O que é um conector MPO?

Prefácio

Na engenharia de comunicações, os tipos de interface de conector de fibra óptica comumente usados ​​para os tipos SC, FC e LC, que são conectores de núcleo único, cada par de conectores só pode completar uma conexão de fibra óptica. No data center, também é comum o uso de conectores multi-core, cada par de conectores para completar as atividades de conexão de 2 a 32 núcleos, este conector é o conector de fibra óptica do tipo MPO (Multi-fiber Push On) (doravante referidos como “conectores MPO”).

Introdução aos conectores MPO

O conector MPO é um conector plugável multinúcleo, que consiste em um plugue fêmea, um plugue macho e um adaptador, conforme mostrado na Figura 1. O plugue macho possui 2 pinos-guia e o plugue fêmea possui 2 orifícios para pinos-guia. O conector é alinhado pelos pinos-guia e orifícios dos pinos-guia e travado pelo adaptador.

Figura 1. Estrutura do Conector MPO

Os conectores MPO são comumente usados ​​​​com 8, 12, 16 e 24 núcleos, o número máximo atual de núcleos para 32, núcleos diferentes do formato e tamanho do conector são basicamente os mesmos. O tamanho do conector MPO do que o conector SC comumente usado é um pouco maior, Figura 2 para as dimensões externas do plugue do conector MPO e SC.

Figura 2. O tamanho do conector MPO

A perda de inserção do conector MPO é geralmente maior do que o conector de núcleo único, com valor típico de perda de inserção do conector MPO multimodo de cerca de 0.25dB, e a perda de inserção do conector MPO monomodo convencional tem um valor típico de cerca de 0.6dB, conforme mostrado em Figura 3 (a coordenada vertical na figura é o número de amostras). Devido à dificuldade de alinhar com precisão vários núcleos ao mesmo tempo, a diferença na perda de inserção para diferentes núcleos do mesmo conector costuma ser grande.

Figura 3. A perda de inserção do conector MPO

FiberMall também pode fornecer MPO monomodo de baixa perda de inserção conectores, com perda máxima de inserção não superior a 0.35 dB. A Figura 4 mostra a distribuição da perda de inserção de alguns conectores MPO monomodo de baixa perda de uma empresa doméstica de conectores.

Figura 4. A perda de inserção do MPO com baixa perda de inserção

Aplicação do Conector MPO

Os sistemas de cabeamento de data center geralmente usam conectores MPO. A estrutura básica do sistema de cabeamento do data center baseado na arquitetura leaf-ridge é mostrada na Figura 5. Como os módulos ópticos de alta velocidade dos equipamentos de rede (servidores e switches matriciais na Figura 5) geralmente utilizam interfaces MPO, o equipamento correspondente patch cords, cabos horizontais e quadros de distribuição são necessários para suportar conexões MPO.

Figura 5. A estrutura básica do sistema de cabeamento do data center

O link de fibra óptica entre o servidor e o switch matricial é mostrado na Figura 6.

Figura 6. Link de fibra óptica entre dispositivos de rede

Cabos horizontais, também conhecidos como Cabos tronco MPO, geralmente são fibras de patch MPO. As fibras patch MPO são conjuntos de cabos de fibra óptica multinúcleos com plugues MPO pré-fabricados em ambas as extremidades, conforme mostrado na Figura 7. Os núcleos de fibra patch MPO comumente usados ​​​​são 8, 12, 16 e 24 núcleos, e o diâmetro externo de o cabo de fibra óptica da fibra patch tem cerca de 3.0 mm.

Figura 7. Cabo tronco MPO

De acordo com os diferentes tipos de interfaces de fibra óptica no painel, o quadro de distribuição é dividido em uma unidade de interface MPO e uma unidade de interface LC. a unidade de interface MPO é mostrada na Figura 8, o painel da unidade geralmente é instalado com vários conjuntos de tiras de painel adaptadoras, vários adaptadores MPO são instalados em cada tira de painel e os plugues MPO dos cabos horizontais são inseridos diretamente no lado interno do os adaptadores MPO.

Figura 8. Unidade ODF na interface MPO

A unidade de interface LC, conforme mostrado na Figura 9, geralmente inclui vários módulos de conversão MPO-LC internamente, cada um dos quais pode converter 1 a 3 núcleos de cabo horizontal MPO em múltiplas interfaces de fibra LC. Por exemplo, um Fibra de patch MPO de 12 núcleos é convertido em 12 interfaces de fibra LC.

Figura 9. Unidade ODF na interface LC

Quando a interface do dispositivo de rede é MPO, o patch cable do dispositivo adota a fibra patch MPO mostrada na Figura 7. Quando a interface do dispositivo de rede é LC, se estiver conectado à porta LC do quadro de distribuição, o patch do dispositivo o cabo adota fibra patch LC-LC; se estiver conectado à porta MPO do quadro de distribuição, o patch cord do dispositivo adota Cabo breakout MPO-LC. Conforme mostrado na Figura 10.

Figura 10. Jumpers de fibra para interfaces LC

Conector MPO Aplicação em Rede de Comunicação

A utilização de conectores MPO em data centers deve-se, por um lado, às necessidades de conexão dos módulos ópticos MPO para equipamentos de dados. Por outro lado, em comparação com conexões de núcleo único, as conexões de alta densidade do MPO podem tornar o cabeamento da sala de servidores mais organizado e o sistema de cabeamento ocupa menos espaço na sala de servidores. A Figura 11 mostra a parcial de um data center.

Figura 11. Centro de dados

Os patch cords na sala de comunicação são geralmente patch cords de núcleo único com diâmetro de 2.0 mm. Quando o número de links de fibra por unidade de área é semelhante, o cabeamento de fibra na sala de comunicação é muito mais caótico. A Figura 12 mostra a situação atual da colocação de patch cords em uma sala de comunicação. Ao colocar o mesmo comprimento no mesmo caminho, a carga de trabalho de um patch cord MPO multi-core e um patch cord de núcleo único é basicamente a mesma, e o custo de colocar tantos patch cords também é surpreendente.

Figura 12. Status da colocação do patch de fibra em algumas salas de comunicação

Os módulos ópticos dos equipamentos de comunicação são geralmente interfaces LC. Embora não haja nenhum requisito de conexão MPO para canais ópticos entre dispositivos, a conexão MPO pode melhorar significativamente a densidade do cabeamento em cenários onde há um grande número de patch cords de núcleo único no mesmo caminho. Existe uma espécie de bandeja integrada de emenda de fusão ODF de interface MPO com capacidade de 48 núcleos, com 8 interfaces MPO, cada interface MPO possui 6 núcleos, conforme mostrado na Figura 13. Usar esta bandeja em caixas de junção de cabos ópticos comuns ou ODF pode aumentar a densidade de capacidade das caixas de junção ou ODF em 4 vezes e reduzir o número de patch cords em 1/3.

Figura 13. Usando conexões MPO no OCC

Teoricamente, se houver um grande número de patch cords interconectando dispositivos entre as colunas do rack M e N na sala de comunicação, então é adequado usar componentes MPO para conectar entre as colunas M e N; em linhas de cabos ópticos ou ODNs, se A, B e C são unidades ODF (ODF ou OCC) em locais diferentes e há um grande número de núcleos que precisam ser transferidos através de B entre A e C, então a unidade ODF no ponto B deve-se usar componentes MPO para conectar, como o tronco OCC no ODN.

Conclusão

Durante muito tempo, as conexões de núcleo único foram utilizadas para conexões ativas de fibras ópticas em redes de comunicação, mas com o desenvolvimento dos serviços de comunicação, o crescimento explosivo das conexões ativas também tornou mais óbvias as desvantagens das conexões de núcleo único. Os ODFs de baixa densidade ocupam muito espaço na sala e muitos patch cords de núcleo único excedem em muito o limite de capacidade dos racks de fiação na sala; o número e o volume de OCC nas estradas estão aumentando.

Embora o uso de conexões de alta densidade baseadas em MPO em redes de comunicação possa melhorar a situação acima, fibras monomodo são usadas em redes de comunicação. O preço dos conectores MPO monomodo é superior ao dos conectores MPO multimodo. A perda de inserção também é maior do que a dos conectores MPO multimodo e dos conectores monomodo de núcleo único. Isto também tem algum impacto na aplicação de conectores MPO em redes de comunicação.