Soluciones de adaptadores MPO para centros de datos

UnAdaptador MPO (multi-fibra Push On)Sirve como interfaz de acoplamiento pasiva entre dos conectores de fibra terminados en MPO-, lo que permite una interconexión óptica de alta-densidad dentro de sistemas de cableado estructurado. En entornos de centros de datos que funcionan a velocidades Ethernet de 40G, 100G y cada vez más de 400G, estos adaptadores proporcionan el mecanismo de alineación física para cintas de 8, 12 o 24-fibra mientras mantienen la pérdida de inserción generalmente por debajo de 0,35 dB por par acoplado. La función del adaptador parece engañosamente simple: -mantener dos casquillos en una alineación mecánica precisa-sin embargo, las consecuencias de una mala selección se multiplican a través de balances de enlace, esquemas de polaridad y confiabilidad a largo plazo de maneras que no son obvias hasta que algo se rompe.

En 2019, especifiqué una infraestructura Base-12 completa para una implementación de 400 racks. Tenía mucho sentido sobre el papel. Los transceptores 40G QSFP+ que estábamos usando en ese momento ejecutaban ópticas paralelas a través de 12 fibras: cuatro de transmisión, cuatro de recepción y cuatro oscuras. Limpio. Elegante. Al proveedor de cableado le encantó porque los cables troncales de 12 fibras eran su pan de cada día.

Dieciocho meses después, comenzamos a migrar a 100G. ¿Los módulos QSFP28 que elegimos? Usaron sólo 8 fibras. De repente, cada eslabón tenía cuatro fibras no utilizadas, burlándose de nosotros. La actualización de 400G que estamos planeando ahora también utiliza 8 fibras. Tenemos una infraestructura de 12 fibras que transporta tráfico de 8 fibras y módulos de conversión en todas partes.

No estoy diciendo que Base-8 sea universalmente correcta. Pero si alguien me hubiera sentado en 2019 y me hubiera dicho "piense hacia dónde va la tecnología de transceptores, no hacia dónde está", me habría ahorrado aproximadamente $180,000 en casetes de conversión y el continuo dolor de cabeza de administrar dos recuentos de fibras diferentes en la misma instalación.

La decisión sobre el adaptador se deriva de esto. Necesita saber-saber realmente-a qué recuentos de fibra se compromete antes de comenzar a instalar paneles de conexión.

Hay un tipo especial de frustración reservada para solucionar errores de polaridad a las 2 a. m., cuando no aparece un enlace crítico. La capa física se ve bien. La óptica muestra luz. El interruptor simplemente... no ve la conexión.

Existen tres métodos de polaridad y la industria no se pone de acuerdo sobre cuál es el mejor:

Método Autiliza un adaptador de tecla-arriba a-abajo con un cable directo-. La fibra 1 se asigna a la fibra 1 en el otro extremo. Simple en concepto, pero necesitas invertir la orientación del conector en un extremo, lo que significa que el adaptador o el cable están haciendo algo que no-obvio.

Método Binvierte las posiciones de la fibra dentro del propio cable. La fibra 1 en un extremo se conecta a la fibra 12 en el otro. Los adaptadores son clave-hasta clave-arriba. La gente odia esto porque el cruce no es visible.-No se puede saber si está cruzado mirando un cable del Método B.

Método Cutiliza el cambio-por parejas. Los pares de fibras adyacentes intercambian posiciones. Es un intento de llegar a un compromiso y posiblemente lo peor de ambos mundos.

Esto es lo que realmente sucede en el campo: alguien pide cables del Método A, otra persona pide adaptadores del Método B porque eran más baratos esa semana, una tercera persona los conecta y nada funciona. He visto a técnicos "arreglar" esto intercambiando fibras individuales en módulos de conexión LC hasta que se establece el enlace, creando un esquema de polaridad que no existe en ninguna norma y que confundirá a todos los que lo toquen más adelante.

Mi enfoque actual: elegir un método, documentarlo obsesivamente, etiquetarlo todo y negarme a desviarme. Utilizo el Método A. No creo que sea técnicamente superior. Creo que la coherencia importa más que la optimización.

La hoja de datos dice una pérdida de inserción máxima de 0,35 dB. Excelente. Usted construye su presupuesto de enlaces en torno a eso. Quizás tengas 2 dB de margen para una carrera OM4 de 100 metros a 100G.

Lo que la hoja de datos no menciona:

Ese 0,35 dB se midió con conectores-nuevos de fábrica, limpieza de laboratorio-y una oración a cualquier deidad que supervise la fotónica. En un centro de datos real con contratistas que pueden haber limpiado o no los extremos-, con polvo y flujo de aire y la entropía general de los entornos de producción, si tienes suerte, obtendrás 0,5 dB. He medido 0,8 dB en adaptadores que estaban "recién instalados".

El culpable casi siempre es la contaminación. Una sola partícula de polvo de 1 micra en un núcleo de fibra de 50 micras de ancho no parece gran cosa. Es suficiente para causar una pérdida mensurable y dañar potencialmente la superficie de la férula cuando se acopla bajo la presión del resorte.

Eventualmente exigimos alcances de inspección en cada evento de parche. No-negociable. Si el técnico no puede mostrarme una imagen de extremo-limpio, el conector no se conecta. Esto redujo nuestros tickets de problemas por "falta de luz" en aproximadamente un 60%.

El adaptador directo-es obvio. Dos puertos, uno a cada lado, casquillos alineados, listo.

Pero también hay:

Adaptadores de brida-reducidospara paneles de alta-densidad. Estos ahorran quizás 2 mm de ancho, lo que suena trivial hasta que intentas colocar 72 puertos en 1U. La desventaja-es que son más difíciles de extraer-menos superficie de agarre-y mis técnicos los odian.

Adaptadores en ángulopara conexiones APC en implementaciones de modo único-. El pulido en ángulo de 8-grados que reduce la retrorreflexión también significa que no es posible acoplar un conector APC a un adaptador UPC. Dañarás a ambos. Pregúntame cómo lo sé.

Adaptadores híbridosque toman MPO en un lado y un tipo de conector diferente en el otro. He visto MPO-a-MTP (sí, son mecánicamente compatibles, pero la marca es importante a efectos de garantía), MPO-a-CS para aplicaciones de 400G, incluso combinaciones patentadas extrañas.

También está elpregunta de generoNadie explica claramente hasta que ordenas mal. Los conectores MPO vienen en macho (con pasadores guía) y hembra (con orificios para pasadores guía). El adaptador tiene que coincidir. Un adaptador estándar "Tipo A" espera un macho en un lado y una hembra en el otro. ¿Pedir un adaptador hembra-a-hembra y luego intentar enchufar dos conectores macho-con clavijas? Esos alfileres no tienen adónde ir. He visto gente intentar forzarlo. No.

Paneles de conexión de 1U utilizados para albergar 24 puertos LC dúplex. Luego 48. Luego 72. Al final alguien consiguió 144.

Para MPO, la progresión pasó de 6 adaptadores por 1U (24 fibras a 4-fibras-por adaptador) a 12 adaptadores (48 fibras) a paneles que afirman tener 24 o más puertos MPO en 1U.

En algún momento, la densidad se vuelve patológica. Vi a un técnico pasar 40 minutos intentando quitar un solo cable de un panel LC de 144 puertos porque sus dedos no podían pasar los cables circundantes. El cable que intentaba extraer era el tercero desde abajo en una pila de cinco de profundidad. Finalmente se dio por vencido y tiró de tres cables adyacentes sólo para crear espacio de trabajo.

Los paneles MPO de densidad ultra-alta-tienen el mismo problema, pero peor. Los cuerpos de los conectores son más anchos. Los cables son más rígidos-la fibra de cinta no se dobla como el dúplex. Y cada uno de esos conectores representa 12 o 24 fibras que eventualmente necesitarán acceso para solucionar problemas.

Mi regla general: especificaciones para aproximadamente el 70% de la densidad máxima anunciada. Deje espacio para trabajar realmente.

Las aplicaciones multi-modo utilizan casi universalmente el pulido UPC (contacto ultrafísico). El extremo del casquillo plano funciona bien cuando se empuja luz de 850 nm a lo largo de 100 metros.

El modo único-es diferente. Los alcances más largos, los mayores presupuestos de energía y las características de longitud de onda hacen que la retrorreflexión sea una preocupación real. El pulido APC (Contacto físico en ángulo) envía la luz reflejada en ángulo en lugar de regresar directamente al láser, lo que es más importante para algunos tipos de transceptores que para otros.

La cuestión es esta: el modo único-en los centros de datos empresariales sigue siendo relativamente raro. La mayoría de los recorridos en campus y dentro de-edificios son multimodo- OM4 porque es más barato, los transceptores son más baratos y las distancias de 100-metros no requieren capacidades de modo único.

Pero 400G está cambiando esto. La óptica 400G-FR4 y DR4 funciona con fibra monomodo-. Los hiperescaladores han estado trabajando en modo único-durante años; las empresas están siguiendo ahora. Si estás construyendo una nueva infraestructura y esperas ir más allá de 100G, al menos piensa si el modo único-tiene sentido.

Para los adaptadores, esto significa tener en stock tanto UPC (normalmente carcasa azul) como APC (carcasa verde). Nunca los mezcles. Etiqueto el gabinete, etiqueto el panel y todavía encuentro conectores UPC atascados en adaptadores APC una o dos veces al año.

MPO Adapter

Las clasificaciones de ciclo de vida existen, ocultas en la letra pequeña. Un adaptador MPO decente debería manejar 500-1000 ciclos de acoplamiento antes de que la precisión de la alineación se degrade hasta el punto de afectar la pérdida. En una conexión cruzada que se actualiza constantemente, eso importa. En una conexión troncal permanente que se toca dos veces por década, no es así.

Rango de temperatura de funcionamiento. La mayoría de los adaptadores tienen una clasificación de -40 grados a +75 grados. A menos que su centro de datos tenga una falla grave de enfriamiento o esté implementando en un entorno inusual, nunca alcanzará estos límites. Nunca me ha fallado un adaptador debido a la temperatura.

Clasificación de inflamabilidad. UL94-V0 es estándar. Si su instalación tiene requisitos de código específicos, verifique esto. Solo me encontré con este problema una vez, en una instalación con estipulaciones de seguro inusuales.

El material importa ligeramente. Los manguitos cerámicos de circonio son estándar para una alineación de precisión. Algunos adaptadores baratos utilizan manguitos de aleación de bronce. El bronce funciona bien para aplicaciones ocasionales, pero se desgasta más rápido y tolera mal la contaminación. La diferencia de precio es mínima. Consigue la cerámica.

En este momento, en nuestras instalaciones principales, tengo en stock los siguientes adaptadores MPO:

12-fibra tipo A, llave-arriba/abajo, UPC, funda de cerámica (el caballo de batalla)

Tipo A de 8 fibras para tramos Base-8 (menos de los que esperaba necesitar)

APC de 12-fibra para las zonas monomodo que estamos construyendo lentamente

Fibra de -brida reducida de 12-para dos paneles específicos de alta densidad que especificó algún arquitecto anterior

Proveedores con los que he tenido buena experiencia: US Conec (los diseñadores originales de MTP-precios premium, sin argumentos sobre la calidad), Senko (buen equilibrio entre costo y rendimiento) y algunos de los fabricantes contratados en Shenzhen que fabrican productos sorprendentemente decentes si se especifica cuidadosamente e inspecciona los envíos entrantes.

Proveedores con los que he tenido malas experiencias: no lo voy a poner por escrito. Digamos que la opción más barata en Alibaba es barata por una razón, y tengo un cajón lleno de adaptadores con fundas visiblemente desalineadas que nunca llegaron a producirse.

Cada cable troncal se inspecciona en el extremo-antes de la instalación. No-negociable.

Probamos la pérdida de inserción en ejecuciones nuevas utilizando una fuente de luz y un medidor de potencia-no un OTDR. Los OTDR son excelentes para encontrar fallas en tiradas largas, pero carecen de la resolución para caracterizar con precisión un segmento de cableado estructurado de 30-metros con múltiples puntos de conexión. Las condiciones de lanzamiento importan más de lo que la gente cree, por eso utilizamos cables de referencia envueltos en mandril para establecer la línea de base.

La verificación de la polaridad se realiza mediante seguimiento visual. El técnico de un extremo ilumina la fibra 1 con un VFL (localizador de fallas visible), el técnico del otro extremo confirma qué puerto se ilumina. Aburrido, eficaz, difícil de estropear.

No probamos cada adaptador individualmente antes de la instalación. Probamos ese enfoque; el costo de mano de obra excedió el costo del adaptador por un factor de cinco. En su lugar, utilizamos proveedores acreditados, inspeccionamos los envíos entrantes y los reemplazamos en caso de falla. La tasa de fracaso ha estado por debajo del 0,5% en seis años.

Los transceptores de 400G y 800G están avanzando hacia diferentes factores de forma de conector. La MPO-16 existe pero no ha logrado una adopción masiva. Los conectores CS y SN ofrecen mayor densidad para aplicaciones monomodo paralelas. Existe una posibilidad real de que dentro de una década, la infraestructura MPO que todos están instalando hoy sea tecnología heredada, compatible pero no óptima.

No tengo una solución para esto. Nadie más tampoco. Lo mejor que puedo hacer es diseñar rutas de actualización relativamente sencillas-suficiente espacio físico en las rutas, paneles de conexión que se puedan intercambiar sin volver a cablear troncales, casetes modulares en lugar de paneles-con terminación directa cuando el presupuesto lo permita.

Y limpiar los conectores. Limpiar siempre los conectores.

Eso es lo que aprendí sobre los adaptadores MPO durante aproximadamente siete años de trabajo en centros de datos. No es completo. No he tocado el empalme de cinta, ni los matices de la fibra-insensible a la flexión en un enrutamiento estrecho, ni todo el lío de adaptadores con clasificación OSP-para exteriores para interconexiones de campus. Hay gente que conoce esos temas mejor que yo.

Lo que sé es que el adaptador-esta pieza de plástico y cerámica de 4 dólares en la que nadie piensa hasta que algo se rompe-se encuentra en la ruta crítica de cada enlace de fibra del edificio. Respételo en consecuencia.