Visoko-Upravljanje polaritetom MPO/MTP centra podataka i fizičko mapiranje spola zatvoreno-Specifikacija konfiguracije petlje

U arhitekturi paralelnog optičkog prijenosa 400G (4×100G PAM4) i 800G (8×100G ili 4×200G PAM4), upravljanje polaritetom MPO/MTP konektora sa više{10}visokih{10}gustoće više{11}}konektora direktno određuje status aktivacije veze fizičkog sloja. Svaka pogrešna konfiguracija polariteta će uzrokovati neslaganje fizičkog kanala između predajnika (Tx) i prijemnika (Rx), što će dovesti do neočekivanih prekida veze.

U skladu sa standardom ANSI/TIA-568.3-D, dizajn kablova fizičkog sloja podatkovnog centra će implementirati strogu kontrolu zatvorene petlje nad ključevima za poravnanje konektora, mapiranjem sekvenci vlakana i specifikacijama spoja spola konektora.

1. Tri krute fizičke granice MPO/MTP arhitekture

1.1 Tipkanje i optička orijentacija

MPO/MTP konektori su opremljeni asimetričnim orijentacionim ključem na kućištu konektora. Stanje tipke{1}}gore je definirano kao orijentacija u kojoj je tipka za poravnanje okrenuta prema gore, dok se stanje tipke-dolje odnosi na tipku okrenutu prema dolje. Pod orijentacijom ključ-gore, fizičke pozicije jezgra vlakana su sekvencijalno raspoređene s lijeva na desno kao pozicija 1 do pozicija 12 (ili 16/24, ovisno o gustini niza vlakana).

1.2 Pravilo parenja spolova (prikačeni vs. konektori bez iglica)

Precizno poravnanje uparenih MPO/MTP konektora oslanja se na visoko{0}}precizne igle od nerđajućeg čelika. Konektori sa ugrađenim-pinovima za vođenje su definisani kao muški konektori, dok su konektori bez iglica sa rupama za poravnanje definisani kao ženski konektori. Pravilo fizičkog parenja je obavezno i ​​nije -pregovaranje:Muški konektori se mogu spajati samo sa ženskim konektorima.

Muški-na-parenje će uzrokovati trajna mehanička oštećenja i prignječenje vodećih klinova; Žensko-na-sparivanje rezultira potpunim neuspjehom aksijalnog poravnanja, izazivajući prekomjerni gubitak umetanja (preko 2,0 dB) i potpuni prekid prijenosa signala.

1.3 Definicija optičkog interfejsa primopredajnika

Optički portovi svih standardnih MPO-baziranih primopredajnika (uključujući 400G QSFP-DD DR4 i 800G OSFP SR8) su fabrički-konfigurisani kao muški (zakačeni) interfejsi. Shodno tome, kablovi opreme direktno povezani sa ovim primopredajnicima moraju imati ženske terminale (bez iglica) kako bi se osiguralo valjano fizičko poravnanje i optički prijenos.

2. Base-8 naspram Base-12 evolucija arhitekture i korištenje sredstava vlakana

U scenarijima paralelnog optičkog prijenosa velike gustine, odabir osnovnog broja vlakana direktno utiče na-omjer dugoročnih vlakana i ukupni povrat ulaganja (ROI) u kablovsku infrastrukturu podatkovnog centra.

2.1 Fizički nedostaci paralelne optičke arhitekture Base-12

Tradicionalni kablovski sistemi centara podataka široko koriste kablove od 12-fiber MPO magistralnih kablova. Međutim, 400G BASE-DR4 i 800G BASE-DR4 optički protokoli usvajaju 4-kanalnu šemu paralelnog prijenosa (4 Tx trake + 4 Rx trake). Kada se standardni kablovi za spajanje MPO od 12 vlakana uparuju sa DR4 optičkim modulima, koriste se samo najudaljenije pozicije vlakana: pozicije 1–4 za prijenos signala i pozicije 9–12 za prijem signala. Srednje pozicije vlakana (5, 6, 7, 8) ostaju neaktivne kao tamna vlakna bez mogućnosti servisiranja.

$$\\text{Stopa nasukanih vlakana}=\\frac{4 \\text{ Tamna vlakna}}{12 \\text{ Ukupno vlakana}} \\puta 100\\%=33.33\\%$$

Za velike-centre podataka u hiperskali, ova stopa otpada od 33,33% vlakana rezultira time da se jedna-trećina ulaganja u infrastrukturu magistralnih linija pretvara u trajno neaktivne, ne-prihode-opterećene resurse, što značajno povećava ukupne troškove vlasništva (TCO) infrastrukture.

2.2 Nula-Zatvorena petlja{2}}Prednost Base-8 arhitekture

Base-8 arhitektura usvaja potpuni višestruki dizajn od 8 vlakana za trank kablove, kasete sa vlaknima i patch kablove (uključujući MPO-8 konektore i kanale od 24 vlakna podeljene u tri nezavisne grupe od 8 vlakana). U paralelnim optičkim topologijama SR4 i DR4, svih 8 vlakana je u potpunosti mapirano na Tx/Rx kanale primopredajnika, postižući 100% iskorištenost vlakana bez nasukanih resursa. Iz tog razloga, Base-8 arhitektura je postala obavezni standard dizajna za novu 400G/800G grinfild infrastrukturu data centara.

3. Mikroskopsko mapiranje i matrica konfiguracije tri metode polariteta usklađene s TIA-568.3-D

Kako bi se osiguralo tačno-na-jedan mapiranje signala (Primopredajnik A Tx1 do Transceiver B Rx1), sistem kabliranja s kraja na-do- (magnetni kablovi, adapteri, patch kablovi) mora slijediti standardizirana pravila za okretanje vlakana i uparivanje.

3.1 Metoda A (Pravo-Kroz sistem)

Fizičko mapiranje: Usvaja kablove tipa-A pravo-kroz trunk sa konzistentnim mapiranjem položaja vlakana (pozicija 1 do 1, pozicija 12 do 12) u rasporedu tipke-gore do tipke-dolje. Patch paneli su opremljeni adapterima tipa -A cross-.

Gender Configuration: Za dvostruke-ženske patch kablove, oba terminala glavnog kabla za trank moraju biti završena muškim konektorima kako bi se završilo unutrašnje poravnanje adaptera.

Ograničenja: Pošto ni kablovi za trank ni adapteri ne okreću pozicije vlakana, poravnanje položaja vlakana ostaje nepromijenjeno na terminalima veze. Potrebni su dodatni A-do-B skretni kablovi za spajanje na jednom kraju veze da se završi Tx-Rx ukrštanje uparivanja. Ovo povećava složenost upravljanja zalihama i rizik od greške pri ručnoj instalaciji.

3.2 Metoda B (Potpuno preokrenuti sistem - Industrija preporučena za paralelnu optiku)

Fizičko mapiranje: Prihvata tip-B potpuno preokrenutih kablova za trunk sa ključem-do ključa-nagore fizičke strukture na oba kraja. Niz vlakana postiže potpuno invertirano mapiranje: pozicija 1 se preslikava na poziciju 12, pozicija 2 mapira na poziciju 11, i tako dalje za sve pozicije vlakana na suprotnom terminalu. Patch paneli usvajaju adaptere za poravnanje tipki-B istih-ključeva.

Kompatibilnost sa paralelnom optikom: Metoda B je industrijski standard za implementaciju 400G/800G paralelnog optičkog centra podataka. 4 Tx trake (Pozicije 1–4) se automatski okreću od strane Type-B trankova i precizno se poravnavaju sa 4 Rx trake (Pozicije 9–12) udaljenog primopredajnika. Ovo rješenje podržava objedinjene dvostruke-ženske ravne-patch kablove na oba kraja veze, eliminišući dodatnu dodatnu opremu za ukrštanje i smanjujući složenost instalacije.

3.3 Metoda C (Pairwise Flipped System)

Fizičko mapiranje: Jezgra vlakana unutar magistralnih kablova se okreću u susednim parovima tokom proizvodnje (1↔2, 3↔4, itd.).

Primjenjivost Redline: Metoda C je isključivo dizajnirana za stare 10G/25G dupleks serijske optičke arhitekture. Ne može održavati kontinuirane paralelne puteve prijenosa za 4-kanalne ili 8-kanalne nizove vlakana, pa je stogastrogo zabranjenou svim 400G/800G paralelnim optičkim prenosnim sistemima.