Η ίναΥποδοχή MPOστέκεται ως ακρογωνιαίος λίθος στη σύγχρονη τηλεπικοινωνιακή υποδομή, σχεδιασμένη για να ενοποιεί πολλαπλά οπτικά κανάλια σε μια ενιαία, μηχανικά μεταφερόμενη (MT) διεπαφή φερούλων. Λειτουργεί σε 8, 12, 16 ή 24 διαμορφώσεις ινών-με ειδικές παραλλαγές που εκτείνονται σε 72 ίνες για μεγάλης κλίμακας-πίνακες οπτικής μεταγωγής-αυτή η αρχιτεκτονική πολλαπλών{{9}ινών ινών{10}} έχει αλλάξει ριζικά την οικονομική και τη διασύνδεση{1}. Η απάντηση στο εάν αυτοί οι σύνδεσμοι χειρίζονται υψηλό εύρος ζώνης δεν είναι απλώς καταφατική. είναι ο λόγος που οι μηχανικοί του data center κοιμούνται τη νύχτα.
Η παράλληλη οπτική άλλαξε τα πάντα
Τότε που τα 10 Gigabit Ethernet αισθάνονταν υπερβολικά, κανείς δεν περίμενε την έκρηξη εύρους ζώνης που θα απαιτούσε το cloud computing και η εκπαίδευση μοντέλων AI. Η βιομηχανία ανταποκρίθηκε με την παράλληλη οπτική{2}}ένα παράδειγμα μετάδοσης όπου πολλαπλές λωρίδες ινών λειτουργούν ταυτόχρονα αντί να σπρώχνουν περισσότερα κομμάτια σε ένα μόνο σκέλος. Εδώ έγιναν απαραίτητες οι συνδέσεις πολλαπλών{4} ινών MPO.
Πάρτε για παράδειγμα 40GBASE-SR4. Τέσσερις ίνες εκπομπής πιέζουν 10 Gbps η καθεμία, ενώ τέσσερις ίνες λήψης αντικατοπτρίζουν αυτή την απόδοση. Ένα MPO 8-ινών το χειρίζεται καθαρά. Μετακινηθείτε μέχρι τα 100GBASE-SR4 και η ίδια φυσική διεπαφή φιλοξενεί 25 Gbps ανά λωρίδα σε αυτές τις οκτώ ίνες. Ο σύνδεσμος δεν άλλαξε. Η τεχνολογία κωδικοποίησης και πομποδέκτη το έκανε.
400G παράλληλες εφαρμογές; Ακόμα επικράτεια MPO. Οι πομποδέκτες QSFP-DD και OSFP αξιοποιούν είτε 8-διαμορφώσεις οπτικών ινών με 100 Gbps ανά λωρίδα (χάρη στις προόδους διαμόρφωσης PAM4) είτε ρυθμίσεις 16 ινών για αναπτύξεις 400G-SR8. Η γενιά 800G που φτάνει σε εγκαταστάσεις υπερκλίμακας χρησιμοποιεί αυτές τις διεπαφές MPO 16 ινών με 8 κανάλια μετάδοσης και 8 λήψης που λειτουργούν στα 100 Gbps το καθένα.
Κανείς το 1996 δεν σχεδίαζε την αρχική υποδοχή MTP με την US Conec and Corning προέβλεψε εφαρμογές 1,6 Terabit. Ωστόσο, ο παράγοντας μορφής παραμένει. Αυτή είναι μια αξιοσημείωτη ισχύς διατήρησης για ό,τι ισοδυναμεί με ένα-αλεσμένο πλαστικό δακτύλιο ακριβείας.
Οι προϋπολογισμοί απωλειών γίνονται βάναυσοι με ταχύτητα
Εδώ είναι κάτι που δεν εμφανίζεται αρκετά συχνά στις εξασφαλίσεις μάρκετινγκ: γρηγορότερο δεν σημαίνει περισσότερη επιείκεια. Το πρότυπο πολλαπλών λειτουργιών SR4 40G επέτρεπε απώλεια εισαγωγής 1,5 dB από πομποδέκτη σε πομποδέκτη. Συγκρίνετε το με τον τυπικό χώρο κεφαλής ευαισθησίας 2,2 dB στους ίδιους τους πομποδέκτες, και έχετε μια "ζάντα προστασίας" 0,7 dB για την πραγματική-παγκόσμια ακαταστασία-μόλυνση, ανοχές κατασκευής, ακρίβεια εξοπλισμού δοκιμής.
Αυτή η ζώνη ασφαλείας συρρικνώνεται καθώς αυξάνονται οι ταχύτητες.
Η απόδοση του συνδετήρα MPO ινών εξαρτάται από τις παραμέτρους γεωμετρίας άκρου-που έχουν κωδικοποιηθεί στο IEC PAS 61755-3-31. Γωνία στίλβωσης, ύψος προεξοχής ινών, διαφορά ύψους κατά μήκος της συστοιχίας. Όταν δώδεκα ή δεκαέξι άκρες ινών πρέπει να επιτύχουν φυσική επαφή ταυτόχρονα μέσα σε ένα αποτύπωμα δακτυλίου μικρότερο από τη μικρογραφία σας, οι απαιτήσεις μηχανικής ακρίβειας γίνονται πραγματικά εντυπωσιακές. Μια διακύμανση ύψους που υπερβαίνει τις προδιαγραφές σημαίνει ότι ορισμένες ίνες ζευγαρώνουν σωστά ενώ άλλες παρουσιάζουν αυξημένη απώλεια εισαγωγής ή μειωμένη απώλεια επιστροφής.
Η ευαισθησία στη μόλυνση συνδυάζει τα πάντα. Οι εκτιμήσεις του κλάδου υποδεικνύουν ότι το 80% των αστοχιών δικτύου οπτικών ινών οφείλονται στη μόλυνση των συνδετήρων. Ένα σωματίδιο σε ένα άκρο ίνας-μέσα σε ένα MPO-24 μπορεί να διασχίσει ολόκληρο τον σύνδεσμο. Οι τεχνικοί πεδίου που έχουν αφιερώσει σαράντα-πέντε λεπτά κυνηγώντας ζητήματα διαλείπουσας απώλειας μόνο για να ανακαλύψουν μικροσκοπικά συντρίμμια τείνουν να αναπτύσσουν θρησκευτική αφοσίωση για να επιθεωρούν-πρωτόκολλα πριν από τη σύναψη.
Γιατί οι παραλλαγές 16 ινών έχουν σημασία τώρα
Το MPO 12-ινών κυριάρχησε για χρόνια. Οι εφαρμογές που χρειάζονται μόνο 8 ενεργές ίνες (όπως 40G και 100G SR4) απλώς άφησαν τις τέσσερις μεσαίες θέσεις αχρησιμοποίητες-σπατάλη, αλλά λειτουργική. Στη συνέχεια, 400G-SR8 και 800G-SR8 μπήκαν στην εικόνα.
Οκτώ μετάδοση συν οκτώ λήψη ισούται με δεκαέξι ίνες. Ο σύνδεσμος MPO 16 ινών το αντιμετωπίζει άμεσα, συσκευάζοντας τις ίνες σε μια ενιαία σειρά με σχέδιο μετατοπισμένου κλειδιού που αποτρέπει το τυχαίο ζευγάρωμα με παραλλαγές 12 ή 24 ινών. Πρόληψη σωματικών βλαβών μέσω ασυμβατότητας.
Το MTP-16 της Conec των ΗΠΑ και το SN-MT του Senko αντιπροσωπεύουν την επόμενη-γενιά πολύ μικρού παράγοντα μορφής (VSFF) υλοποιήσεις αυτής της έννοιας. Οι βελτιώσεις στην πυκνότητα είναι εκπληκτικές: 216 υποδοχές SN-MT ταιριάζουν εκεί που θα καταλάμβαναν 80 παραδοσιακά MPO 16 ινών. Για χειριστές υπερκλίμακας όπου ο χώρος στο rack σχετίζεται άμεσα με τις λειτουργικές δαπάνες, αυτός ο λόγος δικαιολογεί την άμεση υιοθέτηση.
Οι εκδόσεις μονής-λειτουργίας με στίλβωση υπό γωνία φυσικής επαφής (APC) ωθούνται σε εφαρμογές 800G-DR8 και LR8 σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Η οπίσθια-καταστολή ανάκλασης που παρέχει το APC καθίσταται αδιαπραγμάτευτη-όταν η μειωμένη αναλογία σήματος-προς{10}}θόρυβο της διαμόρφωσης PAM4 δεν αφήνει περιθώρια για παρεμβολές ανακλώμενης ενέργειας.
Το πρόβλημα της πολικότητας παραμένει
Όποιος έχει αφιερώσει πραγματικό χρόνο σε δομημένη καλωδίωση κέντρου δεδομένων γνωρίζει ότι η διαχείριση πολικότητας παραμένει η πιο απογοητευτική πτυχή της συνδεσιμότητας πολλαπλών-ινών. Τρεις τυποποιημένες μέθοδοι (Τύπος Α, Β και Γ) προσπαθούν να διασφαλίσουν ότι οι πομποί συνδέονται με δέκτες μέσω διαφόρων συνδυασμών κασετών και καλωδίων κορμού. Το TIA-568.3-E εισήγαγε πρόσφατα τις μεθόδους καθολικής πολικότητας U1 και U2 για να απλοποιήσει τις αναπτύξεις, αλλά οι εγκαταστάσεις παλαιού τύπου παραμένουν ένα συνονθύλευμα.
Η λανθασμένη επιλογή τύπου πολικότητας δεν προκαλεί άμεση καταστροφική αστοχία. Προκαλεί το τρελό σύμπτωμα "κάποιες θύρες λειτουργούν, κάποιες όχι" που καταναλώνει ώρες αντιμετώπισης προβλημάτων. Οι τεχνικοί αλλάζουν άσκοπα τα καλώδια patch. Ο εξοπλισμός παίρνει RMA'd χωρίς πραγματικό ελάττωμα. Το λειτουργικό κόστος της σύγχυσης της πολικότητας σε μια ανάπτυξη 5.000 θυρών αθροίζεται ταχύτερα από ό,τι αντιλαμβάνονται οι ομάδες προμηθειών.
Βοηθούν οι εντοπιστές οπτικών σφαλμάτων. Τα ειδικά όργανα επαλήθευσης πολικότητας βοηθούν περισσότερο. Ωστόσο, τίποτα δεν αντικαθιστά την πειθαρχία της τεκμηρίωσης κατά την αρχική εγκατάσταση-την πειθαρχία που η πίεση χρόνου και οι περιορισμοί του προϋπολογισμού συνήθως παραβιάζουν.
Δοκιμή διεπαφών MPO: Βαθμίδα 1 έναντι Βαθμίδας 2
Η δοκιμή πιστοποίησης για συνδέσμους με τερματισμό MPO- ακολουθεί την ίδια δομή επιπέδου με την πιστοποίηση μεμονωμένης-ίνας. Το Tier 1 (βασικό) καταγράφει την απώλεια, το μήκος και την πολικότητα ανά κανάλι. Το Tier 2 (εκτεταμένο) προσθέτει χαρακτηρισμό OTDR που δείχνει την εξασθένηση, την ποιότητα ματίσματος και την ανάκλαση του συνδετήρα σε όλο το μήκος του συνδέσμου.
Τα μαθηματικά σχετικά με την αξιοπιστία του τεστ γίνονται άβολα με τους συνδέσμους πολλαπλών-ινών. Σκεφτείτε: με 95% εμπιστοσύνη (2-sigma), περίπου το 5% των αποτελεσμάτων μεμονωμένων δοκιμών ινών μπορεί να είναι εκτός της αναμενόμενης ακρίβειας. Για μια σύνδεση διπλής όψης LC, αυτό είναι διαχειρίσιμο. Για ένα MPO 12 ινών, δώδεκα ανεξάρτητες πιθανότητες 5% συνδυάζονται σε περίπου 60% πιθανότητα ότι τουλάχιστον μία μέτρηση ινών ξεφεύγει από την αναμενόμενη ακρίβεια ανά σύνδεσμο.
Αυτό δεν είναι ελάττωμα στην τεχνολογία MPO. Είναι στατιστική πραγματικότητα που πρέπει να ανταποκρίνονται στις μεθοδολογίες δοκιμών. Οι χειριστές υπερκλίμακας συνήθως καθορίζουν προσαρμοσμένα κριτήρια αποδοχής αντί να βασίζονται σε γενικά πρότυπα, ακριβώς επειδή η κλίμακα ανάπτυξής τους καθιστά τις ψευδείς απορρίψεις λειτουργικά ακριβές ενώ οι ψευδείς αποδοχές δημιουργούν φορτίο αντιμετώπισης προβλημάτων κατάντη.
Ο σύγχρονος εξοπλισμός δοκιμών, όπως το Fluke's MultiFiber Pro ή οι λύσεις του VIAVI, βελτίωσαν ό,τι παλαιότερα απαιτούσε ανεμιστήρα-καλώδια και κανάλια-με-επαλήθευση καναλιών χρησιμοποιώντας εξοπλισμό διπλής όψης OLTS. Η δοκιμή καλωδίων MPO με όργανα μονής-ίνας εξακολουθεί να λειτουργεί, αλλά καταναλώνει δυσανάλογο χρόνο από τον τεχνικό και αυξάνει τον κίνδυνο μόλυνσης μέσω επαναλαμβανόμενων κύκλων ζευγαρώματος.
400G και 800G: Το MPO παραμένει κεντρικό
Οι ομάδες εκπαίδευσης τεχνητής νοημοσύνης στη Βόρεια Βιρτζίνια, τη Σιγκαπούρη και το Δουβλίνο πιέζουν την πυκνότητα της κυκλοφορίας που θα φαινόταν παράλογη πριν από πέντε χρόνια. Οι διασυνδέσεις GPU-σε-GPU εντός υπολογιστικών ομάδων απαιτούν εύρος ζώνης 400G και 800G με ευαισθησία λανθάνοντος χρόνου μετρούμενη σε μικροδευτερόλεπτα. Η υποδομή σύνδεσης ινών MPO που επιτρέπει αυτούς τους φόρτους εργασίας δεν φαίνεται να είναι αξιοσημείωτη-προ-τερματισμένα καλώδια κορμού, κασέτες, πάνελ ενημέρωσης-αλλά αντιπροσωπεύει δεκαετίες μηχανικής τελειοποίησης.
Ο πομποδέκτης QSFP-DD και OSFP σχηματίζουν παράγοντες που οδηγούν αυτές τις ταχύτητες υποθέτοντας διεπαφές MPO. Τα καλώδια Breakout μετατρέπουν τερματισμούς MPO-12 ή MPO-16 σε LC duplex για συμβατότητα με παλαιού τύπου εξοπλισμό ή NIC διακομιστών χαμηλότερης ταχύτητας, μεγιστοποιώντας τη χρήση των θυρών και διατηρώντας τις επενδύσεις σε γενιές τεχνολογίας.
Τι γίνεται με τις εναλλακτικές; Το LC duplex παραμένει κυρίαρχο για εφαρμογές ενός καναλιού-και για αναπτύξεις WDM μεγάλων αποστάσεων-. Οι υποδοχές SN και CS καλύπτουν τις απαιτήσεις VSFF όπου ακόμη και η πυκνότητα MPO αποδεικνύεται ανεπαρκής. Ωστόσο, για οπτικά παράλληλης μικρής-προσέγγισης στην περιοχή από 100G έως 800G, οι υποδοχές MPO πολλαπλών-ινών παραμένουν η προεπιλεγμένη διεπαφή. Η υποστήριξη οικοσυστήματος-πομποδέκτες, καλώδια, κασέτες, εξοπλισμός δοκιμών{10}}δημιουργεί δυναμική που οι εναλλακτικοί τύποι σύνδεσης δυσκολεύονται να ξεπεράσουν.
Πραγματικότητα εγκατάστασης Οι μηχανικοί πεδίου γνωρίζουν
Η θεωρητική χωρητικότητα εύρους ζώνης δεν σημαίνει τίποτα εάν η εγκατάσταση πεδίου διακυβεύει την ακεραιότητα του συνδέσμου. Το άκρο του δακτυλίου MPO- αντιμετωπίζει πρωτόκολλα επιθεώρησης και καθαρισμού απαίτησης που οι υποδοχές LC και SC μπορούν μερικές φορές να ανεχθούν την παράλειψη. Η μεγαλύτερη επιφάνεια ζευγαρώματος επιτρέπει τη μετανάστευση της μόλυνσης κατά τη διάρκεια των προσπαθειών καθαρισμού-η βρωμιά από τη θέση ένα μετακινείται στη θέση δύο καθώς το πανί καθαρισμού διασχίζει.
Οι έμπειροι εγκαταστάτες επιθεωρούν πριν από τον καθαρισμό για να αποφύγουν να λερώσουν τους παρθένους συνδέσμους. Επιθεωρούν ξανά μετά τον καθαρισμό για να επαληθεύσουν τα αποτελέσματα. Κατανοούν ότι οι παραβιάσεις της ακτίνας κάμψης στη δρομολόγηση των καλωδίων κορμού δημιουργούν απώλειες μακροστροφής αόρατες κατά την εγκατάσταση αλλά καταστροφικές για τη σύνδεση των προϋπολογισμών. Αναγνωρίζουν ότι οι αναντιστοιχίες του αριθμού των ινών μεταξύ των εξαρτημάτων προκαλούν αστοχίες ευθυγράμμισης τις οποίες δεν επιλύει κανένας καθαρισμός.
Το χάσμα μεταξύ της πρακτικής εγκατάστασης σχολικών βιβλίων και της προθεσμίας-πιεστικής πραγματικότητας καθορίζει την πραγματική-παγκόσμια απόδοση MPO. Οι εργολάβοι που υποβάλλουν ανταγωνιστικές προσφορές δεν κατανέμουν πάντα επαρκείς ώρες εργασίας για την κατάλληλη πιστοποίηση. Οι κάτοχοι δικτύου που παρακάμπτουν τη δοκιμή αποδοχής ανακαλύπτουν προβλήματα μήνες αργότερα, όταν η κυκλοφορία εφαρμογών εκθέτει οριακούς συνδέσμους.
Τι σημαίνει το 1,6 Terabit για την Εξέλιξη του Connector
Εάν το 800G αντιπροσωπεύει την αιχμή του σήμερα, 1,6 Terabit ανά λωρίδα φαίνεται στους οδικούς χάρτες. Η αρχιτεκτονική MPO 16 ινών που υποστηρίζει 800G επεκτείνεται φυσικά: 8 ίνες μετάδοσης στα 200 Gbps ανά λωρίδα συν 8 ίνες λήψης ισούται με 1,6 Tbps συνολικά. Η μηχανική διεπαφή του βύσματος δεν αλλάζει ουσιαστικά. Η οπτοηλεκτρονική πομποδέκτη και οι μορφές διαμόρφωσης φέρουν το μηχανικό βάρος.
Οι προσεγγίσεις-συσκευασμένων οπτικών και ενσωματωμένων οπτικών-του σκάφους στοχεύουν να μετακινήσουν τη φωτονική πιο κοντά στη μεταγωγή ASIC, μειώνοντας πιθανώς τις αποστάσεις καλωδίωσης μεταξύ των ραφιών. Το εάν αυτές οι αρχιτεκτονικές μειώνουν τη συνάφεια του MPO παραμένει εικαστικό. Η μορφή σύνδεσης πολλαπλών{5}}ινών μπορεί απλώς να μετατοπιστεί από τη διασύνδεση rack-σε-τα εσωτερικά όρια του πλαισίου. Οι απαιτήσεις ευθυγράμμισης ακριβείας και η ευαισθησία μόλυνσης δεν θα εξαφανιστούν ανεξάρτητα από το πού τερματίζουν οι σύνδεσμοι.
Η ερώτηση του εύρους ζώνης, απαντήθηκε άμεσα
Μπορούν οι υποδοχές MPO ινών να χειριστούν υψηλό εύρος ζώνης; Αυτήν τη στιγμή υποστηρίζουν 800 Gbps σε περιβάλλοντα παραγωγής και κλιμακώνονται σε 1,6 Tbps σύμφωνα με τις υπάρχουσες προδιαγραφές διεπαφής. Η μορφή σύνδεσης που φαινόταν σκοπός-που κατασκευάστηκε για εφαρμογές 40G στα μέσα της δεκαετίας του 2010 επεκτείνεται με χάρη σε πολλές γενιές τεχνολογίας, προσαρμόζοντας πυκνότερους αριθμούς ινών, αυστηρότερες ανοχές κατασκευής και βελτιωμένους ρυθμούς λωρίδας πομποδέκτη.
Οι περιοριστικοί παράγοντες δεν είναι μηχανικοί περιορισμοί MPO. Είναι προϋπολογισμοί απώλειας, έλεγχος μόλυνσης, διαχείριση πολικότητας και ποιότητα εγκατάστασης. Οι οργανισμοί που αναπτύσσουν υποδομή υψηλού εύρους ζώνης-με καλωδίωση MPO πολλαπλών-ινών επιτυγχάνουν επιτυχία μέσω της πειθαρχίας επιθεώρησης, της σωστής επιλογής μεθοδολογίας δοκιμών και των πρακτικών τεκμηρίωσης που επιτρέπουν μελλοντική αντιμετώπιση προβλημάτων.
Για αρχιτέκτονες κέντρων δεδομένων που αξιολογούν επενδύσεις δομημένης καλωδίωσης, η υποδομή κορμού που βασίζεται σε MPO- παρέχει διαδρομές μετάβασης από 100G έως 400G σε 800G χωρίς αντικατάσταση χονδρικής. Οι παραλλαγές 8-ινών και 16-ινών ανταποκρίνονται στις τρέχουσες απαιτήσεις παράλληλων οπτικών ινών, ενώ οι διαμορφώσεις 24-ινών προσφέρουν περιθώριο επέκτασης. Οι προ{12}}τερματισμένες συγκροτήσεις μειώνουν τα χρονοδιαγράμματα ανάπτυξης σε σύγκριση με τον τερματισμό πεδίου και οι αρχιτεκτονικές που βασίζονται σε κασέτες απλοποιούν τις μετακινήσεις-προσθέσεις-αλλαγές σε όλη τη διάρκεια ζωής της εγκατάστασης.
Η υποδοχή MPO πολλαπλών{0} ινών δεν χειρίζεται απλώς μεγάλο εύρος ζώνης. Σε παράλληλες αναπτύξεις οπτικών που κυριαρχούν στα κέντρα δεδομένων υπερκλίμακας και επιχειρήσεων, παραμένει η μόνη πρακτική επιλογή διεπαφής. Αυτή η θέση στην αγορά δεν ήταν τυχαία. Τρεις δεκαετίες μηχανικής βελτίωσης, ανάπτυξης προτύπων και δημιουργίας οικοσυστημάτων δημιούργησαν υποδομές που η αύξηση του εύρους ζώνης έχει επικυρώσει αντί να έχει ξεπεραστεί.
