MPO 커넥터광섬유는 지난 20년 동안 데이터 센터 케이블링 인프라에서 가장 중요한 변화 중 하나를 나타냅니다. IEC 61754-7 및 TIA-604-5(FOCIS-5) 국제 표준에 따라 정의된 다중 광섬유 푸시온 인터페이스는 8~72개의 개별 광섬유를 단일 직사각형 페룰로 통합하여 LC 또는 SC와 같은 기존 이중 연결에서는 물리적으로 불가능했던 병렬 전송 아키텍처를 가능하게 합니다. 이 기술은 1980년대 중반 일본 소비자 전화 서비스를 위한 NTT의 MT(Mechanically Transferable) 페룰 개발로 거슬러 올라갑니다. 하지만 MPO가 현재 우위를 차지하게 된 것은 2000년대 하이퍼스케일 데이터 센터가 등장한 이후였습니다.
다중-섬유 종단의 기계적 현실
무엇이 만드는가MPO 커넥터엔지니어링 관점에서 특히 까다로운 광섬유는 여러 광섬유 코어에 동시에 필요한 정밀도입니다. 여기서는 두 개의 광섬유 끝을 정렬하는 것에 대해 이야기하는 것이 아닙니다.{1}}우리는 12, 16, 24개 이상의 광섬유가 미크론 단위로 측정된 허용 오차 내에서 적절한 물리적 접촉을 달성하도록 보장하는 것에 대해 이야기하고 있습니다. IEC PAS 61755-3-31 표준은 광택 각도, 섬유 돌출 높이 및 어레이의 모든 섬유에 대한 최대 섬유 높이 차이를 포함한 중요한 매개변수를 지정합니다.
여기서 흥미로운 일이 발생합니다. 연결당 0.5dB 이하의 목표 삽입 손실을 달성하려면 전체 광섬유 코어 정렬 불량이 1.6μm 미만으로 유지되어야 합니다. 이는 사람 머리카락 굵기의 약 1/50 정도이다. 섬유 위치 및 가이드 핀에 대한 허용 적층 허용 오차는 무엇입니까? 페룰당 약 0.8μm입니다. 12-광섬유 MPO가 모든 광케이블 위치에 잠재적인 공차 스택을 가지고 있다는 점을 고려하면 단면 형상이 심플렉스 커넥터보다 훨씬 더 중요한 이유를 이해하기 시작합니다.
MPO 커넥터 광섬유 시스템의 남성/여성 지정은 기술을 처음 접하는 사람들에게 끝없는 혼란을 야기합니다. 수형 커넥터에는 두 개의 정렬 핀이 있습니다. 암컷에는 해당 가이드 구멍이 있습니다. 스위치와 트랜시버의 모든 MPO 장비 포트는 수형입니다. 이는 활성 장비에 연결되는 모든 패치 코드가 암 커넥터로 끝나야 함을 의미합니다. 이것을 거꾸로 하면 섬유가 손상됩니다. 조달 시 누군가가 잘못된 성별을 지정했기 때문에 전체 트렁크 설치가 재작업되는 것을 본 적이 있습니다.
12-광섬유가 기본값이 된 이유(그리고 그것이 바뀌는 이유)
12파이버 MPO 구성은 간단한 이유 때문에 초기 배포를 지배했습니다. 즉, 40G SR4 및 초기 100G SR4 트랜시버 아키텍처와 일치합니다. 4개 레인은 전송하고 4개는 수신하므로 이론적으로 4개의 광섬유는 사용되지 않습니다. 낭비는 네트워크 설계자를 괴롭혔으며 당연히 그렇습니다. 수천 개의 링크를 실행할 때 사용되지 않은 광섬유는 낭비된 자본을 나타냅니다.
8-파이버 MPO 커넥터 파이버 어셈블리는 40G 및 100G 애플리케이션을 위한 보다 효율적인 대안으로 등장했습니다. 동일한 데이터 속도, 저렴한 비용, 삽입 손실 감소. 그러나 업계는 거기서 멈추지 않았습니다.{5}}파이버 MPO는 이제 400G QSFP-DD 및 OSFP 트랜시버를 지원하고, 24파이버 구성은 각각 100Gbps에서 8개의 전송 레인과 8개의 수신 레인을 사용하여 800G 배포를 목표로 합니다. 24파이버 MPO가 이전 12파이버 MPO와 본질적으로 동일한 물리적 공간을 차지한다는 점을 고려하면 밀도 증가는 엄청납니다.
충분히 논의되지 않은 한 가지: 섬유 수가 많을수록 형상 제어가 훨씬 더 어려워집니다. 광케이블 높이 차이 문제는 12개에 비해 24개 광케이블을 사용하면 관리하기가 훨씬 더 어려워집니다. 어레이 전반에 걸쳐 약간의 높이 차이라도 불완전한 청소 및 일관되지 않은 결합의 위험을 증가시킵니다. 이것은 이론적인 것이 아닙니다.-현장 기술자는 대규모 환경에서 이 문제로 일상적으로 어려움을 겪습니다.
MTP 대 MPO: 브랜딩 혼란
사람들은 MTP와 MPO를 같은 의미로 사용하는데, 이는 기술적으로 틀린 것은 아니지만 중요한 뉘앙스를 놓치고 있습니다. MTP는 향상된 MPO 커넥터 디자인에 대한 US Conec의 등록 상표입니다. 둘 다 동일한 IEC 및 TIA 표준을 완벽하게 준수합니다. 둘 다 문제없이 상호 작용합니다. 그러나 MTP에는 더 엄격한 공차, 더 나은 정렬, 더 일관된 삽입 손실 특성 등 광학 및 기계적 성능을 향상시키는 여러 가지 엔지니어링 개선 사항이 통합되어 있습니다.
대부분의 데이터 센터 애플리케이션의 경우 표준 MPO 커넥터 광섬유가 적절하게 작동합니다. MTP가 프리미엄 가격을 얻을 수 있는 곳은 손실 예산이 매우 적은 초{1}}초고속-시스템{7}}400G 및 800G 링크입니다. 총 링크 예산이 1.5dB이고 트랜시버-대{10}}트랜시버 마진이 0.7dB 정도인 경우 커넥터 품질은 더 이상 갖고 싶지 않습니다.-
US Conec은 표준 MTP에 비해 삽입 손실을 최대 50%까지 줄이는 MTP Elite 커넥터도 제공합니다. 실제로 테스트하기 전까지는 마케팅 과장처럼 들립니다. 엘리트{3}}등급 구성요소는 지속적으로 커넥터당 0.25dB 미만으로 측정됩니다. 이는 불과 몇 년 전만 해도 단일 광섬유 LC 커넥터의 탁월한 성능으로 간주되었던 수준에 근접한- 수치입니다.
MPO 시스템의 극성 관리
광 네트워크의 극성은 각 전송 광섬유가 수신 상대방과 정확하게 일치하는지 확인하는 것을 의미합니다. 이중 LC 연결의 경우 이 문제는 간단합니다.-링크가 나타나지 않으면 광섬유를 교체하면 됩니다. MPO 커넥터 광섬유는 광섬유 위치가 페룰 내에 고정되어 있기 때문에 극성 관리를 훨씬 더 복잡하게 만듭니다. 문제가 발생하면 단순히 광섬유를 이동할 수 없습니다.
TIA-568은 유형 A(직선-스루), 유형 B(크로스{12}}오버), 유형 C(쌍 플립)의 세 가지 극성 방법을 정의합니다. 유형 A는 키 업/키 다운 방향으로 한쪽 끝의 파이버 1을 다른 쪽 끝의 파이버 1로 라우팅합니다. 유형 B는 섬유를 교차하므로 위치 1은 위치 12에 연결되고 위치 2는 위치 11에 연결됩니다. 유형 C 플립-은 광섬유 1에서 광섬유 2로, 광섬유 3에서 광섬유 4로 쌍을 이룹니다.
업계에서는 트랜시버-간-트랜시버 링크를 단순화하기 때문에 대부분의 병렬 광학 배포에서 유형 B로 전환했습니다. 그러나 유형 A 또는 혼합 환경을 사용하는 레거시 설치는 지속적인 문제를 야기합니다. 최근에는 ANSI/TIA-568.3-E에서 향후 설치를 간소화하기 위해 범용 극성 방법 U1 및 U2를 도입했습니다. 이것이 실제로 실제로 혼란을 줄이는지 여부는 아직 밝혀지지 않았습니다.
많은 기술자를 당황하게 만드는 이유: 이중 광섬유를 사용할 때처럼 간단한 시각적 결함 탐지기로 MPO 극성을 확인할 수 없습니다. VFL은 통과하는 빛을 보여주지만 모든 광섬유 위치에서 매핑이 올바른지 확인하지는 않습니다. 적절한 극성 확인에는 전문 MPO 테스터 또는 팬아웃 코드를 사용한 체계적인 연속성 검사가 필요합니다.
삽입 손실 테스트: 생각보다 복잡함
MPO 커넥터 광케이블 테스트에는 단일-광섬유 커넥터에는 없는 문제가 있습니다. 12-파이버 MPO 어셈블리에는 12개의 개별 삽입 손실 측정과 각 채널의 반사 손실이 필요합니다. 양방향을 모두 고려하면 단일 케이블에 대해 잠재적으로 96개의 측정값이 됩니다. 이 프로세스를 자동화하는 것은 선택 사항이 아니며 합리적인 처리량을 위해 필요합니다.
손실 사양 자체에 주목할 가치가 있습니다. EIA/TIA 568에 따라 MPO 커넥터의 최대 삽입 손실은 0.75dB-로 접착식 광택 심플렉스 커넥터에 일반적으로 지정된 0.3dB보다 상당히 높습니다.{5}} 엘리트-등급 구성요소는 이를 0.35dB 이상으로 낮춥니다. 링크 손실 예산을 계산할 때 이러한 차이는 여러 연결 지점에 걸쳐 복합적으로 나타납니다.
사람들을 사로잡는 테스트의 미묘함: 참조 방법이 엄청나게 중요합니다. 3개-케이블 참조 방법(런치 코드, 참조 코드, 수신 코드)에는 제로 참조에 2개의 커넥터 인터페이스가 포함되어 있습니다. 테스트 중인 장치를 테스트할 때 해당 연결은 측정 결과에 포함되지 않습니다. 다른 참조 방법을 사용하면 숫자가 변경됩니다. 문서에는 어떤 참조 접근 방식이 사용되었는지 명시해야 합니다. 그렇지 않으면 테스트 데이터가 비교에 의미가 없게 됩니다.
반사 손실 사양도 광택제 유형에 따라 다릅니다. UPC(초 물리적 접촉) 연마는 일반적으로 대부분의 다중 모드 애플리케이션에 적합한 약 -50dB 반사 손실-을 달성합니다. APC(각진 물리적 접촉) 연마는 -60dB 이상을 달성하며, 이는 역반사로 인해 측정 가능한 성능 저하가 발생하는 단일 모드 애플리케이션 및 DWDM 시스템에 중요합니다. UPC와 APC 커넥터를 모두 손상시키지 않고 결합할 수는 없습니다.
데이터 센터 애플리케이션: 트렁크 케이블 및 브레이크아웃 구성
데이터 센터에서 MPO 커넥터 광케이블의 기본 사용 사례는 사전{0}}종단된 백본 트렁크 케이블링입니다. 개별 이중 케이블을 당겨서 -현장에서 종단 처리하는 대신-품질이 매우 다양하고{4}}노동 집약적인 프로세스를 통해-공장에서 종단된 MPO 트렁크를 설치합니다-. 배포 시간이 크게 단축됩니다. 케이블 관리가 향상됩니다. 통로 혼잡도가 감소합니다.
패치 패널에서 이러한 MPO 트렁크는 일반적으로 카세트 또는 하이브리드 팬아웃 패치 코드를 통해 LC 이중으로 전환됩니다. 12-파이버 트렁크는 6개의 이중 LC 연결이 됩니다. 24개 파이버 트렁크는 12개를 생성합니다. 카세트 접근 방식은 더욱 깔끔한 랙 구성을 제공합니다. 팬아웃 코드는 직접 장비 연결에 더 많은 유연성을 제공합니다.
병렬 광학 애플리케이션의 경우{12}40G SR4, 100G SR4, 400G SR8 - MPO 커넥터는 트랜시버와 직접 결합됩니다. LC로 전환되지 않습니다. 이것이 바로 기술이 빛을 발하는 부분입니다. 단일 12파이버 MPO가 40G 링크용 개별 LC 커넥터 8개를 대체합니다. 고밀도 스위치 배포 시 공간 절약 효과는 상당합니다.
Breakout 애플리케이션은 구체적으로 언급할 가치가 있습니다. 단일 400G QSFP-DD 스위치 포트는 MPO---LC 브레이크아웃 코드를 사용하여 4개의 100G 서버에 연결할 수 있습니다. 이는 아직 기본 400G를 지원하지 않는 서버를 수용하면서 값비싼 스위치 포트 활용을 극대화합니다. 경제성은 종종 추가적인 케이블 복잡성을 정당화합니다.
400G/800G 전환 및 그 이상
현재 MPO 커넥터 광섬유 발전은 거의 전적으로 400G 및 새로운 800G 요구 사항에 의해 주도됩니다.. 400G SR8은 방향당 8개의 광섬유를 사용하며 일반적으로 16-광섬유 MPO와 함께 배포됩니다.. 800G는 밀도를 다시 두 배로 늘립니다. 트랜시버 로드맵에서는 점점 더 MPO 기반 병렬 전송을 기본 상호 연결 방법으로 가정하고 있습니다.
단일{0}}모드 MPO 애플리케이션도 성장하고 있으며, 특히 FR4 및 DR4와 같은 장거리{1}}400G 변형의 경우 더욱 그렇습니다. 단일-모드는 더 엄격한 정렬 공차, 더 높은 커넥터 비용, 반사를 최소화하기 위한 APC 광택 선호 등 자체적인 과제를 안고 있습니다. 다중 모드 MPO 어셈블리에 비해 가격 프리미엄이 여전히 상당하므로 다중 모드 도달 범위가 충분한 응용 분야에서의 채택이 제한됩니다.
더 나아가서 -공동 패키지 광학 장치와 온보드 광학 장치는 광자 구성 요소를 스위치 실리콘에 더 가깝게 이동시키는 것을 목표로 합니다. 이로 인해 칩 수준의 상호 연결 요구 사항이 변경될 수 있지만 랙-대-랙 및 행-대-행 케이블링은 가까운 미래에도 계속해서 MPO 커넥터 광케이블에 크게 의존하게 될 것입니다. 밀도의 이점은 포기하기에는 너무 중요합니다.
실제 고려 사항: 청소, 검사 및 취급
단면 오염은 다른 어떤 요인보다 MPO 실패를 더 많이 유발합니다. 1미크론 이상의 단일 먼지 입자는 신호 품질을 상당히 저하시킬 수 있습니다. 검사 및 청소가 간단한 단순 커넥터와 달리 MPO 커넥터 광섬유에는 다중-섬유 페룰 형식용으로 설계된 특수 현미경과 청소 장비가 필요합니다.
청소 프로토콜은 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 중요합니다. 가벼운 오염에는 보푸라기가 없는{1}}물티슈를 사용하여 드라이클리닝하는 것이 좋습니다. 오염이 심할 경우 이소프로필 알코올을 사용한 습식 세정이 필요할 수 있지만, 이렇게 하면 입자가 젖은 표면에서 더 쉽게 움직이고 적절하게 건조되지 않으면 섬유가 긁힐 수 있는 위험이 있습니다. 일부 기술자는 MPO/MTP 페룰용으로 특별히 설계된 청소 카트리지를 선호합니다.
IEC 61300-3-35는 광케이블 종단면 검사에 대한 특정 청정도 등급 기준을 정의합니다. 이 표준은 합격/불합격 결정에서 주관성을 제거하고 코어, 클래딩, 접착층 및 접촉 영역 전체의 결함을 검사합니다. 수입 검사 및 설치 후 검증을 위한 이 표준을 따르면 커넥터 품질에 대한 많은 분쟁이 사라집니다.
표준 패치 코드보다 MPO 케이블을 더 주의해서 다루십시오. 다중-파이버 페룰은 본질적으로 더 취약하며, 손상된 가이드 핀이나 가이드 구멍은 커넥터의 모든 파이버에서 정렬 문제를 일으킬 수 있습니다. 연결하는 순간까지 먼지 캡을 설치해 두십시오. 깨끗하고 보호된 환경에 어셈블리를 보관하십시오. 이러한 기본 관행은 대부분의 현장 오류를 예방합니다.
올바른 선택
특정 응용 분야에 적합한 MPO 커넥터 광케이블을 선택하려면 광케이블 수를 트랜시버 요구 사항에 일치시키고, 광케이블 모드에 대한 올바른 광택 유형을 선택하고, 케이블 연결에 대한 성별을 올바르게 지정해야 합니다. 이러한 영역에서 조달 오류가 발생하면-링크가 작동하지 않거나 재고가 낭비됩니다.
100G 이상을 지원하는 새로운 배포의 경우 8파이버 및 16파이버 MPO 구성은 일반적으로 레거시 12파이버 형식보다 더 나은 파이버 활용도를 제공합니다. 400G SR8의 경우 16파이버가 확실한 선택입니다. 800G의 경우 24파이버를 사용하면 밀도가 가장 높지만 인프라 호환성에 대한 검증이 필요합니다.
다중 모드와 단일{0}}모드 결정은 주로 거리에 따라 달라집니다. OM4 광섬유는 100G SR4를 100미터까지 지원하며-대부분의 건물 내부 링크에 충분합니다.- 더 긴 작업에는 일반적으로 단일-모드가 필요하며 커넥터 및 트랜시버에 대한 관련 비용 프리미엄이 있습니다.
MPO 커넥터 광케이블 배포의 비용 최적화는{0}}실제 요구사항에 맞게 구성요소 크기를 조정하는 것에서 비롯됩니다. 손실 예산이 넉넉한 애플리케이션에 대해 엘리트{2}}등급 커넥터를 과도하게 지정하면 비용이 낭비됩니다. 예산이 부족한-400G/800G 링크를 과소 지정하면 운영 문제가 발생합니다. 특정 토폴로지의 링크 손실 계산을 이해하면 적절한 구성 요소를 선택할 수 있습니다.
