數(shù)據(jù)中心的高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)選擇
MPO/MTP高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)目前主要用于三大領(lǐng)域：數(shù)據(jù)中心的高密度環(huán)境的應(yīng)用，光纖到大樓的應(yīng)用，在分光器、40G,100G SFP, SFP+等光收發(fā)設(shè)備內(nèi)部的連接應(yīng)用。本文著重說明數(shù)據(jù)中心為什么會采用MPO/MTP高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)以及如何選擇這種高密度的光纖預(yù)連接系統(tǒng)。
在介紹目前為什么有這些場合使用MPO/MTP高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)之前，有必要就MPO/MTP做一個簡單的介紹。在通訊、數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，光纖連接接頭的發(fā)展遠(yuǎn)比銅纜接頭的發(fā)展豐富。據(jù)不完全統(tǒng)計，迄今為止，發(fā)展出來的光纖接頭達(dá)數(shù)百種之多，但真正到達(dá)大范圍使用的也就那么十多種。縱觀其發(fā)展，光纖接頭有兩個明顯的發(fā)展階段：***個階段:為了節(jié)省空間，向小型化方向發(fā)展，光纖接頭從傳統(tǒng)的FC, ST, SC發(fā)展為LC, MTRJ, E2000.
第二個階段: 不僅為了節(jié)省空間，而且要滿足多芯使用的要求，光纖接頭從LC, MTRJ, E2000向MU, MTP/MPO演變，現(xiàn)在一個MTP/MPO多芯接頭可以滿足2芯，4芯，8芯，12芯，24芯，目前***可達(dá)72芯的要求。
第二個階段這種發(fā)展帶來的好處是明顯的，查看一下40G、100G對光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)范要求就知道了，多芯傳輸，即8芯或20芯。這樣MPO/MTP就是可以在微小的空間滿足高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求。但對在現(xiàn)場施工的工程師也帶來了極大的挑戰(zhàn)，甚至于無法完成的任務(wù)。當(dāng)然現(xiàn)在有了很好的替代方法，那就是制造工廠的預(yù)連接系統(tǒng)產(chǎn)品。
MPO/MTP光纖預(yù)連接系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用也就這幾年的事情，而且也是MPO/MTP預(yù)連接系統(tǒng)目前在國內(nèi)最主要的應(yīng)用場合。究其原因并不如想像的那么高尚，其實是一個必然的選擇。先說***原因： 數(shù)據(jù)中心空間總是不夠。就像北京的地鐵建成半年，客流量就滿了，這其實是有限的資源和無限的需求的一對矛盾，這一現(xiàn)象表現(xiàn)在當(dāng)前中國的各個領(lǐng)域。解決空間不夠的方法可以采用增加空間或提高空間的利用率，在一個設(shè)計好的數(shù)據(jù)中心增加空間是不現(xiàn)實的，提高空間利用率也就是增大密度。作為數(shù)據(jù)中心的兩大布線系統(tǒng)：銅纜，光纜布線系統(tǒng)，其實銅纜系統(tǒng)也可以采用高密度，但這種高密度對空間的節(jié)省實在有限。因為不僅無法在既滿足高頻，又要更大的線經(jīng)之間找到平衡；高頻下電纜的電氣傳輸性能也不易滿足，而且還要解決高頻電子信號在多芯銅纜傳輸帶來的一系列問題。當(dāng)然為了現(xiàn)場安裝省事方便的銅纜預(yù)連接系統(tǒng)，這是另外一個話題，在此不論。所以在同樣的空間里要得到更多的傳輸帶寬，改用光纜傳輸是一個必然的選擇，但這并不意味著一定需要高密度的光纖預(yù)連接系統(tǒng)。
第二個原因是網(wǎng)絡(luò)速度不斷提升帶來的結(jié)果，就光纖而言，雙芯光纖可以支持百兆，千兆以及萬兆的應(yīng)用，但不采用特殊的編碼和協(xié)議，兩芯光纖支持40G和100G就顯得困難了。還好IEEE工作組的200多名專家們經(jīng)過多年的努力推出了一個標(biāo)準(zhǔn)來支持這樣的應(yīng)用，這就是現(xiàn)在很多人知道的 IEEE802.3ba規(guī)范。研讀這本457頁的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在里面對光纖布線傳輸?shù)亩x還是很容易找到，見下圖。我們可以看到單個通道為4芯或者10芯光纖，所以正常的40G和100G光纖網(wǎng)絡(luò)通訊就是8芯光纖和20芯光纖。這對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊的雙芯光纖傳輸提出了挑戰(zhàn)，即需要采用高密度多芯光纖了，但即使這樣也不見得一定要使用高密度多芯光纖預(yù)連接系統(tǒng)。
再來看第三個原因，這個原因更加現(xiàn)實，即原有大家熟悉的光纖連接頭，例如SC, LC無論從芯數(shù)上和小型化上均無法滿足這個高速網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中定義的MDI多芯的要求。另外要想在現(xiàn)場完成這樣單根光纖的多芯連接的工作顯得非常困難，因為一芯的不合格意味著整根不合格。同時很難得到性能的完整保障和也衡南滿足性能一致性的要求。那么把現(xiàn)場如此復(fù)雜的工作轉(zhuǎn)移到專門的具有流水線和多種設(shè)備的工廠去做是一個必然的選擇。雖然這樣做對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)有些挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在設(shè)計階段和現(xiàn)場勘查計算階段，需要確定每個機(jī)柜位置并計算出每條Trunk光纜的精確長度，以便工廠預(yù)定生產(chǎn)。但這點(diǎn)工作對這種滿足高速網(wǎng)絡(luò)的高性能的光纖布線系統(tǒng)以及現(xiàn)場施工帶來的可能的性能不確定性而言實在算不了什么。其實這也是改變我們傳統(tǒng)布線思維模式的一個鍥機(jī)。其實很多行業(yè)產(chǎn)品均可以在工廠預(yù)制好。玩具行業(yè)里的樂高，家具行業(yè)里的宜家可能已經(jīng)早就領(lǐng)會了這一思想。
第四個原因，這是系統(tǒng)集成商的解脫，也是用戶滿意的事情。因為采用高密度的預(yù)連接系統(tǒng)，它可以大大減少現(xiàn)場的安裝時間，也大大降低現(xiàn)場施工安裝對性能的影響以及性能不確定性的概率。不僅大大降低了施工難度且性能上更加有保障，也大大減少布線系統(tǒng)安裝的空間。因此它得到廣泛使用就不足為奇了。
那么如何做好一個的MPO/MTP高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)項目呢？當(dāng)然要選擇高性能的。不過本人多年來一直強(qiáng)調(diào)一個布線工程項目的性能取決于四大要數(shù)：即前期設(shè)計，產(chǎn)品性能，安裝工藝以及項目環(huán)境。在一個傳統(tǒng)的非預(yù)連接的布線系統(tǒng)項目中，四個要素對項目最終性能的影響基本上可以按各占25%來思考。但在預(yù)連接系統(tǒng)中這個比例就會發(fā)生很大變化，由于項目中大量現(xiàn)場的安裝，端接工作轉(zhuǎn)移都到前期的預(yù)連接產(chǎn)品上來。同時設(shè)計階段的長度計算的結(jié)果也會在工廠得以落實，因此說預(yù)連接產(chǎn)品的性能對項目的最終性能會占到50%以上也不為過。這樣的狀況會使得在預(yù)連接工廠的工作就會變得更加關(guān)鍵。
那么MTP/MPO高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)產(chǎn)品的性能是如何在一個生產(chǎn)工廠里得到保障的呢？它和普通的光纖跳線，配線架組裝和生產(chǎn)有什么不同呢？
首先這個生產(chǎn)工廠要符合ISO9000等一系列質(zhì)量管理體系認(rèn)證，同時生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能還要符合目前業(yè)內(nèi)最全面和最嚴(yán)格的光纖連接組件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，比如GR326標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在可以生產(chǎn)光纖跳線的工廠比比皆是，但通過Telcordia公司制定的這個GR326標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的很少， Telcordia的前身是貝爾通訊實驗室，致力于美國標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，包括為架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品撰寫US/全球的標(biāo)準(zhǔn)。例如GR326。
其次要了解到MTP/MPO預(yù)連接系統(tǒng)產(chǎn)品，無論是Truck還是極性模塊，無論是Hardness還是MPO跳線的加工工藝遠(yuǎn)比常規(guī)的SC、 LC接頭要復(fù)雜和困難， 加工一個12芯的MPO接 頭絕不僅僅是加工 12個單工SC或單工 LC的工作量和難度的簡單疊加。沒有先進(jìn)的設(shè)備，精湛的工藝和多年的經(jīng)驗以及訓(xùn)練有素的人員是無法完成的。對一致性和可重復(fù)性的要求極為苛刻。舉個簡單的例子，一個12芯的MPO/MTP接頭的插芯的光纖高度要求為幾千個nm， 更難的是要保證這些高度的差值要小于幾百個nm，這就是對一致性的要求，它是40G和100G光纖網(wǎng)絡(luò)對物理連路層性能的要求而來。放眼中國市場，據(jù)筆者了解，能夠?qū)ｉT從事MTP/MPO高密度光纖預(yù)連接產(chǎn)品生產(chǎn)的工廠***，能夠大批量生產(chǎn)的就更少，一個多年專門銷售給北美市場，經(jīng)過GR326認(rèn)證以及美國移動公司verizon認(rèn)證的EPCOM 算得上少有幾個的其中之一。
總結(jié)以下，該文探討了數(shù)據(jù)中心采用MPO/MTP高密度光纖預(yù)連接系統(tǒng)的原因，同時對這一新的系統(tǒng)的選擇提出了一點(diǎn)建議，希望對數(shù)據(jù)中心的用戶及從事光纖預(yù)連接系統(tǒng)的同行有所幫助。
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