MTP/MPO-Kabel: Definition und Verwendung

Mit immer größeren Bandbreiten und Netzwerkverbindungen, die in Rechenzentren bewältigt werden müssen, können herkömmliche Dual-Fiber-Patchkabel wie LC-Kabel den Anforderungen nicht mehr gerecht werden. Um dieses Problem zu lösen, kamen MTP/MPO-Kabel auf den Markt, die mehr Fasern in einem Multifaser-MTP/MPO-Stecker unterbringen und sich als praktische Lösungen für 40G/100G/400G High-Density-Verkabelungen in Rechenzentren erweisen. In diesem Artikel werden verschiedene MTP/MPO-Kabeltypen und ihre Anwendungen vorgestellt.

MTP/MPO-Kabel: Übersicht

MPO (Multi-Fiber Push-on) ist die erste Generation von Mehrkern-Glasfasersteckverbindern. MTP® (Multi-Fiber Termination Push-on), ein eingetragenes Warenzeichen von US Conec, ist eine erweiterte Version von MPO mit besserer mechanischer und optischer Leistung. Sie sehen gleich aus und sind vollständig kompatibel und zusammensteckbar. MTP/MPO-Kabel bestehen aus MTP/MPO-Steckverbindern und optischen Fasern. MTP/MPO-Steckverbinder haben einen weiblichen Typ (ohne Stifte) oder einen männlichen Typ (mit Stiften), wie in Abbildung 1 dargestellt. Die Position der Führungsrinnen führt auch zu "Key Up" und "Key Down" MTP/MPO-Steckverbindern. Und ein weißer Punkt dient zur Kennzeichnung der Faserposition in Steckverbindern. MTP/MPO-Steckverbinder erhöhen weitgehend die Kabeldichte und sparen Platz auf der Leiterplatte und im Rack, die sich gut für die aktuelle 40G/100G-Verkabelung und zukünftige Upgrades der Netzwerkgeschwindigkeit eignen.

Abbildung 1: MTP / MPO Steckverbinderstruktur.

MTP/MPO-Kabel: Lösungen

Es ist eine Vielzahl von MTP/MPO-Kabeln für unterschiedliche Anwendungsumgebungen und Anforderungen auf der Grundlage von Funktionen, Polarität, Faseranzahl, Fasermodus und Mantelstärke erhältlich.

Nach Funktion

MTP/MPO-Trunkkabel, MTP/MPO-Breakout-Kabel und MTP/MPO-Umwandlungskabel sind ideal für Netzwerke mit hoher Verkabelungsdichte und bieten eine bessere Netzwerkkapazität und Flexibilität.

MTP/MPO-Verbindungskabel

MTP/MPO-Trunkkabel werden mit einem MTP/MPO-Stecker (weiblich/männlich) an beiden Enden abgeschlossen, die in 8-144 Glasfasern erhältlich sind, je nach Wahl des Benutzers. Typischerweise eignen sich diese MTP/MPO-Multifaser-Trunkkabel ideal für den Aufbau eines strukturierten Verkabelungssystems, einschließlich Backbone- und horizontaler Verbindungen wie 40G-40G- und 100G-100G-Direktverbindungen, um eine einfache und effiziente Hochleistungsvernetzung zu erreichen.

Abbildung 2: 40G-40G Direkte Verbindung mit MTP / MPO-Trunkkabel.

MTP/MPO-Breakout-Kabel

MTP/MPO-Breakout-Kabel (auch bekannt als Harness-Kabel oder Fanout-Kabel) werden mit einem MTP/MPO-Stecker mit Buchse/Stecker an einem Ende und 4/6/8/12 Duplex-LC/FC/SC/ST-Steckverbindern am anderen Ende abgeschlossen, wie z.B. 8-Faser-MTP/MPO zu 4 LC-Harness-Kabeln und 12-Faser-MTP/MPO zu 6 LC-Harness-Kabeln. Typischerweise sind diese Breakout-Kabel ideal für 10G-40G- und 25G-100G-Direktverbindungen mit kurzer Reichweite oder für den Anschluss von Backbone-Baugruppen an ein Racksystem in der High-Density-Backbone-Verkabelung.

Abbildung 3: 25G-100G Direkte Verbindung mit MTP / MPO-Breakout-Kabel.

MTP/MPO-Konvertierungskabel

MTP/MPO-Konvertierungskabel haben das gleiche Fanout-Design wie MTP/MPO-Breakout-Kabel, unterscheiden sich jedoch in Faseranzahl und -typ. Sie werden mit MTP/MPO-Steckverbindern an beiden Enden abgeschlossen. Die am häufigsten verwendeten sind 24-Faser-zu-2×12-Faser-, 24-Faser-zu-3×8-Faser-, 2×12-Faser-zu-3×8-Faser-MTP/MPO-Konvertierungskabel. Sie eignen sich besonders gut für 10G-40G-, 40G-40G-, 40G-100G- und 40G-120G-Verbindungen, wodurch die Verschwendung von Fasern vermieden und die Flexibilität des bestehenden 12-Faser- und 24-Faser-MTP/MPO-Verkabelungssystems weitgehend erhöht wird.

Abbildung 4: 40G-120G Direkte Verbindung mit MTP / MPO-Konvertierungskabel.

Nach Polarität

Die Polarität bezieht sich auf die Anpassung des optischen Transmitters und Receivers an beiden Enden einer Glasfaserverbindung. In herkömmlichen Verkabelungssystemen können Steckverbinder wie LC/SC leicht angepasst werden, so dass es keine Polaritätsprobleme gibt. Aufgrund des speziellen Designs von MTP/MPO-Steckverbindern müssen jedoch bei hochdichten MTP/MPO-Verkabelungssystemen Polaritätsprobleme gelöst werden. Um die richtige Polarität zu gewährleisten, wurden in der Norm TIA 568 drei Konnektivitätsmethoden definiert, die als Methode A, Methode B und Methode C bezeichnet werden. Es gibt also MTP/MPO-Kabel vom Typ A, Typ B und Typ C mit unterschiedlichen Strukturen gemäß diesen Methoden. Diese MTP/MPO-Kabel werden normalerweise mit verschiedenen MTP/MPO-Kassetten und Faser-Patchkabeln verbunden, um die richtige Polarität der optischen Schaltung zu gewährleisten. Lesen Sie das Whitepaper Understanding MTP/MPO Cable Polarity, um weitere Informationen über gängige 8/12/24-Faser-MTP/MPO-Kabelpolarität und Konnektivitätsmethoden zu erhalten.

Abbildung 5: 12-Faser-MTP/MPO-Kabelpolarität.

Nach Faseranzahl

8/12/24-Faser-MTP/MPO-Kabel werden normalerweise für 40G/100G verwendet, und die neuesten 16-Faser-Kabel sind speziell für die 400G-Verkabelung mit kurzer Reichweite in Hyperskale-Rechenzentren ausgelegt. 12-Faser-MTP/MPO-Kabel sind die am frühesten entwickelte und am häufigsten verwendete Lösung für 10G-40G-, 40G-100G-Verbindungen. Wenn es jedoch zur Übertragung eines 40G-QSFP+-Moduls oder eines 100G-QSFP28-Moduls verwendet wird, bleiben 4 Fasern ungenutzt, was zu einer viel geringeren Faserauslastung als bei 8-Faser-Kabeln führt. Ein 8-Faser-MTP/MPO-Kabelsystem kann die gleiche Datenrate wie eine 12-Faser-Verkabelung mit geringeren Kosten und Einfügungsverlusten übertragen, was es zu einer kostengünstigeren Lösung macht. 24-Faser-MTP/MPO-Kabel werden häufig verwendet, um 100GBASE-SR10-Verbindungen zwischen CFP-zu-CFP-Transceivern herzustellen. Es ermöglicht die Verwendung der heute ratifizierten 100GBASE-SR10 20-Faser-Technologie, wodurch die Infrastrukturinvestition im Falle einer Ratifizierung mit 4×25 Gb/s maximiert wird. 16-Faser-MTP/MPO-Kabel verwenden dieselbe externe Grundfläche wie herkömmliche 12-Faser-MT-Ferrule (Mechanically Transferable). Die MTP/MPO-16-Lösung ist ideal für die Aggregation mehrerer paralleler 8-Faser-Transceiver und die direkte Kopplung mit neu entstehenden parallelen optischen 16-Faser-Links wie 400G QSFP-DD und OSFP.

Nach Fasermodus

MTP/MPO-Kabel fallen in Multimode-OM3/OM4- und Singlemode-OS2-Kabel. Multimode OM3/OM4 MTP/MPO-Kabel werden meist für kurze Distanzen wie z.B. innerhalb eines Gebäudes oder Campus verwendet und erlauben eine maximale Übertragungsdistanz von 100m (OM3) oder 150m (OM4) bei 40 Git/s. Singlemode-OS2-MTP/MPO-Kabel eignen sich für die Übertragung über große Entfernungen und sind in Carrier-Netzwerken, MANs (Metropolitan Area Network) und PONs (Passive Optical Network) weit verbreitet. Bei geringerer Modaldispersion ist die Bandbreite von OS2 höher als die von OM3/OM4.

Nach Mantelstärke

Entsprechend den unterschiedlichen Brandschutzanforderungen werden MTP/MPO-Ummantelungen als LSZH (Low Smoke Zero Halogen), OFNP (Optical Fiber Nonconductive, Plenum), CMP (Communications Multipurpose Cable, Plenum) usw. klassifiziert. LSZH-MTP/MPO-Kabel sind frei von halogenierten Materialien (giftig und korrosiv bei der Verbrennung), die sich aufgrund des besseren Schutzes von Personen und Geräten bei einem Brand ideal für beengte Räume eignen. OFNP MTP/MPO-Kabel enthalten keine elektrisch leitenden Elemente und sind für die höchste Brandschutzklasse ausgelegt. Sie können in Kanälen, Plenums und anderen Räumen für den Luftstrom in Gebäuden installiert werden. CMP MTP/MPO-Kabel können die Flammenausbreitung und die Rauchabzugsrate während eines Brandes einschränken. Sie eignen sich für Plenumräume, in denen die Luftzirkulation für Heizungs- und Klimaanlagen erleichtert wird.

Fazit

MTP/MPO-Kabel sind für eine hochdichte Verkabelung in Rechenzentren gut geeignet, da sie in der Lage sind, mehrere Fasern innerhalb einer einzigen Schnittstelle unterzubringen, was die Netzwerkkapazität weitgehend erhöht, viel Platz spart und ein einfaches Kabelmanagement ermöglicht. Da eine Vielzahl von MTP/MPO-Kabeln in Bezug auf Kabelfunktion, Polarität, Faserzahl, Fasermodus und Mantelwert zur Verfügung steht, wäre es besser, bei der Auswahl geeigneter MTP/MPO-Kabellösungen spezifische Bedürfnisse zu berücksichtigen.