตรฐานอยู่สามวิธี และการผสมวิธีเหล่านี้ทำให้เกิดความล้มเหลวในการเชื่อมต่อซึ่งยากต่อการวินิจฉัยอย่างน่าหงุดหงิด

 

ประเภท A (คีย์-ถึงคีย์-ขึ้น): ตรง-ผ่านการทำแผนที่ไฟเบอร์ ตำแหน่งที่ 1 เชื่อมต่อกับตำแหน่งที่ 1

ประเภท B (คีย์-ขึ้นถึงคีย์-ลง): ตำแหน่งไฟเบอร์พลิก ตำแหน่ง 1 เชื่อมต่อกับตำแหน่ง 12 พบมากที่สุดในสายเคเบิลหลักศูนย์ข้อมูล

ประเภทซี: จับคู่-wise flip-คู่ไฟเบอร์ที่อยู่ติดกันสลับตำแหน่ง

อะแด็ปเตอร์ต้องตรงกับการออกแบบขั้วของระบบ อะแดปเตอร์ Type A ในระบบ Type B หมายความว่าไฟเบอร์ส่งสัญญาณของคุณเชื่อมต่อกับพอร์ตรับที่ไม่ถูกต้องที่ปลายสุด โปรโตคอลอีเธอร์เน็ตไม่สนใจ ลิงก์ล้มเหลว หยุดเต็ม

สำหรับตัวรับส่งสัญญาณ 40G SR4 และ 100G SR4 ที่ใช้ไฟเบอร์ 8 เส้น ตำแหน่งที่ไม่ได้ใช้ (5-8 ในอาร์เรย์ 12 ไฟเบอร์) บางครั้งอาจทำให้เกิดความสับสน pinout ของตัวรับส่งสัญญาณ ไม่ใช่อะแด็ปเตอร์ จะกำหนดว่าไฟเบอร์ตัวใดที่รับส่งข้อมูล

การแลกเปลี่ยนการเลือกวัสดุ-

ตัวเรือนอะแดปเตอร์มีสองประเภท: เทอร์โมพลาสติก (PBT, PPS) หรือโลหะผสมสังกะสีหล่อ-

ตัวเรือนพลาสติกมีส่วนสำคัญในการใช้งานศูนย์ข้อมูล ต้นทุนที่ต่ำกว่า น้ำหนักเบากว่า เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม PBT ทนต่อสารเคมีได้ดีและมีความคงตัวของขนาดได้ถึง 60 องศาในการทำงานต่อเนื่อง

ตัวเรือนโลหะเหมาะสมสำหรับโทรคมนาคมภายนอกโรงงาน การติดตั้งทางอุตสาหกรรม และทุกที่ที่มีการป้องกัน EMI มวลยังช่วยลดแรงสั่นสะเทือนได้ดีกว่า ข้อเสีย: มีค่าใช้จ่ายประมาณสองเท่า และการกัดกร่อนกลายเป็นข้อพิจารณาในสภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลหรือ-สภาพแวดล้อมที่มีมลภาวะสูง

ปลอกปรับตำแหน่งภายในมักเป็นฟอสเฟอร์บรอนซ์พร้อมชุบนิกเกิล ปลอกเซรามิกมีไว้สำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำสูง-สูง-เป็นพิเศษ แต่ไม่ค่อยสามารถปรับราคาให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานอะแดปเตอร์ได้ ปลอกสวมมองเห็นการสึกหรอน้อยกว่าปลอกปลอกโลหะของตัวเชื่อมต่อ เนื่องจากเป็นเพียงแนวทางในการเชื่อมต่อเริ่มแรกเท่านั้น แทนที่จะให้การจัดตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง

เส้นโค้งความทนทาน

ความทนทานที่แท้จริง-เป็นไปตามโค้งของอ่างอาบน้ำ เหตุการณ์การผสมพันธุ์ครั้งแรกอาจแสดงการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อพื้นผิวมันเงา การสูญเสียคงตัวเป็นเวลาหลายร้อยรอบ เมื่อเกิน 500-700 รอบ การสะสมของการสึกหรอทำให้เกิดการเสื่อมสภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตที่อ้างว่าความทนทานของวงจร 1000+ ไม่ได้โกหก แต่การพิมพ์ที่ดีมีความสำคัญ โดยทั่วไป "ความทนทาน" หมายถึงอะแดปเตอร์ไม่ได้เสียหายทางกลไก-แต่ยังคงล็อคอยู่ แต่ขั้วต่อยังคงเสียบอยู่ คำถามที่ว่าจะยังคงมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดด้านออพติคัลหรือไม่

สำหรับตำแหน่งแผงแพทช์ที่เห็นกิจกรรมประจำวัน งบประมาณในการเปลี่ยนอะแดปเตอร์ทุกๆ 2-3 ปี การเชื่อมต่อระหว่างลำตัวสัมผัสกันหนึ่งครั้งระหว่างการติดตั้งจะคงอยู่ตลอดไป

เกณฑ์การคัดเลือกภาคปฏิบัติ

 

สำหรับศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลที่ใช้ออปติก 100G/400G SR:

• MPO 12 ไฟเบอร์หรือ 24 ไฟเบอร์
• ขั้วประเภท B (ตรวจสอบกับการออกแบบโรงงานวางสายเคเบิล)
• ระดับการสูญเสียต่ำ-: IL น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.35dB
• ตัวเรือนพลาสติกยอมรับได้
• จำนวนรอบสูงหากใช้ในห้องประชุม-

สำหรับการใช้งานด้านการขนส่งโทรคมนาคม:

• Singlemode APC ที่การสูญเสียผลตอบแทนมีความสำคัญ
• ช่วงอุณหภูมิขยาย (-40 องศาถึง +85 องศา)
• ตัวเรือนโลหะสำหรับการติดตั้งกลางแจ้ง
• พิจารณาตัวเลือกที่ได้รับการจัดอันดับ IP- สำหรับการปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อม

สำหรับเครือข่ายวิทยาเขตขององค์กร:

• โดยทั่วไปแล้วเกรดเชิงพาณิชย์มาตรฐานก็เพียงพอแล้ว
• มุ่งเน้นไปที่การติดฉลากและการจัดการกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสม
• อะแดปเตอร์อะไหล่สำรองเพื่อการเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว

การแก้ไขปัญหาภาคสนาม

เมื่อการสูญเสียการแทรกเกินข้อกำหนด:

ขั้นแรกให้ทำความสะอาดทุกอย่าง ทั้งด้านปลายของคอนเนคเตอร์และพื้นผิวภายในของอแดปเตอร์ ใช้เครื่องมือทำความสะอาด MPO ที่เหมาะสม-รูปทรงจะป้องกันไม่ให้วิธีการทำความสะอาด LC/SC มาตรฐานทำงานได้

ประการที่สอง ตรวจสอบภายใต้กำลังขยาย. 200ขั้นต่ำ x, แนะนำให้ใช้ 400x มองหารอยขีดข่วนที่ข้ามแกนไฟเบอร์ การปนเปื้อนที่ฝังอยู่ เศษที่ไฟเบอร์-ถึง-ขอบเขตปลอกโลหะ

ประการที่สาม ลองใช้สายอ้างอิง-ที่ดีผ่านอะแดปเตอร์ที่ต้องสงสัย หากสายอ้างอิงทดสอบได้ดี แสดงว่าสายเดิมของคุณมีปัญหา หากสายอ้างอิงแสดงการสูญเสียสูงเช่นกัน จำเป็นต้องเปลี่ยนอะแดปเตอร์

การสูญเสียผลตอบแทนสูง (หมายถึงพลังงานสะท้อนต่ำ) ในระบบ APC มักจะบ่งชี้ว่ามีการปนเปื้อนหรือปัญหารูปทรงของใบหน้าส่วนปลาย-มุม 8 องศาลดลงจากการผสมพันธุ์ซ้ำๆ หรือความเสียหายทางกายภาพ

การเชื่อมต่อเป็นระยะๆ มักจะเกิดจากปัญหาทางกลไกเสมอ เช่น กลไกการล็อคสึกหรอ ตัวเรือนร้าว หรือหมุดนำที่โค้งงอบนตัวเชื่อมต่อ (พูดอย่างเคร่งครัด ไม่ใช่อะแดปเตอร์ แต่อะแดปเตอร์ถูกตำหนิ)

สิ่งที่มาตรฐานต้องการจริงๆ

1. IEC 61754-7 กำหนดอินเทอร์เฟซ MPO ตามกลไก ขนาด ความคลาดเคลื่อน วัสดุ-ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการทำงานร่วมกันระหว่างผู้ผลิต
2. IEC 61753-1 ครอบคลุมข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพในทุกสภาพแวดล้อม นี่คือที่เก็บอุณหภูมิ ความชื้น และพารามิเตอร์การทดสอบทางกล
3. TIA-604-5 (FOCIS 5) ให้ค่าที่เทียบเท่าในอเมริกาเหนือ โดยมีความแตกต่างของพารามิเตอร์บางอย่างซึ่งบางครั้งอาจทำให้เกิดความสับสนเมื่อผสมส่วนประกอบจากซัพพลายเออร์ในภูมิภาคต่างๆ
4. GR-1435-CORE จาก Telcordia เพิ่มข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือเฉพาะด้านโทรคมนาคมนอกเหนือจากเกณฑ์พื้นฐานของ IEC
5. การจำแนกเกรด (A, B, C) มีต้นกำเนิดมาจากวิธีการจัดเก็บผลผลิตตามประสิทธิภาพที่สูญเสียไป เกรด A (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.35dB) กำหนดราคาแบบพรีเมียม แต่รับประกันระยะขอบของลิงก์ที่เพียงพอ เกรด B (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.75dB) ใช้ได้กับลิงก์ที่สั้นกว่าหรือระบบที่มีระยะขอบเหลืออยู่ มีเกรด C อยู่ แต่เมื่อเห็นในการใช้งานจริงแล้ว บ่งชี้ถึงปัญหาในการจัดซื้อ

การพัฒนาที่เกิดขึ้นใหม่

การผลักดันไปสู่ไดรฟ์อีเทอร์เน็ต 400G และ 800G ทำให้เกิดความต้องการจำนวนไฟเบอร์ที่สูงขึ้น. 32-ตัวเชื่อมต่อ MPO ไฟเบอร์ที่มีอยู่ แต่ความพร้อมใช้งานของอะแดปเตอร์ยังคงจำกัดเมื่อเทียบกับเวอร์ชันไฟเบอร์ 12- และไฟเบอร์ 24 ความซับซ้อนทางกลของการจัดเส้นใย 32 เส้นให้มีความแม่นยำระดับไมครอนตลอดช่วงอุณหภูมิช่วยผลักดันขีดความสามารถในการผลิต

ผู้จำหน่ายบางรายส่งเสริม-ตัวเชื่อมต่อ MPO ที่ติดตั้งได้ภาคสนาม ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาสายเคเบิลหลักที่ต่อสายไว้ก่อน- บทบาทของอะแดปเตอร์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความแปรปรวนด้านคุณภาพของตัวเชื่อมต่อที่สิ้นสุดในฟิลด์-ทำให้เกิดความท้าทายใหม่สำหรับประสิทธิภาพของระบบที่สม่ำเสมอ

เลนส์คู่ขนาน (SR4, SR8) ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง แต่อุตสาหกรรมยังสำรวจโซลูชัน-ไฟเบอร์เดี่ยวความเร็วสูง-โดยใช้การปรับขั้นสูง หากการส่งแลมบ์ดาเดี่ยว 800G- ใช้งานได้จริง ความได้เปรียบด้านความหนาแน่นของ MPO จะลดลง- แม้ว่าจะไม่เพียงพอที่จะคุกคามตำแหน่งในสถาปัตยกรรมสายเคเบิลที่มีโครงสร้างก็ตาม

การรวม RFID หรือการติดตามที่คล้ายกันเข้ากับชุดอะแดปเตอร์ทำให้สามารถจัดการสินทรัพย์อัตโนมัติได้ มีประโยชน์สำหรับผู้ปฏิบัติงานระดับไฮเปอร์สเกลที่จัดการการเชื่อมต่อไฟเบอร์นับล้าน เกินความจำเป็นสำหรับการปรับใช้ขนาดเล็ก

ฟิสิกส์พื้นฐานของการจัดตำแหน่งเส้นใยไม่เปลี่ยนแปลง ไม่ว่ารูปแบบใดก็ตามที่ประสบความสำเร็จ MPO จะต้องเผชิญกับความท้าทายที่เหมือนกัน: ความแม่นยำระดับไมครอน- ความไวต่อการปนเปื้อน และความตึงเครียดระหว่างความหนาแน่นและความน่าเชื่อถือ เทคโนโลยี MPO ในปัจจุบันถือเป็นโซลูชันที่-เข้าใจดีและใช้งานได้ดี- โดยให้คุณเคารพข้อกำหนดด้านความสะอาด ขั้นตอนการผสมพันธุ์ที่เหมาะสม และการตรวจสอบเป็นระยะ