マルチ-ファイバー プッシュオン-コネクタにより、データセンターのケーブル接続トポロジが根本的に変わりました。アンMPO-から-MPO への接続-基本的に 2 つのマルチ-ファイバー アレイ インターフェースを直接リンクすることにより、並列光伝送と高密度トランク ルーティングのバックボーン アーキテクチャとして機能します。-単一のファイバ ペアを処理する従来のデュプレックス LC または SC 接続とは異なり、MPO インターフェースは 8、12、16、さらには 24 本のファイバ ストランドを統合フェルール アセンブリに統合し、40GBASE- SR4、100GBASE- SR4、および新たな 400G 仕様の IEEE 802.3 標準に準拠した同時マルチレーン データ送信を可能にします。-
並列光学の状況
ここからが興味深いところです。-正直に言うと、従来の二重ケーブルを使用している場合は少し直観に反します。
従来のファイバー リンクは、1 つのストランドが送信し、もう 1 つのストランドが受信するという単純な原理で動作します。クリーン。エレガント。しかし、ネットワーク設計者が 40 ギガビットおよび 100 ギガビットの速度に向けて推進し始めると、物理学が複雑になりました。 1 秒間に 400 億回オン/オフを切り替える光学部品を製造していますか?法外に高価です。この回避策は賢明でした。1 つの非常に高速なチャネルの代わりに、複数の低速レーンを同時に実行することでした。{8}}
40GBASE-SR4 は 4 つの 10G レーンにトラフィックを分割します. 100GBASE-SR4 は 4 つの 25G レーンで同じことを行います。各レーンには独自の送信および受信ファイバーが必要です。これは、1 つの高速リンクに最低 8 つのファイバーが必要です。-突然、古い LC パッチ コードが不適切に見えます。
MPO-対-MPO 接続は明らかなソリューションになりました。 1 つの 12- ファイバーまたは 8 ファイバー MPO トランクを 2 つの SR4 トランシーバーの間に直接接続すると、並列光チャネルが確立されます。変換モジュールやファンアウトの煩わしさはなく、直接接続するだけです。
バックボーン トランクの展開
ほとんどのデータセンター管理者は、並列光学系が登場する前であっても、バックボーン アプリケーションで最初に MPO 間接続に遭遇します。{0}{1}
通常、シナリオは次のように展開されます。施設全体で 10 ギガビット イーサネットを実行し、あらゆる場所で従来の LC デュプレックスを使用しています。しかし、ケーブル経路は混雑しています。配電エリア間で 60 本の二重ケーブルを個別に配線すると、経路スペースが消費され、ケーブル管理が複雑になり、エアフローの問題が発生します。 MPO トランク ケーブルに統合することを提案している人がいます。
単一の 24- ファイバー MPO トランクが、12 の個別の二重通信を置き換えます。終端ポイントでは、MPO-対-LC カセットまたはファンアウト モジュールが 10G 機器の個々の二重接続に分岐します。バックボーン自体は、-主要な配信エリアと水平配信エリアの間の重要なインフラストラクチャである-が、MPO 間で継続します-。
これは単に整理整頓だけを目的としたものではありません。事前に終端された MPO アセンブリは、現場で終端された代替品よりも迅速に展開されます。-工場で研磨された端面は通常、0.35 dB 以上の挿入損失を達成しますが、狭い天井スペースで作業する現場技術者から得られる結果はさまざまです。
MPO-から-MPO に直接送信することが実際に理にかなっている場合
すべての展開がこのアプローチを保証するわけではありません。私は、明確な理由もなく MPO が実装されているインストールをたくさん見てきました...熱心に言ってしましょう...。
MPO- から -MPO への直接接続は、次の場合に最適に機能します。
- お使いの機器は、MPO インターフェイスをネイティブにサポートしています。最新の QSFP+、QSFP28、QSFP-DD トランシーバーには、MPO レセプタクルが搭載されていることがよくあります。 40G スイッチを別の 40G スイッチに接続しますか? MPO トランクをそれらの間でまっすぐに実行します。両端の 40GBASE-SR4 光学系は 12- ファイバー MPO で終端します（ただし、実際に使用されるファイバーは 8 本のみです-位置 5 ～ 8 は暗いままです）。両端にキーアップ コネクタを備えたタイプ B 極性トランクは、ファイバーの反転を自動的に処理します。
- 密度要件には統合が必要です。MPO を介して 72 本のファイバを収容する 1U パッチ パネルは、LC を介して 24 本のファイバを収容するパッチ パネルと同じスペースを必要とします。すべてのラックユニットが重要なハイパースケール環境では、この密度の利点が何千もの接続にわたってさらに強化されます。
- 移行計画により、インフラストラクチャへの先行投資が正当化されます。ここに戦略的な角度があります。カセットを介した 10G LC 接続のために、12 ファイバー MPO トランクを今すぐ展開してください。最終的に 40G または 100G アップグレードが到着したら、カセットを MPO アダプター パネルに交換し、SR4 機器を直接接続します。バックボーンのケーブル配線はそのまま残ります。
しかし、LC を話す 2 台のデバイス間で MPO-対-MPO を実行するとは?そのためには追加の変換ハードウェア-カセット、ハーネス ケーブル-が必要となり、挿入損失とコストが増加します。従来の両面印刷の方が合理的な場合もあります。
ポラリティ: 静かなトラブルメーカー
極性について言及しておく必要があるのは、人々が認めているよりも多くのインストールでつまずくからです。
MPO コネクタは、複数のファイバを固定位置に保持します。一方の端の位置 1 は、極性スキームに基づいて、もう一方の端の適切な位置に接続する必要があります。 3 つの方法 (タイプ A、タイプ B、タイプ C) が存在し、それぞれ異なるケーブル構成とキーの方向を使用します。
タイプ B は、並列光学系の導入で主流です。ファイバーの位置は、端から端まで逆になります。位置 1 は位置 12 に到着し、位置 2 は位置 11 に到着します。これは、両方のコネクタがキーを上にマウントし、ケーブル自体の内部で反転が発生するために発生します。{8}
タイプ A は、一方の端でキーを押し、もう一方の端でキーを押す-ストレート アプローチを使用します。-カセットを使用するデュプレックス ブレークアウト アプリケーションでは正常に動作しますが、SR4 トランシーバーを直接接続しますか?極性を修正するには、一方の端にタイプ B パッチ コードが必要です。
イライラする部分は、何かが間違っているという明らかな兆候がなくても、極性が一致していないケーブルを物理的に接続できることです。コネクタはカチッと音がして満足のいく音を立てます。その後、リンクに障害が発生したり、レーンが混乱したりして、トラブルシューティングが始まります。
US Conec の MTP Elite Pro のような新しいコネクタ設計では、少なくともマルチモード アプリケーションでは、単純なツールを使用してフィールド極性変換が可能です。{0}}シングルモード APC コネクタは、斜めに研磨されているため変換できません。
400G 以降: ファイバー数の増加
400 ギガビット イーサネットへの移行により、16 ファイバ MPO コネクタがデータセンターの主流用語に導入されました。
400GBASE-SR8 は、8 つの並列レーンでそれぞれ 50G で動作します。送信ファイバー 8 本、受信ファイバー 8 本-合計 16 本。コネクタの設置面積は従来の 12 心 MPO とほぼ同等のままですが、1 列に 12 心ではなく 16 心ファイバーが配置されています。
偶発的な誤嵌合を防ぐために、12 心 MPO と 16 心 MPO のバリエーションではキーの向きが異なります。細部は重要ですが、重要な意味があります。
シングルモードの 400GBASE-DR4 では、アーキテクチャが再び変化します。 PAM4 変調を使用するそれぞれ 100G の 4 つのレーンでは、必要なファイバーはわずか 8 本です。しかし、これらの接続では、より複雑な信号でのリターンロスを管理するために、角度付き物理接触 (APC) の研磨が必要になります。コネクタは依然として 12 心 MPO ハウジングであり、ポジション 5 ～ 8 は未使用ですが、APC 角度により互換性に関する考慮事項がさらに追加されます。
800G 導入はすでに最先端の設備で導入されており、標準として 16 ファイバー MPO を推進しており、さらに高密度を実現するために Senko の SN-MT のような非常に{4}}小さい-フォーム ファクタ（VSFF）コネクタを検討しています。-
設置の実際
この理論はきれいに聞こえます。練習はさらに面倒になります。
MPO 接続には徹底的な清潔さが求められます。 12- ファイバ アレイ内の 1 本のファイバに 1 つの汚染粒子があると、そのレーンの接続が劣化したり切断されたりする可能性があります。 2 つのファイバ端面を検査および清掃する二重コネクタとは異なり、MPO では、アレイ検査用に設計された顕微鏡を使用して 12 つ以上の端面を検査する必要があります。
「信頼するが検証する」がここに当てはまります。コネクタを掃除します。検査してください。多くの場合、最初のクリーニング パスで破片が除去されるのではなく、移動されてしまうことがわかります。もう一度掃除してください。再検査してください。-すべてのファイバーの位置が明確であることを確認してから接続を嵌合してください。
交配自体は性別に注意する必要があります。オス MPO コネクタには位置合わせピンが付いています。メスコネクタには対応する穴があります。アダプターを介して 2 つのメス コネクタを嵌合しようとすると、光が透過されません。-ピンが強制的に位置合わせを行わないと、フェルールの端面が物理的に接触することはありません。私は経験豊富な技術者がこの間違いを犯すのを見てきましたが、なぜ「接続された」リンクに信号がまったく表示されないのか困惑していました。
通常、トランシーバーにはオス (ピン付き) レセプタクルがあり、メスのパッチ コードまたはトランク ケーブルが必要です。トランク ケーブルは多くの場合、メス-対-のメスで、終端点ではオス-対-のアダプタ パネルに依存します。ただし、各ベンダーの実装方法は若干異なり、間違ったタイプのケーブルが現場に到着すると、性別に関する思い込みによって設置全体が狂う可能性があります。
損失予算が厳しくなる
並列光チャネルは厳しい損失バジェットの下で動作します。. 100GBASE-SR4 では、OM4 マルチモード ファイバ上の 100 メートルの到達距離で約 1.9 dB の合計チャネル損失が許容されます。
各 MPO 嵌合は、0.20 dB（エリート/低損失コネクタの場合）から 0.75 dB（メーカーの仕様による標準コネクタの場合）の間のどこかに寄与します。-一般的なデータセンター チャネルには、トランシーバー面間に 4 つの嵌合コネクタ ペアが含まれる場合があります。標準コネクタでは、接続部分だけで 3 dB の消費があり、-ファイバーの減衰を考慮する前に予算全体を超えています。
これが、低損失 MPO コンポーネントが存在する理由であり、高速アプリケーションでプレミアムの価値がある理由です。- US Conec の MTP Elite コネクタは、最大ランダム嵌合損失が 0.35 dB と規定されており、一般的な値は約 0.15 ～ 0.20 dB です。工学的公差はより厳しくなり、フェルールの形状が改善され、ファイバーの突出高さがより正確になり、品質管理が厳格化されています。
到達距離が長い 40G アプリケーションの場合は、標準コネクタで十分な場合があります。複数のパッチ パネルを介した 100G、特に最近の 400G 導入の場合、チャネル全体での低損失の指定は-オプションではありません-。これは算術演算です。
シングルモードの考慮事項
MPO-から-MPO への議論のほとんどはマルチモード並列光学に焦点を当てていますが、シングルモード アプリケーションも存在し、成長し続けています。
400GBASE-DR4 は、シングルモード ファイバー経由で最大 500 メートルの距離で 4 つの 100G PAM4 チャネルを実行します。コネクタは、APC ポリッシュを施した 12- ファイバー MPO です。 100GBASE-PSM4 などのアプリケーションには、8 つのファイバー バリアントが存在します。-
シングルモード MPO は、マルチモードよりもさらに厳しい許容誤差を要求します。ファイバ コアが小さいと (9 ミクロン、OM4 では 50 ミクロン)、位置合わせエラーの余地が少なくなります。それに応じて挿入損失の仕様も厳しくなります。
また、APC 角度により複雑さが増します。 APC コネクタを UPC コネクタに接続することはできません。-角度のある端面と平らな端面が適切に整列しないため、損失が大きくなり、損傷が発生する可能性があります。ケーブルおよび機器のラベルには、APC と UPC を明確に示す必要があり、調達は正しく指定する必要があります。これを間違えると、ケーブルが使用できなくなり、交換の注文が急ぐことになります。
経済計算
MPO インフラストラクチャは、同等の二重展開よりも初期費用が高くなります。コネクタの方が高価です。検査機器は特殊なものとなっております。掃除道具が違います。
ただし、{0}事前に終端処理された MPO アセンブリと、現場で終端処理された二重ケーブルを使用すると、設置の労力が大幅に削減されます。-ケーブル経路の使用率が向上します。将来の移行機能により、オプションの価値が提供されます。
計算はスケールに大きく依存します。 20 個の 10G リンクを持つ小規模企業ネットワークは、おそらく MPO インフラストラクチャとして正当化されません。何万もの 100G 接続を展開するハイパースケール データセンターには、現実的な代替手段がありません。
これらの両極端の間のどこかに損益分岐点があり、これは労働率、経路の制約、成長予測、移行中断に対するリスク許容度によって決まります。正直な答えは、「それはさまざまです」です。
実践指導（最後に）
40G、100G、または 400G の並列光回線を導入する場合、MPO- 間-の MPO 接続は基本的に必須です。トランシーバーにはそれらが必要です。
高密度のバックボーン ケーブルを実行していて、インフラストラクチャの寿命内（構造化されたケーブルの場合は通常 15+ 年）に光ファイバーの並行移行が予想される場合は、カセット ブレークアウトを備えた MPO トランクが賢明なアーキテクチャを提供します。{0}
少数の低速リンクを接続しており、移行経路が考慮されていない場合は、おそらく従来の二重通信の方が適切に機能します。{0} MPO インフラストラクチャには複雑さが伴いますが、これは密度、パフォーマンス、または移行の利点によって正当化される必要があります。
MPO-～-MPO を指定する場合:
ファイバ数がアプリケーションと一致していることを確認します。{0}}一部の 40G BiDi アプリケーションのファイバ. 12-SR4 およびほとんどの並列光ファイバ. 16-400G SR8 および 800G アプリケーションのファイバ。
すべてのコンポーネントにわたる極性方式の互換性を確認します。意味を理解せずにタイプ A ケーブルとタイプ B ケーブルを混合すると、機能しないチャネルが作成されます。-。
相互接続アーキテクチャに対してコネクタの性別を正しく指定してください。何がオスか、何がメスか、アダプター パネルがどこにあるかを文書化します。
100G 以上のアプリケーションにおける低損失コンポーネントの予算。{0}挿入損失の数学は嘘をつきません。
点検と清掃の計画を立てます。インストールを開始する前に、適切なアレイ検査スコープと MPO 固有のクリーニング ツールを購入してください。{1}
このテクノロジーは世界中で{0}}何百万もの MPO- 間-の MPO 接続を確実に運用しています。成功は、要件を理解し、詳細を適切に実行できるかどうかにかかっています。正直に言うと、これはデータセンター インフラストラクチャのほとんどのことを説明しています。
