MPO Adaptörü: Performans ve Güvenilirlik

 

MPO adaptörüyüksek yoğunluklu fiber optik altyapı içinde iki MPO konektörünün eşleşmesini sağlayan pasif bir hizalama arayüzü olarak işlev görür. Tekli-fiber çözümlerin aksine, MPO sistemleri son derece sıkı mekanik toleranslar gerektirir-aynı anda 12, 24 ve hatta 32 fiber kanalda mikron-seviyesinde hassasiyetten bahsediyoruz. Adaptörün dahili manşon mekanizmasının, tek modlu uygulamalar için genellikle 0,35dB'nin altında kabul edilebilir ekleme kaybı rakamlarına ulaşmak için ±0,5μm dahilinde konum doğruluğunu koruması gerekir. Kanal sayıları arttıkça bu gereksinim katlanarak daha zorlayıcı hale gelir.

Kimsenin Bahsetmediği Hizalama Sorunu

Çoğu teknik özellik sayfasının size söylemeyeceği şey şu: yanal sapma ile optik kayıp arasındaki ilişki doğrusal değildir. 0,5μm'lik bir yanal yer değiştirme, size tolere edilebilir 0,1dB'lik kaybı-sağlayabilir. Bunu 1,0μm'ye ittiğinizde aniden 0,4dB'de olursunuz. Tekrar 2,0μm'ye ikiye katlamak ister misiniz? Şimdi 1,5dB'ye bakıyorsunuz, bu da makul herhangi bir iletim mesafesi için bağlantı bütçenizi temel olarak yok ediyor.

Kılavuz pimi mekanizması buradaki ağır yükü üstleniyor. Bir konnektör üzerindeki iki hassas pim (0,70 mm çap, tolerans ±0,001 mm) karşı konnektördeki karşılık gelen deliklerle eşleşir. Adaptör manşonu bu bağlantıyı yönlendirir. Yeterince basit görünüyor.

Değil.

Pim-delikten-açıklık yaklaşık 0,01-0,012 mm'dir. Çok sıkı olursa yerleştirme sorunlu hale gelir; kullanıcılar bağlantıyı zorlar, pimler bükülür, uç yüzler birbirine çarpar. Çok gevşekse on iki lifiniz asla tam olarak hizalanmaz. Her bir çiftleşme olayı bu arayüzü vurgular.

Ekleme Kaybı: Sayıların Parçalanması

Kayıp kaynakları üç kategoriye ayrılır. Uç yüzler arasındaki hava boşluğundaki Fresnel yansıması-kaçınılmaz fizik. Aynı boşluk-geometri probleminde ışın sapması. Ve her üç eksende de yanlış hizalama: yanal, uzunlamasına, açısal.

Yanal ofset hakimdir. 9,2 μm mod alan çapına sahip tek modlu fiber için çekirdek esasen sıfır hata marjı sağlar. Multimode'un 50μm çekirdeği daha bağışlayıcıdır, bu da görünüşte çelişkili mantığa rağmen MM sistemleri için daha sıkı IL spesifikasyonunu açıklar.

İade Kaybı ve APC Sorusu

Geri dönüş kaybı, kaynağa doğru ne kadar ışığın geri yansıdığını gösterir. Standart PC (fiziksel temas) cilası için, yaklaşık 20dB-çok modlu veri bağlantıları için yeterli olacaktır. UPC, daha iyi yüzey kalitesi sayesinde bunu 45dB'ye çıkarıyor. APC, 8 derecelik açılı uç yüzüyle, yansımaları fiber çekirdekten tamamen uzaklaştırarak 55dB veya daha iyi bir değere ulaşır.

APC'nin püf noktası: APC konnektörlerini PC/UPC adaptörleriyle eşleştiremezsiniz. Açı uyumsuzluğu her iki uç yüzü de yok eder. Birisi yanlış aktarma kablosunu yakaladığı için tüm bağlantı panellerinin harap olduğunu gördüm. Renk kodlamasının mevcut olmasının bir nedeni var:-APC için yeşil, UPC için mavi-ancak hatalar sabahın 2'sinde karanlık veri merkezlerinde meydana geliyor.

GR-1435-CORE'a Göre Güvenilirlik Testi

Telcordia'nın GR-1435-CORE'u endüstrinin referans noktası olmaya devam ediyor. Çevresel pil şunları içerir:

Titreşim testi (10-55Hz, 1,5mm genlik) sıklıkla gözden kaçırılır. Ancak yol kenarındaki dolaplara veya endüstriyel ortamlara monte edilen adaptörler için titreşim yorgunluğu, aşırı sıcaklıklardan daha fazla saha arızasına neden olur.

Kirlenme Gerçeği

Tek modlu bir fiber çekirdek üzerinde oturan 1μm'lik bir parçacık, optik yolun kabaca %1'ini bloke eder. Bunun kirlenmiş fiber başına yaklaşık 0,1dB-kayıp anlamına geldiğini fark edene kadar kulağa felaket gibi gelmiyor. On iki kanal boyunca çoğaltın, konektör eskime efektleri ekleyin ve "0,35dB max" adaptörünüz aniden 0,8dB değerini ölçer.

9μm'nin-kabaca tek modlu çekirdek çapının- üzerindeki parçacıklar, kanalın tamamının bozulmasına neden olabilir.

IEC 61300-3-35, belirli kusur paylarına sahip inceleme bölgelerini tanımlar

Temizlik protokolü son derece önemlidir. Önce tüy bırakmayan- bir bez veya özel MPO temizleme çubukları kullanarak kurulayın. Kirlenme devam ederse, %99 IPA dikkatli bir şekilde uygulandı, ardından kuru silme ve ardından yeniden-inceleme yapıldı. Uç yüzeyin temizliğini doğrulamadan asla konnektör takmayın. Adaptörün iç kılıfı zamanla birikintiyi biriktirir ve bunu içinden geçen her konektöre aktarır.

Polarite Yapılandırmaları

Üç standart polarite yöntemi mevcuttur ve bunların karıştırılması, teşhis edilmesi sinir bozucu derecede zor olan bağlantı hatalarına neden olur

 

A Tipi (Anahtar-Anahtara kadar-yukarı): Doğrudan-fiber haritalama. Konum 1, konum 1'e bağlanır.

Tip B (Anahtar-yukarıdan Tuşa-aşağıya kadar): Fiber konumları değişir. Konum 1, konum 12'ye bağlanır. Veri merkezi ana kablolarında en yaygın olanı.

Tip C: Çift-tersine çevirme-bitişik fiber çiftleri konum değiştirir.

Adaptör sistem polarite tasarımına uygun olmalıdır. B Tipi sistemdeki A Tipi adaptör, iletim fiberlerinizin uzak uçtaki yanlış alma bağlantı noktalarına bağlandığı anlamına gelir. Ethernet protokolleri umursamıyor; bağlantı başarısız, tam dur.

Sekiz fiber kullanan 40G SR4 ve 100G SR4 alıcı-vericileri için kullanılmayan konumlar (12 fiberli dizide 5-8) bazen karışıklığa neden olur. Hangi fiberlerin trafiği taşıdığını adaptör değil, alıcı-vericinin pin yapısı belirler.

Malzeme Seçimi Takasları-

Adaptör muhafazalarının iki çeşidi vardır: termoplastik (PBT, PPS) veya basınçlı-döküm çinko alaşımı.

Plastik muhafazalar veri merkezi dağıtımlarına hakimdir. Daha düşük maliyet, daha hafif, kontrollü ortamlar için yeterli. PBT, 60 dereceye kadar sürekli çalışmaya kadar iyi kimyasal direnç ve boyutsal stabilite sunar.

Metal muhafazalar telekomünikasyon tesislerinin dışında, endüstriyel tesislerde ve EMI korumasının önemli olduğu her yerde anlamlıdır. Kütle ayrıca daha iyi titreşim sönümlemesi sağlar. Dezavantajı: maliyet kabaca iki katına çıkar ve kıyı veya yüksek-kirlilik ortamlarında korozyon dikkate alınması gereken bir durum haline gelir.

İç hizalama manşonu neredeyse her zaman nikel kaplamalı fosfor bronzdur. Ultra-yüksek-hassas uygulamalar için seramik kılıflar mevcuttur, ancak adaptör kullanımındaki maliyet avantajını nadiren karşılar. Manşon, devam eden hizalamayı sağlamak yerine yalnızca ilk bağlantıyı yönlendirdiği için konnektör yüksük manşonlarına göre daha az aşınma görür.

Dayanıklılık Eğrileri

Gerçek-dünya dayanıklılığı bir küvet eğrisini takip eder. İlk çiftleşme olayları, yüzeyler parlatıldıkça biraz yüksek kayıp gösterebilir. Kayıp birkaç yüz döngü boyunca stabil hale gelir. 500-700 döngünün ötesinde aşınma birikmesi, kademeli bozulmaya neden olur.

1000+ döngü dayanıklılığını iddia eden üretici spesifikasyonları yalan söylemiyor, ancak ayrıntılı bilgiler önemlidir. "Dayanıklılık" genellikle adaptörün mekanik olarak arızalanmadığı anlamına gelir-hala mandallanır, konektörler hâlâ takılıdır. Hala optik özellikleri karşılayıp karşılamadığı ayrı bir sorudur.

Günlük aktiviteyi gören bağlantı paneli konumları için, her 2-3 yılda bir adaptörün değiştirilmesine yönelik bütçe. Kurulum sırasında bir kez dokunulan devre ara bağlantıları esas olarak sonsuza kadar dayanır.

Pratik Seçim Kriterleri

 

100G/400G SR optiklerini çalıştıran hiper ölçekli veri merkezleri için:

• 12 fiber veya 24 fiber MPO
• B tipi polarite (kablolama tesisi tasarımına göre doğrulayın)
• Düşük-kayıp derecesi: IL 0,35dB'den az veya eşit
• Plastik gövde kabul edilebilir
• Toplantı{0}}odalarında kullanıldığında yüksek döngü sayısı

Telekom taşımacılığı uygulamaları için:

• Geri dönüş kaybının önemli olduğu tek modlu APC
• Genişletilmiş sıcaklık aralığı (-40 derece ile +85 derece arası)
• Dış mekan kurulumları için metal muhafaza
• Çevresel koruma için IP{0}}dereceli seçenekleri göz önünde bulundurun

Kurumsal kampüs ağları için:

• Standart ticari kalite genellikle yeterlidir
• Doğru etiketleme ve polarite yönetimine odaklanın
• Hızlı değiştirme için yedek adaptörler

Saha Sorun Giderme

Ekleme kaybı spesifikasyonları aştığında:

İlk önce her şeyi temizleyin. Hem konektörün uç yüzleri hem de adaptörün iç yüzeyleri. Uygun MPO temizleme araçlarını kullanın-geometri, standart LC/SC temizleme yöntemlerinin çalışmasını engeller.

İkinci olarak, minimum. 200x, tercihen 400x büyütme altında inceleyin. Fiber çekirdeklerini geçen çizikleri, gömülü kirliliği, fiber--halka sınırındaki-talaşları arayın.

Üçüncü olarak, şüpheli adaptör aracılığıyla-iyi olduğu bilinen bir referans kablosunu deneyin. Referans kablosunun testi düzgünse, orijinal kablonuzda sorun var demektir. Referans kablosunda da yüksek kayıp görülüyorsa adaptörün değiştirilmesi gerekir.

Bir APC sistemindeki yüksek geri dönüş kaybı (düşük yansıyan güç anlamına gelir) genellikle kirlenmeye veya uç yüz geometrisi sorununa işaret eder-8 derecelik açı, tekrarlanan birleştirme veya fiziksel hasar nedeniyle bozulmuştur.

Aralıklı bağlantılar neredeyse her zaman mekanik sorunlara yol açar: aşınmış mandal mekanizmaları, çatlamış muhafazalar veya konektördeki eğilmiş kılavuz pimleri (tam anlamıyla adaptör değil, ancak adaptör suçlanır).

Standartların Gerçekte Neleri Gerektirdiği

1. IEC 61754-7, MPO arayüzünü mekanik olarak tanımlar. Boyutlar, toleranslar, malzemeler; üreticiler arasında birlikte çalışabilirlik için gereken her şey.
2. IEC 61753-1, çevresel koşullardaki performans gereksinimlerini kapsar. Sıcaklık, nem ve mekanik test parametrelerinin bulunduğu yer burasıdır.
3. TIA-604-5 (FOCIS 5), farklı bölgesel tedarikçilerden gelen bileşenleri karıştırırken zaman zaman karışıklığa neden olan bazı parametre farklılıklarıyla Kuzey Amerika eşdeğerini sağlar.
4. Telcordia'nın GR-1435-CORE'u IEC temelinin ötesinde telekomünikasyona özel güvenilirlik gereksinimleri ekler.
5. Sınıf sınıflandırmaları (A, B, C), üretim çıktısını performans kaybıyla ayırmanın bir yolu olarak ortaya çıkmıştır. A Sınıfı (0,35dB'den az veya ona eşit) birinci sınıf fiyatlandırma gerektirir ancak yeterli bağlantı marjını sağlar. B Sınıfı (0,75dB'den az veya ona eşit), daha kısa bağlantılar veya yedek marjı olan sistemler için işe yarar. C Sınıfı mevcuttur ancak üretim dağıtımlarında bunu görmek, tedarik sorunlarına işaret eder.

Ortaya Çıkan Gelişmeler

400G ve 800G Ethernet sürücülerine yönelik ilerleme, daha yüksek fiber sayılarına ihtiyaç duyuyor. 32-fiber MPO konektörleri mevcut ancak bağdaştırıcı kullanılabilirliği, 12-fiber ve 24 fiber sürümlerle karşılaştırıldığında sınırlı kalıyor. 32 fiberin sıcaklık aralıklarında mikron düzeyinde hassasiyetle hizalanmasının mekanik karmaşıklığı, üretim yeteneklerini zorluyor.

Bazı satıcılar sahada-kurulabilen MPO konnektörlerini teşvik ederek önceden sonlandırılmış devre kablolarına olan bağımlılığı azaltır-. Bağdaştırıcının rolü değişmeden kalır, ancak alan-sonlandırılmış bağlayıcıların kalite farklılıkları, tutarlı sistem performansı açısından yeni zorluklar yaratır.

Paralel optikler (SR4, SR8) genişlemeye devam ediyor, ancak endüstri aynı zamanda gelişmiş modülasyon kullanan tek-fiber yüksek-hızlı çözümleri de araştırıyor. 800G tek lambda iletimi pratik hale gelirse, MPO'nun yoğunluk avantajı azalacak- ancak bu, yapısal kablolama mimarilerindeki konumunu tehdit edecek kadar yeterli olmayacaktır.

RFID veya benzeri izlemenin adaptör düzeneklerine entegrasyonu, otomatik varlık yönetimine olanak tanır. Milyonlarca fiber bağlantıyı yöneten hiper ölçekli operatörler için kullanışlıdır; daha küçük dağıtımlar için aşırıya kaçma.

Fiber hizalamanın temel fiziği değişmiyor. Hangi form faktörü başarılı olursa olsun MPO aynı zorluklarla karşılaşacaktır: mikron-düzeyinde hassasiyet, kirlenme hassasiyeti ve yoğunluk ile güvenilirlik arasındaki gerilim. Mevcut MPO teknolojisi, temizlik, uygun birleştirme prosedürleri ve periyodik denetim gerekliliklerine uymanız koşuluyla-işe yarayan, olgun, iyi-anlaşılmış bir çözümü temsil etmektedir.