预连接光缆系统解决方案

预连接光缆系统解决方案

美国康普国际控股有限公司    兴  嘎

1  前言    数据中心的通信综合布线系统分为铜缆布线和光缆布线两部分，目前越来越多的数据中心中的光缆布线系统，开始采用了专门针对数据中心研发的预连接光缆布线系统。美国康普研发的预连接光缆系统，其名称叫“InstaPATCH Plus”系统，是一套适用于高密度安装，由工厂预先端接好、测试好的模块化的即插即用的光纤连接系统。由于即插即用的特性，使得数据中心工作人员可以非常方便、快捷地在一天当中部署几千芯光纤系统，相对于传统的光纤熔接，其效能极大的提高。下面，我们将从不同角度，不同层面对康普预连接光缆系统进行介绍。

2  基础篇2.1  为什么要用预连接光缆系统    我们首先会问，数据中心需要什么样的布线系统呢？大家知道在TIA 942这个标准中将数据中心分为四级，对于四级的数据中心其可靠性要求达到99.995%，即一年中宕机的时间不能超过26分钟。“26分钟是一个巨大的挑战”。同时，由于数据中心中的主机系统（大型机、小型机），存储系统的大量部署，使得数据中心中存在大量的光纤接口，例如现在博科的SAN光纤导向器上单块板卡已经可以支持到48个双工LC光纤接口，这些急剧增多的光纤接口需要进行高密度的光纤布线连接。如上，针对数据中心应用的特殊性，我们需要适合的光纤布线解决方案。这个光纤布线解决方案能够做到高密度、高可靠、模块化、结构灵活、快速部署、可扩展、可升级等特点。美国康普实验室研发的InstaPATCH Plus预连接光缆解决方案，正是设计定位在满足数据中心这样需求的解决方案。

2.2  预连接光缆系统有哪些特点    前面讲到，预连接光缆系统的特点有高密度连接、高可靠性、快速组网、模块化、可扩展升级这些特点。同时，预连接光缆系统是定制长度的光缆系统，由工厂预先按定制长度端接好并完成测试，其接头采用支持12芯并行光纤技术的MPO接头，该接头可以方便的升级以支持40G和100G带宽的传输。    预连接光缆系统在现场安装时，更像是光纤跳线在接插，但是预连接光缆其强度远远高于普通光纤跳线，所以其可靠性大大提升。另外，预连接光缆两端的MPO接头，向RJ45接头一样大小，但一个MPO接头就支持到12芯的高密度，相对于2芯的光纤跳线，预连接光缆的可靠性和密度，远不是光跳线所能达到的。同时，预连接光缆MPO接头是即插即用的方式，一个MPO接头就是12芯的光纤密度，其可靠性远不是一芯一芯的熔接光纤所能比拟。    因此，数据中心的对布线系统的需求，促生了预连接光缆布线系统。而预连接光缆系统的特点，完全是为了数据中心光缆布线的特点而研发。

2.3  预连接光缆系统有核心技术吗    首先，MPO接头是预连接光缆的关键技术。MPO接头是符合IEC 61754-7和TIA 604-5.12国际标准的工业接头。目前10G传输技术我们采用串行技术，其接头一般是2芯的LC接头，未来当我们的带宽升级至40G或100G时，我们将采用并行传输技术，其接头是12芯MPO接头，这也是最新数据中心布线标准中所推荐的接头。MPO由于在很小的单元上支持12芯光纤，其接头工艺是要求是非常之高的，图1为康普MPO接头在电子显微镜下的几何结构，这种高精度的工艺保证了光纤连接性能。

从图1可以看到，MPO的12芯接点和MPO端接面并非在同一平面，而是由大约1µm的凸起，这样微小的突起保证了两个MPO接头在对连时对准的精确度。图2所示，MPO连接头具有针和孔两种结构，所有的MPO连接必须是针和孔对应，通过这种对接的方式和接头的特殊设计来保证两个12芯的MPO接头的精确连接。

其次，预连接光缆采用数据中心专用光缆。康普的预连接光缆采用强壮的圆形结构具有更大的抗拉强度（IPD圆形光缆，拉力承受，670~2670N（150~600lbps）拉力）和更细密的外径（如表1所示，为康普预连接光缆和康普普通光缆外径的比较），为数据中心专用，区别于普通光缆。    表1

如表1对比，康普预连接光缆的更强更细的特性，无疑是适应于数据中心对光缆的高密度安装以及对空气流通的高要求的。    综合以上两点，我们会发现预连接光缆系统已经在接口方式和光缆类型上和传统的光缆系统有了很大区别。通过笔者的简单介绍，大家应该对预连接光缆和普通光缆的区别有了一个初步认识。下面，我们通过介绍康普的预连接光缆系统，使大家对预连接光缆的组成，有进一步的认识。

3  组成篇    3.1  康普预连接光缆系统由那些部分组成    康普预连接光缆系统主要有三个单元组成，即主干光缆、连接模块和配线架组成。图3为典型的InstaPATCH结构。

图4为康普常见预连接光缆系统的产品组成。主要包括：

（1）预连接主干光缆（支持50µm多模万兆传输150m、300m、550m3种光缆，零水峰单模光缆和普通62.5µm多模光缆）：MPO至MPO主干光缆；MPO至LC扇出光缆；多芯LC至LC预连接光缆。   （2）连接模块：2/24芯MPO/LC多模/单模模块；12芯MPO/SC多模/单模模块；12芯MPO/ST多模/单模模块；2/6/8口MPO适配器。   （3）配线架：0U12/24芯配线架（LC）、1U48芯配线架（LC）、1U72芯配线架（LC）、1U96芯高密度配线架（LC）、2U144芯配线架（LC）、4U288芯配线架（LC）。    如上通过多种多样的主干光缆、连接模块和配线架之间的不同组合，康普预连接光缆系统为数据中心提供了丰富的选择，来实现复杂的连接结构。

3.2  康普预连接光缆系统的架构怎样    图5为预连接光缆的常见架构（1-预连接光缆配线架（内包含连接模块）通过跳线连接之设备，如服务器；6-主干预连接光缆（两端MPO接口），通过跳线连接至设备）。通过这样的灵活的，模块化的架构，预连接光缆系统可以方便快捷的支持目前各种不同的应用。

4  特色篇    4.1  集成在模块上的一体化防尘盖    图6为康普集成一体化防尘盖的模块，模块左右2排接口背靠背排列，便于光纤跳线维护。

图6  康普自带弹簧盖的模块

读者可能会问模块上自带防尘盖有什么意义呢？如图7所示，大家可以看到在显微镜下的光纤接口上的污渍，因为光纤接口很容易污染，所以模块上的自动防尘盖可以很好的防止灰尘对光纤接口的污染，保证光纤传输的性能和可靠性。

图7  显微镜下的光纤接口上的污渍

4.2  采用圆形主干光缆    前面讲到过，美国康普了采用强壮的圆形结构预连接光缆，这也是康普预连接的重要特色。目前市场上的预连接光缆主要有圆形缆（Round）和扁形缆（Ribbon）两种。康普采用圆形光缆，其制作工艺比扁形缆要难，但是圆形缆具有更小的外径，如表2所示。    表2  圆型缆和扁形缆外径比较

其次，圆型光缆有更高的强度，且由于是圆型更加容易弯曲和安装，而扁形光缆需要按照特定方式弯曲，如果弯曲方向不对，则会发生漏光等现象。这一点上，圆型光缆更加可靠（如图8所示）。

图8  扁形缆与圆型缆对比

4.3  康普预连接光缆系统采用通用极性方法    当前市场上，预连接光缆目前流行的3中接续（极性）方式。我们知道传统光缆传输大多采用半双工技术，即2芯光缆，一芯收、一芯发，所以光缆两端是交错相对，即发对收、收对发，这就是我们通常所说“极性”问题。对于普通光缆如此，对于预连接光缆更是如此，如何解决好预连接光缆的极性问题，是各个厂家的核心技术之一。    目前，全球各个厂家大都遵循TIA-568B.1 AD7极性附录——三种互相不兼容的方法：A法、B法、C法。    方法A：采用直通连接光缆两端，直通模块，两端采用不同跳线，一端采用直通非标准跳线，一端采用交叉跳线。这种方法的优势是主干扩展容易，缺点是两种不同跳线，使用复杂。    方法C：采用特殊的交叉主干光纤，直通模块，两端采用交叉跳线。这种方法的缺点是主干不能扩展，有很大局限性。    方法B：是由康普SYSTIMAX开发（InstaPATCH Plus的方法），采用直通连接光缆两端，通用模块，两端采用相同跳线。连接方式如9图所示，使用户感觉不到任何极性问题存在。方法B：通用极性；没有特殊结构；保证极性；能够支持未来的并行应用；

图9  美国康普采用通用极性B法

5  结束语    通过笔者以上简单的介绍，希望能为有兴趣了解预连接光缆系统的读者，起到一定的帮助作用。

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