تشغيل-الألياف المتعددة-.موصلات (MPO).أصبحت مكونات البنية التحتية التي لا غنى عنها في بيئات مراكز البيانات الحديثة، مما يتيح -الاتصال البيني البصري عالي الكثافة عبر 40 جيجا، و100 جيجا، و400 جيجا، وبنيات النقل الناشئة 800 جيجا. يؤثر تحديد تكوينات موصل MPO المناسبة-التي تشمل عدد الألياف ومنهجية القطبية وهندسة الوجه النهائي-وعامل الشكل-بشكل مباشر على أداء ميزانية الارتباط ومسارات قابلية التوسع ونفقات الصيانة التشغيلية في عمليات نشر الكابلات المنظمة.
الأساسيات لا أحد يريد أن يشرحها مرتين
هذا هو الشيء المتعلق بموصلات MPO الذي يزعج الأشخاص: المصطلحات عبارة عن فوضى. يشير MPO إلى -ضغط الألياف المتعددة-، والذي يصف معيار الموصل العام المحدد في IEC 61754-7. MTP هي نسخة مسجلة كعلامة تجارية لشركة US Conec-فكر فيها مثل المناديل الورقية مقابل المناديل الورقية. إنها قابلة للتبديل ميكانيكيًا، لكن موصلات MTP تستخدم تفاوتات تصنيع أكثر إحكامًا، ومشابك معدنية بدلاً من البلاستيك، وتوفر أغلفة قابلة للخدمة في الميدان.
يستخدم معظم العاملين في مراكز البيانات المصطلحات بالتبادل. خطأ من الناحية الفنية، جيد عمليا.
تعمل أعداد الألياف المتوفرة على نطاق كامل: 8، 12، 16، 24، 32، وحتى 48-توجد أنواع مختلفة من الألياف للتطبيقات المتخصصة. ما الذي ستواجهه بالفعل في بيئات الإنتاج؟ في الغالب 8 ألياف و12 ألياف لمنافذ إرسال واستقبال QSFP، و24 أليافًا للتوزيع المزدوج عالي الكثافة، وتكوينات 16 أليافًا تكتسب قوة الجر مع وحدات 400G SR8 الأحدث.
مسائل الجنس (أكثر مما تعتقد)
كل موصل MPO يكون إما ذكرًا (مع دبابيس توجيه) أو أنثى (بدون). هذا ليس اعتباطيًا-حيث تقوم المسامير بمحاذاة وجوه نهاية الألياف فعليًا-أثناء التزاوج. إذا أخطأت في هذا، فإنك تجد إما اتصالات غير وظيفية-أو معدات تالفة.
القاعدة بسيطة ولكنها غالبًا ما تُنتهك: واجهات جهاز الإرسال والاستقبال ذكر، لذا يجب أن تكون أسلاك التصحيح المتصلة بها أنثى. عادةً ما يتم تشغيل كابلات صندوق التوصيل من ذكر-إلى-ذكر، وتتزاوج عبر محولات-أنثى إلى-أنثى في لوحات التوصيل.
لقد رأيت فنيين يجبرون موصلين ذكرين معًا من خلال محول غير متطابق. تنحني دبابيس الدليل، وتنحرف الحلقات، وفجأة تشرح للإدارة سبب قفز خسارة الإدراج على هذا الارتباط من 0.3 ديسيبل إلى غير قابل للاستخدام.
القطبية: حيث تذهب المشاريع للموت
اسأل أي مقاول للكابلات عما يبقيه مستيقظًا في الليل وستقوم القطبية بإعداد القائمة. في أنظمة الألياف المزدوجة، تحتاج إلى إرسال الإشارات للوصول إلى منافذ الاستقبال والعكس صحيح. باستخدام موصلات LC من الألياف-المفردة، يكون هذا الأمر واضحًا ومباشرًا. مع صفيفات MPO ذات 12 ليفًا تحمل حركة مرور ضوئية متوازية؟ يصبح الأمر معقدًا بسرعة.
يحدد TIA-568 ثلاث طرق قطبية:
النوع أ (مباشرة-من خلال): يتصل موضع الألياف 1 بالموضع 1 في النهاية البعيدة. يقلب مفتاح الموصل الاتجاه-المفتاح-لأعلى من أحد الطرفين، والمفتاح-لأسفل من الطرف الآخر. أنت بحاجة إلى أنواع أسلاك التصحيح المختلطة عند نقاط الإنهاء لتحقيق محاذاة Tx/Rx المناسبة.
النوع ب (معكوس): كلا الموصلين مفتاحان-لأعلى، مما يؤدي إلى إنشاء انعكاس كامل للألياف-يصل الموضع 1 إلى الموضع 12. وهذا هو -الاختيار للارتباطات الضوئية المتوازية لجهاز الإرسال والاستقبال-إلى-جهاز الإرسال والاستقبال المباشر. تتطلب تطبيقات SR4 وDR4 وDR4+ ذلك بشكل أساسي.
النوع C (زوج-مقلوب): يتم تبادل الألياف في أزواج متجاورة (1↔2، 3↔4، وما إلى ذلك). يعمل مع سيناريوهات الاختراق على الوجهين ولكنه يخلق صداعًا للبصريات المتوازية. بصراحة، نادرًا ما أرى النوع C في عمليات النشر الجديدة بعد الآن.
الخطأ الذي يرتكبه الجميع: خلط أنواع القطبية في منتصف القناة-. لن يتم إنشاء رابط 40G QSFP الخاص بك، وسوف تقضي ثلاث ساعات في اختبار خيوط الألياف الفردية، وفي النهاية تكتشف أن شخصًا ما قد أمسك بسلك التصحيح من النوع A حيث تم تحديد النوع B.
اختر طريقة. توثيق ذلك بقلق شديد. تسمية كل شيء.
عدد الألياف ونقاش Base-8 vs Base-12
هذه الحجة مستمرة منذ سنوات وربما لن تتوقف.
أصبح النظام الأساسي-12 نظامًا مبنيًا على موصلات MPO-12 قياسيًا لأن التطبيقات البصرية المتوازية المبكرة استخدمت ناقل حركة مكون من 10 ألياف (4x10G SR4 لـ 40G Ethernet). افترضت البنية التحتية التي تم تركيبها خلال تلك الحقبة زيادات قدرها 12 ليفًا. لوحات التصحيح، وأشرطة الكاسيت، والكابلات الرئيسية - جميعها مصممة حول عشرات الألياف.
ثم جاءت أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP باستخدام 8 ألياف فقط (المواضع 1-4 و9-12، مع ترك الأربعة الوسطى مظلمة). وفجأة، أصبح 33% من سعة الألياف لديك غير مستخدم في كل وصلة MPO-12. هذه هدر باهظ الثمن على نطاق واسع.
تعالج بنية Base-8 هذا الأمر من خلال إنشاء بنية تحتية حول موصلات MPO-8. الاستفادة الكاملة من الألياف، لا النفايات. ولكنها ذات كثافة أقل لكل موصل وتتطلب أشرطة ومحولات وتكوينات فرعية مختلفة عن عمليات نشر Base-12 الحالية.
الجواب الصادق؟ ذلك يعتمد على نقطة البداية الخاصة بك.
غالبًا ما تختار مراكز البيانات ذات الحقول النظيفة Base-8 لتحقيق الكفاءة. تواجه مواقع Brownfield ذات البنية الأساسية الحالية لـ MPO-12 قرارات ترحيل مؤلمة. يقوم Hyperscalers أحيانًا بتشغيل بيئات هجينة - Base-8 لروابط جهاز الإرسال والاستقبال المباشرة، و Base-12 للتوزيع المنظم - وإدارة تعقيد التحويل داخليًا.
يقدم MPO-24 مسارًا متوسطًا بكثافة أعلى من أي من الخيارين. تدعم أربعة وعشرون ليفًا تكوينات 3×8 و2×12 من خلال كابلات التحويل، مما يوفر مرونة في الترحيل على حساب إدارة قطبية أكثر تعقيدًا.
النهاية-تلميع الوجه: سؤال APC
لسنوات عديدة، سيطر UPC (الاتصال الجسدي الفائق) البولندي على عمليات نشر مراكز البيانات متعددة الأوضاع. تعمل هندسة الوجه المسطحة- بشكل جيد مع تعديل NRZ بسرعات 10G و25G.
ثم حدث PAM4.
تعد أجهزة الإرسال والاستقبال الحديثة 400G و800G التي تستخدم إشارات 100G-PAM4 حساسة للغاية للانعكاسات الخلفية-. يعمل نظام تعديل المستويات الأربعة- على ضغط هوامش الإشارة بشكل محكم بدرجة كافية بحيث يمكن أن تؤدي عمليات الإرجاع الضوئية من واجهات الموصل غير الكاملة إلى حدوث أخطاء في البتات. استجابت الشركات المصنعة لأجهزة الإرسال والاستقبال من خلال تحديد واجهات APC (الاتصال الجسدي المائل) - التي تعمل على تحويل تلميع نهاية الوجه بدرجة 8- الضوء المنعكس إلى الكسوة بدلاً من العودة نحو الليزر.
تقدم الآن شركات CommScope وCorning وغيرهم من الموردين الرئيسيين خيارات APC MPO خصيصًا لعمليات نشر PAM4 متعددة الأوضاع. التوجيه العملي من NVIDIA وغيرها: استخدم MPO-12/APC أو MPO-16/APC لاتصالات 400G SR4/SR8، خاصة في الإصدارات الجديدة.
تحذير هام: لا يمكن لوجهي نهاية APC وUPC-التزاوج. الأشكال الهندسية غير متوافقة جسديًا. تحتاج مواقع Brownfield التي يتم ترحيلها إلى 400G إلى كابلات هجينة (APC على جانب جهاز الإرسال والاستقبال، UPC تجاه البنية التحتية الحالية) أو يجب إعادة إنهاء مقاطع الاتصال المتأثرة.
هذا هو نوع التفاصيل التي تبدو بسيطة حتى تقف أمام لوحة توصيل بها موصلات غير متوافقة في الساعة 2 صباحًا.
أنواع تجميع الكابلات
ليست كل كابلات MPO تخدم نفس الغرض.
كابلات العبور:
أسلاك تصحيح قصيرة مع موصلات MPO على كلا الطرفين. يُستخدم لاتصالات الأجهزة المباشرة-جهاز إرسال واستقبال بجهاز إرسال واستقبال، أو جهاز إرسال واستقبال بلوحة التصحيح. هيكل سترة واحدة-، مع تسامح نصف قطر الانحناء المحكم.
01
كابلات الجذع:
العمود الفقري. تجمعات ذات عدد ألياف عالي - (72، 144، 288 ألياف) تعمل بين مناطق التوزيع. بنية سترة مزدوجة- للحماية الميكانيكية، يتم نشرها عادةً من خلال حوامل الكابلات والممرات. هذه هي استثماراتك الدائمة في البنية التحتية.
02
كابلات تسخير
(fanout/breakout): MPO على أحد الطرفين، وموصلات مزدوجة متعددة (LC، SC) على الجانب الآخر. ضروري لتوصيل العمود الفقري MPO بمعدات 10G القديمة أو توفير وصول لكل-ألياف في نقاط التوزيع. يربط حزام MPO المكون من 12 ليفًا إلى 6 × LC عوالم متوازية ومزدوجة.
03
كابلات التحويل:
التحويل بين تكوينات عدد الألياف. MPO-24 إلى 2×MPO-12. MPO-24 إلى 3×MPO-8. تعمل هذه على تمكين مرونة البنية التحتية ولكنها تزيد من فقدان الإدراج وتعقيده. استخدم باعتدال.
04
مستقبل VSFF
هنا تصبح الأمور مثيرة للاهتمام.
وصلت موصلات MPO التقليدية-حتى متغيرات MPO-16 وMPO-24 إلى حدود الكثافة. ببساطة، لا يمكن أن يتقلص غلاف الموصل بشكل أكبر مع الحفاظ على البصمة الحلقية MT القياسية.
تتخذ موصلات عامل الشكل الصغير جدًا (VSFF) نهجًا مختلفًا. تصميمان رائدان:
SN-MT(سينكو): مبني على عامل الشكل المزدوج SN، باستخدام تكديس الألياف العمودية. متوفر في تكوينات 8 ألياف و 16 ألياف. ما يقرب من 2.7 × كثافة MPO القياسية.
إم إم سي(US Conec): تستخدم حلقة "TMT" مصغرة تبلغ -ثلثي ارتفاع حلقات MT القياسية ونصف طولها. متوفر في إصدارات 12 و16 و24 ألياف. يحقق ما يقرب من 3 × كثافة MPO.
يكتسب كلا الموصلين قوة جذب في البيئات ذات الحجم الكبير، خاصة بالنسبة لعمليات نشر 800G ومجموعات GPU AI/ML حيث تأتي مساحة الحامل بأسعار متميزة. تقدم الآن شركات Corning وCommScope وغيرها أنظمة كابلات منظمة مبنية على البنية الأساسية لـ MMC.
الحسابات مقنعة: 216 موصل SN-MT يتلاءم مع نفس مساحة اللوحة مثل 80 موصل MPO-16 تقليدي. هذا يعني 3456 أليافًا مقابل 1280 أليافًا لكل RU.
ويظل الاعتماد في مرحلة مبكرة-لمراكز بيانات المؤسسة. أدوات الفحص والتنظيف أحدث، والتدريب على التثبيت أقل انتشارًا، والنظام البيئي للمكونات المتوافقة أصغر من منصات MPO الناضجة. لكن المسار واضح-سيكون VSFF مهمًا لمتطلبات الكثافة العالية-.
إطار الاختيار العملي
توقف عن التفكير الزائد في هذا
للبصريات المتوازية 40G/100G QSFP: MPO-12 أو MPO-8، قطبية النوع B، طلاء UPC. هذه هي البنية التحتية للسلع في هذه المرحلة.
للوضع المتعدد 400G SR4/SR8: MPO-12/APC أو MPO-16/APC، قطبية النوع B. تحقق من مواصفات واجهة جهاز الإرسال والاستقبال - لا يزال البعض يستخدم UPC.
للتوزيع المزدوج المنظم: توفر كبلات MPO-24 Type A ذات الأشرطة المعيارية أسهل مسار للانتقال من 10G إلى 100G. تتعامل الأشرطة مع تحويل القطبية.
لمجموعات AI/HPC الجديدة: تقييم خيارات VSFF على محمل الجد. تتضاعف فوائد الكثافة عبر عمليات النشر الكبيرة.
للهجرة براونفيلد: قم بتوثيق ما لديك قبل شراء أي شيء. ستظهر حالات عدم تطابق القطبية، وعدم توافق APC/UPC، وتعارضات Base-8/Base-12 أثناء الترقيات. ميزانية الكابلات الهجينة ومحولات التحويل.
اختبار الحقائق
يحتاج كل رابط MPO إلى شهادة المستوى 1 قبل استخدام الإنتاج. وهذا يعني قياسات الفقد البصري عبر جميع أزواج الألياف، والتحقق من القطبية، والوثائق الكافية للامتثال لضمان الشركة المصنعة.
اختبار MPO أبطأ من الطباعة على الوجهين. يحتوي موصل MPO-12 على اثني عشر وجهًا من الألياف-لفحصها وتنظيفها والتحقق منها - كل منها يمثل نقطة فشل محتملة. يمكن للتلوث الموجود على ألياف واحدة أن يؤدي إلى تدهور الوصلة الضوئية المتوازية بأكملها.
توفر Fluke Networks FI-3000 وأدوات الفحص المشابهة تحليلًا آليًا للنجاح/الفشل وفقًا لمعايير IEC. استخدمها. يلتقط الفحص البصري التلوث الذي قد يفوته اختبار الخسارة حتى يفشل الارتباط تحت التحميل.
وتنظيف كل موصل. في كل مرة. إن عدد مرات انقطاع الإنتاج التي يمكن إرجاعها إلى جزيئات الغبار الموجودة على حلقات MPO من شأنه أن يحبطك.
الأفكار الختامية
اختيار موصل MPO ليس عملاً هندسيًا ساحرًا. إنه قرار يتعلق بسباكة البنية التحتية-وهو نوع من القرار الذي يبدو مملاً إلى أن يؤدي إلى تقييد خيارات الترقية بعد مرور خمس سنوات أو يتسبب في حالات فشل متقطعة تستغرق أسابيع لتشخيصها.
تستمر التكنولوجيا في التطور. أوضاع APC المتعددة، وعوامل الشكل VSFF، وتكوينات 32-ألياف و48 أليافًا لتطبيقات 1.6T الناشئة - تستمر خريطة الطريق في التوسع.
قم ببناء ما تحتاجه اليوم، ولكن اترك لنفسك مساحة للمناورة. قم بتوثيق مخططات القطبية الخاصة بك، وتوحيد أعداد الألياف الخاصة بك حيثما أمكن ذلك، وميزانية معدات الفحص التي تعمل بالفعل مع أنواع الموصلات الخاصة بك.
مراكز البيانات التي تعمل بسلاسة هي تلك التي اتخذ فيها شخص ما قرارات مملة بشأن البنية التحتية بشكل صحيح منذ سنوات. كن ذلك الشخص.
