MPOs im Rechenzentrum und wie man sie testet

Welche Arten von MPOs gibt es?

MPOs gibt es in Multi-Mode- und Single-Mode-Versionen mit unterschiedlicher Faseranzahl, einschließlich 8, 12, 16, 24 und 32. Es gibt sie in Versionen mit Führungsstiften (männlichen) und ohne Führungsstifte (weiblichen); die Versionen ohne Führungsstifte stellen die Verbindung zu Geräten mit Führungsstiften her. Um eine korrekte Ausrichtung und Polarität zu gewährleisten, sind MPOs auch codiert, obwohl sich die Codeposition zwischen den Konnektoren unterscheidet.

Neue VSFF-Konnektoren (Very Small Form Factor) sind eine Art von MPO, die entwickelt wurde, um in Umgebungen mit extrem hoher Dichte Platz zu sparen. Dazu gehören das SN-MT von Senko (erhältlich in 8- und 16-Faser-Versionen) und das MMC von US Conec (erhältlich in 12-, 16- und 24-Faser-Versionen). Anstatt einer einzigen horizontalen Faserreihe verwenden diese Konnektoren einen vertikalen Stapelansatz, um die Gehäusebreite zu reduzieren, und bieten die dreifache Dichte von traditionellen MPOs.

Einige MPO-Konnektoren werden als MTP-Konnektoren bezeichnet, was eine MPO-Marke von US Conec ist. Das MTP ist ein vollständig kompatibles MPO, das für bessere Ausrichtung, Haltbarkeit und Einschubdämpfung mit engeren Toleranzen entwickelt wurde. Beispielsweise legt die IEC einen maximalen Faserhöhenunterschied zwischen allen Fasern von weniger als oder gleich 0,0005 mm fest, während US Conec weniger als oder gleich 0,0004 mm vorschreibt. Nicht vergessen: Alle MTPs sind MPOs, aber nicht alle MPOs sind MTPs.

Wie werden MPOs verwendet?

Vielseitige MPO-Konnektoren erfüllen drei Hauptzwecke im Rechenzentrum:

• • Konsolidierung der Backbone-Verkabelung
• • Unterstützung von Hochgeschwindigkeits-Parallel-Optik
• • Ermöglichung von Breakout-Konfigurationen

Backbone-Verkabelung

MPO-Trunk-Kabel werden häufig verwendet, um Duplex-Backbone-Verkabelungen in Rechenzentren zu konsolidieren. Anstatt zahlreiche einzelne Duplex-Kabel zwischen Patchbereichen zu verlegen, werden MPO-Trunk-Kabel an der Rückseite von MPO-zu-LC-Patchpanel-Kassetten angeschlossen. Die LC-Anschlüsse an der Vorderseite der Kassette werden über Duplex-Patchkabel mit der Ausrüstung verbunden.

Beachten Sie, dass das Verbinden von zwei 48-Anschluss-Patchpanels mit Duplexkabeln 48 einzelne Kabel (96 Fasern) erfordern würde. Die Verwendung von MPO-12-Konnektoren an der Rückseite der Patchpanels reduziert die Anzahl der Kabel auf nur acht, und die Verwendung von MPO-24-Konnektoren wird auf vier reduziert. Weniger Kabel bedeutet eine schnellere Installation, Einsparungen bei der Verlegung und ein einfacheres Kabelmanagement.

Parallel-Optik-Anwendungen

MPOs sind für Parallel-Optik-Anwendungen unerlässlich, bei denen Signale über mehrere Fasern übertragen und empfangen werden, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen. Diese Anwendungen werden durch ihre Bahngeschwindigkeit und die Anzahl der Bahnen definiert. Beispielsweise unterstützt ein MPO-8-Konnektor 100 Gig (4 Fasern, die senden, und 4, die empfangen, bei 25 Gbps), 200 Gig (4 Fasern, die senden, und 4, die empfangen, bei 50 Gbps), oder 400 Gig (4 Fasern, die senden, und 4, die empfangen, bei 100 Gbps).

Neuere 800-Gig-Anwendungen erfordern MPO-16-Konnektoren (8, die senden, und 8, die empfangen, bei 100 Gbps). Erweiterte 200-Gbps-Signalisierung pro Bahn ermöglicht es einem MPO-8-Konnektor, 800 Gig zu unterstützen, und einem MPO-16-Konnektor, 1,6 Terabit zu unterstützen.

MPOs können parallele Optik unterstützen und gleichzeitig die Backbone-Verkabelung konsolidieren. Beispielsweise ist die Verwendung von MPO-24-Konnektivität beim Übergang zu drei MPO-8-Verbindungen ideal, um die Installation zu beschleunigen und die Verkabelungsmasse des Backbones in parallelen optischen 8-Faser-Anwendungen zu minimieren.

Breakout-Konfigurationen

MPOs ermöglichen Breakout-Konfigurationen, bei denen ein einzelner Hochgeschwindigkeits-Switch-Anschluss mit mehreren Niedriggeschwindigkeits-Switches oder Servern verbunden ist. Breakout-Kabel, die in verschiedenen Formen erhältlich sind, spalten MPO-Fasern in mehrere diskrete Verbindungen auf. Beispielsweise kann ein einziger 800-Gig-Switch-Anschluss (800GBASE-SR8) zwei 400-Gig-Server (2X400GBASE-SR4), vier 200-Gig-Server (4X200GBASE-SR2) oder acht 100-Gig-Server (8X100GBASE-SR1) verbinden.

Es ist wichtig zu beachten, dass MPO-Trunk-Kabel sich von MPO-Breakout-Kabeln unterscheiden.

• • Trunk-Kabel bieten eine direkte, 1:1-Faserverbindung, wobei die Polarität über Kassetten und/oder Patchkabel erreicht wird.
• • Breakout-Kabel trennen die Fasern des MPO in mehrere diskrete Verbindungen, wie unten dargestellt.

Der Aufstieg der Multi-Mode APC MPOs

Es gibt zwei Arten von Faser-Endflächen: Ultra Physical Contact (UPC) und Angled Physical Contact APC). UPC-Endflächen sind flach, während APC-Endflächen einen 8-Grad-Winkel aufweisen, der dazu führt, dass reflektiertes Licht in die Umhüllung absorbiert wird, wodurch Reflexionen im Faserkern reduziert werden.

APC-Endflächen wurden historisch für Single-Mode-Fasern in Wellenlängen-Multiplex-Anwendungen (WDM) verwendet, die bei höheren Wellenlängen funktionieren und anfälliger für Reflexionen sind. APC-Single-Mode-Konnektoren verfügen über einen grünen Konnektorenkörper, um sie von blauen UPC-Single-Mode-Konnektoren zu unterscheiden.

Alle Single-Mode-MPO-Konnektoren verwenden APC-Endflächen, da es praktisch unmöglich ist, eine gute Reflexion über mehrere UPC-Fasern hinweg zu erreichen. Deshalb sieht man nie blaue Single-Mode-MPO-Konnektoren. APC Single-Mode-MPOs sind besonders vorteilhaft für Kurzstrecken-Single-Mode-200GBASE-DR4-, 400GBASE-DR4- und 800GBASE-DR8-Rechenzentrum-Anwendungen, die eine überlegene Reflexionsleistung erfordern.

Inzwischen ist es üblicher, APC Multi-Mode-MPO-Konnektoren in Rechenzentren zu finden. Während traditionelle Parallel-Optik-Multi-Mode-Anwendungen mit 40 und 100 Gig gut mit UPC MPO-Konnektoren funktionieren, ist die Hochgeschwindigkeits-PAM4-Signalgebung in 400- und 800-Gig-Multi-Mode-Anwendungen empfindlicher gegenüber Reflexionen. Dies hat APC Multi-Mode-MPO-Konnektoren zum neuen Standard für diese Anwendungen gemacht.

Überlegungen zur Inspektion und Reinigung

Jede Konnektoren-Endfläche sollte vor dem Verbinden inspiziert und bei Bedarf gereinigt werden — einschließlich werkseitig abgeschirmter MPO-Konnektoren, die gerade aus der Verpackung kommen. Eine ordnungsgemäße Inspektion ist besonders wichtig für MPOs, da Verunreinigungen innerhalb desselben Arrays leicht von einer Faser zu einer anderen wandern können.

Die Inspektion eines MPO beginnt mit der Inspektion der gesamten Ferrule unter Verwendung eines Mikroskops mit großem Sichtfeld (LFOV). Bei der Inspektion ist es entscheidend, die Prüfspitze zu verwenden, die zum MPO-Konnektor-Sockettyp und zur Endfläche passt. Die Verwendung einer UPC-Spitze zur Inspektion eines APC-Konnektors oder umgekehrt verhindert eine ausreichende Ansicht der gesamten Endfläche zur Bestimmung der Sauberkeit. Die FI-3000 FiberInspector™ Ultra Kamera von Fluke Networks wird standardmäßig mit Spitzen zur Inspektion von 8-, 12-, und 24-Faser-MPO-Endflächen für UPC und APC geliefert. Zusätzliche Spitzen sind auch für die Inspektion von 16- und 32-Faser-MPOs sowie von VSFF MMC-Konnektoren erhältlich.

Eine wichtige Überlegung bei der Inspektion von MPOs ist die Möglichkeit, sowohl die gesamte MPO-Anordnung als auch einzelne Fasern zu prüfen. Fortschrittliche Inspektionswerkzeuge wie die FI-3000 verfügen über Dual-Kameras, die eine einzige, integrierte Ansicht bieten, sodass Sie in einen bestimmten Bereich zoomen, über den Konnektor hinweg schwenken oder das Bild einer bestimmten Faser ansteuern können, um einen detaillierten Blick zu erhalten.

Die besten Inspektionswerkzeuge beseitigen menschliche Subjektivität, indem sie die Sauberkeit der Konnektoren anhand der Anzahl und Größe von Defekten in den kritischen Zonen jeder Faser-Endfläche, wie in den IEC 6300-3-35 Standards definiert, automatisch zertifizieren. Die FI-3000 verwendet algorithmische Prozesse, um Glasfaser-Endflächen schnell zu inspizieren, zu bewerten und zu zertifizieren, basierend auf IEC-Standardkriterien, und liefert automatisierte PASS/FAIL-Ergebnisse für jede Faser eines MPO-Konnektors. Die FI-3000 bietet sogar PortBright™-Beleuchtung zur Inspektion von MPOs in dunklen und beengten Rechenzentren.

Wenn die Inspektion lose Partikel auf der Endflächen eines MPO zeigt, besteht der nächste Schritt darin, den Konnektor zu reinigen. Verwenden Sie nur Lösungs- und Reinigungsmittel, die speziell für Lichtwellenleiter und MPOs entwickelt wurden, wie zum Beispiel die in unseren Fiber Optic Cleaning Kits. Die Quick Clean™ Reinigungsmittel von Fluke Networks sind für die Reinigung aller Arten von MPO-Konnektoren verfügbar, einschließlich VSFF MMC-Konnektoren.

Wie man MPOs testet

Nach jeder Faserinstallation ist die Zertifizierungsprüfung der Stufe 1 mit einem optischen Dämmungs-Testsatz (OLTS) unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Verbindungen die Anforderungen an Länge, Dämmungsbudget und Polarität der Designspezifikation erfüllen. Sie wird auch von den meisten Herstellern gefordert, um eine Garantie auf das Faserkabel-System zu erhalten.

Bei parallelen optischen Verbindungen, die MPO-Konnektoren verwenden, ist es die beste Praxis, einen Tester mit einem integrierten MPO-Konnektor zu verwenden, damit dieser zur getesteten Verbindung passt. Der Versuch, diese Verbindungen mit einem Duplex-Tester zu testen, ist zeitaufwendig und anfällig für Inkonsistenzen, da jedes Faserpaar (Senden und Empfangen) separat mit Fan-Out-Kabeln oder Kassetten getestet werden muss – während zugleich die Endflächen beim Prozess sauber gehalten werden müssen.

Der MultiFiber™ Pro MPO Tester von Fluke Networks verfügt über einen integrierten MPO-Konnektor für das Testen paralleler optischer Verbindungen. Er kann alle Fasern bei verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig scannen und die Ergebnisse der Einfügungsdämpfung für die gesamte Verbindung anzeigen. Die Faserpolarität ist bei MPO-Kabeln und -Konnektoren ebenfalls komplexer, weshalb die Verwendung eines Zertifizierungstesters wie MultiFiber Pro, der diese Verbindungen auch auf die richtige Polarität testen kann, ideal ist.

Es ist wichtig zu verstehen, dass nicht alle Faserverbindungen, die MPO-Konnektoren enthalten, einen MPO-Tester erfordern. Wenn Sie MPO-Trunk-Kabel zur Konsolidierung der Backbone-Verkabelung in Duplex-Anwendungen verwenden, müssen Sie sich keine Sorgen machen, den Tester mit dem MPO zu verbinden. Technisch gesehen testen Sie nur die Duplex-Verbindung und verbinden daher Ihren Tester mit dem Duplex-Anschluss an der Vorderseite des Patchpanels, an das Sie schließlich Ihre aktive Ausrüstung anschließen werden.

Beim Testen dieser Verbindungen werden die Dämmungsergebnisse jedoch die Dämmung der Duplex-Konnektoren an beiden Enden sowie die Dämmung der MPO-Konnektoren an beiden Enden des Trunk-Kabels umfassen. Obwohl Sie in diesem Szenario Ihren Tester nicht mit MPOs verbinden müssen, sollten sie dennoch vor dem Anschließen von Trunk-Kabeln überprüft (und bei Bedarf gereinigt) werden.

Dasselbe gilt für das Testen von Duplex-Breakout-Anwendungen, bei denen ein Hochgeschwindigkeits-MPO-Anschluss mehrere Niedergeschwindigkeits-Duplex-Anschlüsse unterstützt, wie z. B. 4x100 Gig. Technisch gesehen testen Sie immer noch vier unabhängige Duplex-Verbindungen. Für das Testen dieser Duplex-Verbindungen können jedoch je nach Konfiguration ein MPO-zu-Duplex-Fanout-Kabel und die 3-Jumper-Methode erforderlich sein. Das Fluke Technical Assistance Center (TAC) kann Ihnen beim Testen neuer VSFF-Konnektoren behilflich sein.

Mit der MPO-Entwicklung Schritt halten

MPOs in Rechenzentren haben sich erheblich weiterentwickelt, von ihrer anfänglichen Verwendung zur Konsolidierung von 10-Gig-Backbone-Verkabelung bis hin zur Unterstützung früher Parallel-Optik-Anwendungen mit 40 und 100 Gig. Da immer mehr Rechenzentren auf 400- und 800-Gigabit- und sogar 1,6-Terabit-Geschwindigkeiten umsteigen und kostengünstige Breakout-Konfigurationen und VSFF-Versionen einführen, bleiben MPOs die entscheidenden Komponenten von Glasfaserverbindungen.

Und Fluke Networks entwickelt sich mit ihnen weiter. Wir verfolgen die Entwicklung von MPO-Konnektoren in Rechenzentren genau und richten unsere Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen darauf aus, sicherzustellen, dass unsere Faserzertifizierungs-Tester die neuesten MPO-Anwendungen und Konnektoren-Typen unterstützen.

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