كيف يعمل كابل Mpo؟

مرة أخرى في عام 2019، شاهدت طاقمًا في منشأة مشتركة يقضي إحدى عشرة ساعة في تصحيح أخطاء ما تبين أنه كبل من النوع A متصل بالبنية التحتية من النوع B. عملت كابلات mpo بشكل مثالي من منظور الطبقة المادية-كان الضوء ينقل، وتم قياس التوهين ضمن المواصفات-ولكن عدم تطابق القطبية يعني أن ممرات TX كانت تصل إلى ممرات TX بدلاً من RX. خطأ بسيط يكلف شخص ما عطلة نهاية الأسبوع.

تقنية MPO Cable ليست جديدة (يعود تصميم الموصل الأساسي إلى التسعينيات) ولكن تسارع نشرها بشكل كبير بعد عام 2015 عندما بدأ 40G و100G في استبدال 10G كسرعات قياسية لمراكز البيانات. ما تغير هو متطلبات الكثافة. لا يمكنك بناء منشأة حديثة فائقة الحجم باستخدام موصلات LC المزدوجة لكل شيء-مساحة اللوحة غير موجودة وتصبح تكاليف العمالة في التركيب سخيفة. لذلك انتهى بنا الأمر إلى الحصول على مصفوفات الألياف المتعددة-التي تحتوي على 12 أو 24 أو حتى 72 أليافًا في موصل واحد بحجم الصورة المصغرة تقريبًا.

العملية الميكانيكية الأساسية: تقوم بدفع حلقتين مصنعتين بدقة-معًا بحيث تتم محاذاة نوى الألياف الزجاجية المتعددة من النهاية-إلى-النهاية ضمن ميكرومتر من الدقة. الموصل MPOيستخدم دبابيس توجيه على جانب واحد (ذكر) تتناسب مع فتحات المحاذاة على الجانب الآخر (أنثى) لضمان اصطفاف كل تلك الألياف بشكل صحيح. تحتوي الموصلات الذكرية على دبابيس من الفولاذ المقاوم للصدأ تبرز من وجه الطويق-قطرها حوالي 0.7 مم، وتمتد ربما 2-2.5 مم خلف الوجه النهائي. تحتوي الموصلات الأنثوية على ثقوب مقابلة تم تشكيلها في الطويق لقبول تلك المسامير.

إن التسامح مع قطر دبوس التوجيه أمر مثير للسخرية-نحن نتحدث عن ±2 ميكرومتر على قطر الدبوس وموضعه. عندما تفكر في أن نوى الألياف متعددة الأوضاع يبلغ حجمها 50 أو 62.5 ميكرومتر (الوضع الفردي- هو 9 ميكرومتر)، فإن دقة المحاذاة تصبح منطقية. أي إزاحة جانبية تزيد عن 2-3 ميكرومتر تقريبًا تبدأ في تقليل فقدان الإدخال بشكل ملحوظ، ويمكن أن يؤدي اختلال المحاذاة بمقدار 10 ميكرومتر إلى دفعك خارج المواصفات تمامًا.

تحصل كل ألياف في كابل ألياف MPO على رقم موضع بناءً على موقعها في المصفوفة. ينتقل الترقيم القياسي من اليسار-إلى-اليمين عندما تنظر إلى واجهة الموصل مع توجيه المفتاح (علامة التبويب البلاستيكية الصغيرة الموجودة أعلى الهيكل) لأعلى. لذا فإن الألياف 1 هي الجانب الأيسر، والألياف 12 هي الجانب الأيمن في 12-ألياف MPO القياسية. يصبح الأمر أكثر تعقيدًا مع 24-مصفوفة ألياف أو 72-مصفوفة ألياف لأن لديك صفوفًا متعددة-ثم تقوم بترقيمها من اليسار-إلى اليمين في الصف السفلي (1-12)، ثم من اليسار إلى اليمين في الصف التالي لأعلى (13-24)، وما إلى ذلك.

لماذا تسبب القطبية معظم المشاكل الميدانية؟

قطبية النوع A، والنوع B، والنوع C... اصطلاحات التسمية لا تساعد. النوع B هو ما تستخدمه معظم عمليات نشر 100G SR4 لأنه مفتاح-مقلوب بشكل مستقيم-من خلال- تقوم بقلب اتجاه الموصل من أحد الطرفين بحيث تتم محاذاة ممرات الإرسال بشكل طبيعي لاستقبال الممرات في الطرف البعيد. على وجه التحديد: مع النوع B (يسمى أيضًا "الطريقة B" في معايير TIA-568)، يتصل الألياف 1 من أحد الطرفين بالألياف 12 على الطرف الآخر، ويتصل الألياف 2 بالألياف 11، والألياف 3 إلى 10، وهكذا. يحدث الانعكاس داخل الكابل أثناء التصنيع.

النوع A يتصل مباشرة-من خلال-الألياف 1 بالألياف 1، والألياف 2 بالألياف 2، وما إلى ذلك. يبدو الأمر أكثر بساطة ولكن بعد ذلك تحتاج إلى التعامل مع تعيين الإرسال/الاستقبال في مكان آخر في نظامك، وهو ما يعني عادةً تصميمات أكثر تعقيدًا للوحة التصحيح.

يقوم النوع C (يسمى أحيانًا "الأزواج المعكوسة") بتبديل الأزواج المتجاورة-الألياف 1 إلى 2، والألياف 2 إلى 1، والألياف 3 إلى 4، والألياف 4 إلى 3، مع الاستمرار في هذا النمط. يُستخدم غالبًا في عمليات نشر Cisco FEX المحددة وبعض صفائف التخزين.

الآن هنا تصبح الأمور فوضوية في التركيبات الحقيقية. تُظهر بيانات السوق (يمتلك موقع valuates.com سوق موصلات MPO بقيمة 831 مليون دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن يصل إلى 2005 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2031-أي معدل نمو سنوي مركب يبلغ 13.6%) نموًا هائلاً ولكنها لا توضح عدد التقنيات الميدانية التي لا تفهم مواصفات القطبية بشكل كامل. تقوم الشركات المصنعة المختلفة لأجهزة الإرسال والاستقبال بتنفيذ عمليات التثبيت بشكل مختلف حتى ضمن نفس المعيار. لقد اختبرت Mellanox 100G SR4 QSFPs التي تحتاج إلى قطبية معاكسة من Intel SR4s لنفس منصة التبديل-كلاهما يطالبان بالتوافق الكامل مع 100GBASE-SR4.

تسمح مواصفات IEEE 802.3bm بهذا الاختلاف، وهو صحيح من الناحية الفنية ولكنه محبط من الناحية التشغيلية. سيُظهر جهاز اختبار الكابل الخاص بك جميع الألياف الثمانية (4 TX و4 RX في تكوين 100G SR4) التي تجتاز اختبارات الطاقة الضوئية وقياسات فقدان الإدخال، لكن الارتباط لن يتدرب لأن TX يصل إلى TX. تحتاج إما إلى التبديل إلى كبل قطبي معاكس أو استخدام شريط محول التقليب -القطبية.

تزيد أجهزة الإرسال والاستقبال التابعة لجهات خارجية الأمر سوءًا لأن بعض الشركات المصنعة تتجاهل الوثائق. لقد تلقيت عناصر بصرية حيث أدرجت ورقة البيانات دبوسًا ولكن الوحدة المادية نفذته بشكل عكسي-ادعى البائع "دبابيس منقحة للتوافق مع الأنظمة القديمة" والتي تُرجمت إلى "لقد أخطأنا في التصنيع ولكننا قررنا شحنها على أي حال."

عند الحديث عن 100G SR4: يستخدم هذا التكوين 8 ألياف من أصل 12 أليافًا في موصل MPO-12 القياسي. المواضع الأربعة الوسطى (الألياف 5، 6، 7، 8 في مصفوفة من 12-ألياف) ليست متصلة بأي شيء - إنها مجرد فتحات فارغة في مقبس MPO لجهاز الإرسال والاستقبال. حدد معيار 40GBASE-SR4 هذا التخطيط في الأصل، واحتفظ 100G SR4 بنفس الواجهة المادية للتوافق مع الإصدارات السابقة. تخلق هذه المواضع غير المستخدمة فرصًا للتلوث لدخول الموصل، وهو أحد الأسباب التي تجعل إجراءات تنظيف MPO بالغة الأهمية مقارنة بموصلات LC حيث تتعامل فقط مع واجهتين من الألياف بدلاً من اثني عشر.

الكثافة المادية مقابل واقع التثبيت

يحب البائعون عرض شرائح حول كيفية استبدال كابل بصري MPO مكون من 12-من الألياف بستة اتصالات LC مزدوجة، مما يوفر قدرًا هائلاً من مساحة اللوحة. الرياضيات مشروعة - يبلغ عرض موصل MPO-12 حوالي 7.5 ملم مقابل حوالي 6.5 ملم لموصل LC مزدوج، لذا تحصل على 6 أضعاف عدد الألياف بنفس المساحة تقريبًا. قم بتوسيع ذلك إلى MPO-24 (غالبًا ما يستخدم في عمليات النشر 200G و400G) وستتطلع إلى تحسين بمقدار 12x مقارنة بـ LC.

يُظهر موقع Dataintelo.com أن قطاع تجميعات كبلات MPO المكونة من 12 ليفًا ينمو من 1.2 مليار دولار في عام 2023 إلى 2.8 مليار دولار متوقع بحلول عام 2032، وهو ما يعكس النشر الحقيقي. لكن نمو السوق هذا لا يأخذ في الاعتبار تعقيدات التثبيت التي تأتي مع الكثافة الأعلى.

الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لتجميعات mpo للكابل هو عادةً 10x القطر الخارجي للكابل أثناء التثبيت، وقد ينخفض ​​إلى 5x للتركيبات الثابتة بعد تجهيز الكابل وتأمينه. بالنسبة لكابل صندوق MPO الدائري القياسي مقاس 3.0 مم، فهذا يعني نصف قطر انحناء 30 مم أثناء السحب، و15 مم بعد التثبيت. قارن ذلك بألياف بسيطة مقاس 2.0 مم والتي تحتاج إلى 20 مم أثناء السحب و10 مم ثابتة. لا يبدو هذا فرقًا كبيرًا حتى تحاول توجيه كابلات جذع متعددة مكونة من 24 ليفًا من خلال مدير كابلات أفقي 2RU وتكتشف أنه لا توجد مساحة كافية فعليًا للحفاظ على نصف قطر الانحناء المناسب عليها جميعًا في وقت واحد.

عامل الاختراق يضاعف هذا. قد يبلغ قطر كبل قناة MPO المكون من 12-ألياف 3.0 ملم، ولكن عند توزيعه إلى 12 ليفًا فرديًا فرديًا (للاتصال بأجهزة إرسال واستقبال فردية أو التحويل إلى LC)، تحتاج أرجل المخرج المتشعبة هذه إلى مساحة توجيه. تحتوي معظم مجموعات الاختراق MPO على أرجل محكمة الغلق بسمك 900 ميكرون، وهي صلبة نسبيًا. يتطلب وضع هذه الأرجل بشكل أنيق في لوحة التصحيح أو الكاسيت طولًا مترهلًا ومساحة لإدارة الكابلات لا تأخذها حسابات الكثافة في الاعتبار.

لقد قمت بإجراء عمليات تثبيت حيث قمنا بحساب توفير مساحة بنسبة 40% باستخدام قنوات MPO بدلاً من وصلات العبور المزدوجة LC، ولكن بعد مراعاة متطلبات نصف قطر الانحناء على كابلات صندوق التوصيل ومساحة توجيه مراوح التوزيع لأرجل الاختراق، انتهى التوفير الفعلي للمساحة إلى ما يقرب من 15-20%. لا يزال الأمر جديرًا بالاهتمام، ولكن ليس التحسين الدراماتيكي الذي اقترحته أوراق المواصفات.

لقد أصبحت كثافة الرف مجنونة. تُظهر بيانات Mordorintelligence.com أن متوسط ​​كثافة طاقة الحامل قد ارتفع من 15 كيلووات في عام 2022 إلى 40 كيلووات في مرافق الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي الجديدة بحلول عام 2024. ولا يقتصر ذلك على زيادة استهلاك الطاقة-إنه أيضًا وكيل لكثافة الحوسبة، التي تزيد من كثافة الاتصال. قد يحتوي الحامل بقدرة 40 كيلو وات على 40-50 خادمًا، يحتاج كل منها إلى اتصالات متعددة بسعة 25 جيجا أو 100 جيجا. يجب أن تستخدم البنية التحتية للكابلات لدعم هذه الكثافة تقنيات كابلات الألياف الضوئية MPO؛ ببساطة لا توجد طريقة أخرى للحصول على كمية كافية من الألياف في الحامل باستخدام علبة الكابلات ومساحة اللوحة المتوفرة.

لكن الكثافة الأعلى تعني مساحة أقل لتدوير الهواء، مما يخلق تحديات في الإدارة الحرارية. تتمتع مواد غلاف الكابل بتصنيفات لدرجة الحرارة (عادةً 75 درجة للكابلات ذات التصنيف الكامل-) ولكن التشغيل المستمر في درجات حرارة مرتفعة يؤدي إلى تدهور مادة الغلاف بمرور الوقت. لقد قمت بسحب صناديق MPO عمرها -سنوات-من أرفف عالية الكثافة-حيث أصبحت مادة الغلاف هشة ومتشققة بسبب التدوير الحراري، على الرغم من أن الألياف بداخلها لا تزال فعالة.

ماذا يحدث أثناء إرسال الإشارة

عندما تقوم بتشغيل 100 جيجا عبر كابل ألياف mpo باستخدام أجهزة إرسال واستقبال SR4، فإنك في الواقع تقوم بتشغيل أربع قنوات مستقلة 25 جيجا بالتوازي -25.78125 جيجابت في الثانية لكل مسار على وجه الدقة، نظرًا لوجود حمل ترميز 64B/66B. تنقل هذه الممرات الأربعة في وقت واحد على أربعة ألياف بينما تتعامل أربعة ألياف أخرى مع مسار العودة. تقوم وحدة الإرسال والاستقبال QSFP28 بتحويل الإشارة الكهربائية 100G من واجهة المضيف إلى أربع قنوات بصرية بطول موجة 850 نانومتر (للألياف متعددة الأوضاع OM3/OM4/OM5) أو 1310 نانومتر (للمتغيرات أحادية الوضع PSM4).

كل حارة بصرية مستقلة. تحتوي مجموعة جهاز الإرسال VCSEL (سطح التجويف العمودي-الباعث لليزر) في جهاز الإرسال والاستقبال على أربعة أجهزة ليزر منفصلة، ​​يتم تعديل كل منها مباشرة بواسطة دفق البيانات الكهربائية لهذا المسار. على جانب الاستقبال، لديك أربعة صمامات ثنائية ضوئية PIN تكتشف الإشارة الضوئية وتتحول مرة أخرى إلى إشارة كهربائية. تتم معالجة انحراف المسار في DSP لجهاز الإرسال والاستقبال-سيكون هناك بعض التأخير التفاضلي بين الممرات لأن مسارات الألياف المادية ليست متطابقة تمامًا في الطول، لذلك يحتاج جهاز الاستقبال إلى تخزين تدفقات البيانات مؤقتًا وإعادة تنظيمها قبل إعادة دمجها في خرج كهربائي واحد بقوة 100 جيجا.

يشير موقع Globalgrowthinsights.com إلى أن 67% من مراكز البيانات ذات الحجم الكبير تستخدم الآن MPO لنقل البصريات المتوازية، وهو أمر منطقي نظرًا لأن أي سرعة أعلى من 40G تتطلب إلى حد كبير ممرات متوازية. 400G تستخدم ثمانية ممرات بسرعة 50G لكل منها (في الواقع 53.125 جيجابت في الثانية مع تشفير PAM4)، مما يعني إجمالي 16 ليفًا (8 TX، 8 RX) لذا فأنت في MPO-16 أو ثنائي منطقة MPO-12.

يمكن لخوارزميات تصحيح الأخطاء الأمامية في الطبقة المادية أن تعوض مسارًا واحدًا به معدل خطأ أعلى في البتات طالما أن الممرات الأخرى تحافظ على الجودة. عتبة BER النموذجية هي 10^-12 أو أفضل للتشغيل "الخالي من الأخطاء"، ولكن يمكن لـ FEC تصحيح ما يصل إلى 10^-5 BER على حارة واحدة إذا كانت الممرات الأخرى تعمل بشكل نظيف. يعد هذا أمرًا مهمًا في استكشاف الأخطاء وإصلاحها لأنه يمكن أن يكون لديك ألياف ملوثة واحدة في مجموعة كابل mpo الخاصة بك مما يتسبب في حدوث أخطاء مرتفعة في مسار واحد، ويظل الارتباط قائمًا ولكن الأداء يتدهور تدريجيًا مع عمل محرك FEC لوقت إضافي.

تؤثر درجة الحرارة على فقدان الإدخال أكثر مما يدركه معظم الناس. يحتوي الطويق الخزفي (الزركونيا مادة شائعة) على معامل تمدد حراري يبلغ حوالي 10 جزء في المليون/كلفن، بينما تبلغ ألياف السيليكا حوالي 0.5 جزء في المليون/كلفن. على مدى تأرجح درجة الحرارة بمقدار 30 درجة (ليس من غير المألوف بين الليل/النهار أو الشتاء/الصيف في بعض المنشآت)، يمكنك رؤية الطويق يتوسع بالنسبة للألياف، مما يغير المحاذاة الميكانيكية قليلاً. عادةً ما يؤثر فقط على فقدان الإدراج ببضعة أجزاء من المئات من الديسيبل، ولكن إذا كان الارتباط الخاص بك هامشيًا في البداية، فقد يدفعك هذا التغيير البسيط إلى أخطاء متقطعة.

والأسوأ من ذلك: بعض موصلات MPO الأرخص تستخدم الإيبوكسي لتأمين الألياف في الطويق، والإيبوكسي لديه تمدد حراري أعلى بكثير من السيراميك أو الألياف. بمرور الوقت والتدوير الحراري، يمكن أن يزحف الإيبوكسي، مما يسمح لمواضع الألياف بالتحول مجهريًا. تستخدم الموصلات عالية الجودة- تجعيدًا ميكانيكيًا أو غيرها من طرق الربط ذات التمدد المنخفض-، ولكنك تحصل على ما تدفع مقابله.

مشاكل التثبيت التي يتخطاها دليل البائع

يخبرك كل دليل تثبيت بتنظيف الموصلات. ما لم يؤكدوه بشكل كافٍ هو أن تنظيف MPO يتطلب إجراءات مختلفة تمامًا عن تنظيف LC أو SC. باستخدام LC، يمكنك -فحص الوجه النهائي بصريًا باستخدام مجهر محمول (التكبير القياسي 400x)، وتحديد أي تلوث، والتنظيف باستخدام منظف-نقرة واحدة أو مناديل خالية من الوبر-كحول الأيزوبروبيل حتى يظهر الفحص سطحًا نظيفًا.

MPO لا يمكنك فحصه بصريًا بدون معدات متخصصة. يتم غائرة الألياف قليلاً خلف وجه الطويق (لحمايتها من التلف)، ويتم تجميعها بنمط كثيف-12 أليافًا بعرض 6 مم تقريبًا، أو 24 أليافًا في نفس المساحة لمصفوفة مكونة من 24 ليفًا. لن يسمح لك المجهر المحمول برؤية جميع واجهات الألياف في وقت واحد، وحتى لو أمكن ذلك، فإن زاوية الفحص خاطئة. أنت بحاجة إما إلى مسبار فحص خاص بـ MPO يقوم بتصوير المصفوفة بأكملها مرة واحدة، أو نظام فحص آلي يمكنه تحليل جميع الواجهات النهائية وتصنيفها بالنجاح/الفشل بناءً على معايير IEC 61300-3-35.

أنظمة التفتيش هذه تكلف أموالاً حقيقية. قد تتراوح تكلفة مناظير MPO المحمولة الرخيصة بين 3000 و4000 دولار، بينما يمكن للأنظمة الآلية ذات تصنيف النجاح/الفشل أن تتراوح بين 15000 و25000 دولار. لا يرغب الكثير من مقاولي التركيب في استثمار الكثير في معدات الاختبار، لذلك يقومون بتنظيف الموصلات باستخدام الأشرطة المعتمدة (الممسحة الميكانيكية بالإضافة إلى مذيب IPA) ويأملون في الحصول على الأفضل دون التحقق من الفحص المناسب.

تعد معايير التلوث الخاصة بـ MPO أكثر صرامة من موصلات الألياف-المفردة. يمكن لجسيم الغبار أو حبلا الألياف التي قد تكون مقبولة على موصل LC (مما يسبب خسارة إضافية قدرها 0.2-0.3 ديسيبل) أن تحجب الألياف تمامًا في مصفوفة MPO لأن الألياف الفردية أصغر حجمًا وأكثر تباعدًا. تحدد معايير النجاح/الفشل المحددة في المواصفة IEC 61300-3-35 الحد الأقصى لأحجام الخدش والجسيمات في منطقة قلب الألياف، والمنطقة اللاصقة، ومنطقة الكسوة، وتفاوتات التلوث المختلفة لمنطقة التلامس لكل منطقة.

تشير بيانات موقع Bossonresearch.com إلى أن 40% من أوقات توقف الشبكة في البيئات ذات الحجم الكبير جاءت بسبب عدم محاذاة الألياف ومشكلات الموصل، مع كون التلوث هو السبب الجذري الرئيسي. يتم تتبع التلوث من خلال الخبرة الميدانية- وهو وضع الفشل الأول في تركيبات كابلات الألياف الضوئية mpo، قبل حدوث ضرر مادي، أو قطبية غير صحيحة، أو أجهزة إرسال واستقبال سيئة.

المشكلة هي أن التلوث يمكن أن يحدث في أي وقت بين إنهاء المصنع والتثبيت النهائي. قد يتم شحن الموصل نظيفًا من المصنع (تقوم الشركات المصنعة الجيدة باختبار كل موصل)، ولكن إذا لم يستخدم المثبت أغطية الغبار المناسبة أثناء سحب الكابل، أو إذا سقطت أغطية الغبار أثناء التخزين، أو إذا لمس شخص ما واجهة الطويق (زيوت الأصابع عبارة عن ملوثات رهيبة)، فقد أدخلت تلوثًا لن يتم العثور عليه حتى يفشل الرابط في الاختبار.

المفاتيح والتوجيه وفوضى استكشاف الأخطاء وإصلاحها

هذا المفتاح البلاستيكي الموجود على مبيت موصل MPO-علامة التبويب الصغيرة البارزة من الأعلى-يقوم بأمرين. أولاً، إنها ميزة استقطاب ميكانيكي لذا لا يمكنك إدخال الموصل رأسًا على عقب-لأسفل. يتناسب المفتاح مع الفتحة المقابلة في محول التزاوج أو المقبس. ثانيًا، يقوم بإنشاء مرجع لترقيم الألياف، وهو الأمر الذي يصبح بالغ الأهمية عندما تحتاج إلى استكشاف أخطاء الألياف المحددة في مصفوفة مكونة من 12 ليفًا والتي تسبب مشكلات وإصلاحها.

يقول معيار TIA-568: مع رفع المفتاح، يكون الألياف 1 على الجانب الأيسر من المصفوفة عند النظر إلى واجهة الموصل. لكنني تعاملت مع تجميعات الكابلات من بعض الشركات المصنعة الآسيوية حيث تم ترقيمها من اليمين-من اليمين إلى اليسار مع رفع المفتاح، أو حتى لم تحدد موضع الألياف 1 على الإطلاق، مما يضطرك إلى الاختبار باستخدام مقياس طاقة بصري لمعرفة التوصيل. يؤدي هذا إلى إنشاء جحيم مطلق أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها لأن موظف الدعم الفني على الهاتف يخبرك "افحص الألياف 3 بحثًا عن التلوث" وأنت تنظر إلى الألياف الخاطئة لأن الترقيم عكسي عما يتوقعونه.

توجد موصلات ذكر مقابل أنثى لأن دبابيس التوجيه تحتاج إلى مكان تذهب إليه. يتطلب كل اتصال كبل mpo طرفًا ذكرًا (مع دبابيس) وطرفًا أنثى (بدون دبابيس). الممارسة القياسية لمركز البيانات: لوحات التصحيح أنثى، وكابلات التوصيل ذكر على كلا الطرفين. بهذه الطريقة يمكن لأي كابل توصيل أن يتصل بأي منفذ. المحول الموجود في اللوحة أنثى على كلا الجانبين، مما يوفر الاتصال بين منفذ اللوحة (أنثى) وكابل التصحيح (ذكر).

ينهار هذا عندما يطلب شخص ما إنهاء كبل صندوق الأمتعة من كلا الطرفين عن طريق الخطأ. لقد رأينا ذلك يحدث عدة مرات-عادةً ما يكون خطأ في الشراء حيث قام شخص ما بتحديد المربع الخطأ في نموذج الطلب، أو حدوث خلط بين مصطلحي "الموصل الأنثى" و"المحول الأنثى". يظهر الكابل في الموقع، ويحاول القائمون على التركيب توصيله، ويتطلب كلا الطرفين دبابيس توجيه ذكر حتى لا يتزاوج مع أي شيء في البنية التحتية الحالية. قم إما بإرسال الكبل مرة أخرى لإعادة الإنهاء (مدة مهلة تبلغ 3-4 أسابيع عادةً) أو هيئة المحلفين-ذكر الجهاز-إلى-المحولات الذكور (مما يؤدي بعد ذلك إلى إنشاء مشكلات قطبية غير قياسية).

وفقًا لموقع proficientmarketinsights.com، بلغ سوق MPO 813 مليون دولار في عام 2025، على الرغم من أن موقع valuates.com قال 831 مليون دولار لعام 2024 ورأيت مصادر أخرى تقتبس أرقامًا مختلفة تمامًا. النقطة المهمة: هذا سوق كبير بمعايير يفترض أنها ناضجة، لكن التنفيذ العملي لا يزال فوضويًا بدرجة كافية بحيث يواجه الفنيون ذوو الخبرة مشاكل بانتظام. تحدد المعايير الواجهة المادية، ولكنها لا تمنع الأخطاء البشرية في النشر أو تتعامل مع جميع حالات الحافة التي تظهر في عمليات التثبيت الحقيقية.

يتبع لون الغلاف الموجود على كابل الألياف الضوئية mpo الاصطلاحات-الأصفر للوضع الفردي-OS2، أو المائي لـ OM3، أو البنفسجي أو المائي لـ OM4 (يعتمد على الشركة المصنعة)، والأخضر الليموني لـ OM5. لكن الاعتماد فقط على لون السترة قد أزعج الناس. لقد رأيت عمليات تثبيت حيث تبين أن الكبل المائي-المغلف هو وضع OS2 الفردي-لأن الشركة المصنعة استنفدت مادة الغلاف الأصفر واستبدلت الكبل المائي، معتقدًا "أنه لا يزال أليافًا، ما الفرق؟" يتمثل الاختلاف في أن توصيل أجهزة الإرسال والاستقبال VCSEL 850 نانومتر المصممة للوضع المتعدد OM4 بألياف الوضع الأحادي -OS2 يمنحك فقدانًا رهيبًا للارتباط لأن عدم تطابق قطر حقل الوضع يتسبب في اقتران معظم الضوء في أوضاع الكسوة التي تتبدد في غضون بضعة أمتار.

يُحدث إنشاء الشريط مقارنة بالأنبوب-الفضفاض داخل الغلاف فرقًا في التثبيت ولكن ليس في أداء الوصلة. يقوم الكابل الشريطي بتعبئة الألياف في هيكل شريطي مسطح، عادةً مع ألياف مرتبطة معًا في مادة مصفوفة معالجة بالأشعة فوق البنفسجية -، وأشرطة متعددة مكدسة إذا لزم الأمر لعدد كبير من الألياف. تحقيق قطر كابل أصغر لعدد معين من الألياف، ولكن بنية الشريط أكثر هشاشة-يؤدي تجاوز الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء إلى تشقق مادة المصفوفة، مما يؤدي إلى إنشاء نقاط ضغط حيث تنكسر الألياف لاحقًا. يضع بناء الأنبوب السائب الألياف في أنابيب عازلة أساسية مملوءة بالهلام أو الهواء-، مما يوفر عزلًا ميكانيكيًا أفضل بين الألياف ومزيدًا من المرونة لتوجيه التثبيت الميداني. الجانب السلبي هو أن قطر الكابل أكبر ووزنه.

الاختراقات وحقائق التحويل

تعمل كابلات قناة MPO المستقيمة بشكل رائع مع وصلات النقطة-إلى-النقطة-التي تربط محولين باستخدام قناة واحدة مكونة من 12-ألياف أو 24 ليفًا، وذلك باستخدام جميع الألياف لاتصالات المسار المتوازي. يصبح الأمر أكثر تعقيدًا عندما تحتاج إلى تقسيم MPO إلى اتصالات فردية. تحتوي أنواع كابلات mpo المصممة للانفصال على قسم جذع منتهي بموصل MPO على أحد الطرفين، وموصلات مزدوجة LC متعددة منتشرة على الطرف الآخر.

التكوين الشائع: MPO-12 ينقسم إلى 4 LC مزدوج (يتم استخدام ثمانية ألياف، وأربعة أزواج). يعالج هذا تحويل 40G-إلى-4x10G (جهاز إرسال واستقبال 40GBASE-SR4 على جانب MPO، وأربعة أجهزة إرسال واستقبال 10GBASE-SR على جانب LC) أو 100G إلى 4x25G. يعالج كابل الاختراق توجيه الألياف والقطبية داخليًا، لذلك ما عليك سوى توصيل طرف MPO بمنفذ 40G/100G الخاص بك وتوصيل موصلات LC المزدوجة الأربعة بأربعة منافذ منفصلة 10G/25G.

شائع بشكل متزايد: MPO-16 إلى 8 LC مزدوج لتطبيقات 400G. يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال 400G SR8 16 ليفًا (8 TX عند 50G لكل منهما، و8 RX عند 50G لكل منهما)، والتي تتلاءم مع موصل MPO-16 أو MPO-12 المزدوج. يتطلب تقسيم ذلك إلى ثمانية اتصالات منفصلة بسرعة 50 جيجا (أجهزة إرسال واستقبال 50GBASE-SR SFP56) تكوينًا منفصلاً من 1 إلى 8. مفيد لتوصيل منفذ محول 400 جيجا بالبنية التحتية الأقدم التي تدعم فقط 25 جيجا أو 50 جيجا لكل منفذ، أو للانتقال تدريجيًا من السرعات المنخفضة إلى 400 جيجا دون الحاجة إلى استبدال كل شيء مرة واحدة.

تقدم وحدات الكاسيت المستخدمة في هذه الاختراقات طبقة أخرى من التعقيد. داخل الكاسيت، تم تحويل MPO-إلى-LC من خلال توجيه الألياف الداخلية-بشكل أساسي مجموعة كبل MPO-إلى-MPO أو MPO-إلى-LC داخل علبة الكاسيت، مع إخراج منافذ LC إلى اللوحة الأمامية. يضيف كل اتصال داخلي خسارة إدخال (عادةً 0.5-0.75 ديسيبل لكل زوج موصل متزاوج)، ويمكن أن يقيد مبيت الكاسيت تدفق الهواء إذا كنت تقوم بتكديس أشرطة متعددة في لوحة عالية الكثافة.

يعد تصحيح أخطاء عمليات التثبيت المستندة إلى الكاسيت- أمراً مؤلمًا لأنه عند فشل الارتباط، تحتاج إلى معرفة: هل هو كبل قناة MPO، أو اتصال MPO-إلى-الكاسيت، أو توجيه الكاسيت الداخلي، أو كابل التصحيح LC من الكاسيت إلى المعدات، أو جهاز الإرسال والاستقبال؟ ينتهي بك الأمر إلى إجراء اختبار فقدان الإدخال على كل مقطع، وتبديل الكابلات الجيدة-المعروفة لعزل الفشل، والتحقق من التلوث في كل نقطة اتصال. إن مزايا الكابلات المنظمة التي تجعل موقع globalgrowthinsights.com يعلن عن زيادة بنسبة 52% في استخدام MPO لبساطة التثبيت لا تترجم إلى بساطة استكشاف الأخطاء وإصلاحها عندما يكون لديك شرائط كاسيت في هذا المزيج.

تتجاوز تكاليف العمالة تكاليف المواد في عمليات النشر-الواسعة النطاق. قد يتكلف كابل جذع MPO المكون من 12 ليفًا ما بين 150 إلى 300 دولارًا اعتمادًا على الطول ومستوى الجودة، ولكن يمكن أن تتراوح تكلفة عمالة التركيب (السحب والضمادات والاختبار والتوثيق) بين 400 و600 دولار عندما تأخذ في الاعتبار وقت تكنولوجيا الألياف الماهر. تشير أبحاث Cognitivemarket إلى أن اضطرابات سلسلة التوريد بسبب فيروس كورونا قد أثرت على منشآت MPO بشدة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى نقص القوى العاملة ولكن أيضًا لأن عمل MPO يتطلب تدريبًا أكثر تخصصًا من الكابلات الهيكلية الأساسية. يمكنك تعليم شخص ما كيفية إنهاء موصلات LC واختبارها في غضون يومين؛ يستغرق التثبيت المناسب لـ MPO والتنظيف والاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها أسابيع من التدريب وأشهرًا لبناء إتقان حقيقي.

ما هو قادم وما هي القيود المتبقية

يبدأ نشر 800G الآن (أواخر عام 2024/أوائل عام 2025 في الإطار الزمني) باستخدام ثمانية مسارات بسرعة 100 جيجا لكل مسار. يتطلب ذلك الانتقال إلى 32 ليفًا إجمالاً (16 TX، 16 RX) وهو ما يعني إما MPO-24 مع بعض المواضع غير المستخدمة، أو MPO المزدوج-16، أو انتظار MPO-32 الذي لم يتم توحيده بعد. يمكن لتقنية الموصل أن تدعم هذه التكوينات فعليًا - يمكنك تصنيع حلقة تحتوي على 32 موضعًا من الألياف والحفاظ على تفاوتات المحاذاة المطلوبة - ولكن تعقيد التثبيت يتزايد بشكل سيئ. المزيد من الألياف يعني المزيد من التنظيف، والمزيد من الفحص، والمزيد من استكشاف الأخطاء وإصلاحها عندما يحدث خطأ ما.

1.6T Ethernet قيد تطوير المعايير (IEEE 802.3dj)، ومن المحتمل أن تستخدم 16 ممرًا بسرعة 100 جيجا بايت لكل منها في عمليات النشر الأولية، ثم في النهاية 8 ممرات بسرعة 200 جيجا بايت لكل منها عندما يصبح PAM4 بسرعة 200 جيجا بايت/مسار عمليًا. وفي كلتا الحالتين، فإنك تنظر إلى إجمالي 32+ من الألياف (TX+RX)، مما يدفع تقنية موصل MPO نحو الحدود العملية للنشر الميداني. توجد طرق بديلة مثل البصريات المتماسكة عند 1.6T عبر أزواج الألياف المفردة ولكنها تكلف أكثر بكثير من البصريات المتوازية.

تواجه عمليات نشر MPO ذات الوضع الفردي- قيودًا أكثر صرامة. تحتوي ألياف OS2 على 9- ميكرومتر أساسي مقابل 50- ميكرومتر للوضع المتعدد OM4، وبالتالي ينخفض ​​تسامح المحاذاة الجانبية إلى حوالي 1 ميكرومتر أو أقل. يجب تصنيع دبابيس التوجيه وفقًا لمواصفات أكثر صرامة، ويجب أن يكون تلميع الواجهة النهائية للطويق أكثر دقة، ويصبح أي تلوث أكثر أهمية. الجانب العلوي هو أن الوضع الفردي للمسافة يدعم 10 كم أو أكثر حتى عند 400 جيجا (باستخدام PSM8 أو معايير مماثلة)، مقابل ربما 100 متر للوضع المتعدد OM4 عند 400 جيجا SR8.

كان استحواذ te.com على Linx Technologies في يوليو 2022 (المذكور في بيانات أبحاث السوق المعرفية) يتعلق بالتوسع في مكونات الترددات اللاسلكية/الهوائي لإنترنت الأشياء، ولا يرتبط بشكل مباشر بالألياف، ولكنه يعكس حركة الصناعة الأوسع نحو حلول الاتصال المتكاملة. لا يتمثل التحدي الذي تواجهه تقنية MPO في تصميم الموصل نفسه-الناضج والمثبت-بل في نظام التثبيت البيئي المحيط به. تحتاج إلى برامج تدريب أفضل، ومعدات فحص ميسورة التكلفة، وتوثيق أكثر وضوحًا لمخططات القطبية، وربما بعض توحيد منافذ الكاسيت لتقليل تعقيد استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

تُظهر توقعات السوق الحالية (تمتلك Mordin Intelligence سوق أسلاك / كابلات مراكز البيانات بسعر 20.91 مليار دولار أمريكي في عام 2025، وتنمو إلى 54.82 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2031 بمعدل نمو سنوي مركب 7.94٪، وتستحوذ الألياف الضوئية على 60٪ من حصة الإيرادات) نموًا قويًا مستمرًا مدفوعًا ببناء مراكز بيانات واسعة النطاق والانتقال إلى 400G / 800G. سوف يلتقط MPO معظم هذا النمو لأنه لا يوجد بديل عملي لكثافة الألياف -البصرية المتعددة-المتوازية عند هذه السرعات.

المثير للاهتمام هو الفجوة بين القدرة النظرية والواقع الميداني. يمكن لموصل كابل mpo أن يدعم فعليًا 800G، 1.6T، وحتى أعلى إذا لزم الأمر. لا يكمن القيد في الموصل-، بل في جودة التثبيت، والتحكم في التلوث، وإدارة القطبية، ومستوى تدريب الأشخاص الذين يقومون بالعمل. يعمل نظام MPO المثبت بشكل مثالي كما هو مصمم. يفشل النظام الذي يتم تثبيته بواسطة فنيين غير مدربين بشكل كافٍ تحت ضغط الجدول الزمني، مع عدم كفاية بروتوكولات التنظيف والوثائق المتقطعة، بشكل متقطع بطرق مكلفة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وإصلاحها.

هذه هي المفاضلة الهندسية الأساسية-مع تقنية MPO: حيث تحصل على تحسين هائل في الكثافة وتكاليف تركيب أقل لكل-ألياف مقابل متطلبات مهارة أعلى وتحمل أقل للأخطاء أثناء التثبيت. يعمل بشكل رائع عندما يتم القيام به بشكل صحيح. يفشل باهظ الثمن عندما يرتكب خطأ. السوق العالمية التي تبلغ قيمتها 2-3 مليار دولار موجودة لأن مراكز البيانات تحتاج إلى حلول تتجاوز 100 جيجا بايت دون الحاجة إلى استبدال كامل للبنية التحتية كل 18 شهرًا، وتقوم MPO بتلبية هذا المطلب في أغلب الأحيان.