Os conectores multi{0}}push-de fibra alteraram fundamentalmente a topologia de cabeamento do data center. UmConexão MPO-para{1}}MPO-ligando essencialmente duas interfaces de matriz de múltiplas{1}}fibras diretamente-serve como arquitetura de backbone para transmissão óptica paralela e roteamento de tronco de alta{3}}densidade. Ao contrário das conexões LC ou SC duplex tradicionais que lidam com pares de fibra única, as interfaces MPO consolidam 8, 12, 16 ou até mesmo 24 fios de fibra em um conjunto de ponteira unificado, permitindo a transmissão simultânea de dados em múltiplas-vias em conformidade com os padrões IEEE 802.3 para 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR4 e especificações emergentes de 400G.
A situação da óptica paralela
É aqui que as coisas ficam interessantes-e, honestamente, um pouco contra-intuitivas se você estiver usando cabeamento duplex legado.
Os links de fibra tradicionais funcionam segundo um princípio simples: um fio transmite, outro recebe. Limpar. Elegante. Mas quando os arquitetos de rede começaram a avançar em direção às velocidades de 40 Gigabit e 100 Gigabit, a física ficou complicada. Fabricar ópticas que ligam e desligam 40 bilhões de vezes por segundo? Proibitivamente caro. A solução alternativa foi inteligente: em vez de um canal-muito rápido, use várias faixas mais lentas rodando simultaneamente.
40GBASE-SR4 divide o tráfego em quatro pistas de 10G. 100GBASE-SR4 faz o mesmo com quatro pistas de 25G. Cada pista precisa de sua própria fibra de transmissão e recepção. São no mínimo oito fibras para um único link-de alta velocidade. De repente, aqueles antigos patch cords LC parecem inadequados.
Conexões MPO-para{1}}MPO se tornaram a solução óbvia. Conecte um tronco MPO de 12 ou 8 fibras diretamente entre dois transceptores SR4 e você terá seu canal óptico paralelo estabelecido. Sem módulos de conversão, sem problemas de distribuição - apenas conectividade direta.
Implantações de tronco de backbone
A maioria dos gerentes de data center encontra conexões MPO-para{1}}MPO primeiro em aplicativos de backbone, mesmo antes da óptica paralela entrar em cena.
O cenário normalmente se desenrola assim: você está executando 10 Gigabit Ethernet em suas instalações, usando LC duplex convencional em todos os lugares. Mas os caminhos dos cabos estão ficando congestionados. A instalação de sessenta cabos duplex individuais entre áreas de distribuição consome espaço no caminho, complica o gerenciamento de cabos e cria problemas de fluxo de ar. Alguém sugere a consolidação em cabos tronco MPO.
Um único tronco MPO de 24{2}}fibras substitui doze execuções duplex separadas. Nos pontos de terminação, cassetes MPO-para{6}}LC ou módulos fanout se dividem em conexões duplex individuais para seu equipamento 10G. A própria espinha dorsal-da infraestrutura crítica entre as principais áreas de distribuição e as áreas de distribuição horizontal-continua sendo MPO-para MPO.
Isso não é apenas arrumação por si só. Assemblies MPO pré{1}}terminados são implantados mais rapidamente do que alternativas{2}}terminadas em campo. As extremidades-polidas de fábrica geralmente atingem uma perda de inserção de 0,35 dB ou mais, em comparação com os resultados variáveis obtidos de técnicos de campo que trabalham em espaços com teto apertado.
Quando MPO direto-para{1}}MPO realmente faz sentido
Nem toda implantação justifica essa abordagem, e já vi muitas instalações onde o MPO foi implementado... digamos com entusiasmo... sem uma justificativa clara.
Conexões diretas de MPO-para{1}}MPO funcionam melhor quando:
- Seu equipamento suporta nativamente interfaces MPO.Os transceptores modernos QSFP+, QSFP28 e QSFP-DD geralmente apresentam receptáculos MPO. Conectando um switch 40G a outro switch 40G? Execute um tronco MPO diretamente entre eles. A óptica 40GBASE-SR4 em cada extremidade termina em 12-fibras MPO (embora apenas 8 fibras sejam realmente usadas-as posições 5 a 8 permanecem escuras). Um tronco de polaridade Tipo B com conectores chaveados em ambas as extremidades controla a reversão da fibra automaticamente.
- Os requisitos de densidade exigem consolidação.Um patch panel 1U acomodando 72 fibras via MPO ocupa o mesmo espaço que um que contém 24 fibras via LC. Em ambientes de hiperescala onde cada unidade de rack conta, essa vantagem de densidade aumenta em milhares de conexões.
- O planeamento da migração justifica o investimento inicial em infraestruturas.Este é o ângulo estratégico: implante hoje mesmo troncos MPO de 12 fibras para sua conectividade 10G LC por meio de cassetes. Quando a eventual atualização 40G ou 100G chegar, troque os cassetes por painéis adaptadores MPO e conecte seu equipamento SR4 diretamente. O cabeamento do backbone permanece intacto.
Mas executar MPO-para{1}}MPO entre dois dispositivos que falam LC? Isso requer hardware de conversão adicional-cassetes e cabos de chicote-o que aumenta a perda de inserção e o custo. Às vezes, o duplex convencional faz mais sentido.
Polaridade: o encrenqueiro silencioso
Devo mencionar a polaridade porque ela atrapalha mais instalações do que as pessoas admitem.
Os conectores MPO transportam múltiplas fibras em posições fixas. A posição 1 em uma extremidade deve ser conectada à posição apropriada na outra extremidade com base no seu esquema de polaridade. Existem três métodos (Tipo A, Tipo B, Tipo C), cada um usando diferentes configurações de cabos e orientações de chave.
O tipo B domina as implantações ópticas paralelas. As posições da fibra invertem de ponta a ponta-: a posição 1 chega na posição 12, a posição 2 na posição 11 e assim por diante. Isso acontece porque ambos os conectores são montados com chave-, com a reversão ocorrendo dentro do próprio cabo.
O tipo A usa uma abordagem-direta com chave-para cima em uma extremidade e chave-para baixo na outra. Funciona bem para aplicações de breakout duplex usando cassetes, mas conectando transceptores SR4 diretamente? Você precisará de um patch cord Tipo B em uma extremidade para corrigir a polaridade.
A parte frustrante: você pode conectar fisicamente cabos de polaridade incompatíveis sem qualquer indicação óbvia de que algo está errado. Os conectores se encaixam de forma satisfatória. Então seus links falham ou suas pistas ficam confusas e a solução de problemas começa.
Projetos de conectores mais recentes, como o MTP Elite Pro da US Conec, permitem a conversão de polaridade de campo usando uma ferramenta simples-pelo menos para aplicações multimodo. Os conectores APC monomodo não podem ser convertidos devido ao polimento angular.
400G e além: o aumento da contagem de fibras
A transição para Ethernet de 400 Gigabit introduziu conectores MPO de 16 fibras no vocabulário principal do data center.
400GBASE-SR8 opera em oito pistas paralelas de 50 G cada. Oito fibras de transmissão, oito fibras de recepção -dezesseis no total. A pegada do conector permaneceu aproximadamente equivalente ao MPO tradicional de 12 fibras, apenas com uma única linha de 16 fibras em vez de 12.
A orientação da chave difere entre as variantes MPO de 12 e 16 fibras, especificamente para evitar acasalamentos acidentais. Pequenos detalhes, implicações significativas.
Para 400GBASE-DR4 em modo único, a arquitetura muda novamente. Quatro pistas de 100G cada, usando modulação PAM4, requerem apenas oito fibras. Mas essas conexões exigem polimento de contato físico angular (APC) para gerenciar a perda de retorno na maior complexidade de sinalização. Os conectores ainda são invólucros MPO de 12 fibras, com as posições 5 a 8 não utilizadas, mas o ângulo APC adiciona outra consideração de compatibilidade.
As implantações 800G já estão aparecendo em instalações-de ponta, avançando para 16-MPO de fibra como padrão e explorando conectores de fator de forma-muito-pequeno- (VSFF), como o SN-MT da Senko, para obter densidade ainda maior.
Realidades de instalação
A teoria parece limpa. A prática fica mais confusa.
As conexões MPO exigem limpeza obsessiva. Uma única partícula de contaminação em uma fibra em uma matriz de 12-fibras pode degradar ou interromper a conexão dessa via. Ao contrário dos conectores duplex, nos quais você inspeciona e limpa duas extremidades de fibra, o MPO exige o exame de doze ou mais, de preferência com um microscópio projetado para inspeção de matriz.
"Confie, mas verifique" se aplica aqui. Limpe o conector. Inspecione-o. Freqüentemente, você descobrirá que a primeira passagem de limpeza moveu os detritos em vez de removê-los. Limpe novamente. Re-inspecione. Acople a conexão apenas depois de confirmar que todas as posições da fibra estão livres.
O acasalamento em si requer atenção ao gênero. Os conectores MPO macho possuem pinos de alinhamento; conectores fêmeas possuem furos correspondentes. A tentativa de acoplar dois conectores fêmea por meio de um adaptador resulta em nenhuma transmissão de luz-as extremidades do ferrolho nunca alcançam contato físico sem que os pinos forcem o alinhamento. Observei técnicos experientes cometerem esse erro e fiquei intrigado com o motivo pelo qual seu link "conectado" não mostrava nenhum sinal.
Os transceptores normalmente têm receptáculos machos (fixados), esperando patch cords fêmeas ou cabos troncais. Os cabos tronco geralmente passam de fêmea-para{2}}fêmea, contando com painéis adaptadores macho-para{4}}macho nos pontos de terminação. Mas cada fornecedor implementa de forma ligeiramente diferente, e as suposições sobre o género podem inviabilizar uma instalação inteira se o tipo de cabo errado chegar ao local.
Orçamentos de perdas ficam apertados
Canais ópticos paralelos operam sob orçamentos de perda rigorosos. 100GBASE-O SR4 permite perda total de canal de aproximadamente 1,9 dB para alcance de 100 metros em fibra multimodo OM4.
Cada acoplamento MPO contribui com algo entre 0,20 dB (para conectores de elite/baixa{1}}perda) e 0,75 dB (para conectores padrão, de acordo com as especificações do fabricante). Um canal típico de data center pode incluir quatro pares de conectores acoplados entre as faces do transceptor. Com conectores padrão, você consumiu 3 dB apenas nas conexões,-excedendo todo o seu orçamento antes mesmo da atenuação da fibra ser considerada.
É por isso que existem componentes MPO de baixa perda-e por que eles valem a pena em aplicativos de alta-velocidade. Os conectores MTP Elite da US Conec especificam perda aleatória máxima de 0,35 dB, com valores típicos em torno de 0,15-0,20 dB. As tolerâncias de engenharia são mais restritas: melhor geometria da ponteira, alturas de protrusão de fibra mais precisas, controle de qualidade mais rigoroso.
Para aplicações 40G com orçamentos de maior alcance, conectores padrão podem ser suficientes. Para 100G por meio de vários painéis de patch e especialmente para implantações emergentes de 400G, especificar baixa-perda em todo o canal não é opcional-é aritmética.
Considerações monomodo
A maioria das discussões de MPO{0}}a{1}}MPO concentra-se em óptica paralela multimodo, mas aplicações monomodo existem e estão crescendo.
400GBASE-DR4 executa quatro canais 100G PAM4 em fibra monomodo em distâncias de até 500 metros. Os conectores são MPO de 12-fibras com polimento APC. Existem oito{11}}variantes de fibra para aplicações como 100GBASE-PSM4.
O MPO monomodo exige tolerâncias ainda mais rigorosas que o multimodo. Os núcleos de fibra menores (9 mícrons versus 50 mícrons para OM4) deixam menos margem para erros de alinhamento. As especificações de perda de inserção são ajustadas de acordo.
E o ângulo APC acrescenta complexidade. Você não pode combinar um conector APC com um conector UPC;-as faces angulares e planas das extremidades não se alinharão corretamente, resultando em grandes perdas e possíveis danos. A etiquetagem dos cabos e equipamentos deve indicar claramente APC versus UPC, e a aquisição deve especificar corretamente. Fazer isso errado significa cabos inutilizáveis e pedidos de substituição rápidos.
O cálculo econômico
A infraestrutura MPO custa mais antecipadamente do que implantações duplex equivalentes. Os conectores são mais caros. O equipamento de teste é especializado. As ferramentas de limpeza são diferentes.
Mas o trabalho de instalação cai significativamente com conjuntos MPO pré-terminados em comparação com cabos duplex{1}}terminados em campo. A utilização do caminho do cabo melhora. A capacidade de migração futura proporciona valor de opcionalidade.
O cálculo depende muito da escala. Uma rede de pequena empresa com vinte links 10G provavelmente não justifica a infraestrutura MPO. Um data center em hiperescala que implementa dezenas de milhares de conexões 100G não tem alternativa prática.
Algures entre estes extremos encontra-se um ponto de equilíbrio que depende das taxas de trabalho, das restrições do percurso, das projecções de crescimento e da tolerância ao risco face a perturbações migratórias. A resposta honesta é: varia.
Orientação prática (finalmente)
Se você estiver implantando sistemas ópticos paralelos de 40G, 100G ou 400G, as conexões MPO-a{4}}MPO serão essencialmente obrigatórias. Os transceptores exigem isso.
Se você estiver executando cabeamento de backbone de alta{0}}densidade e antecipar a migração óptica paralela dentro da vida útil da infraestrutura (normalmente 15+ anos para cabeamento estruturado), os troncos MPO com interrupções de cassete fornecem uma arquitetura sensata.
Se você estiver conectando um pequeno número de links-de velocidade mais baixa sem nenhum caminho de migração em vista, o duplex convencional provavelmente funcionará melhor. A infraestrutura MPO introduz complexidade que deve ser justificada pela densidade, desempenho ou benefícios de migração.
Ao especificar MPO-para-MPO:
Confirme se a contagem de fibras corresponde ao seu aplicativo. 8-fibra para alguns aplicativos 40G BiDi. 12-fibra para SR4 e a maioria das fibras ópticas paralelas. 16-para aplicativos 400G SR8 e 800G.
Verifique a compatibilidade do método de polaridade em todos os componentes. Misturar cabos Tipo A e Tipo B sem entender as implicações cria canais-não funcionais.
Especifique o gênero do conector corretamente para sua arquitetura de interconexão. Documente o que é masculino e o que é feminino, para onde vão os painéis adaptadores.
Orçamento para componentes{0}}de baixa perda em aplicativos de 100G e superiores. A matemática da perda de inserção não mente.
Plano de inspeção e limpeza. Adquira escopos de inspeção de matriz apropriados e ferramentas de limpeza-específicas para MPO antes do início da instalação.
A tecnologia opera -milhões de MPO-para-conexões MPO operarem de maneira confiável em todo o mundo. O sucesso depende da compreensão dos requisitos e da execução adequada dos detalhes. O que, honestamente, descreve a maioria dos aspectos da infraestrutura de data center.
