موصل MPOتمثل الألياف أحد أهم التحولات في البنية التحتية لكابلات مراكز البيانات على مدار العقدين الماضيين. تم تعريف واجهة الدفع بالألياف المتعددة وفقًا للمعايير الدولية IEC 61754-7 وTIA-604-5 (FOCIS-5)، حيث يتم دمج ما يتراوح بين 8 إلى 72 ليفًا ضوئيًا فرديًا في حلقة مستطيلة واحدة، مما يتيح بنيات نقل متوازية قد تكون مستحيلة فعليًا مع الاتصالات المزدوجة القديمة مثل LC أو SC. تعود هذه التقنية إلى تطوير شركة NTT لحلقة MT (القابلة للتحويل ميكانيكيًا) في منتصف الثمانينيات لخدمات الهاتف الاستهلاكية اليابانية، على الرغم من أن MPO لم تكتسب هيمنتها الحالية إلا بعد ظهور مراكز البيانات فائقة الحجم في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
الواقع الميكانيكي لإنهاء-الألياف المتعددة
ما الذي يجعلموصل MPOتتطلب الألياف بشكل خاص من الناحية الهندسية الدقة المطلوبة عبر نوى ألياف متعددة في وقت واحد. نحن لا نتحدث عن محاذاة طرفي الألياف هنا-نحن نتحدث عن التأكد من أن 12 أو 16 أو 24 أو أكثر من الألياف تحقق الاتصال الجسدي المناسب ضمن التفاوتات المقاسة بالميكرونات. يحدد معيار IEC PAS 61755-3-31 المعلمات الهامة بما في ذلك زاوية التلميع وارتفاع بروز الألياف والحد الأقصى لفرق ارتفاع الألياف عبر جميع الألياف في المصفوفة.
هنا تصبح الأمور مثيرة للاهتمام. لتحقيق خسارة إدخال مستهدفة أقل من أو تساوي 0.5 ديسيبل لكل اتصال، يجب أن يظل إجمالي اختلال قلب الألياف أقل من 1.6 ميكرومتر. وهذا يعادل تقريبًا 1/50 من قطر شعرة الإنسان. التسامح المسموح به للتكديس لمواضع الألياف ودبابيس التوجيه؟ حوالي 0.8 ميكرومتر لكل حلقة. عندما تفكر في أن MPO المكون من 12-ليفًا يحتوي على مجموعة تسامح محتملة-في كل موضع من الألياف، فإنك تبدأ في تقدير سبب أهمية هندسة الوجه النهائي أكثر بكثير مما تفعله مع الموصلات البسيطة.
إن تعيين الذكر/الأنثى في أنظمة الألياف الموصلة MPO يخلق ارتباكًا لا نهاية له للأشخاص الجدد في التكنولوجيا. تتميز الموصلات الذكور بدبوسين للمحاذاة؛ الإناث لديها ثقوب توجيهية مقابلة. جميع منافذ معدات MPO الموجودة على المحولات وأجهزة الإرسال والاستقبال هي منافذ ذكر. وهذا يعني أن أي سلك تصحيح متصل بالمعدات النشطة يجب أن ينتهي بموصل أنثى. الحصول على هذا إلى الوراء يضر الألياف. لقد رأيت إعادة صياغة تركيبات صندوق الأمتعة بالكامل لأن شخصًا ما حدد الجنس الخطأ عند الشراء.
لماذا أصبح 12-Fiber هو الخيار الافتراضي (ولماذا يتغير هذا)
سيطر تكوين MPO المكون من 12 ليفًا على عمليات النشر المبكرة لسبب بسيط: فهو يتوافق مع بنيات جهاز الإرسال والاستقبال 40G SR4 وأوائل 100G SR4. أربع مسارات للإرسال، وأربعة للاستقبال، مما يترك نظريًا أربعة ألياف غير مستخدمة. لقد أزعجت النفايات مهندسي الشبكات، وهم على حق في ذلك. عندما تقوم بتشغيل الآلاف من هذه الروابط، تمثل الألياف غير المستخدمة رأس مال مهدرًا.
8-ظهرت مجموعات ألياف موصل MPO للألياف كبديل أكثر كفاءة لتطبيقات 40G و100G. نفس معدلات البيانات، وتكلفة أقل، وانخفاض فقدان الإدراج. لكن الصناعة لم تتوقف عند هذا الحد. 16-تدعم أجهزة MPO الليفية الآن أجهزة إرسال واستقبال 400G QSFP-DD وOSFP، بينما تستهدف تكوينات 24 ليفًا عمليات نشر 800G باستخدام 8 مسارات إرسال و8 مسارات استقبال بسرعة 100 جيجابت في الثانية لكل منها. تعتبر زيادات الكثافة مذهلة عندما تفكر في أن MPOs المكونة من 24 ليفًا تشغل بشكل أساسي نفس البصمة المادية مثل أسلافها المكونة من 12 ليفًا.
هناك شيء واحد لم تتم مناقشته بما فيه الكفاية: ارتفاع عدد الألياف يجعل التحكم الهندسي أكثر صعوبة بشكل ملحوظ. تصبح مشكلة اختلاف ارتفاع الألياف أكثر صعوبة في التعامل معها باستخدام 24 أليافًا مقابل 12. حتى الفروق الطفيفة في الارتفاع عبر المصفوفة تزيد من خطر التنظيف غير الكامل والتزاوج غير المتسق. هذا ليس أمرًا نظريًا-يواجه الفنيون الميدانيون هذا الأمر بشكل روتيني في البيئات ذات الحجم الكبير.
الخطة المتوسطة الأجل مقابل MPO: ارتباك العلامة التجارية
يرمي الأشخاص حول MTP وMPO بالتبادل، وهو أمر ليس خطأ من الناحية الفنية ولكنه يفتقد فارقًا بسيطًا مهمًا. MTP هي علامة تجارية مسجلة لشركة US Conec لتصميم موصل MPO المحسن. كلاهما متوافق تمامًا مع نفس معايير IEC وTIA. كلاهما يتوسطان دون مشاكل. لكن MTP يتضمن العديد من التحسينات الهندسية التي تعمل على تحسين الأداء البصري والميكانيكي: تفاوتات أكثر إحكامًا، ومحاذاة أفضل، وخصائص فقدان إدخال أكثر اتساقًا.
بالنسبة لمعظم تطبيقات مراكز البيانات، تعمل ألياف موصل MPO القياسية بشكل مناسب. تحصل MTP على أسعارها المتميزة من خلال أنظمة -عالية-عالية السرعة-روابط 400G و800G حيث تكون ميزانيات الخسارة ضئيلة للغاية. عندما تعمل بميزانية وصل إجمالية قدرها 1.5 ديسيبل وهامش الإرسال والاستقبال من جهاز الإرسال والاستقبال-إلى-جهاز الإرسال والاستقبال قد يكون 0.7 ديسيبل، فإن جودة الموصل لا تعد أمرًا ضروريًا-.
تقدم US Conec أيضًا موصلات MTP Elite التي تقلل من فقدان الإدخال بنسبة تصل إلى 50% مقارنةً بـ MTP القياسي. يبدو هذا بمثابة مبالغة تسويقية حتى تختبرها فعليًا. يبلغ قياس مكونات النخبة- باستمرار أقل من 0.25 ديسيبل لكل موصل-مقتربًا مما كان يعتبر أداءً استثنائيًا لموصلات LC الليفية-الفردية قبل بضع سنوات فقط.
إدارة القطبية في أنظمة MPO
تعني القطبية في الشبكات الضوئية التأكد من أن كل ألياف إرسال تتوافق بشكل صحيح مع نظيرتها المستقبلة. مع اتصالات LC المزدوجة، يكون هذا أمرًا تافهًا-يمكنك تبديل الألياف إذا لم يظهر الرابط. تجعل ألياف موصل MPO إدارة القطبية أكثر تعقيدًا إلى حد كبير نظرًا لأن مواضع الألياف ثابتة داخل الطويق. لا يمكنك ببساطة تحريك الألياف إذا حدث خطأ ما.
يحدد TIA-568 ثلاث طرق قطبية: النوع A (مستقيم- خلال)، والنوع B (تقاطع-)، والنوع C (قلب مقترن). يقوم النوع A بتوجيه الألياف 1 من أحد الأطراف إلى الألياف 1 على الطرف الآخر مع اتجاه المفتاح لأعلى/لأسفل. يعبر النوع B الألياف بحيث يتصل الموضع 1 بالموضع 12، والموضع 2 بالموضع 11، وهكذا. النوع C flip - يتخبط من الألياف 1 إلى الألياف 2، والألياف 3 إلى الألياف 4.
لقد تحركت الصناعة نحو النوع B لمعظم عمليات نشر البصريات المتوازية لأنه يبسط روابط جهاز الإرسال والاستقبال-إلى-جهاز الإرسال والاستقبال. لكن عمليات التثبيت القديمة التي تستخدم النوع A أو البيئات المختلطة تسبب مشكلات مستمرة. وفي الآونة الأخيرة، قدمت ANSI/TIA-568.3-E طرق قطبية عالمية U1 وU2 تهدف إلى تبسيط عمليات التثبيت المستقبلية. ويبقى أن نرى ما إذا كانت هذه الإجراءات ستؤدي بالفعل إلى تقليل الارتباك في الممارسة العملية.
ما يزعج العديد من الفنيين: لا يمكنك التحقق من قطبية MPO باستخدام محدد موقع الأخطاء البصري البسيط بالطريقة التي يمكنك بها استخدام الألياف المزدوجة. سوف يُظهر VFL مرور الضوء، لكنه لن يؤكد صحة التعيين عبر جميع مواضع الألياف. يتطلب التحقق الصحيح من القطبية إما اختبار MPO متخصصًا أو عمليات فحص استمرارية منهجية باستخدام أسلاك خرج المروحة.
اختبار فقدان الإدراج: أكثر تعقيدًا مما تعتقد
يمثل اختبار ألياف موصل MPO تحديات لا تواجهها موصلات الألياف الفردية-. يتطلب تجميع MPO المكون من 12-ليفًا 12 قياسًا فرديًا لفقد الإدخال، بالإضافة إلى فقدان الإرجاع على كل قناة. من المحتمل أن يكون هذا 96 قياسًا لكابل واحد عندما تأخذ في الاعتبار كلا الاتجاهين. إن أتمتة هذه العملية ليست اختيارية، فهي ضرورية لأي إنتاجية معقولة.
مواصفات الخسارة نفسها تستحق الاهتمام. وفقًا لمعيار EIA/TIA 568، يمكن أن يكون لموصلات MPO الحد الأقصى لفقد الإدخال بمقدار 0.75 ديسيبل - وهو أعلى بكثير من 0.3 ديسيبل المحدد عادةً للموصلات البسيطة اللاصقة المصقولة -. تعمل مكونات فئة النخبة- على خفض ذلك إلى 0.35 ديسيبل أو أفضل. عند حساب ميزانيات فقدان الارتباط، تتراكم هذه الاختلافات عبر نقاط اتصال متعددة.
أحد الاختبارات الدقيقة التي تجذب الناس: الطريقة المرجعية مهمة للغاية. تشتمل الطريقة المرجعية للكابلات- الثلاثة (سلك الإطلاق، والسلك المرجعي، وسلك الاستقبال) على واجهتي موصل في المرجع الصفري. عند اختبار الجهاز قيد الاختبار، لا يتم احتساب تلك الاتصالات في النتيجة التي تم قياسها. استخدم طريقة مرجعية مختلفة، وستتغير أرقامك. يجب أن تحدد الوثائق النهج المرجعي الذي تم استخدامه، وإلا ستصبح بيانات الاختبار بلا معنى للمقارنة.
تختلف مواصفات خسارة الإرجاع أيضًا حسب النوع البولندي. عادةً ما يحقق طلاء UPC (الاتصال الجسدي الفائق) حوالي -خسارة إرجاع تبلغ 50 ديسيبل-ملائمة لمعظم التطبيقات متعددة الأوضاع. يصل تلميع APC (الاتصال الجسدي المائل) إلى -60 ديسيبل أو أفضل، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الوضع الفردي وأنظمة DWDM حيث تتسبب الانعكاسات الخلفية في تدهور الأداء بشكل يمكن قياسه. لا يمكنك مزاوجة موصلات UPC وAPC دون الإضرار بكليهما.
تطبيقات مركز البيانات: كابلات الجذع وتكوينات الاختراق
حالة الاستخدام الأساسية لألياف موصل MPO في مراكز البيانات هي -كابلات جذع أساسية منتهية مسبقًا. بدلاً من سحب كابلات مزدوجة فردية وإنهائها على-الموقع-عملية كثيفة العمالة-مع تباين كبير في الجودة-يمكنك تثبيت قنوات MPO منتهية في المصنع-. وقت النشر ينخفض بشكل كبير. تتحسن إدارة الكابلات. يقل ازدحام المسار.
في لوحات التوصيل، تنتقل قنوات MPO هذه عادةً إلى LC مزدوج عبر أشرطة الكاسيت أو أسلاك التوصيل الخارجية للمروحة الهجينة-. يصبح جذع الألياف 12-6 اتصالات LC مزدوجة. ينتج الصندوق المكون من 24 أليافًا 12. يوفر أسلوب الكاسيت تنظيمًا أنظف للرف؛ توفر أسلاك المروحة المزيد من المرونة لتوصيلات المعدات المباشرة.
بالنسبة لتطبيقات البصريات المتوازية-40G SR4، 100G SR4، 400G SR8 - يتزاوج موصل MPO مباشرة مع جهاز الإرسال والاستقبال. لا يوجد انتقال إلى LC. هذا هو المكان الذي تتألق فيه التكنولوجيا حقًا: يحل MPO واحد مكون من 12 ليفًا محل ما يمكن أن يكون 8 موصلات LC فردية لوصلة 40G. يعد توفير المساحة في عمليات نشر المحولات عالية الكثافة أمرًا كبيرًا.
تطبيقات الاختراق تستحق الذكر بشكل خاص. يمكن لمنفذ تبديل QSFP واحد بسعة 400 جيجا بايت- DD الاتصال بأربعة خوادم بسعة 100 جيجا بايت باستخدام سلك MPO-إلى-LC. يؤدي ذلك إلى زيادة استخدام منافذ التبديل المكلفة إلى الحد الأقصى مع استيعاب الخوادم التي لا تدعم 400G الأصلي حتى الآن. غالبًا ما تبرر العوامل الاقتصادية التعقيد الإضافي للكابلات.
انتقال 400G/800G وما بعده
يعتمد التطور الحالي لألياف موصل MPO بالكامل تقريبًا على 400G ومتطلبات 800G الناشئة. 400يستخدم G SR8 8 ألياف لكل اتجاه، يتم نشرها عادةً باستخدام 16-ألياف MPOs. 800G مما يضاعف هذه الكثافة مرة أخرى. تفترض خارطة طريق جهاز الإرسال والاستقبال بشكل متزايد أن الإرسال المتوازي القائم على MPO هو أسلوب التوصيل البيني الافتراضي.
وتشهد تطبيقات MPO ذات الوضع الواحد-نموًا أيضًا، خاصة بالنسبة لمتغيرات 400G الأطول-التي تصل إلى 400G مثل FR4 وDR4. يجلب الوضع الفردي- تحدياته الخاصة: تفاوتات المحاذاة الأكثر إحكامًا، وتكاليف الموصل الأعلى، وتفضيل تلميع APC لتقليل الانعكاسات. تظل علاوة السعر على مجموعات MPO متعددة الأوضاع كبيرة، مما يحد من اعتمادها في التطبيقات التي يكون فيها الوصول متعدد الأوضاع كافيًا.
وبالنظر إلى المستقبل، تهدف -البصريات المجمعة معًا والبصريات الموجودة على-اللوحة إلى نقل المكونات الضوئية بالقرب من سيليكون التبديل. قد يؤدي هذا إلى تغيير متطلبات التوصيل البيني على مستوى الشريحة، لكن كابلات الحامل -إلى-الحامل والصف-إلى-الصف ستستمر في الاعتماد بشكل كبير على ألياف موصل MPO في المستقبل المنظور. إن مزايا الكثافة هي ببساطة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن التخلي عنها.
الاعتبارات العملية: التنظيف والتفتيش والمناولة
يتسبب تلوث الوجه النهائي- في حدوث المزيد من حالات فشل MPO أكثر من أي عامل آخر. يمكن لجسيم غبار واحد يبلغ حجمه 1 ميكرون أو أكبر أن يؤدي إلى انخفاض جودة الإشارة بشكل قابل للقياس. على عكس الموصلات البسيطة التي يكون فيها الفحص والتنظيف أمرًا مباشرًا، تتطلب ألياف موصل MPO مجاهر متخصصة ومعدات تنظيف مصممة لتنسيق الحلقة الحلقية متعددة-الألياف.
إن بروتوكول التنظيف مهم أكثر مما يدركه معظم الناس. التنظيف الجاف باستخدام مناديل خالية من الوبر-يعمل على منع التلوث الضوئي. قد يتطلب التلوث الشديد تنظيفًا رطبًا باستخدام كحول الأيزوبروبيل، على الرغم من أن هذا ينطوي على مخاطر-حيث تصبح الجزيئات أكثر قدرة على الحركة على الأسطح الرطبة ويمكن أن تخدش الألياف إذا لم يتم تجفيفها بشكل صحيح. يفضل بعض الفنيين خراطيش التنظيف المصممة خصيصًا لحلقات MPO/MTP.
تحدد المواصفة القياسية IEC 61300-3-35 معايير محددة لتصنيف النظافة لفحص الوجه النهائي للألياف. يزيل المعيار الموضوعية من قرارات النجاح/الفشل، ويفحص العيوب عبر القلب، والكسوة، والطبقة اللاصقة، ومناطق الاتصال. يؤدي اتباع هذا المعيار للفحص الوارد والتحقق بعد التثبيت إلى التخلص من العديد من النزاعات حول جودة الموصل.
تعامل مع كبلات MPO بمزيد من العناية مقارنة بأسلاك التصحيح القياسية. تعد الحلقة-المتعددة الألياف أكثر هشاشة بطبيعتها، كما أن مسامير التوجيه أو فتحات التوجيه التالفة ستتسبب في حدوث مشكلات في المحاذاة عبر جميع الألياف في الموصل. احتفظ بأغطية الغبار مثبتة حتى لحظة الاتصال. قم بتخزين التجميعات في بيئات نظيفة ومحمية. تمنع هذه الممارسات الأساسية معظم حالات الفشل الميدانية.
القيام بالاختيار الصحيح
يتطلب اختيار ألياف موصل MPO المناسبة لتطبيق معين مطابقة عدد الألياف لمتطلبات جهاز الإرسال والاستقبال، واختيار نوع التلميع الصحيح لوضع الألياف، وتحديد الجنس بشكل صحيح لتشغيل الكابل. تؤدي أخطاء الشراء في أي من هذه المجالات إلى روابط غير وظيفية-أو إهدار للمخزون.
بالنسبة لعمليات النشر الجديدة التي تدعم 100G وما فوق، توفر تكوينات MPO المكونة من 8 ألياف و16 ألياف بشكل عام استخدامًا أفضل للألياف مقارنة بالتنسيق القديم المكون من 12 ليفًا. بالنسبة لـ 400G SR8، فإن 16 أليافًا هي الاختيار الواضح. بالنسبة إلى 800G، تتيح 24 ليفًا أعلى كثافة، على الرغم من أن توافق البنية التحتية يتطلب التحقق.
يعتمد القرار بين الوضع المتعدد والوضع الفردي-في المقام الأول على المسافة. تدعم ألياف OM4 100G SR4 إلى 100 متر -كافية لمعظم روابط البناء الداخلية-. يتطلب أي شيء أطول عادةً وضعًا فرديًا-، مع علاوة التكلفة المرتبطة بالموصلات وأجهزة الإرسال والاستقبال.
يأتي تحسين التكلفة في عمليات نشر ألياف موصل MPO من خلال تحديد حجم المكونات المناسب -للمتطلبات الفعلية. يؤدي الإفراط في تحديد الموصلات المتميزة- للتطبيقات ذات ميزانيات الخسارة المريحة إلى إهدار الأموال. يؤدي النقص في تحديد الروابط-ذات الميزانية المحدودة 400 جيجا/800 جيجا إلى حدوث مشكلات تشغيلية. إن فهم حساب فقدان الارتباط للهيكل المحدد الخاص بك يرشدك إلى اختيار المكون المناسب.
