ประเภทตัวเชื่อมต่อ MPO ใดที่เหมาะกับศูนย์ข้อมูล

 

มัลติ-ดันไฟเบอร์-ขั้วต่อ (MPO)ได้กลายเป็นองค์ประกอบโครงสร้างพื้นฐานที่ขาดไม่ได้ในสภาพแวดล้อมของศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่ ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อโครงข่ายออปติคัลความหนาแน่นสูง-ในสถาปัตยกรรมการส่งสัญญาณ 40G, 100G, 400G และ 800G ที่เกิดขึ้นใหม่ได้ การเลือกการกำหนดค่าตัวเชื่อมต่อ MPO ที่เหมาะสม-ซึ่งครอบคลุมถึงจำนวนไฟเบอร์ วิธีการโพลาริตี -เรขาคณิตของใบหน้าส่วนท้าย และฟอร์มแฟคเตอร์- ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของงบประมาณลิงก์ เส้นทางความสามารถในการปรับขนาด และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาการปฏิบัติงานในการปรับใช้สายเคเบิลที่มีโครงสร้าง

พื้นฐานที่ไม่มีใครอยากอธิบายซ้ำสอง

นี่คือสิ่งที่เกี่ยวกับตัวเชื่อมต่อ MPO ที่ทำให้ผู้คนสะดุด: คำศัพท์นั้นไม่เป็นระเบียบ MPO ย่อมาจาก multi-fiber push-on ซึ่งอธิบายมาตรฐานตัวเชื่อมต่อทั่วไปที่กำหนดใน IEC 61754-7 MTP เป็นเวอร์ชันเครื่องหมายการค้าของ US Conec-ที่คิดเหมือนคลีเน็กซ์กับทิชชู่ พวกมันเปลี่ยนกันได้เชิงกล แต่ตัวเชื่อมต่อ MTP ใช้พิกัดความเผื่อในการผลิตที่แคบกว่า แคลมป์หมุดโลหะแทนพลาสติก และมีตัวเรือนที่สามารถซ่อมบำรุงได้ในภาคสนาม

คนดาต้าเซ็นเตอร์ส่วนใหญ่ใช้คำนี้แทนกันได้ ผิดทางเทคนิค ใช้งานได้จริง

จำนวนเส้นใยที่ใช้ได้ในช่วงขอบเขต: 8, 12, 16, 24, 32, แม้กระทั่ง 48- มีรูปแบบเส้นใยสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง จริงๆ แล้วคุณจะพบอะไรในสภาพแวดล้อมการผลิต? ส่วนใหญ่เป็น 8 ไฟเบอร์และ 12 ไฟเบอร์สำหรับพอร์ตตัวรับส่งสัญญาณ QSFP, 24 ไฟเบอร์สำหรับการกระจายดูเพล็กซ์ความหนาแน่นสูง และการกำหนดค่า 16 ไฟเบอร์กำลังได้รับความสนใจด้วยโมดูล 400G SR8 รุ่นใหม่

เรื่องเพศ (มากกว่าที่คุณคิด)

ขั้วต่อ MPO ทุกตัวเป็นแบบตัวผู้ (พร้อมหมุดนำ) หรือตัวเมีย (ไม่มี) การดำเนินการนี้ไม่ได้ตั้งใจ-หมุดจะจัดตำแหน่งปลายไฟเบอร์-ระหว่างการผสมพันธุ์ เมื่อทำสิ่งนี้ผิด และคุณกำลังดูว่าการเชื่อมต่อ-ใช้งานไม่ได้หรืออุปกรณ์เสียหาย

กฎนั้นเรียบง่ายแต่มักถูกละเมิด: อินเทอร์เฟซของตัวรับส่งสัญญาณเป็นแบบตัวผู้ ดังนั้นสายแพตช์ของคุณที่เชื่อมต่อจะต้องเป็นตัวเมีย โดยทั่วไปแล้วสายเคเบิลสายหลักจะเชื่อมต่อระหว่างตัวผู้-กับ-ตัวผู้ โดยเชื่อมต่อผ่านอะแดปเตอร์ตัวเมีย-ถึง-ตัวเมียที่แผงแพทช์

ฉันเคยเห็นช่างเทคนิคบังคับขั้วต่อตัวผู้สองตัวเข้าด้วยกันโดยใช้อะแดปเตอร์ที่ไม่ตรงกัน หมุดไกด์โค้งงอ ปลอกโลหะไม่ตรง และทันใดนั้น คุณกำลังอธิบายให้ฝ่ายบริหารทราบว่าเหตุใดการสูญเสียการแทรกบนลิงก์นั้นจึงเพิ่มขึ้นจาก 0.3dB เป็นใช้งานไม่ได้

ขั้ว: ที่ที่โครงการไปสู่ความตาย

ถามผู้รับเหมาเดินสายไฟว่าอะไรทำให้พวกเขาตื่นในตอนกลางคืน แล้วขั้วไฟฟ้าจะอยู่ในรายชื่อ ในระบบไฟเบอร์ดูเพล็กซ์ คุณต้องส่งสัญญาณเพื่อให้ไปถึงพอร์ตรับและในทางกลับกัน ด้วยตัวเชื่อมต่อไฟเบอร์ LC เดี่ยว- ทั้งหมดนี้ทำได้ตรงไปตรงมา ด้วยอาร์เรย์ MPO 12 ไฟเบอร์ที่รองรับการรับส่งข้อมูลออปติกแบบขนาน มันซับซ้อนอย่างรวดเร็ว

TIA-568 กำหนดวิธีขั้วสามวิธี:

ประเภท A (ตรง-ผ่าน): ตำแหน่งไฟเบอร์ 1 เชื่อมต่อกับตำแหน่ง 1 ที่ปลายสุด ปุ่มเชื่อมต่อจะพลิกการวางแนว-ปุ่ม-ขึ้นที่ปลายด้านหนึ่ง และกด-ลงอีกด้านหนึ่ง คุณต้องมีประเภทสายแพตช์ผสมที่จุดสิ้นสุดเพื่อให้ได้การจัดตำแหน่ง Tx/Rx ที่เหมาะสม

ประเภท B (กลับด้าน): ขั้วต่อทั้งสองเป็นคีย์-ด้านบน สร้างการกลับตัวของไฟเบอร์โดยสมบูรณ์-ตำแหน่งที่ 1 มาถึงตำแหน่ง 12 นี่คือทางเลือก-สำหรับตัวรับส่งสัญญาณโดยตรง-ไปยัง-ตัวรับส่งสัญญาณแบบขนานที่เชื่อมโยงออปติก โดยพื้นฐานแล้วแอปพลิเคชัน SR4, DR4, DR4+ ต้องการสิ่งนี้

ประเภท C (คู่-พลิก): สลับเส้นใยเป็นคู่ที่อยู่ติดกัน (1↔2, 3↔4 ฯลฯ) ใช้งานได้กับสถานการณ์การฝ่าวงล้อมของดูเพล็กซ์ แต่สร้างความปวดหัวให้กับเลนส์แบบขนาน จริงๆ แล้วฉันไม่ค่อยเห็น Type C ในการปรับใช้ใหม่อีกต่อไป

ข้อผิดพลาดที่ทุกคนทำ: การผสมขั้วประเภทกลาง-ช่อง ลิงก์ 40G QSFP ของคุณไม่ถูกสร้างขึ้น คุณจะใช้เวลาสามชั่วโมงในการทดสอบเส้นใยแต่ละเส้น และในที่สุดก็พบว่ามีคนคว้าสายแพตช์ Type A ที่ระบุประเภท B

เลือกวิธีการ บันทึกมันอย่างหมกมุ่น ติดป้ายกำกับทุกอย่าง

การนับไฟเบอร์และการอภิปรายระหว่าง Base-8 กับ Base-12

ข้อโต้แย้งนี้ดำเนินมาหลายปีแล้วและคงจะไม่หยุด

ระบบฐาน-12 ระบบที่สร้างขึ้นรอบๆ ตัวเชื่อมต่อ MPO-12 กลายเป็นมาตรฐานเนื่องจากแอปพลิเคชันออปติกแบบขนานในยุคแรกๆ ใช้การส่งข้อมูลแบบ 10 ไฟเบอร์ (4x10G SR4 สำหรับอีเทอร์เน็ต 40G) โครงสร้างพื้นฐานที่ติดตั้งในยุคนั้นถือว่าเพิ่มขึ้น 12 ไฟเบอร์ แผงแพทช์ เทปคาสเซ็ต สายเคเบิลท้ายรถ ล้วนได้รับการออกแบบโดยใช้เส้นใยหลายสิบชนิด

จากนั้นตัวรับส่งสัญญาณ QSFP ก็เข้ามาโดยใช้ไฟเบอร์เพียง 8 เส้น (ตำแหน่ง 1-4 และ 9-12 ปล่อยให้ตรงกลางสี่เส้นมืด) ทันใดนั้น 33% ของความจุไฟเบอร์ของคุณไม่ได้ถูกใช้งานในทุกการเชื่อมต่อ MPO-12 นั่นเป็นของเสียราคาแพงในวงกว้าง

สถาปัตยกรรม Base-8 แก้ไขปัญหานี้ด้วยการสร้างโครงสร้างพื้นฐานรอบๆ ตัวเชื่อมต่อ MPO-8 ใช้ไฟเบอร์เต็มที่ไม่มีของเสีย แต่มีความหนาแน่นต่อตัวเชื่อมต่อต่ำกว่า และต้องใช้คาสเซ็ต อะแดปเตอร์ และการกำหนดค่าแยกที่แตกต่างจากการปรับใช้ Base-12 ที่มีอยู่

คำตอบที่ซื่อสัตย์? ขึ้นอยู่กับจุดเริ่มต้นของคุณ

ศูนย์ข้อมูล Greenfield ที่มีกระดานชนวนที่สะอาดมักจะเลือกฐาน-8 เพื่อประสิทธิภาพ ไซต์งาน Brownfield ที่มีโครงสร้างพื้นฐาน MPO-12 อยู่แล้ว เผชิญกับการตัดสินใจย้ายที่เจ็บปวด บางครั้ง Hyperscaler จะใช้สภาพแวดล้อมแบบไฮบริด ได้แก่ Base-8 สำหรับลิงก์ตัวรับส่งสัญญาณโดยตรง Base-12 สำหรับการกระจายแบบมีโครงสร้าง และจัดการความซับซ้อนในการแปลงภายใน

MPO-24 เสนอเส้นทางสายกลางที่มีความหนาแน่นสูงกว่าตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่ง ไฟเบอร์ 24 เส้นรองรับการกำหนดค่าทั้ง 3×8 และ 2×12 ผ่านสายเคเบิลแปลง ทำให้มีความยืดหยุ่นในการโยกย้าย โดยมีต้นทุนการจัดการขั้วที่ซับซ้อนมากขึ้น

จบ-Face Polish: คำถามของ APC

เป็นเวลาหลายปีที่ UPC (การสัมผัสทางกายภาพเป็นพิเศษ) ครอบงำการใช้งานศูนย์ข้อมูลแบบมัลติโหมด รูปทรงใบหน้าด้านแบน-ทำงานได้ดีสำหรับการปรับ NRZ ที่ความเร็ว 10G และ 25G

จากนั้น PAM4 ก็เกิดขึ้น

เครื่องรับส่งสัญญาณ 400G และ 800G สมัยใหม่ที่ใช้การส่งสัญญาณ PAM4 100G- มีความไวเป็นพิเศษต่อการสะท้อนกลับ- รูปแบบการมอดูเลตระดับสี่-จะบีบระยะขอบของสัญญาณให้แน่นเพียงพอที่การส่งกลับทางแสงจากอินเทอร์เฟซของตัวเชื่อมต่อที่ไม่สมบูรณ์อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดบิตได้ ผู้ผลิตเครื่องรับส่งสัญญาณตอบสนองโดยการระบุอินเทอร์เฟซ APC (การสัมผัสทางกายภาพที่ทำมุม) -ว่าการขัดเงาที่ปลายด้าน 8- องศาจะสะท้อนแสงเข้าสู่ชั้นหุ้ม แทนที่จะหันกลับไปทางเลเซอร์

CommScope, Corning และผู้จำหน่ายรายใหญ่อื่นๆ นำเสนอตัวเลือก APC MPO โดยเฉพาะสำหรับการปรับใช้มัลติโหมด PAM4 คำแนะนำที่เป็นประโยชน์จาก NVIDIA และอื่นๆ: ใช้ MPO-12/APC หรือ MPO-16/APC สำหรับการเชื่อมต่อ 400G SR4/SR8 โดยเฉพาะในรุ่นใหม่

คำเตือนที่สำคัญประการหนึ่ง: ใบหน้าปลายทาง APC และ UPC- ไม่สามารถจับคู่กันได้ รูปทรงไม่เข้ากันทางกายภาพ ไซต์ของ Brownfield ที่ย้ายไปยัง 400G ต้องใช้สายเคเบิลแบบไฮบริด (APC ในด้านตัวรับส่งสัญญาณ UPC ไปยังโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่) หรือต้องยุติส่วนลำตัวที่ได้รับผลกระทบ

นี่เป็นรายละเอียดที่ดูเหมือนเล็กน้อยจนกว่าคุณจะยืนอยู่หน้าแผงแพทช์ที่มีขั้วต่อที่เข้ากันไม่ได้ในเวลา 2.00 น.

ประเภทการประกอบสายเคเบิล

อนาคต VSFF

นี่คือสิ่งที่น่าสนใจ

ตัวเชื่อมต่อ MPO แบบเดิม-แม้แต่รุ่น MPO-16 และ MPO-24 ก็ถึงขีดจำกัดความหนาแน่นแล้ว ตัวเรือนตัวเชื่อมต่อไม่สามารถหดตัวได้อีกในขณะที่ยังคงรักษารอยเท้าของปลอกโลหะ MT มาตรฐานไว้

ตัวเชื่อมต่อ Very Small Form Factor (VSFF) ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป สองการออกแบบชั้นนำ:

SN-มอนแทนา(Senko): สร้างขึ้นบนฟอร์มแฟคเตอร์ดูเพล็กซ์ SN โดยใช้การซ้อนไฟเบอร์แนวตั้ง มีให้เลือกทั้งแบบ 8 ไฟเบอร์และ 16 ไฟเบอร์ ประมาณ 2.7 เท่าของความหนาแน่นของ MPO มาตรฐาน

เอ็มเอ็มซี(US Conec): ใช้ปลอกโลหะ "TMT" ขนาดเล็กที่มีความสูงสอง-ในสามและครึ่งหนึ่งของความยาวปลอกโลหะ MT มาตรฐาน มีจำหน่ายในรุ่น 12, 16 และ 24 ไฟเบอร์ มีความหนาแน่นประมาณ 3 เท่าของ MPO

ตัวเชื่อมต่อทั้งสองกำลังได้รับความสนใจในสภาพแวดล้อมแบบไฮเปอร์สเกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการปรับใช้ 800G และคลัสเตอร์ AI/ML GPU ที่พื้นที่ชั้นวางมีราคาระดับพรีเมียม ปัจจุบัน Corning, CommScope และอื่นๆ นำเสนอระบบสายเคเบิลที่มีโครงสร้างซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้โครงสร้างพื้นฐานของ MMC

วิธีคำนวณที่น่าสนใจ: ตัวเชื่อมต่อ 216 SN-MT พอดีกับพื้นที่แผงเดียวกันกับตัวเชื่อมต่อ MPO-16 แบบดั้งเดิม 80 ตัว นั่นคือ 3,456 เส้นใยเทียบกับ 1,280 เส้นใยต่อ RU

การนำไปใช้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น-สำหรับศูนย์ข้อมูลขององค์กร เครื่องมือตรวจสอบและทำความสะอาดยังใหม่กว่า การฝึกอบรมการติดตั้งไม่แพร่หลาย และระบบนิเวศของส่วนประกอบที่เข้ากันได้มีขนาดเล็กกว่าแพลตฟอร์ม MPO ที่เติบโตเต็มที่ แต่วิถีที่ชัดเจน-VSFF จะมีความสำคัญต่อความต้องการความหนาแน่นสูง-

กรอบการคัดเลือกภาคปฏิบัติ

หยุดคิดมากเรื่องนี้

การทดสอบความเป็นจริง

ลิงก์ MPO ทุกรายการต้องมีใบรับรองระดับ 1 ก่อนใช้งานจริง นั่นหมายถึงการวัดการสูญเสียแสงในคู่ไฟเบอร์ทั้งหมด การตรวจสอบขั้ว และเอกสารประกอบที่เพียงพอสำหรับการปฏิบัติตามการรับประกันของผู้ผลิต

การทดสอบ MPO ช้ากว่าดูเพล็กซ์ ตัวเชื่อมต่อ MPO-12 มีปลายไฟเบอร์ 12 ด้าน-สำหรับตรวจสอบ ทำความสะอาด และตรวจสอบว่าแต่ละจุดมีจุดผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น การปนเปื้อนบนเส้นใยเดี่ยวสามารถลดการเชื่อมต่อออปติกแบบขนานทั้งหมดได้

Fluke Networks FI-3000 และเครื่องมือตรวจสอบที่คล้ายกันช่วยให้การวิเคราะห์ผ่าน/ไม่ผ่านโดยอัตโนมัติตามมาตรฐาน IEC ใช้พวกเขา การตรวจสอบด้วยสายตาจะตรวจจับการปนเปื้อนที่อาจพลาดการทดสอบการสูญเสียจนกว่าลิงก์จะล้มเหลวภายใต้การโหลด

และทำความสะอาดทุกขั้วต่อ ทุกครั้ง. จำนวนการหยุดทำงานของการผลิตที่ติดตามได้จากอนุภาคฝุ่นบนปลอกโลหะ MPO จะทำให้คุณหดหู่

ปิดความคิด

การเลือกตัวเชื่อมต่อ MPO ไม่ใช่งานวิศวกรรมที่สวยงาม เป็นการวางระบบโครงสร้างพื้นฐาน-เป็นการตัดสินใจที่ดูน่าเบื่อจนกระทั่งจำกัดตัวเลือกการอัปเกรดของคุณในอีกห้าปีต่อมา หรือทำให้เกิดความล้มเหลวเป็นระยะๆ ซึ่งใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการวินิจฉัย

เทคโนโลยีมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มัลติโหมดของ APC, ฟอร์มแฟคเตอร์ VSFF, การกำหนดค่าไฟเบอร์ 32- และไฟเบอร์ 48 สำหรับแอปพลิเคชัน 1.6T ที่เกิดขึ้นใหม่ แผนงานจะขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง

สร้างสิ่งที่คุณต้องการในวันนี้ แต่ปล่อยให้ตัวเองมีที่ว่างให้จัดการ จัดทำเอกสารแผนผังขั้วของคุณ สร้างมาตรฐานการนับไฟเบอร์ของคุณหากเป็นไปได้ และงบประมาณสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบที่ใช้งานได้จริงกับประเภทตัวเชื่อมต่อของคุณ

ศูนย์ข้อมูลที่ทำงานได้อย่างราบรื่นคือศูนย์ข้อมูลที่มีคนทำการตัดสินใจด้านโครงสร้างพื้นฐานที่น่าเบื่ออย่างถูกต้องเมื่อหลายปีก่อน เป็นคนๆนั้น