Το 2019 παρακολούθησα ένα πλήρωμα σε μια εγκατάσταση συντοπισμού να ξοδεύει έντεκα ώρες για να διορθώνει αυτό που αποδείχθηκε ότι ήταν ένα καλώδιο Τύπου Α συνδεδεμένο σε υποδομή Τύπου Β. Τα καλώδια mpo λειτούργησαν τέλεια από την οπτική γωνία του φυσικού στρώματος-το φως μετέδιδε, η εξασθένηση μετρήθηκε εντός των προδιαγραφών-αλλά η αναντιστοιχία πολικότητας σήμαινε ότι οι λωρίδες TX έρχονταν σε λωρίδες TX αντί για RX. Απλό λάθος που κόστισε σε κάποιον το Σαββατοκύριακο.
Η τεχνολογία MPO Cable δεν είναι καινούργια (η βασική σχεδίαση της σύνδεσης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1990), αλλά η ανάπτυξη επιταχύνθηκε πολύ μετά το 2015, όταν τα 40G και 100G άρχισαν να αντικαθιστούν τα 10G ως τυπικές ταχύτητες κέντρου δεδομένων. Αυτό που άλλαξε ήταν οι απαιτήσεις πυκνότητας. Δεν μπορείτε να δημιουργήσετε μια σύγχρονη εγκατάσταση υπερκλίμακας χρησιμοποιώντας υποδοχές διπλής όψης LC για τα πάντα-ο χώρος του πίνακα δεν υπάρχει και το κόστος εργασίας εγκατάστασης γίνεται παράλογο. Καταλήξαμε λοιπόν σε αυτές τις συστοιχίες πολλαπλών-ινών που συσκευάζουν 12, 24 ή ακόμα και 72 ίνες σε έναν ενιαίο σύνδεσμο, περίπου στο μέγεθος της μικρογραφίας σας.
Η βασική μηχανική λειτουργία: σπρώχνετε δύο-ακριβώς κατασκευασμένα φερμουάρ μεταξύ τους, έτσι ώστε πολλοί πυρήνες από ίνες γυαλιού να ευθυγραμμίζονται από το άκρο-στο-το άκρο με ακρίβεια μικρομέτρων. ΟΥποδοχή MPOχρησιμοποιεί οδηγούς καρφίτσες στη μία πλευρά (αρσενικό) που ταιριάζουν σε οπές ευθυγράμμισης στην άλλη πλευρά (θηλυκό) για να διασφαλίσει ότι όλες αυτές οι ίνες ευθυγραμμίζονται σωστά. Οι αρσενικοί σύνδεσμοι έχουν δύο καρφίτσες από ανοξείδωτο χάλυβα που προεξέχουν από την επιφάνεια του δακτυλίου-με διάμετρο περίπου 0,7 mm, που εκτείνονται ίσως 2-2,5 mm πέρα από την τελική επιφάνεια. Οι θηλυκοί σύνδεσμοι έχουν τις αντίστοιχες οπές που έχουν υποστεί μηχανική επεξεργασία στο δακτύλιο για να δεχτούν αυτές τις ακίδες.
Η ανοχή της διαμέτρου της ακίδας οδηγού είναι γελοία-μιλάμε για ±2 μικρόμετρα για τη διάμετρο και τη θέση της ακίδας. Αν σκεφτείτε ότι οι πολυτροπικοί πυρήνες ινών είναι 50 ή 62,5 μικρόμετρα (η μονή-λειτουργία είναι 9 μικρόμετρα), η ακρίβεια ευθυγράμμισης αρχίζει να έχει νόημα. Οποιαδήποτε πλευρική μετατόπιση πάνω από περίπου 2-3 μικρόμετρα αρχίζει να μειώνει αισθητά την απώλεια εισαγωγής και μια κακή ευθυγράμμιση 10 μικρομέτρων μπορεί να σας ωθήσει εντελώς εκτός των προδιαγραφών.
Κάθε ίνα σε ένα καλώδιο ίνας mpo λαμβάνει έναν αριθμό θέσης με βάση τη θέση της στη συστοιχία. Η τυπική αρίθμηση πηγαίνει από αριστερά-προς-δεξιά όταν κοιτάτε την άκρη του συνδετήρα με το κλειδί (αυτή τη μικρή πλαστική γλωττίδα στο πάνω μέρος του περιβλήματος) στραμμένο προς τα επάνω. Έτσι, η ίνα 1 είναι η αριστερή πλευρά, η ίνα 12 είναι η δεξιά πλευρά σε ένα τυπικό MPO ινών 12{10}}. Γίνεται πιο περίπλοκο με 24-πίνακες οπτικών ινών ή 72-πίνακες ινών επειδή έχετε πολλές σειρές-μετά αριθμείτε από αριστερά-προς τα δεξιά στην κάτω σειρά (1-12), στη συνέχεια από αριστερά προς τα δεξιά στην επόμενη σειρά επάνω (13-24) κ.λπ.
Γιατί η πολικότητα προκαλεί τα περισσότερα προβλήματα πεδίου
Τύπος Α, Τύπος Β, Τύπος Γ πολικότητα... οι συμβάσεις ονομασίας δεν βοηθούν. Ο τύπος Β είναι αυτό που χρησιμοποιούν οι περισσότερες αναπτύξεις 100G SR4 επειδή είναι ένα κλειδί-που αναστρέφεται ευθεία-μέσω-αναστρέφετε τον προσανατολισμό της υποδοχής στο ένα άκρο, ώστε οι λωρίδες μετάδοσης να ευθυγραμμίζονται φυσικά για να λαμβάνουν λωρίδες στο μακρινό άκρο. Συγκεκριμένα: με τον Τύπο Β (ονομάζεται επίσης "Μέθοδος Β" στα πρότυπα TIA-568), η ίνα 1 στο ένα άκρο συνδέεται με την ίνα 12 στο άλλο άκρο, η ίνα 2 πηγαίνει στο 11, η ίνα 3 στο 10 κ.ο.κ. Η αντιστροφή συμβαίνει μέσα στο καλώδιο κατά την κατασκευή.
Ο τύπος Α είναι ευθεία-μέσω-η ίνα 1 συνδέεται με την ίνα 1, η ίνα 2 με την ίνα 2 κ.λπ. Φαίνεται πιο απλό, αλλά στη συνέχεια θα πρέπει να χειριστείτε την αντιστοίχιση μετάδοσης/λήψης αλλού στο σύστημά σας, κάτι που συνήθως σημαίνει πιο περίπλοκα σχέδια του πίνακα ενημέρωσης κώδικα.
Ο τύπος C (μερικές φορές ονομάζεται "αναποδογυρισμένα ζεύγη") ανταλλάσσει γειτονικά ζεύγη-fiber 1 to 2, fiber 2 to 1, fiber 3 to 4, fiber 4 to 3, συνεχίζοντας αυτό το μοτίβο. Χρησιμοποιείται κυρίως σε συγκεκριμένες αναπτύξεις Cisco FEX και σε ορισμένες συστοιχίες αποθήκευσης.
Εδώ είναι που τα πράγματα γίνονται ακατάστατα στις πραγματικές εγκαταστάσεις. Τα δεδομένα της αγοράς (το valuates.com έχει αγορά συνδέσεων MPO στα 831 εκατομμύρια $ το 2024, προβλέπεται 2005 εκατομμύρια $ έως το 2031-που είναι 13,6% CAGR) δείχνουν τεράστια ανάπτυξη, αλλά δεν καταγράφουν πόσοι τεχνικοί πεδίου δεν κατανοούν πλήρως τις προδιαγραφές πολικότητας. Διαφορετικοί κατασκευαστές πομποδέκτη εφαρμόζουν τα pinouts διαφορετικά ακόμη και εντός του ίδιου προτύπου. Δοκίμασα τα Mellanox 100G SR4 QSFP που χρειάζονταν αντίθετη πολικότητα από τα Intel SR4 για την ίδια πλατφόρμα μεταγωγής{14}}και τα δύο υποστηρίζουν πλήρη συμμόρφωση με 100GBASE-SR4.
Η προδιαγραφή IEEE 802.3bm επιτρέπει αυτήν την παραλλαγή, η οποία είναι τεχνικά σωστή αλλά λειτουργικά απογοητευτική. Ο ελεγκτής καλωδίου σας θα εμφανίσει και τις 8 ίνες (4 TX, 4 RX σε διαμόρφωση 100G SR4) που περνούν δοκιμές οπτικής ισχύος και μετρήσεις απώλειας εισαγωγής, αλλά ο σύνδεσμος δεν θα εκπαιδεύεται επειδή το TX χτυπά TX. Πρέπει είτε να αλλάξετε καλώδιο αντίθετης πολικότητας είτε να χρησιμοποιήσετε μια κασέτα προσαρμογέα πολικότητας{8}}που αναστρέφεται.
Οι πομποδέκτες-τρίτου κατασκευαστές το κάνουν χειρότερο επειδή ορισμένοι κατασκευαστές περιορίζουν την τεκμηρίωση. Έλαβα οπτικά στοιχεία όπου το φύλλο δεδομένων αναγράφει pinout, αλλά η φυσική μονάδα το εφάρμοσε προς τα πίσω-Ο προμηθευτής ισχυρίστηκε "αναθεωρημένο pinout για συμβατότητα με παλαιού τύπου συστήματα" που μεταφράστηκε σε "καμώσαμε την κατασκευή αλλά αποφασίσαμε να το στείλουμε ούτως ή άλλως."
Μιλώντας για 100G SR4: αυτή η διαμόρφωση χρησιμοποιεί 8 από τις 12 ίνες σε μια τυπική υποδοχή MPO-12. Οι τέσσερις μεσαίες θέσεις (ίνες 5, 6, 7, 8 σε μια συστοιχία 12-ινών) δεν συνδέονται με τίποτα - είναι απλώς κενές οπές στην υποδοχή MPO του πομποδέκτη. Το πρότυπο 40GBASE-SR4 όρισε αυτή τη διάταξη αρχικά και το 100G SR4 διατήρησε την ίδια φυσική διεπαφή για συμβατότητα προς τα πίσω. Αυτές οι αχρησιμοποίητες θέσεις δημιουργούν ευκαιρίες για εισχώρηση μόλυνσης στον σύνδεσμο, και αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο οι διαδικασίες καθαρισμού MPO είναι τόσο κρίσιμες σε σύγκριση με τους συνδέσμους LC όπου έχετε να κάνετε μόνο με δύο ακραίες ίνες αντί για δώδεκα.
Φυσική πυκνότητα έναντι πραγματικότητας εγκατάστασης
Οι πωλητές λατρεύουν να παρουσιάζουν διαφάνειες για το πώς ένα οπτικό καλώδιο 12-ινών ινών mpo αντικαθιστά έξι συνδέσεις διπλής όψης LC, εξοικονομώντας τεράστιο χώρο στον πίνακα. Τα μαθηματικά είναι θεμιτά - μια υποδοχή MPO-12 έχει πλάτος περίπου 7,5 mm έναντι περίπου 6,5 mm για ένα duplex LC, επομένως έχετε 6 φορές τον αριθμό ινών στο ίδιο περίπου αποτύπωμα. Κλιμακώστε το σε MPO-24 (συχνά χρησιμοποιείται σε αναπτύξεις 200G και 400G) και αναζητάτε 12 φορές βελτίωση σε σχέση με το LC.
Το Dataintelo.com δείχνει το τμήμα συγκροτημάτων καλωδίων MPO 12 ινών να αυξάνεται από 1,2 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023 σε προβλεπόμενα 2,8 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2032, γεγονός που αντικατοπτρίζει την πραγματική ανάπτυξη. Αλλά αυτή η ανάπτυξη της αγοράς δεν λαμβάνει υπόψη την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης που συνοδεύεται από μεγαλύτερη πυκνότητα.
Η ελάχιστη ακτίνα κάμψης για συγκροτήματα καλωδίου mpo είναι συνήθως 10 φορές η εξωτερική διάμετρος του καλωδίου κατά την εγκατάσταση, μειώνοντας ίσως το 5 φορές για στατικές εγκαταστάσεις μετά την επένδυση και τη στερέωση του καλωδίου. Για ένα τυπικό στρογγυλό καλώδιο κορμού MPO 3,0 mm, αυτό σημαίνει ακτίνα κάμψης 30 mm κατά την έλξη, 15 mm μετά την εγκατάσταση. Συγκρίνετε το με ίνα απλού μήκους 2,0 mm που χρειάζεται 20 mm κατά την έλξη, 10 mm στατική. Δεν ακούγεται μεγάλη διαφορά μέχρι να προσπαθήσετε να δρομολογήσετε πολλά καλώδια κορμού 24 ινών μέσω μιας οριζόντιας διαχείρισης καλωδίων 2RU και ανακαλύψετε ότι δεν υπάρχει φυσικά αρκετός χώρος για να διατηρήσετε τη σωστή ακτίνα κάμψης σε όλα ταυτόχρονα.
Ο παράγοντας διάσπασης το συνδυάζει αυτό. Ένα καλώδιο κορμού 12-ινών ινών MPO μπορεί να έχει διάμετρο 3,0 mm, αλλά όταν το αερίζετε σε 12 μεμονωμένες ίνες simplex (για σύνδεση με μεμονωμένους πομποδέκτες ή μετατροπή σε LC), αυτά τα πόδια ανεμιστήρα χρειάζονται χώρο δρομολόγησης. Τα περισσότερα συγκροτήματα σπασίματος MPO έχουν πόδια με σφιχτή αποθήκευση 900 micron, τα οποία είναι σχετικά άκαμπτα. Το να ντύσετε αυτά τα πόδια τακτοποιημένα σε ένα patch panel ή μια κασέτα απαιτεί χαλαρό μήκος και χώρο διαχείρισης καλωδίου που δεν λαμβάνεται υπόψη από τους υπολογισμούς της πυκνότητας.
Έχω κάνει εγκαταστάσεις όπου υπολογίσαμε 40% εξοικονόμηση χώρου χρησιμοποιώντας κορμούς MPO αντί για βραχυκυκλωτήρες διπλής όψης LC, αλλά αφού λάβαμε υπόψη τις απαιτήσεις ακτίνας κάμψης στα καλώδια του κορμού και τον χώρο δρομολόγησης ανεμιστήρα για τα σκέλη απόρριψης, η πραγματική εξοικονόμηση χώρου κατέληξε κοντά στο 15-20%. Ακόμα αξίζει τον κόπο, αλλά όχι τη δραματική βελτίωση που πρότειναν τα φύλλα προδιαγραφών.
Η πυκνότητα του rack έχει τρελαθεί. Τα δεδομένα του Mordorintelligence.com δείχνουν ότι η μέση πυκνότητα ισχύος rack αυξήθηκε από 15 kW το 2022 σε 40 kW σε νέες εγκαταστάσεις AI/ML έως το 2024. Αυτό δεν είναι απλώς αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας-είναι επίσης ένας διακομιστής μεσολάβησης για την υπολογιστική πυκνότητα, η οποία οδηγεί στην πυκνότητα συνδεσιμότητας. Ένα rack 40 kW μπορεί να έχει 40-50 διακομιστές, καθένας από τους οποίους χρειάζεται πολλαπλές συνδέσεις 25G ή 100G. Η υποδομή καλωδίωσης για την υποστήριξη αυτής της πυκνότητας πρέπει να χρησιμοποιεί τεχνολογίες καλωδίων οπτικών ινών mpo. απλά δεν υπάρχει άλλος τρόπος για να βάλετε αρκετό αριθμό ινών στο ράφι με τον διαθέσιμο χώρο δίσκου καλωδίων και πάνελ.
Αλλά υψηλότερη πυκνότητα σημαίνει λιγότερο χώρο κυκλοφορίας αέρα, γεγονός που δημιουργεί προκλήσεις θερμικής διαχείρισης. Τα υλικά του μανδύα καλωδίων έχουν ονομασίες θερμοκρασίας (συνήθως 75 μοίρες για τα καλώδια-βαθμολόγησης Plenum), αλλά η συνεχής λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες υποβαθμίζει το υλικό του μανδύα με την πάροδο του χρόνου. Έχω τραβήξει κορμούς MPO πέντε ετών-από σχάρες υψηλής-πυκνότητας όπου το υλικό του μπουφάν είχε γίνει εύθραυστο και ραγισμένο από τη θερμική ανακύκλωση, παρόλο που οι ίνες μέσα ήταν ακόμα λειτουργικές.
Τι συμβαίνει κατά τη μετάδοση σήματος
Όταν τρέχετε 100G μέσω ενός καλωδίου οπτικής ίνας mpo χρησιμοποιώντας πομποδέκτες SR4, στην πραγματικότητα τρέχετε τέσσερα ανεξάρτητα κανάλια 25G παράλληλα-25,78125 Gbps ανά λωρίδα για την ακρίβεια, επειδή υπάρχει γενική επιβάρυνση κωδικοποίησης 64B/66B. Αυτές οι τέσσερις λωρίδες εκπέμπουν ταυτόχρονα σε τέσσερις ίνες ενώ τέσσερις άλλες ίνες χειρίζονται τη διαδρομή επιστροφής. Η μονάδα πομποδέκτη QSFP28 μετατρέπει το ηλεκτρικό σήμα 100G από τη διεπαφή κεντρικού υπολογιστή σε τέσσερα οπτικά κανάλια σε μήκος κύματος 850nm (για ίνα πολλαπλών λειτουργιών OM3/OM4/OM5) ή 1310nm (για παραλλαγές απλής λειτουργίας PSM4).
Κάθε οπτική λωρίδα είναι ανεξάρτητη. Η διάταξη πομπού VCSEL (Κάθετη-Επιφάνεια κοιλότητας-Λέιζερ εκπομπής) στον πομποδέκτη έχει τέσσερα ξεχωριστά λέιζερ, καθένα από τα οποία διαμορφώνεται απευθείας από τη ροή ηλεκτρικών δεδομένων για αυτήν τη λωρίδα. Στην πλευρά λήψης, έχετε τέσσερις φωτοδίοδοι PIN που ανιχνεύουν το οπτικό σήμα και μετατρέπουν ξανά σε ηλεκτρικό. Ο χειρισμός της επιφάνειας λωρίδας γίνεται στο DSP του πομποδέκτη-θα υπάρξει κάποια διαφορική καθυστέρηση μεταξύ των λωρίδων, επειδή οι φυσικές διαδρομές ινών δεν έχουν απολύτως το ίδιο μήκος, επομένως ο δέκτης πρέπει να αποθηκεύσει προσωρινά και να ευθυγραμμίσει εκ νέου τις ροές δεδομένων προτού τις επανασυνδυάσει σε μια ενιαία ηλεκτρική έξοδο 100G.
Το Globalgrowthinsights.com σημειώνει ότι το 67% των κέντρων δεδομένων υπερκλίμακας χρησιμοποιούν πλέον MPO για παράλληλη μετάδοση οπτικών, κάτι που είναι λογικό δεδομένου ότι οποιαδήποτε ταχύτητα πάνω από 40G απαιτεί σχεδόν παράλληλες λωρίδες. 400Το G χρησιμοποιεί οκτώ λωρίδες στα 50G η καθεμία (στην πραγματικότητα 53,125 Gbps με PAM4 με κωδικοποίηση PAM4 8 6X, που σημαίνει συνολική κωδικοποίηση 8X, T. βρίσκεστε στην επικράτεια του MPO-16 ή του διπλού MPO-12.
Οι αλγόριθμοι διόρθωσης σφαλμάτων προς τα εμπρός στο φυσικό επίπεδο μπορούν να αντισταθμίσουν μια λωρίδα που έχει υψηλότερο ποσοστό σφάλματος bit, εφόσον οι άλλες λωρίδες διατηρούν την ποιότητα. Το τυπικό όριο BER είναι 10^-12 ή καλύτερο για λειτουργία "χωρίς σφάλματα", αλλά το FEC μπορεί να διορθώσει έως και 10^-5 BER σε μία μόνο λωρίδα, εάν οι άλλες λωρίδες λειτουργούν καθαρές. Αυτό έχει σημασία για την αντιμετώπιση προβλημάτων, επειδή μπορεί να έχετε μία μολυσμένη ίνα στο συγκρότημα του καλωδίου mpo που προκαλεί αυξημένα σφάλματα σε μία λωρίδα και ο σύνδεσμος παραμένει ανοιχτός, αλλά η απόδοση μειώνεται σταδιακά καθώς ο κινητήρας FEC λειτουργεί υπερωρίες.
Η θερμοκρασία επηρεάζει την απώλεια εισαγωγής περισσότερο από όσο αντιλαμβάνονται οι περισσότεροι άνθρωποι. Ο κεραμικός δακτύλιος (το ζιρκόνιο είναι κοινό υλικό) έχει συντελεστή θερμικής διαστολής περίπου 10 ppm/K, ενώ η ίνα πυριτίας είναι περίπου 0,5 ppm/K. Σε μια εναλλαγή θερμοκρασίας 30 μοιρών (όχι ασυνήθιστο μεταξύ νύχτας/ημέρας ή χειμώνα/καλοκαίρι σε ορισμένες εγκαταστάσεις), μπορείτε να δείτε το φερμουάρ να επεκτείνεται σε σχέση με την ίνα, γεγονός που αλλάζει ελαφρώς τη μηχανική ευθυγράμμιση. Συνήθως επηρεάζει μόνο την απώλεια εισαγωγής κατά μερικά εκατοστά του dB, αλλά αν ο σύνδεσμός σας ήταν οριακός στην αρχή, αυτή η μικρή αλλαγή μπορεί να σας ωθήσει σε περιοδικά σφάλματα.
Χειρότερα: ορισμένοι φθηνότεροι σύνδεσμοι MPO χρησιμοποιούν εποξειδικό υλικό για τη στερέωση των ινών στο δακτύλιο και το εποξειδικό έχει πολύ μεγαλύτερη θερμική διαστολή είτε από τα κεραμικά είτε από τις ίνες. Με την πάροδο του χρόνου και του θερμικού κύκλου, το εποξειδικό μπορεί να ερπυσθεί, επιτρέποντας στις θέσεις των ινών να μετατοπιστούν μικροσκοπικά. Οι σύνδεσμοι υψηλής ποιότητας-χρησιμοποιούν μηχανική πτύχωση ή άλλες μεθόδους συγκόλλησης χαμηλής-επέκτασης, αλλά παίρνετε αυτό που πληρώνετε.
Προβλήματα εγκατάστασης που παραλείπουν οι οδηγοί προμηθευτών
Κάθε οδηγός εγκατάστασης σάς λέει να καθαρίσετε τους συνδέσμους. Αυτό που δεν τονίζουν αρκετά είναι ότι ο καθαρισμός MPO απαιτεί εντελώς διαφορετικές διαδικασίες από τον καθαρισμό LC ή SC. Με το LC μπορείτε να-επιθεωρήσετε οπτικά την τελική επιφάνεια χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο χειρός (η μεγέθυνση 400x είναι στάνταρ), να εντοπίσετε τυχόν μόλυνση και να καθαρίσετε με ένα-καθαριστικό με ένα κλικ ή μαντηλάκια χωρίς χνούδι-με ισοπροπυλική αλκοόλη μέχρι η επιθεώρηση να δείξει καθαρή επιφάνεια.
MPO δεν μπορείτε να επιθεωρήσετε οπτικά χωρίς εξειδικευμένο εξοπλισμό. Οι ίνες είναι ελαφρώς εσοχές πίσω από την πρόσοψη του δακτυλίου (για την προστασία τους από ζημιά) και είναι παραταγμένες σε ένα πυκνό σχέδιο-12 ίνες σε πλάτος περίπου 6 mm ή 24 ίνες στον ίδιο χώρο για μια διάταξη 24 ινών. Ένα μικροσκόπιο χειρός δεν θα σας επιτρέψει να δείτε όλες τις άκρες των ινών ταυτόχρονα, και ακόμα κι αν μπορούσε, η γωνία επιθεώρησης είναι λάθος. Χρειάζεστε είτε έναν ανιχνευτή επιθεώρησης ειδικό για το MPO που απεικονίζει ολόκληρη τη συστοιχία ταυτόχρονα ή ένα αυτοματοποιημένο σύστημα επιθεώρησης που μπορεί να αναλύσει όλες τις τελικές όψεις και να τις βαθμολογήσει με επιτυχία/αποτυχία βάσει των προτύπων IEC 61300-3-35.
Αυτά τα συστήματα επιθεώρησης κοστίζουν πραγματικά χρήματα. Τα φτηνά φορητά πεδία MPO είναι ίσως $3000-4000, τα αυτοματοποιημένα συστήματα με βαθμολόγηση pass/fail μπορούν να λειτουργούν από $15.000-25.000. Πολλοί εργολάβοι εγκατάστασης δεν θέλουν να επενδύσουν τόσα πολλά σε εξοπλισμό δοκιμής, επομένως καθαρίζουν τους συνδέσμους χρησιμοποιώντας τις εγκεκριμένες κασέτες (μηχανικός υαλοκαθαριστήρας συν διαλύτης IPA) και ελπίζουν για το καλύτερο χωρίς την κατάλληλη επαλήθευση επιθεώρησης.
Τα πρότυπα μόλυνσης για το MPO είναι αυστηρότερα από τους συνδέσμους μεμονωμένων-ινών. Ένα σωματίδιο σκόνης ή ένα σκέλος ίνας που θα ήταν οριακά αποδεκτό σε έναν σύνδεσμο LC (προκαλώντας ίσως 0,2-0,3 dB πρόσθετη απώλεια) μπορεί να μπλοκάρει εντελώς μια ίνα σε μια συστοιχία MPO, επειδή οι μεμονωμένες ίνες είναι μικρότερες και πιο στενά τοποθετημένες. Τα κριτήρια επιτυχίας/αστοχίας που ορίζονται στο IEC 61300-3-35 καθορίζουν τα μέγιστα μεγέθη γρατσουνιών και σωματιδίων στη ζώνη πυρήνα ινών, τη ζώνη κόλλας, τη ζώνη επένδυσης και τις διαφορετικές ανοχές μόλυνσης στη ζώνη επαφής για κάθε ζώνη.
Τα δεδομένα της Bossonresearch.com υποδεικνύουν ότι το 40% των διακοπών δικτύου σε περιβάλλοντα υπερκλίμακας προήλθε από κακή ευθυγράμμιση ινών και προβλήματα σύνδεσης, με τη μόλυνση να είναι η κύρια αιτία. Ότι κομμάτια με επιμόλυνση από την εμπειρία{3}}του πεδίου είναι ο νούμερο ένα τρόπος αποτυχίας για εγκαταστάσεις καλωδίων ινών mpo, πριν από τη φυσική ζημιά, τη λανθασμένη πολικότητα ή τους κακούς πομποδέκτες.
Το πρόβλημα είναι ότι μπορεί να συμβεί μόλυνση σε οποιοδήποτε σημείο μεταξύ του τερματισμού του εργοστασίου και της τελικής εγκατάστασης. Ο σύνδεσμος μπορεί να αποσταλεί καθαρός από το εργοστάσιο (οι καλοί κατασκευαστές δοκιμάζουν κάθε σύνδεσμο), αλλά εάν ο εγκαταστάτης δεν χρησιμοποιεί σωστά καλύμματα σκόνης κατά το τράβηγμα του καλωδίου ή εάν τα καπάκια σκόνης πέσουν κατά την αποθήκευση ή αν κάποιος αγγίξει την ακραία επιφάνεια του δακτύλου (τα λιπαντικά των δακτύλων είναι τρομεροί ρύποι), έχετε εισαγάγει μόλυνση μέχρι τη δοκιμή που δεν θα βρεθεί.
Πληκτρολόγηση, προσανατολισμός και το χάος της αντιμετώπισης προβλημάτων
Αυτό το πλαστικό κλειδί στο περίβλημα της υποδοχής MPO-η μικρή γλωττίδα που κολλάει από πάνω-κάνει δύο πράγματα. Πρώτον, είναι μια δυνατότητα μηχανικής πόλωσης, ώστε να μην μπορείτε να εισάγετε το βύσμα ανάποδα-. Το κλειδί χωράει σε μια αντίστοιχη υποδοχή στον προσαρμογέα ή την υποδοχή. Δεύτερον, δημιουργεί μια αναφορά για την αρίθμηση ινών, η οποία γίνεται κρίσιμη όταν χρειάζεται να αντιμετωπίσετε ποια συγκεκριμένη ίνα σε μια συστοιχία 12 ινών προκαλεί προβλήματα.
Το πρότυπο TIA-568 λέει: με το κλειδί επάνω, η ίνα 1 βρίσκεται στην αριστερή πλευρά της συστοιχίας όταν κοιτάζει την τελική επιφάνεια σύνδεσης. Αλλά έχω ασχοληθεί με συγκροτήματα καλωδίων από ορισμένους Ασιάτες κατασκευαστές όπου αριθμήθηκαν από δεξιά-με το key up, ή ακόμη και δεν σημάδεψαν καθόλου τη θέση ίνας 1, αναγκάζοντάς σας να δοκιμάσετε με έναν οπτικό μετρητή ισχύος για να καταλάβετε το pinout. Αυτό δημιουργεί απόλυτη κόλαση κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων, επειδή το άτομο τεχνικής υποστήριξης στο τηλέφωνο σας λέει "ελέγξτε την ίνα 3 για μόλυνση" και κοιτάτε τη λάθος ίνα επειδή η αρίθμηση είναι αντίστροφη από ό,τι περιμένει.
Οι σύνδεσμοι αρσενικού έναντι θηλυκών υπάρχουν επειδή οι ακίδες οδηγών χρειάζονται κάπου να πάνε. Κάθε σύνδεση καλωδίου mpo απαιτεί ένα αρσενικό άκρο (με ακίδες) και ένα θηλυκό άκρο (χωρίς ακίδες). Τυπική πρακτική του κέντρου δεδομένων: τα patch panels είναι θηλυκά, τα καλώδια patch είναι αρσενικά και στα δύο άκρα. Με αυτόν τον τρόπο κάθε καλώδιο patch μπορεί να συνδεθεί σε οποιαδήποτε θύρα. Ο προσαρμογέας στον πίνακα είναι θηλυκός και στις δύο πλευρές, παρέχοντας τη διαμπερή σύνδεση μεταξύ της θύρας του πίνακα (θηλυκό) και του καλωδίου patch (αρσενικό).
Αυτό χαλάει όταν κάποιος παραγγείλει κατά λάθος ένα θηλυκό με τερματικό καλώδιο κορμού και στα δύο άκρα. Το είδαμε να συμβαίνει πολλές φορές-συνήθως ένα σφάλμα προμήθειας όπου κάποιος επέλεξε το λάθος πλαίσιο στη φόρμα παραγγελίας ή μια σύγχυση μεταξύ της ορολογίας "θηλυκό σύνδεσμος" και "θηλυκός προσαρμογέας". Το καλώδιο εμφανίζεται επί τόπου, οι εγκαταστάτες προσπαθούν να το συνδέσουν και τα δύο άκρα απαιτούν αρσενικούς οδηγούς, ώστε να μην συνδυάζεται με τίποτα στην υπάρχουσα υποδομή. Είτε στείλτε το καλώδιο πίσω για επανασύνδεση (συνήθως χρόνος παράδοσης 3-4 εβδομάδων) είτε-αντιστοιχίστε αρσενικά-σε-αρσενικούς προσαρμογείς (που στη συνέχεια δημιουργεί μη τυπικά προβλήματα πολικότητας).
Σύμφωνα με το proficientmarketinsights.com, η αγορά MPO έφτασε τα 813 εκατομμύρια δολάρια το 2025, αν και η valuates.com είπε 831 εκατομμύρια δολάρια για το 2024 και έχω δει άλλες πηγές να αναφέρουν εντελώς διαφορετικούς αριθμούς. Το σημαντικό είναι: πρόκειται για μια σημαντική αγορά με υποτιθέμενα ώριμα πρότυπα, αλλά η πρακτική εφαρμογή εξακολουθεί να είναι αρκετά ακατάστατη ώστε οι έμπειροι τεχνικοί να αντιμετωπίζουν προβλήματα τακτικά. Τα πρότυπα καθορίζουν τη φυσική διεπαφή, αλλά δεν αποτρέπουν ανθρώπινα λάθη κατά την ανάπτυξη ούτε χειρίζονται όλες τις περιπτώσεις αιχμής που εμφανίζονται σε πραγματικές εγκαταστάσεις.
Το χρώμα μπουφάν στο καλώδιο οπτικών ινών mpo ακολουθεί τις συμβάσεις-κίτρινο για μονή-λειτουργία OS2, aqua για OM3, βιολετί ή aqua για OM4 (εξαρτάται από τον κατασκευαστή), πράσινο ασβέστη για OM5. Αλλά το να βασίζεσαι αποκλειστικά στο χρώμα του σακακιού έχει δαγκώσει τους ανθρώπους. Έχω δει εγκαταστάσεις όπου ένα καλώδιο{7}}με τζάκετ aqua αποδείχθηκε ότι ήταν μονής-λειτουργίας OS2, επειδή ο κατασκευαστής είχε ξεμείνει από κίτρινο υλικό επένδυσης και αντικατέστησε το aqua, πιστεύοντας ότι "είναι ακόμα ίνα, ποια είναι η διαφορά;" Η διαφορά είναι ότι η σύνδεση πομποδεκτών VCSEL 850 nm που έχουν σχεδιαστεί για πολυλειτουργική ίνα OM4 σε ίνα μονής{13}}λειτουργίας OS2 σας δίνει τρομερή απώλεια σύνδεσης επειδή η αναντιστοιχία διαμέτρου πεδίου λειτουργίας κάνει το μεγαλύτερο μέρος του φωτός να συζευχθεί σε λειτουργίες επένδυσης που διαχέονται μέσα σε λίγα μέτρα.
Η κορδέλα και η χαλαρή κατασκευή{0}}σωλήνων στο εσωτερικό του τζάκετ κάνουν τη διαφορά στην εγκατάσταση αλλά όχι στην απόδοση του συνδέσμου. Το καλώδιο με κορδέλα συσκευάζει τις ίνες σε μια επίπεδη δομή κορδέλας, συνήθως με ίνες συνδεδεμένες μεταξύ τους σε υλικό μήτρας που έχει σκληρυνθεί με υπεριώδη ακτινοβολία-και πολλαπλές κορδέλες στοιβαγμένες εάν χρειάζεται για υψηλούς αριθμούς ινών. Επιτυγχάνει μικρότερη διάμετρο καλωδίου για έναν δεδομένο αριθμό ινών, αλλά η δομή της κορδέλας είναι πιο εύθραυστη-η υπέρβαση της ελάχιστης ακτίνας κάμψης μπορεί να σπάσει το υλικό της μήτρας, δημιουργώντας σημεία πίεσης όπου οι ίνες σπάνε αργότερα. Η χαλαρή κατασκευή σωλήνων τοποθετεί τις ίνες σε-γεμισμένους με τζελ ή αέρα-σωλήνες ρυθμιστικού πυρήνα, παρέχοντας καλύτερη μηχανική απομόνωση μεταξύ των ινών και μεγαλύτερη ευελιξία για τη δρομολόγηση εγκατάστασης πεδίου. Το μειονέκτημα είναι η μεγαλύτερη διάμετρος και το βάρος του καλωδίου.
Ξεσπάσματα και πραγματικότητες μετατροπών
Τα ευθεία καλώδια κορμού MPO λειτουργούν ιδανικά για συνδέσμους σημείου-σε-σημείου-που συνδέουν δύο διακόπτες με έναν κορμό 12-ινών ή 24 ινών, χρησιμοποιώντας όλες τις ίνες για συνδέσεις παράλληλων λωρίδων. Γίνεται πιο περίπλοκο όταν χρειάζεται να διασπάσετε αυτό το MPO σε μεμονωμένες συνδέσεις. Οι τύποι καλωδίων mpo που έχουν σχεδιαστεί για διακοπή λειτουργίας έχουν ένα τμήμα κορμού που τερματίζεται με βύσμα MPO στο ένα άκρο και πολλαπλές υποδοχές διπλής όψης LC που ανοίγουν στο άλλο άκρο.
Συνήθης διαμόρφωση: Το MPO-12 διασπάται σε 4 LC duplex (χρησιμοποιούνται οκτώ ίνες, τέσσερα ζεύγη). Αυτό χειρίζεται μετατροπή 40G-σε-4x10G (40GBASE-πομποδέκτης SR4 στην πλευρά MPO, τέσσερις πομποδέκτες 10GBASE-SR στην πλευρά LC) ή 100G-σε-4x25G. Το καλώδιο διακοπής χειρίζεται τη δρομολόγηση και την πολικότητα των ινών εσωτερικά, ώστε απλώς να συνδέσετε το άκρο MPO στη θύρα 40G/100G και να συνδέσετε τις τέσσερις υποδοχές διπλής όψης LC σε τέσσερις ξεχωριστές θύρες 10G/25G.
Όλο και περισσότερο κοινό: MPO-Διπλή όψη 16 έως 8 LC για εφαρμογές 400G. Ένας πομποδέκτης SR8 400G χρησιμοποιεί 16 ίνες (8 TX στα 50G η καθεμία, 8 RX στα 50G η καθεμία), οι οποίες χωρούν σε μια υποδοχή MPO-16 ή σε διπλό MPO-12. Η διάσπαση αυτού σε οκτώ ξεχωριστές συνδέσεις 50G (πομποδέκτες 50GBASE-SR SFP56) απαιτεί διαμόρφωση διακοπής 1 έως 8. Χρήσιμο για τη σύνδεση μιας θύρας μεταγωγής 400G σε παλαιότερη υποδομή που υποστηρίζει μόνο 25G ή 50G ανά θύρα ή για σταδιακή μετάβαση από χαμηλότερες ταχύτητες στα 400G χωρίς να χρειάζεται να αντικαταστήσετε τα πάντα ταυτόχρονα.
Οι μονάδες κασέτας που χρησιμοποιούνται για αυτά τα ξεσπάσματα εισάγουν ένα άλλο επίπεδο πολυπλοκότητας. Μέσα στην κασέτα έχετε τη μετατροπή MPO-σε-LC με εσωτερική δρομολόγηση ινών-ουσιαστικά ένα μικρό συγκρότημα MPO-σε-MPO ή MPO-σε-LC καλωδίου μέσα στο περίβλημα της κασέτας, με τις θύρες LC προς τα έξω. Κάθε εσωτερική σύνδεση προσθέτει απώλεια εισαγωγής (συνήθως 0,5-0,75 dB ανά ζεύγος ζευγών συνδέσμων) και το περίβλημα της κασέτας μπορεί να περιορίσει τη ροή αέρα εάν στοιβάζετε πολλές κασέτες σε πίνακα υψηλής πυκνότητας.
Ο εντοπισμός σφαλμάτων εγκαταστάσεων που βασίζονται σε κασέτα-είναι επώδυνος γιατί όταν ένας σύνδεσμος αποτυγχάνει, πρέπει να καταλάβετε: είναι το καλώδιο κορμού MPO, η σύνδεση MPO-σε-κασέτα, η εσωτερική δρομολόγηση της κασέτας, το καλώδιο ενημερωμένης έκδοσης LC από την κασέτα στον εξοπλισμό ή τον πομποδέκτη; Καταλήγετε να κάνετε δοκιμή απώλειας εισαγωγής σε κάθε τμήμα, να ανταλλάσσετε γνωστά-καλά καλώδια για να απομονώσετε την αστοχία, ελέγχοντας για μόλυνση σε κάθε σημείο σύνδεσης. Τα πλεονεκτήματα της δομημένης καλωδίωσης που κάνουν το globalgrowthinsights.com να αναφέρει αύξηση 52% στη χρήση MPO για την απλότητα εγκατάστασης δεν μεταφράζονται σε απλότητα αντιμετώπισης προβλημάτων όταν έχετε κασέτες στο μείγμα.
Το κόστος εργασίας υπερβαίνει το κόστος υλικού σε-εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας. Ένα καλώδιο κορμού MPO 12 ινών μπορεί να κοστίζει 150-300 $ ανάλογα με το μήκος και το επίπεδο ποιότητας, αλλά η εργασία εγκατάστασης (τράβηγμα, ντύσιμο, δοκιμές, τεκμηρίωση) μπορεί να κοστίσει 400-600 $ εάν λάβετε υπόψη τον χρόνο της τεχνολογίας ινών με εξειδίκευση. Η γνωστική έρευνα αγοράς σημειώνει ότι οι διακοπές της εφοδιαστικής αλυσίδας COVID-19 έπληξαν σκληρά τις εγκαταστάσεις MPO, εν μέρει από ελλείψεις εργατικού δυναμικού, αλλά και επειδή η εργασία MPO απαιτεί πιο εξειδικευμένη εκπαίδευση από τη βασική δομημένη καλωδίωση. Μπορείτε να διδάξετε κάποιον να τερματίσει και να δοκιμάσει τους συνδέσμους LC σε μερικές ημέρες. Η σωστή εγκατάσταση, καθαρισμός, δοκιμή και αντιμετώπιση προβλημάτων MPO απαιτεί εβδομάδες εκπαίδευσης και μήνες για να χτίσετε πραγματική επάρκεια.
Τι έρχεται και ποιοι περιορισμοί παραμένουν
Το 800G ξεκινά την ανάπτυξη τώρα (τέλη 2024/αρχές χρονοδιαγράμματος 2025) χρησιμοποιώντας οκτώ λωρίδες στα 100 G ανά λωρίδα. Αυτό απαιτεί τη μετάβαση σε 32 ίνες συνολικά (16 TX, 16 RX), που σημαίνει είτε MPO-24 με ορισμένες αχρησιμοποίητες θέσεις, διπλό MPO-16 ή αναμονή για MPO-32 που δεν έχει ακόμη τυποποιηθεί. Η τεχνολογία σύνδεσης μπορεί να υποστηρίξει φυσικά αυτές τις διαμορφώσεις - μπορείτε να κατασκευάσετε ένα δακτύλιο με 32 θέσεις ινών και να διατηρήσετε τις απαιτούμενες ανοχές ευθυγράμμισης - αλλά η πολυπλοκότητα της εγκατάστασης κλιμακώνεται άσχημα. Περισσότερες ίνες σημαίνει περισσότερος καθαρισμός, περισσότερη επιθεώρηση, περισσότερη αντιμετώπιση προβλημάτων όταν κάτι πάει στραβά.
Το 1.6T Ethernet βρίσκεται σε ανάπτυξη προτύπων (IEEE 802.3dj), πιθανότατα χρησιμοποιεί 16 λωρίδες στα 100G η καθεμία στις αρχικές αναπτύξεις και στη συνέχεια τελικά 8 λωρίδες στα 200G η καθεμία όταν το PAM4 στα 200G/λωρίδα γίνεται πρακτικό. Είτε έτσι είτε αλλιώς, εξετάζετε τις συνολικές ίνες 32+ (TX+RX), οι οποίες ωθούν την τεχνολογία σύνδεσης MPO στα όρια του πρακτικού για την ανάπτυξη πεδίου. Υπάρχουν εναλλακτικές προσεγγίσεις όπως η συνεκτική οπτική σε 1,6Τ πάνω από ζεύγη μεμονωμένων ινών, αλλά κοστίζουν σημαντικά περισσότερο από την παράλληλη οπτική.
Οι αναπτύξεις MPO μονής-λειτουργίας αντιμετωπίζουν αυστηρότερους περιορισμούς. Η ίνα OS2 έχει πυρήνα 9-μικρομέτρων έναντι 50-μικρομέτρων για την πολλαπλή λειτουργία OM4, επομένως η ανοχή πλευρικής ευθυγράμμισης πέφτει σε περίπου 1 μικρόμετρο ή λιγότερο. Οι οδηγοί καρφίτσες πρέπει να κατασκευάζονται με αυστηρότερες προδιαγραφές, η στίλβωση της ακραίας επιφάνειας του δακτύλου πρέπει να είναι πιο ακριβής και οποιαδήποτε μόλυνση γίνεται πιο κρίσιμη. Το upside είναι ότι η απόσταση-μονότροπη λειτουργία υποστηρίζει 10 km ή περισσότερα ακόμη και στα 400G (με χρήση PSM8 ή παρόμοιων προτύπων), έναντι ίσως 100 μέτρων για OM4 πολλαπλών λειτουργιών στα 400G SR8.
Η εξαγορά της Te.com της Linx Technologies τον Ιούλιο του 2022 (αναφέρεται στα δεδομένα γνωστικής έρευνας αγοράς) αφορούσε την επέκταση σε στοιχεία ραδιοσυχνοτήτων/κεραιών για το IoT, που δεν σχετίζονται άμεσα με τις ίνες, αλλά αντικατοπτρίζει την ευρύτερη κίνηση της βιομηχανίας προς ολοκληρωμένες λύσεις συνδεσιμότητας. Η πρόκληση για την τεχνολογία MPO δεν είναι ο ίδιος ο σχεδιασμός της σύνδεσης-που είναι ώριμος και αποδεδειγμένος-είναι το οικοσύστημα εγκατάστασης γύρω από αυτό. Χρειάζεστε καλύτερα προγράμματα εκπαίδευσης, πιο προσιτό εξοπλισμό επιθεώρησης, σαφέστερη τεκμηρίωση των σχημάτων πολικότητας και πιθανώς κάποια τυποποίηση των pinouts κασέτας για να μειώσετε την πολυπλοκότητα αντιμετώπισης προβλημάτων.
Οι τρέχουσες προβλέψεις της αγοράς (η Mordin Intelligence έχει την αγορά καλωδίων/καλωδίων κέντρου δεδομένων στα 20,91 δισεκατομμύρια δολάρια το 2025, αυξάνοντας στα 54,82 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2031 με 7,94% CAGR, η οπτική ίνα λαμβάνει μερίδιο εσόδων 60%) δείχνουν συνεχή ισχυρή ανάπτυξη λόγω της κατασκευής κέντρων δεδομένων υπερκλίμακας και της μετάβασης στα 400G/8. Το MPO θα κατακτήσει το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ανάπτυξης επειδή δεν υπάρχει πρακτική εναλλακτική λύση για την παράλληλη-πυκνότητα πολλαπλών{10}οπτικών ινών σε αυτές τις ταχύτητες.
Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι το χάσμα μεταξύ της θεωρητικής ικανότητας και της πραγματικότητας πεδίου. Η υποδοχή καλωδίου mpo μπορεί να υποστηρίξει φυσικά 800G, 1,6T, ακόμη υψηλότερα εάν χρειάζεται. Ο περιορισμός δεν είναι ο σύνδεσμος-αλλά η ποιότητα εγκατάστασης, ο έλεγχος μόλυνσης, η διαχείριση πολικότητας και το επίπεδο εκπαίδευσης των ατόμων που κάνουν την εργασία. Ένα τέλεια εγκατεστημένο σύστημα MPO λειτουργεί όπως έχει σχεδιαστεί. Ένα σύστημα που εγκαθίσταται από ανεπαρκώς εκπαιδευμένους τεχνικούς υπό πίεση χρονοδιαγράμματος, με ανεπαρκή πρωτόκολλα καθαρισμού και ανεπαρκή τεκμηρίωση, αποτυγχάνει κατά διαστήματα με τρόπους που είναι δαπανηροί στην αντιμετώπιση και επιδιόρθωση προβλημάτων.
Αυτό είναι το θεμελιώδες αντάλλαγμα της μηχανικής-με την τεχνολογία MPO: λαμβάνετε τεράστια βελτίωση πυκνότητας και χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης ανά-ίνα με αντάλλαγμα υψηλότερες απαιτήσεις δεξιοτήτων και λιγότερη ανοχή σε σφάλματα κατά την εγκατάσταση. Λειτουργεί τέλεια όταν γίνεται σωστά. Αποτυγχάνει ακριβά όταν γίνεται λάθος. Η παγκόσμια αγορά των 2-3 δισεκατομμυρίων δολαρίων υπάρχει επειδή τα κέντρα δεδομένων χρειάζονται λύσεις που ξεπερνούν τα 100 G χωρίς να απαιτείται πλήρης αντικατάσταση υποδομής κάθε 18 μήνες, και το MPO ικανοποιεί αυτή την απαίτηση τις περισσότερες φορές.
