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통신 공학에서 일반적으로 사용되는 SC, FC, LC 광섬유 커넥터는 단일 코어 인터페이스로, 각 커넥터 쌍은 하나의 광섬유만 연결합니다. 그러나 데이터 센터 환경에서는 다중 코어 커넥터가 널리 사용되며, 각 쌍을 통해 2개에서 최대 32개의 광섬유를 중앙 집중식으로 연결할 수 있습니다. 이것이 바로 MPO(Multi-fiber Push-on) 광섬유 커넥터(이하 " MPO 커넥터 ")입니다. MPO 커넥터는 연결 밀도를 높일 뿐만 아니라 고용량 광 인터커넥트를 위한 중요한 기반을 제공합니다.
MPO 커넥터 기술 개요
기본 구조 및 작동 원리
MPO 커넥터는 수형 커넥터, 암형 커넥터 및 어댑터로 구성된 다중 코어 플러그형 커넥터입니다. 수형 커넥터에는 두 개의 가이드 핀이 있고, 암형 커넥터에는 이에 대응하는 두 개의 가이드 홀이 있습니다. 핀과 홀의 정렬을 통해 광섬유 어레이의 정밀한 정렬이 이루어지며, 어댑터가 잠금 기능을 완성합니다. 이러한 구조는 여러 광섬유를 동시에 정렬할 수 있도록 보장하며, 이는 고밀도 연결을 구현하는 핵심 요소입니다.
사양 및 물리적 특성
일반적인 MPO 커넥터의 코어 수는 8, 12, 16, 24개이며, 현재 가장 많은 코어를 가진 제품은 32개입니다. 코어 수가 다른 커넥터들의 모양과 크기는 기본적으로 동일하며, 내부 광섬유 배열만 다릅니다. 전체적인 크기는 일반 SC 커넥터보다 약간 크지만, 단위 면적당 연결 밀도는 크게 향상되었습니다.
삽입 손실 성능 분석
여러 광섬유를 동시에 정렬해야 하기 때문에 MPO 커넥터의 삽입 손실은 일반적으로 단일 코어 커넥터보다 높습니다. 일반적인 멀티모드 MPO의 삽입 손실은 약 0.25dB인 반면, 기존 단일 모드 MPO의 일반적인 값은 약 0.6dB입니다. 동일한 커넥터 내에서도 코어 간 손실 차이가 상당한 경우가 많은데, 이는 멀티 코어 정렬의 복잡성에서 비롯됩니다.
고성능 네트워크의 요구를 충족하기 위해 업계에서는 저손실 단일 모드 MPO 커넥터를 도입했습니다. 예를 들어, Fibermart에서 제공하는 제품은 최대 삽입 손실이 0.35dB를 넘지 않도록 보장합니다.
데이터센터 케이블 시스템에서 MPO의 적용
잎-가시 구조 하의 광학 링크 구조
아래 그림은 리프-스파인 아키텍처 기반의 데이터 센터 케이블링 시스템을 보여줍니다. 서버 및 스위칭 장비의 고속 광 모듈은 일반적으로 MPO 인터페이스를 사용하므로 해당 장비의 패치 코드, 수평 케이블 및 분배 프레임 모두 MPO 연결을 지원해야 합니다. 아래 그림은 서버에서 스위칭 매트릭스까지의 광섬유 링크 구성을 보여주며, MPO 커넥터를 통해 주요 노드에서 고대역폭 상호 연결이 가능합니다.
핵심 구성요소 분석
수평 케이블( MPO 트렁크 케이블 ): 일반적으로 양쪽 끝에 MPO 커넥터가 미리 장착된 다중 코어 광섬유 케이블입니다. 코어 수는 8, 12, 16, 24개이며, 케이블 외경은 약 3.0mm로 뛰어난 유연성과 높은 밀도를 제공합니다.
MPO 인터페이스 분배 장치: 아래 그림과 같이 장치 패널에는 여러 개의 어댑터 스트립이 설치되어 있으며, 각 스트립에는 여러 개의 MPO 어댑터가 통합되어 있습니다. 수평 케이블의 MPO 커넥터는 중앙 집중식 관리를 위해 어댑터 안쪽에 직접 삽입할 수 있습니다.
LC 인터페이스 분배 장치: 아래 그림과 같이, 이 장치는 MPO-LC 변환 모듈 로 구성됩니다 . 각 모듈은 1~3개의 MPO 트렁크 케이블을 여러 개의 LC 인터페이스로 변환할 수 있습니다. 예를 들어, 12심 MPO 케이블은 하나의 모듈을 통해 12개의 LC 인터페이스로 변환되어 밀도와 장비 호환성을 모두 확보할 수 있습니다.
장비 패치 코드 선택 가이드
네트워크 장비 인터페이스 유형에 따라 패치 코드 선택은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
● 장비에 MPO 인터페이스가 있는 경우 MPO-MPO 패치 코드를 사용하십시오.
● 장비에 LC 인터페이스가 있고 분배 프레임의 LC 포트에 연결되는 경우 LC-LC 패치 코드를 사용하십시오.
● 장비에 LC 인터페이스가 있지만 분배 프레임의 MPO 포트에 연결되는 경우, 여러 LC 장치가 단일 MPO 포트에 통합 액세스하도록 MPO-LC 브레이크아웃 패치 코드를 사용하십시오.
통신 네트워크에서 MPO의 고밀도 배포 가치
데이터센터 공간 활용도 향상
데이터 센터에서 MPO 연결은 MPO 광 모듈의 인터페이스 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 고밀도 특성 덕분에 케이블 정리를 더욱 깔끔하게 하여 데이터 센터 공간을 크게 절약할 수 있습니다. 반면, 기존 통신 장비실에 사용되는 수많은 2.0mm 직경 단심 패치 코드는 배선이 복잡해지는 원인이 됩니다. 동일한 경로를 따라 동일한 길이의 광섬유 케이블을 설치할 때, 다심 MPO 패치 코드의 작업 부하는 단심 패치 코드와 유사하지만, 다심 MPO 패치 코드는 단심 패치 코드보다 수 배에서 수십 배 더 많은 광섬유 코어를 전송할 수 있어 설치 비용과 랙 공간 활용도를 크게 절감할 수 있습니다.
통신 장비 상호 연결 및 광 분배를 위한 응용 시나리오
통신 장비용 광 모듈은 일반적으로 LC 커넥터를 사용하며, MPO 채널이 직접적으로 필요한 것은 아니지만, 동일 경로에 단일 코어 패치 코드가 다수 있는 경우 MPO 연결을 통해 배선 밀도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 48코어 MPO 인터페이스 ODF 융합 접합 통합 트레이에는 각각 6개의 코어를 포함하는 8개의 MPO 인터페이스가 있습니다. 이러한 유형의 트레이를 일반 광섬유 분배함 또는 ODF에 사용하면 용량 밀도를 약 4배 높이고 패치 코드 수를 약 1/3로 줄일 수 있습니다.
적용 가능한 시나리오 분석
이론적으로 통신 장비실에서 랙 행 M과 N 사이에 다수의 장비 상호 연결 패치 코드가 있는 경우, 행 간 연결에는 MPO 구성 요소가 적합합니다. 광섬유 케이블 회선이나 ODN에서 A, B, C가 서로 다른 위치에 있는 분배 장치이고, 다수의 광섬유 코어를 B를 경유하여 A와 C 사이로 연결해야 하는 경우, ODN의 주 광섬유 분배함과 같이 B 지점의 분배 장치는 연결에 MPO 구성 요소를 사용해야 합니다.
요약 및 전망
오랫동안 통신 네트워크에서 광섬유의 활성 연결은 주로 단일 코어 방식을 사용해 왔습니다. 그러나 사업이 발전함에 따라 활성 연결 수가 급격히 증가하면서 단일 코어 연결 방식의 단점이 더욱 두드러지게 나타나고 있습니다. 저밀도 ODF(광섬유 분배함)는 장비실 공간을 많이 차지하고, 패치 코드의 크기가 배선 랙의 용량을 초과하는 경우가 많으며, 도로변 광섬유 분배함의 수와 크기도 지속적으로 증가하고 있습니다.
통신 네트워크에서 MPO 기반 고밀도 연결을 사용하면 앞서 언급한 문제들을 개선할 수 있지만, 통신 네트워크는 주로 단일 모드 광섬유를 사용하고, 단일 모드 MPO 커넥터의 가격이 다중 모드 MPO 커넥터보다 높으며, 삽입 손실 또한 일반적으로 다중 모드 MPO 및 단일 모드 단일 코어 커넥터보다 높아 통신 네트워크에서 MPO의 보급 및 적용에 제약이 됩니다. 향후 제조 공정의 발전과 대규모 적용을 통해 단일 모드 MPO 커넥터의 비용과 성능이 더욱 최적화되어 고속 간선, 5G 프런트홀, 데이터 센터 상호 연결 등 다양한 분야에서 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.
자주 묻는 질문
1. 어떤 MPO 커넥터를 사용해야 합니까(MPO-8, MPO-12 또는 MPO-24)?
● MPO-8: 주로 40G/100G QSFP 트랜시버에 사용되는 기존 옵션입니다. 가장 낮은 밀도를 제공하므로 고속 네트워크에는 더 많은 구성 요소가 필요합니다.
● MPO-12: 공통적인 기존 표준입니다. 다용도이며 다양한 모듈과 팬아웃을 사용하여 여러 가지 구성을 지원할 수 있습니다.
● MPO-24: 최신이자 최고 밀도의 옵션입니다. 트렁크 케이블 및 모듈에 사용되며, 네트워크의 미래 경쟁력을 보장하고, 구성 요소 수를 줄이며, 초기 설치 비용을 낮출 수 있습니다. 최상의 경로 효율성을 제공합니다.
2. 네트워크 장애의 가장 큰 원인은 무엇입니까?
연결 부위 오염. 육안으로 보이지 않는 먼지나 오염 물질은 광섬유 코어가 매우 작기 때문에(멀티모드 50μm, 싱글모드 9μm) 빛 전송을 차단할 수 있습니다. 오염은 피부의 유분, 먼지 또는 단순히 공기에 노출되는 것만으로도 발생할 수 있습니다. 연결 부위가 더러워지면 삽입 손실과 비트 오류율이 증가하여 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 정기적인 검사와 청소가 매우 중요합니다.
3. 극성이란 무엇이며, 왜 중요한가?
극성은 광 신호가 한쪽 끝의 송신기(Tx)에서 다른 쪽 끝의 수신기(Rx)로 정확하게 전달되도록 보장합니다. 이중 광섬유(예: 10G)에서는 송신기와 수신기를 두 개의 광섬유에 연결합니다. MPO 다중 광섬유 케이블의 경우 더 복잡합니다. 업계 표준에서는 세 가지 극성 방식(A, B, C)을 정의하고 있으며, 각 방식은 올바른 송수신 정렬을 유지하기 위해 특정 케이블 유형을 요구합니다.
4. 핀이 분리된 MPO 커넥터를 어떻게 검사하고 청소합니까?
핀이 있는 MPO와 동일한 방식으로 프로브를 사용하여 광섬유를 찾아 분석하십시오. 청소에는 카세트형 클리너가 효과적입니다. 핀이 없는 커넥터가 핀이 있는 커넥터보다 청소하기 쉬운 경우가 있습니다.
5. 데이터센터 애플리케이션에는 어떤 유형의 커넥터가 사용됩니까?
● SC 커넥터: 세라믹 페룰이 있는 푸시-풀 커넥터로, 일반적인 용도에 적합합니다.
● LC 커넥터: 소형 푸시-풀 방식의 "소형 폼팩터" 커넥터입니다. 크기가 작아 고밀도 랙 및 패널에 적합합니다.
● MPO 커넥터: 다중 광섬유 리본 케이블(일반적으로 8~24개 광섬유)에 사용되어 고밀도 병렬 광 연결을 가능하게 합니다.
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