MPO 测试和数据中心标准发

当我们提到光纤网络时,脑海中浮现的画面大多是一条条在全球范围内追踪即时通信网络的细长弧线光通路。当我们述及服务器机群或数据中心时,心中想到的场景通常是一捆捆插接在电缆槽中的粗径双绞线电缆,以及一条条杂散连接在设备机架上的彩色导线,而且连接处一闪一闪地发着光。

到目前为止,这一切都很稳定。不过,随着近期可端接多光纤电缆的 MPO 连接器问世,设备背板上如今可以安装越来越多的光纤。

面对 40/100G 数据中心的不断扩建,目前很难准确断定光纤和铜缆谁将成为电缆界未来的宠儿。随着宽带和透射密度要求的增长,市场上对创新型解决方案的需求越来越大,因此就目前而言,这两种电缆处于共同发展的态势。网络物理设备的设计面临着诸多限制条件,既包含低功耗需求,也涉及对不动产价格过高的考量。

MPO(多芯推入式)设计是一种典型的理想自适应工程设计,可有效提升光纤电缆的竞争优势,助其在企业设施和数据中心建设项目中击败铜质电缆而倍受青睐。MPO 连接器支持在接线板或接线盒上使用单一推入式连接来端接包含多条光纤束的电缆,从而将一条多光纤束干线连接到扇出电缆的标准 SC/LC 端。目前有几款 SFP 可以直接连接 MPO/MTP 连接器。这样可以节省大量的布线时间。更为重要的是,安装人员可以在开机运行前后在现场快速测试多光纤永久链路,确保电缆及安装的完整性。

插入式设计的通用性和复杂程度

最常见的 MPO 设计标准要求一列端接多达 12 条光纤。可使用 2 针配对系统完美地对齐光纤端,以便插入连接至其他 MPO 连接器端接链路的耦合器和适配器,从而实现稳定连接。连接好链路和端子后,各个 MPO 连接器和耦合器都可以作为插入或拔出端,即公头/母头。

另外,MPO 连接器的极性定义为向上或向下两个方向,允许颠倒光纤线束的对准顺序。这样一来,可以在同一个多链路电缆通道中进行大量的电缆/连接器配置。这种灵活性为设计人员提供了极大的自由发挥空间,但同时也增加了安装和认证失败的几率。幸运的是,这一问题即将得到解决。

损耗预算棘手

信号损耗可视为设计电缆连接系统时选择电缆的决定性因素。随着高带宽应用的需求越来越大,这一点更是显得尤为重要。尽管光纤和铜质双绞线的信号损耗原理类似,但其物理属性完全不同。

在光纤领域内,多模光纤是楼宇短距离电缆干线的理想选择,而单模光纤类的超远带宽距离电缆产品在这里是非常浪费的。多模光芯越大,波长越小,就越有利于节省照明源成本,比如可以采用 LED 和 VCSEL。尽管多模光纤的物理照明效率并不高,但新型的环形通量 (EF) 标准 (IEC 61280-4-1) 意味着单束多模光纤电缆链路就可以满足紧缩的损耗预算要求。在参考设置和测试过程中,EF 可提供一种方法来指定光源发射条件下的光照限制。尽管这与 MPO 并不直接相关,但能够证明满足 EF 标准是非常重要的,因为整个通道中节省的损耗加起来就可以满足更加经济实用的 40 G 应用的需求。

在确定实际安装中 40/100G 光纤网络的损耗预算时,除了物料以外,还需要考虑几项技术因素。Softing 的 WireXpert 业务部经理 Simon Harrison 指出,在最近的多光纤测试讨论中,所使用的以太网、电缆连接和测试标准并未统一考虑插入式 MPO 连接器在多光纤链路中引入的各种配置可能性。在用户必须决定采用哪种限制时,负责管理各个链路的标准可能会超出 IEEE 802.3 设备间连接标准规定的限制。换言之,各个链路的测试方法必须符合 IEC 61280-4-1,但整个通道的测试方法必须符合 IEEE 802.3 中的 40G 性能标准。

另外还需考虑方法因素。不但组件存在故障容易造成网络安装无法通过认证,采用的测试方法不正确或者不完善同样也会轻易导致网络安装认证失败。由于玻璃纤维端具有折射和反射属性,在出厂时需要小心磨光调整,尽可能减少插入时的损耗。这对于 MPO 连接尤其需要,因为每当建立连接时,小小空间中的多条光纤束必须彼此紧密贴近。如未严格遵照光纤测试实践进行显微镜检查以及适当的设备校准与维护,对于多链路光纤通道的整个信号损耗计算就没有意义。

通过测试方法促进品质等级提升

概括来讲,40G 光纤网络面临着两大棘手难题:模糊的损耗预算和 MPO 通道拓扑。

相比等效的单束线缆,采用 MPO 连接器端接的多光纤干线所需的安装和测试时间可得到大幅节省。但 40G 光纤数据中心的认证非常复杂,因为必须在精准的插接/拔下条件下对每个已安装的永久链路以及完整的设备间通道进行参考设置和自动设置。

这一过程说起来容易做起来难。测试人员可将电缆插入或拔下。必须准备多组采用不同插入/拔下配置的测试和参考线束,以便为每条链路和 MPO 通道正确设置参考和测试条件。另外,技术人员必须能够测试从 MPO 聚合端点到各个接线板、接线盒以及设备 SC/LC 接口连接中的链路。这一过程需要采用另一组与非 MPO 端子兼容的测试单元和参考线束。

这里需要注意的是,大多数测试仪器制造商需要使用单独的设备来测试 MPO。Softing 的 WireXpert 认证分析仪采用一种专门针对指定电缆类型设计的插接式适配器模块化系统,这样只需 MPO 适配器接头即可(插入式)。事实上,WireXpert 是目前唯一一款能够为 MPO 提供模块化解决方案的认证分析仪。模块化支持使用本地和远程智能单元测试 MPO 转 SC/LC 接线盒。只需将 MPO 光源适配器插入远程单元,并将标准多模适配器插入设备端的本地单元即可。WireXpert MPO 测试报告中还包含非常实用的极性图,清晰地指出了 1-1 A 类或 1-12 B 类电缆。

展望前景

如果您有意向移植光纤电缆或者希望光纤数据中心业务得到发展,则需要慎重考虑目前的测试设备工厂和部署策略。展望未来,Softing 的 WireXpert 模块化平台优势非常显著。该产品最初的设计定位是可互换适配器的可更新设备,用于支持 5e/6/6A 类和目前的 8 类铜质电缆以及单模、多模(EF 兼容)和 MPO/MTP 光纤电缆的永久链路和通道认证。这种模块化的体系正是 WireXpert 成为 MPO 唯一的适配器插头解决方案的原因所在。它还解释了设备本身的工程设计为何留有大量空间:WireXpert 测试频率高达 2.5 GHz(手持设备的最高频率),是唯一满足此频率标准的设备。这款认证分析仪与 Softing 的双路控制系统相结合,再加上本地和远程智能单元,将为用户带来一套针对 40/100G 以太网量身打造的认证系统。

Autor: Mike Bunning Business Development Manager

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