Адаптер MPO: продуктивність і надійність

 

TheMPO адаптерфункціонує як пасивний інтерфейс вирівнювання, що дозволяє об’єднати два роз’єми MPO в оптоволоконній інфраструктурі високої-щільності. На відміну від одно-волоконних рішень, системи MPO вимагають винятково жорстких механічних допусків-ми говоримо про мікронні-рівень точності для 12, 24 або навіть 32 волоконних каналів одночасно. Механізм внутрішньої гільзи адаптера повинен підтримувати точність позиціонування в межах ±0,5 мкм для досягнення прийнятних значень внесених втрат, як правило, нижче 0,35 дБ для одномодових застосувань. Ця вимога стає експоненціально складнішою зі збільшенням кількості каналів.

Проблема вирівнювання, про яку ніхто не говорить

Ось про що більшість специфікацій вам не скажуть: зв’язок між боковим зсувом і оптичними втратами не є лінійним. Бокове зміщення на 0,5 мкм може дати допустимі втрати-0,1 дБ. Підніміть це до 1,0 мкм, і раптом у вас 0,4 дБ. Знову подвоїти до 2,0 мкм? Тепер ви дивитеся на 1,5 дБ, що фактично вбиває ваш бюджет зв’язку для будь-якої розумної відстані передачі.

Тут важку роботу виконує механізм направляючої шпильки. Два прецизійних штиря (діаметр 0,70 мм, допуск ±0,001 мм) на одному роз’ємі з’єднуються з відповідними отворами на протилежному роз’ємі. Перехідна втулка направляє це зачеплення. Звучить досить просто.

Це не так.

Зазор-до-отвору становить приблизно 0,01-0,012 мм. Занадто туго, і вставлення стає проблематичним – користувачі намагаються з’єднати, шпильки згинаються, торці збиваються одна про одну. Занадто вільний, і ваші дванадцять волокон ніколи не вибудовуються належним чином. Кожна окрема подія спаровування підкреслює цей інтерфейс.

Внесені втрати: аналіз чисел

Джерела втрат діляться на три категорії. Відображення Френеля в повітряному зазорі між торцями-неминуча фізика. Розбіжність променя через той самий зазор-проблема геометрії. І неспіввісність по всіх трьох осях: бічній, поздовжній, кутовій.

Домінує бічне зміщення. Для одномодового волокна з діаметром модового поля 9,2 мкм серцевина забезпечує практично нульовий запас помилок. Ядро Multimode 50 мкм є більш поблажливим, що пояснює жорсткіші специфікації IL для систем MM, незважаючи на, здавалося б, суперечливу логіку.

Повернення втрат і питання APC

Зворотні втрати показують, скільки світла відбивається назад до джерела. Для стандартного полірування ПК (фізичний контакт) ви отримаєте близько 20 дБ-, достатньо для багатомодових каналів передачі даних. UPC підвищує рівень шуму до 45 дБ завдяки кращій обробці поверхні. APC із торцевою поверхнею під кутом 8 градусів досягає 55 дБ або більше, повністю спрямовуючи відбиття від серцевини волокна.

Заковика з APC: ви не можете поєднати роз’єми APC з адаптерами PC/UPC. Невідповідність кутів руйнує обидві торці. Я бачив, як цілі патч-панелі були зруйновані через те, що хтось схопив не той з’єднувальний кабель. Кольорове кодування існує не просто так-зелений для APC, синій для UPC-але помилки трапляються в темних центрах обробки даних о 2:00.

Тестування надійності за GR-1435-CORE

Telcordia GR-1435-CORE залишається еталоном галузі. Екологічний акумулятор включає в себе

Випробування на вібрацію (10-55 Гц, амплітуда 1,5 мм) часто ігнорують. Однак для адаптерів, встановлених у придорожніх шафах або промислових середовищах, втома вібрації спричиняє більше польових збоїв, ніж екстремальні температури.

Реальність забруднення

Частинка розміром 1 мкм, розташована на серцевині одномодового волокна, блокує приблизно 1% оптичного шляху. Це не звучить катастрофічно, доки ви не зрозумієте, що це означає втрату приблизно 0,1 дБ-на забруднене волокно. Помножте на дванадцять каналів, додайте ефект старіння роз’єму, і ваш адаптер «макс. 0,35 дБ» раптово вимірює 0,8 дБ.

Частинки розміром понад 9 мкм-приблизно до діаметра одномодового ядра-можуть спричинити повну несправність каналу.

IEC 61300-3-35 визначає зони перевірки з певними допусками дефектів

Протокол очищення має величезне значення. Спочатку витріть насухо тканиною без ворсу або спеціальними паличками для чищення MPO. Якщо забруднення не зникає, економно нанесіть 99% IPA, потім витріть насухо, а потім повторіть-огляд. Ніколи не вставляйте роз'єм, не перевіривши чистоту торця. Внутрішня гільза адаптера накопичує сміття з часом і переносить його до кожного роз’єму, який проходить через нього.

Конфігурації полярності

Існують три стандартні методи визначення полярності, і їх змішування призводить до збоїв зв’язку, які дуже важко діагностувати

 

Тип A (від-до ключа-вгору): відображення-скрізного волокна. Позиція 1 з’єднується з позицією 1.

Тип B (клавіша-вгору до клавіша-вниз): положення волокон змінюється. Позиція 1 підключається до позиції 12. Найбільш поширені в магістральних кабелях центру обробки даних.

Тип С: Пари-перевертають-сусідні пари волокон міняються місцями.

Адаптер повинен відповідати полярності системи. Адаптер типу A в системі типу B означає, що волокна передачі підключаються до неправильних портів прийому на дальньому кінці. Протоколи Ethernet не мають значення; посилання не вдається, крапка.

Для трансиверів 40G SR4 і 100G SR4, які використовують вісім волокон, невикористані позиції (5-8 у масиві з 12 волокон) іноді викликають плутанину. Розводка трансивера, а не адаптер, визначає, які волокна передають трафік.

Компроміс-вибору матеріалу

Корпуси адаптерів доступні в двох варіантах: з термопластику (PBT, PPS) або зі-литого під тиском цинкового сплаву.

Пластикові корпуси домінують у розгортанні центрів обробки даних. Нижча вартість, менша вага, підходить для контрольованих середовищ. PBT забезпечує хорошу хімічну стійкість і стабільність розмірів до 60 градусів безперервної роботи.

Металеві корпуси доречні для телекомунікаційних установок, промислових установок і будь-де, де має значення екранування електромагнітних перешкод. Маса також забезпечує краще гасіння вібрації. Недоліки: вартість зростає приблизно вдвічі, і корозія стає предметом розгляду в прибережних або -забруднених середовищах.

Внутрішня центруюча втулка майже завжди виконана з фосфорної бронзи з нікелевим покриттям. Керамічні муфти існують для над-високо-додатків, але рідко виправдовують свою високу вартість для використання адаптера. Втулка зношується менше, ніж втулки з’єднувача, оскільки вона лише направляє початкове зачеплення, а не забезпечує постійне вирівнювання.

Криві довговічності

Реальна-надійність відповідає кривій ванни. Початкові випадки спарювання можуть демонструвати дещо підвищені втрати, оскільки поверхні вигоряють. Втрата стабілізується протягом кількох сотень циклів. Понад 500-700 циклів накопичення зносу викликає поступову деградацію.

Технічні характеристики виробника, які стверджують про довговічність у циклі 1000+, не брешуть, але дрібний шрифт має значення. «Стійкість» зазвичай означає, що адаптер не вийшов з ладу механічно-він усе ще фіксується, роз’єми все ще вставляються. Чи відповідає він оптичним характеристикам – окреме питання.

Для позицій патч-панелі, які спостерігають щоденну активність, передбачте бюджет на заміну адаптера кожні 2-3 роки. Магістральні з’єднання, яких торкнулися один раз під час встановлення, зберігаються, по суті, назавжди.

Практичні критерії відбору

 

Для гіпермасштабованих центрів обробки даних із оптикою 100G/400G SR:

• 12-волоконний або 24-волоконний МПО
• Полярність типу B (перевірте відповідність конструкції кабельної установки)
• Низький-ступінь втрат: IL Менше або дорівнює 0,35 дБ
• Допустимий пластиковий корпус
• Велика кількість циклів, якщо використовується в-кімнатах для зустрічей

Для програм телекомунікаційного транспорту:

• Одномодовий APC, де зворотні втрати мають значення
• Розширений температурний діапазон (від -40 градусів до +85 градусів)
• Металевий корпус для зовнішньої установки
• Розгляньте варіанти -з рейтингом IP для захисту від навколишнього середовища

Для корпоративних кампусних мереж:

• Зазвичай достатньо стандартного комерційного сорту
• Зверніть увагу на правильне маркування та дотримання полярності
• Запасні адаптери для швидкої заміни

Усунення несправностей на місці

Коли внесені втрати перевищують специфікації:

Спочатку все очистіть. Обидві торці роз'єму і внутрішні поверхні адаптера. Використовуйте належні засоби очищення MPO-геометрія перешкоджає роботі стандартних методів очищення LC/SC.

По-друге, оглядайте під . 200мінімальним збільшенням, бажано 400-кратним. Подивіться на подряпини, що перетинають серцевини волокна, вбудоване забруднення, відколи на межі волокна-і-наконечника.

По-третє, спробуйте завідомо{0}}хороший контрольний кабель через підозрілий адаптер. Якщо перевірка еталонного кабелю пройшла нормально, проблема в оригінальному кабелі. Якщо опорний кабель також показує високі втрати, адаптер потребує заміни.

Високі зворотні втрати (що означає низьку відбиту потужність) у системі APC зазвичай вказують або на забруднення, або на проблему з геометрією торця-кут 8 градусів погіршився через повторне сполучення або фізичне пошкодження.

Переривчасті з’єднання майже завжди пов’язані з механічними проблемами: зношеними засувними механізмами, тріснутими корпусами або зігнутими напрямними штифтами на роз’ємі (не адаптер, строго кажучи, а адаптер звинувачують).

Що насправді вимагають стандарти

1. IEC 61754-7 визначає інтерфейс MPO механічно. Розміри, допуски, матеріали - все, що потрібно для взаємодії між виробниками.
2. IEC 61753-1 охоплює вимоги до продуктивності в різних умовах навколишнього середовища. Тут знаходяться параметри температури, вологості та механічних випробувань.
3. TIA-604-5 (FOCIS 5) забезпечує північноамериканський еквівалент з деякими відмінностями параметрів, які час від часу викликають плутанину під час змішування компонентів від різних регіональних постачальників.
4. GR-1435-CORE від Telcordia додає спеціальні вимоги до надійності телекомунікацій, крім базової лінії IEC.
5. Класифікації сортів (A, B, C) виникли як спосіб розподілити виробничу продукцію за втратою продуктивності. Оцінка A (менше або дорівнює 0,35 дБ) вимагає високої ціни, але забезпечує адекватну маржу зв’язку. Рівень B (менше або дорівнює 0,75 дБ) працює для коротших з’єднань або систем із запасом. Рівень C існує, але його використання у виробництві свідчить про проблеми із закупівлями.

Нові події

Поштовх до 400G і 800G Ethernet стимулює попит на більшу кількість волокон. 32-існують оптоволоконні роз’єми MPO, але доступність адаптерів залишається обмеженою порівняно з версіями з 12-волокнами та 24-волокнами. Механічна складність вирівнювання 32 волокон з мікронною точністю в різних температурних діапазонах збільшує виробничі можливості.

Деякі постачальники рекламують роз’єми MPO, які-встановлюються на місці, зменшуючи залежність від -закінчених магістральних кабелів. Роль адаптера залишається незмінною, але розбіжності в якості роз’ємів із польовими-термінаторами створюють нові проблеми для стабільної продуктивності системи.

Паралельна оптика (SR4, SR8) продовжує розширюватися, але галузь також вивчає одно-волоконні високошвидкісні-рішення з використанням вдосконаленої модуляції. Якщо одинарна{6}}лямбда-передача 800G стане практичною, перевага MPO у щільності зменшиться-, хоча це буде недостатньо, щоб поставити під загрозу його позицію в структурованих кабельних архітектурах.

Інтеграція RFID або подібного відстеження в блоки адаптерів дозволяє автоматизувати керування активами. Корисно для операторів гіпермасштабування, які керують мільйонами оптоволоконних з’єднань; надмірність для менших розгортань.

Фундаментальна фізика вирівнювання волокон не змінюється. Який би форм-фактор не прийшов на зміну, MPO зіткнеться з ідентичними проблемами: точність мікро-рівня, чутливість до забруднення та суперечність між щільністю та надійністю. Поточна технологія MPO представляє зріле,-зрозуміле рішення, яке працює-за умови, що ви дотримуєтеся її вимог щодо чистоти, належних процедур спаровування та періодичних перевірок.