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Polarità e Tecnologia MTP nella Trasmissione 40/100G

Aggiornato il 10 Mag 2023 by

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Polarità e tecnologia MTP nella trasmissione 40/100G

I data center stanno oggi subendo una grande migrazione verso reti a velocità più elevata. Considerando l'inevitabile crescita del cablaggio in un ambiente ad alta densità 40/100G, il cablaggio MTP/MPO a 12 e 24 fibre viene presentato come una soluzione ideale e fattibile. Questo articolo fornisce un'introduzione di base del sistema di cablaggio MTP/MPO, che può aiutare a realizzare una solida interconnessione MTP/MPO con una corretta gestione della polarità.

In qualsiasi installazione, è importante assicurarsi che il trasmettitore ottico a un'estremità sia collegato al ricevitore ottico all'altra. Questa corrispondenza tra il segnale di trasmissione (Tx) e l'apparecchiatura di ricezione (Rx) a entrambe le estremità del collegamento in fibra ottica viene definita polarità. La polarità del cablaggio MTP/MPO in 40G/100G ha messo in crisi molti gestori di cavi. Fortunatamente, esistono approcci che possono facilitare il corretto mantenimento della polarità MTP/MPO nei collegamenti dei segnali seriali duplex e dei segnali paralleli.

La polarità è importante nel collegamento di cablaggio MTP/MPO

La migrazione da 10G a 40/100G richiede un percorso semplice ma robusto. Questo percorso è incentrato sulla connettività MTP/MPO. Per mantenere la corretta polarità nei sistemi MTP/MPO, occorre innanzitutto comprendere le proprietà dei componenti dei sistemi MTP/MPO. Questa sezione inizia quindi con una presentazione dei componenti di base necessari per il sistema di cablaggio MTP/MPO.

Connettore MTP/MPO

Il connettore MTP/MPO può ospitare da 6 a 72 fibre, con array di 12 fibre più comuni. Il connettore MTP/MPO è disponibile in versione maschio (con pin) o femmina (senza pin). I pin assicurano che le facce dei connettori siano esattamente allineate al contatto e che le facce delle fibre non siano sfalsate. Sul lato superiore del connettore MTP/MPO sono presenti delle scanalature di guida (chiavi) che assicurano che l'adattatore tenga il connettore con le estremità correttamente allineate tra loro. Su un lato del connettore è inoltre presente un punto bianco che indica la posizione 1. L'orientamento di questa chiave determina anche l'orientamento del connettore. L'orientamento di questo tasto determina anche la polarità del cavo MTP/MPO.

mtp-mpo-connector Figura 1: Struttura di base del connettore MTP/MPO

Adattatore MTP/MPO

In genere esistono due tipi di adattatori MTP/MPO, a seconda del posizionamento del key.

Tipo A: Da key-up a key-down: In questo caso il key è rivolto verso l'alto da un lato e verso il basso dall'altro. I due connettori sono collegati ruotati di 180° l'uno rispetto all'altro.

key-up-to-key-down-mtp-adapter Figura 2: Adattatore MTP/MPO da key-up a key-down (tipo A)

Tipo B: Da key-up a key-up: Entrambi i key sono rivolti verso l'alto. I due connettori sono collegati nella stessa posizione.

key-up-to-key-up-mtp-adapter Figura 3: Adattatore MTP/MPO da key-up a key-up (tipo B)

Cavi adattatori in fibra

Lo standard TIA definisce due tipi di cavi patch in fibra duplex: Tipo A-a (cross-over) e tipo A-b (straight-through). Nota: i cavi patch A-to-A non sono comunemente utilizzati e devono essere impiegati solo se necessario come parte di un metodo di polarità (vedere ANSI/TIA-568-C.0).

A-to-A and A-to-B fiber patch cord Figura 4: Cavi patch in fibra A-A e A-B

Cassette MTP/MPO

Una cassetta è un gruppo di cablaggio preterminato e confezionato che consente di passare dai cavi multifibra e dai connettori array ai tradizionali connettori a fibra singola. Queste cassette sono solitamente dotate di un adattatore MTP/MPO a 12 o 24 fibre, con adattatori LC o SC sulla parte anteriore e MTP/MPO sulla parte posteriore. L'adattatore montato nella parte posteriore di una cassetta la definisce come cassetta modulare MTP/MPO Metodo A o Metodo B. La cassetta MTP/MPO Metodo A effettua un collegamento "da key-up a key-down" tra il connettore MTP interno e il connettore del cavo di array MTP. La cassetta MTP/MPO metodo B effettua un collegamento "da key-up a key-up".

mtp-lc-modular-cassette Figura 5: Cassetta modulare MTP/MPO-LC

Nota: La cassetta Metodo A funziona sia per i canali monomodali che per quelli multimodali, mentre la cassetta Metodo B presenta una limitazione: non consente l'uso di un connettore monomodale angolato lucido (APC).

Cavi dorsali MTP/MPO

Lo standard TIA definisce tre diversi cavi patch per array MTP/MPO. I tre diversi cavi: Tipo A, B e C sono utilizzati rispettivamente per i tre diversi metodi di connettività A, B e C.

three-types-mtp-mpo-trunk-cables Figura 6: Tre tipi di cavo MTP/MPO

Garantire il giusto sistema di polarità MTP/MPO

Come già detto, una corretta polarità richiede che ogni segnale di trasmissione (Tx) vada all'apparecchiatura ricevente (Rx). Come utilizzare quindi i cavi trunk MTP/MPO, i cavi patch in fibra e le cassette MTP/MPO per garantire un sistema di polarità MTP/MPO corretto? L'immagine seguente riassume le regole comuni per collegare i componenti per i tre tipi di trunk MTP/MPO.

rules-of-maintaining-right-polarity Figura 7: Regole per il mantenimento della polarità corretta

In base al grafico, possiamo facilmente dedurlo:

Il metodo di connettività A è il più semplice, ma richiede un cavo patch A-A a un'estremità. Il metodo di connettività B utilizza cavi patch A-B a entrambe le estremità, ma le cassette devono essere capovolte a un'estremità, in modo che la fibra originata nella posizione 1 sia mappata nella posizione 12. Il metodo di connettività C è una variante del metodo A, ma con il cross-over avvenuto nel cavo trunk. Utilizza quindi un cavo patch A-B su entrambi i lati.

Nota: Indipendentemente dal metodo scelto, in qualche punto del collegamento deve avvenire un'inversione di coppia (scambio di polarità da A a B). Se l'inversione di coppia non avviene nella cassetta, l'inversione di coppia deve avvenire nel cavo patch duplex o nel cavo trunk MTP e/o negli adattatori.

Soluzione semplificata per la polarità dei segnali seriali duplex FS

Per il cablaggio strutturato base-8/base-12/base-24, abbiamo le nostre soluzioni di polarità. Per maggiori dettagli, è possibile consultare il nostro white paper "Comprendere la polarità di fibra"

Soluzione di polarità Base-8

L'infrastruttura Base-8 richiede componenti di tipo B per mantenere lo schema di polarità corretto. Base-8 MTP/MPO è predisposto per SR4 e PLR4, il che significa che la connettività backbone ha lo stesso numero di fibre dei transceiver SR4 e PLR4. Sebbene SR4 e PLR4 siano interfacce a 8 fibre, il connettore Base-12 MTP/MPO è comunque compatibile con esse.

Soluzione di polarità Base-12

Ogni MTP/MPO a 12 fibre si traduce in sei circuiti ottici seriali a 2 fibre che richiedono una gestione della polarità che può essere ottenuta con uno dei numerosi metodi.

Metodo A

Lo standard TIA-568-C.0 Metodo A, come abbiamo detto sopra, utilizza un singolo tipo di modulo (cassetta di tipo A) cablato in una configurazione "straight-through" e due diversi cavi patch in un circuito ottico. Con le cassette FS Tipo A e Tipo AF, non è più necessario il cavo patch A-A. È possibile utilizzare il cavo patch A-B consigliato per entrambe le estremità.

12-fiber method A polarity Figura 8: Connettività Metodo A

Metodo B

Il metodo standard B impiega adattatori da key-up a key-up per collegare cavi dorsali da key-up a key-up a cassette in fibra. Il canale in fibra viene completato capovolgendo la seconda cassetta. Il Metodo B standard capovolge la seconda cassetta ruotandola di 180 gradi e rinumerandola. Mentre il Metodo B FS lo fa invertendo gli adattatori LC interamente numerati sulle cassette. La cassetta di tipo B1 utilizzata nel collegamento è la stessa di quella standard di tipo B, mentre la cassetta di tipo B2 è stata riprogettata con adattatori numerati in sequenza diversa. I cavi patch A-B sono ancora adottati all'inizio e alla fine del collegamento.

12-strand method B polarity Figura 9: Connettività Metodo B

Metodo C

Il Metodo C FS non ha nulla di diverso dal Metodo C standard: entrambi utilizzano adattatori da key-up a key-down per collegare uno speciale cavo trunk da key-up a key-down alle cassette del Metodo A. La polarità si ottiene utilizzando i trunk MTP/MPO di tipo C che hanno il ribaltamento di coppia incorporato nelle singole coppie di fibre. La polarità è ottenuta utilizzando i trunk MTP/MPO di tipo C che hanno l'inversione di coppia incorporata nelle singole coppie di fibre, e il canale in fibra è completato utilizzando cavi patch A-B a entrambe le estremità del collegamento.

12-fiber method C polarity Figura 10: Connettività Metodo C

Soluzione di polarità base-24

Per soddisfare la crescente domanda di larghezza di banda superiore, è stato introdotto il cavo MTP/MPO a 24 fibre per facilitare la migrazione alla rete 100G. Il cavo MTP/MPO a 24 fibre raddoppia la densità del cablaggio a 12 fibre nello stesso ingombro, riducendo il numero di fibre, consentendo un minor numero di percorsi per i cavi e migliorando il flusso d'aria. Il mantenimento della polarità del cablaggio MTP/MPO base-24, tuttavia, è più complicato. FS raccomanda il cavo trunk MTP/MPO di tipo A (da key-up a key-down). Con la nostra cassetta di tipo A e di tipo AF, non è più necessario un cavo patch A-A. Il metodo di connettività è illustrato nella figura seguente.

24-fiber method C polarity Figura 11: Connettività Metodo A per cablaggio MTP/MPO Base-24

Soluzione di polarità FS per segnali a 12 fibre in parallelo

La tabella seguente illustra i metodi di connettività corrispondenti A, B e C per stabilire la polarità dei segnali paralleli utilizzando un'interfaccia transceiver MTP con una fila di fibre. Rispetto ai metodi di polarità per i segnali duplex, i segnali paralleli presentano due differenze. Innanzitutto, le cassette MTP/MPO per i segnali duplex sono sostituite da adattatori MTP-MTP per i segnali paralleli. In secondo luogo, i cavi patch in fibra duplex per i segnali duplex sono sostituiti da cavi patch a 12 fibre per i segnali paralleli.

polarity for 12-fiber parallel signals Figura 12: Metodi di polarità A, B, C per segnali paralleli

Metodo A

Quando si collegano le matrici per i segnali paralleli, la dorsale di tipo A (composta da uno o più cavi connettori di matrice di tipo A accoppiati con adattatori di tipo A) è collegata su ciascuna estremità a un pannello patch. Su un'estremità del collegamento ottico, un cavo patch di matrice di tipo A viene utilizzato per collegare le porte del pannello patch alle rispettive porte del ricetrasmettitore parallelo. All'altra estremità del collegamento ottico, si utilizza un cavo patch array di tipo B per collegare le porte del pannello alle rispettive porte del ricetrasmettitore parallelo. In ogni percorso ottico deve essere presente un solo cavo patch di matrice tipo-B.

method A connectivity for parallel signal Figura 13: Metodo di connettività A per segnali paralleli

Metodo B

Quando si collegano i segnali paralleli, la dorsale Tipo-B (composta da uno o più cavi connettore di matrice Tipo-B accoppiati con adattatori Tipo-B) è collegata su ciascuna estremità a un pannello patch. I cavi patch array di tipo-B vengono quindi utilizzati per collegare le porte del pannello patch alle rispettive porte dei transceiver paralleli.

method B connectivity for parallel signal Figura 14: Metodo di connettività B per segnali paralleli

Metodo C

Il metodo di connettività C per i segnali paralleli è simile al metodo di connettività A. Le differenze sono l'utilizzo di un cavo dorsale di tipo C anziché di tipo A e la necessità di un cavo patch cross-over di tipo C a un'estremità e di un cavo patch di tipo B all'altra estremità.

method C connectivity for parallel signal Figura 15: Metodo di connettività C per segnali paralleli

Conclusioni

I data center sono al centro dell'enorme quantità di dati aziendali che devono essere trasmessi, elaborati e archiviati. I collegamenti in fibra ottica sono quindi fondamentali per fornire la larghezza di banda e la velocità necessarie a trasmettere questi dati. Le aziende abbracciano oggi la tendenza del 40/100G e cercano il metodo più efficace per migrare a una velocità superiore, sfruttando i componenti MTP/MPO per soddisfare i requisiti. I problemi di polarità del cablaggio MTP/MPO possono essere risolti selezionando i tipi giusti di cavi MTP/MPO, connettori MTP/MPO, cassette MTP/MPO e cavi patch. La soluzione di gestione della polarità FS per il cablaggio MTP/MPO base-12 e base-24 consente ai responsabili dei data center di migrare efficacemente verso il 40/100G. Per maggiori dettagli, visitate www.fs.com.