Testare le connessioni MPO e innalzare gli standard dei data center

Quando pensiamo alle reti in fibra ottica, tendiamo a immaginare sottili fasci di luce ad arco che tracciano una rete di telecomunicazioni istantanee in tutto il mondo. E quando pensiamo alle server farm o ai data center, immaginiamo grandi agglomerati di cavi a coppie ritorte alloggiati in una canalizzazione, che sparano un arcobaleno di fili in scaffali ricolmi di apparecchiature lampeggianti.

Fin qui, nessuna novità. Ma ultimamente, sempre più fibra installata sulla dorsale di queste apparecchiature passa attraverso cavi multifibra che hanno come terminazione i connettori MPO.

È difficile immaginare quale sarà il futuro della contesa tra fibra e rame per i data center 40/100G. Il presente sembra mostrarci uno scenario di coevoluzione, in cui l’aumento della domanda in termini di larghezza di banda e densità di trasmissione stimola l’innovazione per offrire le soluzioni necessarie a sopperire alle carenze di una o dell’altra opzione. I vincoli di design includono il basso consumo di elettricità e i prezzi esorbitanti degli edifici che ospitano i dispositivi di rete.

Il design MPO (Multi-fiber Push-On) è un esempio perfetto del tipo di ingegneria adattiva che permette ai cablaggi in fibra ottica di competere con il rame nelle grandi aziende e nei data center. Grazie ai connettori MPO si possono terminare i cavi ad alta densità di fibra con un’unica connessione push-on a patch panel o cassette che collegano un fascio multifibra a cavi fan-out con terminali SC/LC standard. Ora alcuni moduli SFP accetteranno direttamente i connettori MPO/MTP, consentendo di ridurre notevolmente i tempi di installazione. E soprattutto, i tecnici possono verificare rapidamente i collegamenti multifibra permanenti prima e dopo l’esecuzione, assicurando l’integrità del cablaggio e dell’installazione.

Design con pin versatile e complesso

Il design MPO standard più usato prevede terminazioni con un massimo di 12 fibre in fila. Un sistema di accoppiamento a 2 pin permette di allineare perfettamente le estremità delle fibre da inserire in un accoppiatore o adattatore che si unisce a un altro link terminato con un connettore MPO e che stabilizza la connessione. I collegamenti e le terminazioni sono tali che i singoli connettori MPO e gli accoppiatori possono avere o non avere pin, ovvero essere maschio o femmina.

Inoltre, i connettori MPO sono contrassegnati da una legenda per poterli orientare verso l’alto o il basso, permettendo di invertire l’allineamento delle fibre e creare così un gran numero di configurazioni cavo/connettore in un canale con collegamenti multipli. Questa versatilità offre ai progettisti moltissima libertà, comportando però maggiori rischi di errore durante l’installazione e la certificazione. Vediamo come risolvere il problema.

I loss budget sono tosti

La perdita di segnale può essere un fattore determinante nelle scelte da compiere durante la progettazione di un sistema cablato, soprattutto in virtù della sempre maggiore necessità di certificare applicazioni ad alta ampiezza di banda. Sebbene il principio della perdita di segnale sia simile nella fibra ottica e nel rame a coppie ritorte (twisted-pair), le loro proprietà fisiche sono completamente diverse.

Nel mondo della fibra, la fibra multimodale si è fatta strada come la scelta migliore per i fasci di cavi da utilizzare su brevi distanze all’interno di edifici. In questi casi la maggiore larghezza di banda necessaria per le distanze più lunghe offerta dalla fibra monomodale è essenzialmente sprecata. Il core multimodale molto più grande è ottimizzato a lunghezze d’onda inferiori, consentendo l’uso di sorgenti di luce meno costose, come i LED e i VCSEL. Sebbene il multimodale sia fisicamente meno efficiente nel contenere la luce, il nuovo standard Encircled Flux (EF) (IEC 61280-4-1) stabilisce che i collegamenti con cavi in fibra multimodale a filo singolo possono essere certificati con loss budget inferiori. Lo standard EF fornisce un metodo per specificare i limiti di riempimento di luce nelle condizioni di lancio durante l’impostazione del riferimento e il test. Sebbene non sia direttamente rilevante per le connessioni MPO, la possibilità di certificare la conformità EF non è cosa da poco, perché i risparmi legati ai limiti di perdita si possono sommare su interi canali e consentire un’applicazione 40G più economica.

Oltre ai materiali, ci sono fattori tecnici che rendono i loss budget per le reti in fibra 40/100G difficili da individuare nelle installazioni effettive. Simon Harrison, Direttore generale del business WireXpert di Softing, durante un recente discorso sui test di cavi multifibra ha sottolineato che gli standard che disciplinano l’Ethernet, i cablaggi e i test non tengono conto in modo uniforme delle potenziali configurazioni che i connettori MPO con pin introducono nei collegamenti multifibra. Nei casi in cui l’utente deve decidere quali limiti utilizzare, è possibile che gli standard che disciplinano i singoli collegamenti superino il limite imposto dalla normativa IEEE 802.3 sul collegamento tra stazioni. In altre parole, mentre i metodi di test per singoli link devono essere conformi allo standard IEC 61280-4-1, per garantire le prestazioni 40G l’intero canale deve essere conforme alla normativa IEEE 802.3.

Occorre anche considerare il fattore metodologia: il mancato superamento della certificazione delle installazioni di rete può essere semplicemente dovuto a metodologie di test errate o superficiali, tanto quanto alla presenza di componenti difettosi. Per via delle sue qualità rifrangenti e riflettenti, le estremità della fibra di vetro vengono accuratamente lucidate e sintonizzate in fabbrica per ridurre al minimo la perdita di inserzione. Questo vale in particolare per le connessioni MPO, dove tante fibre in uno spazio così ristretto devono combaciare perfettamente ogni volta che vi è un collegamento. Se non ci si attiene rigorosamente alle metodologie di test delle fibre ottiche, che includono l’esame microscopico e la corretta calibrazione e manutenzione delle apparecchiature, tutti i calcoli sulla perdita di segnale nei canali in fibra con connessioni multiple diventano inutili.

Usare i metodi di test e alzare la posta

In sintesi, sono due gli aspetti che aggiungono complessità alla navigazione sulle reti in fibra 40G: i loss budget e la topologia del canale MPO.

I fasci multifibra terminati con connettori MPO ovviamente richiedono molto meno tempo per l’installazione e la verifica rispetto all’equivalente a filo singolo. Ma la certificazione dei data center in fibra 40G può essere difficile perché sia l’impostazione di riferimento sia l’impostazione automatica devono avvenire alle precise condizioni con pin/senza pin per ogni link permanente installato, nonché per l’intero canale tra le stazioni.

È più facile a dirsi che a farsi. I tester sono con pin o senza pin. Occorre quindi avere a portata di mano un certo numero di cavi di prova e di riferimento in svariate configurazioni con e senza pin per poter creare le giuste condizioni di riferimento e di test per ciascun collegamento e per il canale MPO. Il tecnico deve inoltre essere in grado di testare i collegamenti dall’endpoint di aggregazione MPO ai vari patch panel, cassette e apparecchiature con interfaccia di connessione SC/LC. Si rende quindi necessaria un’altra unità di prova e cavi di riferimento compatibili con il terminale non MPO.

A questo punto vale la pena precisare che la maggior parte dei produttori di strumenti di prova richiede dispositivi a sé stanti per i test MPO. Il certificatore WireXpert di Softing utilizza un sistema modulare di adattatori plug-in progettati per tipi specifici di cavo, quindi sarà sufficiente avere il set di adattatori MPO (con pin). Infatti, WireXpert è al momento l’unico certificatore in grado di offrire una soluzione modulare per MPO. La modularità consente di avere unità smart locali e remote, utili per testare cassette con collegamento da MPO a SC/LC. Basta collegare l’adattatore di sorgente luminosa MPO all’unità remota e l’adattatore multimodale standard nell’unità locale sull’estremità dell’apparecchiatura. Il report del test MPO di WireXpert mostra anche una mappa di polarità estremamente utile, indicando chiaramente il cavo 1-1 tipo A di 1-12 Tipo B.

Guardare (e pensare) al futuro

Se sei un imprenditore che sta passando alla fibra o che vuole dare slancio al suo business nel settore dei data center in fibra ottica, ti consigliamo di valutare con molta attenzione il tuo attuale arsenale di dispositivi di test e la tua strategia di implementazione degli stessi. Col tempo scoprirai i vantaggi unici della piattaforma modulare WireXpert di Softing. È un dispositivo progettato fin dalle fondamenta per essere aggiornabile con adattatori intercambiabili che supportano la certificazione permanente dei collegamenti e dei canali di Categoria 5e/6/6A, e ora anche dei cablaggi in rame di Categoria 8, così come della fibra monomodale e multimodale (conforme allo standard EF) e MPO/MTP. Questo pedigree modulare fa di WireXpert l’unico dispositivo di test con una soluzione di adattatori per MPO, e spiega perché è stato progettato offrendo già da subito grandi potenzialità: WireXpert testa velocità di trasferimento dati fino a 2,5GHz, la più alta disponibile su un dispositivo palmare, ed è l’unico a farlo. Se a tutto questo aggiungi il Softing Dual Control System che abbina le unità smart locali e remote, avrai un sistema di certificazione ad hoc per l’Ethernet 40/100G.

Autor: Mike Bunning Business Development Manager

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