MPO 어댑터: 성능 및 신뢰성

 

그만큼MPO 어댑터고밀도 광섬유 인프라 내에서 두 개의 MPO 커넥터를 연결할 수 있는 수동 정렬 인터페이스 역할을 합니다.{0}} 단일{2}}광섬유 솔루션과 달리 MPO 시스템은 12개, 24개 또는 심지어 32개 광케이블 채널에 걸쳐 동시에 미크론{4}}수준의 정밀도를 요구합니다. 어댑터의 내부 슬리브 메커니즘은 허용 가능한 삽입 손실 수치를 달성하기 위해 ±0.5μm 이내의 위치 정확도를 유지해야 하며, 일반적으로 단일 모드 애플리케이션의 경우 0.35dB 미만입니다. 이 요구 사항은 채널 수가 증가함에 따라 기하급수적으로 더 까다로워지고 있습니다.

아무도 이야기하지 않는 정렬 문제

대부분의 사양 시트에서 알려주지 않는 내용은 다음과 같습니다. 측면 오프셋과 광학 손실 간의 관계는 선형이 아닙니다. 0.5μm 측면 변위는 허용 가능한 0.1dB 손실-을 제공할 수 있습니다. 1.0μm로 밀어 넣으면 갑자기 0.4dB가 됩니다. 다시 2.0μm로 두 배로 늘리나요? 이제 1.5dB를 바라보고 있으며 이는 기본적으로 합리적인 전송 거리에 대한 링크 예산을 소모합니다.

여기서는 가이드 핀 메커니즘이 무거운 작업을 수행합니다. 한 커넥터에 있는 두 개의 정밀 핀(직경 0.70mm, 공차 ±0.001mm)이 반대쪽 커넥터의 해당 구멍과 결합됩니다. 어댑터 슬리브가 이러한 결합을 안내합니다. 충분히 간단하게 들립니다.

그렇지 않습니다.

핀-과-구멍 간극은 약 0.01-0.012mm입니다. 너무 세게 조이면 삽입이 문제가 됩니다. 사용자가 강제로 연결하고, 핀이 구부러지고, 끝면이 서로 충돌하게 됩니다. 너무 느슨하면 12개의 섬유가 제대로 정렬되지 않습니다. 모든 단일 결합 이벤트는 이 인터페이스를 강조합니다.

삽입 손실: 수치 분석

손실 소스는 세 가지 범주로 나뉩니다. 끝면 사이의 공극에서의 프레넬 반사-피할 수 없는 물리학입니다. 동일한 간격-기하학적 문제에 대한 빔 발산. 그리고 측면, 세로, 각도의 세 축 모두에서 정렬 불량이 발생했습니다.

측면 오프셋이 지배적입니다. 9.2μm 모드 필드 직경을 가진 단일 모드 광섬유의 경우 코어는 본질적으로 오류 마진을 제공하지 않습니다. 멀티모드의 50μm 코어는 더 관대하며, 이는 모순되는 것처럼 보이는 논리에도 불구하고 MM 시스템에 대한 IL 사양이 더 엄격하다는 것을 설명합니다.

반사 손실과 APC 질문

반사 손실은 광원을 향해 반사되는 빛의 양을 나타냅니다. 표준 PC(신체적 접촉) 개선의 경우 다중 모드 데이터 링크에 적합한 약 20dB-를 얻을 수 있습니다. UPC는 더 나은 표면 마감을 통해 이를 45dB로 끌어올립니다. 8도 각도의 끝면을 갖춘 APC는 반사를 광섬유 코어에서 완전히 멀어지게 하여 55dB 이상을 달성합니다.

APC의 문제점: APC 커넥터를 PC/UPC 어댑터와 결합할 수 없습니다. 각도 불일치로 인해 양쪽 끝면이 모두 파괴됩니다. 누군가가 잘못된 점퍼 케이블을 잡아서 전체 패치 패널이 망가진 것을 본 적이 있습니다. 색상 코딩이 존재하는 이유는-APC는 녹색, UPC는 파란색{4}}이지만 오전 2시에 어두운 데이터 센터에서는 실수가 발생합니다.

GR-1435-CORE에 따른 신뢰성 테스트

Telcordia의 GR-1435-CORE는 여전히 업계 벤치마크로 남아 있습니다. 환경 배터리에는 다음이 포함됩니다.

진동 테스트(10-55Hz, 진폭 1.5mm)는 종종 간과됩니다. 그러나 도로변 캐비닛이나 산업 환경에 장착된 어댑터의 경우 진동 피로로 인해 극한 온도보다 현장 오류가 더 많이 발생합니다.

오염 현실

단일 모드 광섬유 코어에 있는 1μm 입자는 광학 경로의 약 1%를 차단합니다. 오염된 광섬유당 약 0.1dB 손실-이 발생한다는 사실을 깨닫기 전까지는 그렇게 심각하게 들리지는 않습니다. 12개 채널에 걸쳐 곱하고 커넥터 노화 효과를 추가하면 "최대 0.35dB" 어댑터가 갑자기 0.8dB로 측정됩니다.

9μm-대략 싱글모드 코어 직경-을 초과하는 입자는 완전한 채널 오류를 일으킬 수 있습니다.

IEC 61300-3-35는 특정 결함 허용 범위로 검사 영역을 정의합니다.

청소 프로토콜은 매우 중요합니다. 먼저 보푸라기가 없는- 천이나 특수 MPO 청소 막대를 사용하여 물기를 닦아냅니다. 오염이 지속되면 99% IPA를 조금씩 도포한 후 물기를 닦아내고 다시 검사합니다-. 단면 청결도를 확인하지 않고 커넥터를 삽입하지 마십시오. 어댑터의 내부 슬리브는 시간이 지남에 따라 잔해물을 축적하여 이를 통과하는 모든 커넥터로 전달합니다.

극성 구성

세 가지 표준 극성 방법이 존재하며, 이를 혼합하면 진단하기 매우 어려운 링크 오류가 발생합니다.

 

유형 A(키-최대 키-최대): 직선-섬유 매핑입니다. 위치 1은 위치 1에 연결됩니다.

유형 B(키-키-아래): 섬유 위치가 뒤집힙니다. 위치 1은 위치 12에 연결됩니다. 데이터 센터 트렁크 케이블에서 가장 일반적입니다.

C형: 쌍-방향 뒤집기-인접한 광섬유 쌍이 위치를 바꿉니다.

어댑터는 시스템 극성 설계와 일치해야 합니다. 유형 B 시스템의 유형 A 어댑터는 전송 파이버가 맨 끝에 있는 잘못된 수신 포트에 연결됨을 의미합니다. 이더넷 프로토콜은 상관하지 않습니다. 링크가 실패했습니다. 완전히 중지되었습니다.

8개 광섬유를 사용하는 40G SR4 및 100G SR4 트랜시버의 경우 사용되지 않은 위치(12개 광섬유 어레이에서 5~8개)가 때때로 혼란을 야기합니다. 어댑터가 아닌 트랜시버 핀아웃에 따라 트래픽을 전달하는 광섬유가 결정됩니다.

재료 선택의 장단점-

어댑터 하우징은 열가소성 수지(PBT, PPS) 또는 다이캐스트 아연 합금의 두 가지 형태로 제공됩니다.-

플라스틱 하우징은 데이터 센터 배포를 지배합니다. 비용이 저렴하고 무게가 가벼우며 통제된 환경에 적합합니다. PBT는 최대 60도 연속 작동까지 우수한 내화학성과 치수 안정성을 제공합니다.

금속 하우징은 공장 외부 통신, 산업 설비 및 EMI 차폐가 중요한 모든 곳에 적합합니다. 질량은 또한 더 나은 진동 감쇠를 제공합니다. 단점: 비용은 대략 두 배로 늘어나고 해안이나 오염이 심한 환경에서는 부식이 고려 대상이 됩니다.-

내부 정렬 슬리브는 거의 항상 니켈 도금된 인청동입니다. 세라믹 슬리브는 초-고정밀-애플리케이션용으로 존재하지만 어댑터 사용에 따른 비용 프리미엄을 정당화하는 경우는 거의 없습니다. 슬리브는 지속적인 정렬을 제공하지 않고 초기 결합만 안내하므로 커넥터 페룰 슬리브보다 마모가 적습니다.

내구성 곡선

실제-내구성은 욕조 곡선을 따릅니다. 초기 결합 이벤트는 표면이 윤이 나면서 손실이 약간 증가한 것으로 나타날 수 있습니다. 손실은 수백 사이클 동안 안정됩니다. 500~700사이클을 초과하면 마모가 누적되어 점진적인 성능 저하가 발생합니다.

1000+ 주기 내구성을 주장하는 제조업체 사양은 거짓말이 아니지만 작은 글씨가 중요합니다. '내구성'은 일반적으로 어댑터가 기계적으로 고장나지 않았음을 의미합니다.-아직 걸쇠가 걸려 있고 커넥터가 계속 삽입되어 있습니다. 여전히 광학 사양을 충족하는지 여부는 별도의 질문입니다.

일일 활동을 확인하는 패치 패널 위치의 경우 2~3년마다 어댑터 교체에 대한 예산을 책정합니다. 설치 중에 한 번 접촉된 트렁크 상호 연결은 본질적으로 영원히 지속됩니다.

실질적인 선택 기준

 

100G/400G SR 광학 장치를 실행하는 하이퍼스케일 데이터 센터의 경우:

• 12-섬유 또는 24-섬유 MPO
• 유형 B 극성(케이블링 플랜트 설계에 대해 확인)
• 낮은-손실 등급: IL 0.35dB 이하
• 허용되는 플라스틱 하우징
• 회의실에서 사용하는 경우 높은 사이클 수-

통신 운송 애플리케이션의 경우:

• 반사 손실이 중요한 싱글모드 APC
• 확장된 온도 범위(-40도 ~ +85 등급)
• 옥외 설치용 금속 하우징
• 환경 밀봉을 위한 IP{0}}등급 옵션 고려

엔터프라이즈 캠퍼스 네트워크의 경우:

• 표준 상업 등급은 일반적으로 충분합니다.
• 적절한 라벨링 및 극성 관리에 중점
• 빠른 교체를 위한 재고 예비 어댑터

현장 문제 해결

삽입 손실이 사양을 초과하는 경우:

먼저 모든 것을 청소하십시오. 커넥터 끝면과 어댑터의 내부 표면. 적절한 MPO 청소 도구를 사용하세요.-기하학적 구조로 인해 표준 LC/SC 청소 방법이 작동하지 않습니다.

둘째, 배율. 200x 최소, 400x 권장으로 검사합니다. 광케이블 코어를 가로지르는 긁힘, 내장된 오염, 광케이블-과-페럴 경계의 칩을 찾아보세요.

셋째, 의심되는 어댑터를 통해 양호한 것으로 알려진{0}}참조 케이블을 사용해 보세요. 참조 케이블 테스트 결과가 양호하면 원래 케이블에 문제가 있는 것입니다. 참조 케이블에도 높은 손실이 나타나면 어댑터를 교체해야 합니다.

APC 시스템의 높은 반사 손실(낮은 반사 전력을 의미)은 일반적으로 오염 또는 단면 형상 문제를 나타냅니다.{0}}반복적인 결합이나 물리적 손상으로 인해 8도 각도가 저하되었습니다.

간헐적인 연결은 거의 항상 기계적 문제로 추적됩니다. 래칭 메커니즘 마모, 하우징 균열 또는 커넥터의 가이드 핀 구부러짐(엄격히 말하면 어댑터가 아니지만 어댑터가 비난을 받습니다).

표준이 실제로 요구하는 것

1. IEC 61754-7은 MPO 인터페이스를 기계적으로 정의합니다. 치수, 공차, 재료 등 제조업체 간의 상호 운용성에 필요한 모든 것입니다.
2. IEC 61753-1은 환경 조건 전반에 걸친 성능 요구 사항을 다루고 있습니다. 여기에는 온도, 습도 및 기계적 테스트 매개변수가 있습니다.
3. TIA-604-5(FOCIS 5)는 다양한 지역 공급업체의 구성 요소를 혼합할 때 때때로 혼란을 야기하는 일부 매개변수 차이가 있는 북미 버전과 동등한 기능을 제공합니다.
4. Telcordia의 GR-1435-CORE는 IEC 기준을 넘어서는 통신 관련 신뢰성 요구 사항을 추가합니다.
5. 등급분류(A, B, C)는 생산 산출물을 손실 실적별로 분류하는 방법으로 유래되었습니다. 등급 A(0.35dB 이하)는 프리미엄 가격을 요구하지만 적절한 링크 마진을 보장합니다. 등급 B(0.75dB 이하)는 여유 공간이 있는 짧은 링크나 시스템에 적합합니다. C 등급이 존재하지만 프로덕션 배포에서 이를 확인하면 조달 문제가 있음을 시사합니다.

새로운 개발

400G 및 800G 이더넷을 향한 추진은 더 많은 파이버 수에 대한 수요를 촉진합니다.. 32-파이버 MPO 커넥터가 존재하지만 어댑터 가용성은 12-파이버 및 24파이버 버전에 비해 여전히 제한적입니다. 온도 범위에 걸쳐 32개의 섬유를 미크론 수준의 정밀도로 정렬하는 기계적 복잡성으로 인해 제조 능력이 향상됩니다.

일부 공급업체는 사전 종단 처리된 트렁크 케이블에 대한 의존도를 줄이기 위해 현장 설치가 가능한 MPO 커넥터를 홍보합니다.- 어댑터의 역할은 변경되지 않지만 필드-종단 커넥터의 품질 차이로 인해 일관된 시스템 성능에 대한 새로운 과제가 발생합니다.

병렬 광학(SR4, SR8)은 계속 확장되고 있지만 업계에서는 고급 변조를 사용하는 단일{2}}광섬유 고속-솔루션도 모색하고 있습니다. 800G 단일-람다 전송이 실용화되면 MPO의 밀도 이점은 줄어들지만{7}}구조화된 케이블링 아키텍처에서 MPO의 위치를 ​​위협할 만큼은 아닙니다.

RFID 또는 유사한 추적 기능을 어댑터 어셈블리에 통합하면 자동화된 자산 관리가 가능해집니다. 수백만 개의 광섬유 연결을 관리하는 대규모 운영자에게 유용합니다. 소규모 배포에는 과잉입니다.

섬유 정렬의 기본 물리학은 변하지 않습니다. 어떤 폼 팩터가 성공하더라도 MPO는 마이크론- 수준의 정밀도, 오염 민감도, 밀도와 신뢰성 사이의 긴장이라는 동일한 문제에 직면하게 됩니다. 현재 MPO 기술은 청결도, 적절한 결합 절차 및 주기적인 검사에 대한 요구 사항을 준수할 경우 성숙하고 잘 이해된 솔루션을 대표합니다.-