Polaridade e tecnologia MPO na transmissão 40/100GbE

Foi comprovado que a redução do diâmetro dos cabos e o aumento da densidade de conexão oferecida pelos links de fibra óptica seriam extremamente valiosos durante a instalação em espaços restritos, como data centers, grandes salas de equipamentos empresariais, escritórios centrais, etc. Com o mercado se voltando para a transmissão 40/100G, para reduzir o congestionamento durante o cabeamento e facilitar a organização dos lances de cabos dos equipamentos, os projetistas de redes recorrem à tecnologia e aos componentes MPO/MTP para a transmissão de fibra duplex atual. Assim, os projetistas de redes enfrentam outro desafio: como garantir a polaridade correta dessas conexões de matriz usando componentes MPO/MTP de ponta a ponta.

Tradicionalmente, um link de fibra óptica requer duas fibras para comunicações full duplex. É muito importante garantir que os equipamentos no link estejam conectados corretamente em cada extremidade. No entanto, quando o link contém duas ou mais fibras, manter a polaridade correta em uma rede de fibra se torna mais complexo, especialmente ao usar componentes MPO multifibra para transmissão de dados em alta taxa. Felizmente, os componentes MPO pré-terminados adotam um design humanizado para manutenção da polaridade, e o padrão TIA 568 fornece três métodos para configurar sistemas a fim de garantir que as conexões corretas sejam feitas. Este artigo apresentará a polaridade em sistemas MPO e soluções de conectividade de polarização 40/100GbE em detalhes.

Polaridade em componentes MPO

Para manter a polaridade correta em sistemas MPO, é necessário compreender primeiramente as propriedades dos componentes. Esta parte apresentará os componentes básicos utilizados em sistemas MPO.

Conector MPO : Para entender a polaridade na transmissão 40/100 GbE, a chave da tecnologia MPO — conector MPO — deve ser introduzida primeiro. O conector MPO geralmente tem 12 fibras. 24 fibras, 36 fibras e 72 fibras também estão disponíveis. Cada conector MTP tem uma chave em um dos lados planos adicionados pelo corpo. Quando a chave fica na parte inferior, isso é chamado de chave para baixo. Quando a chave fica na parte superior, isso é chamado de posição da chave para cima. Nessa orientação, cada um dos furos de fibra no conector é numerado em sequência da esquerda para a direita e é chamado de posição da fibra, ou P1, P2, etc. Um ponto branco é marcado adicionalmente em um lado do conector para indicar onde está a posição 1. (mostrado na imagem a seguir) A orientação desta chave também determina a polaridade do cabo MTP.

Adaptador MPO : Conectores MPO (macho) são acoplados a conectores MPO (fêmea) usando um adaptador MPO. Como cada conector MPO possui uma chave, existem 2 tipos de adaptadores MPO:

Cabos MPO : O cabo tronco MPO com dois conectores MPO (macho/fêmea) em ambos os lados do cabo serve como um link permanente conectando os módulos MPO entre si, disponível com 12, 24, 48 e 72 fibras.

O cabo de chicote MPO, que é terminado com um conector macho/fêmea no lado do MPO e vários conectores LC/SC duplex no outro lado, fornece uma transição de cabos multifibra para fibras individuais ou conectores duplex.

Cassete MPO : O cassete MPO modular é uma unidade fechada que geralmente contém 12 ou 24 fan-outs de fibra óptica terminados de fábrica. Ele permite que o usuário pegue as fibras trazidas por um cabo tronco e as distribua para um cabo duplex com um conector MPO (na parte traseira) para a interface LC ou SC mais comum (na parte frontal). A seguir, um cassete MTP com 6 interfaces LC duplex e um conector MTP.

Três cabos para três métodos de polarização

Os três métodos para a polaridade correta definidos pela norma TIA 568 são denominados Método A, Método B e Método C. Para atender a esses padrões, três tipos de cabos MPO para caminhões com estruturas diferentes, denominados Tipo A, Tipo B e Tipo C, estão sendo utilizados para os três métodos de conectividade, respectivamente. Nesta parte, serão apresentados primeiro os três cabos diferentes e, em seguida, os três métodos de conectividade.

Cabo MPO Tronco Tipo A : O cabo Tipo A, também conhecido como cabo reto, é um cabo direto com um conector MPO com chave para cima em uma extremidade e um conector MPO com chave para baixo na extremidade oposta. Isso faz com que as fibras em cada extremidade do cabo tenham a mesma posição. Por exemplo, a fibra localizada na posição 1 (P1) do conector de um lado chegará à posição P1 do outro conector. A sequência de fibras de um cabo MPO Tipo A de 12 fibras é mostrada a seguir:

Cabo Tronco MPO Tipo B: O cabo Tipo B (cabo invertido) utiliza conectores de chaveamento em ambas as extremidades. Esse tipo de acoplamento resulta em uma inversão, o que significa que as posições das fibras são invertidas em cada extremidade. A fibra em P1, em uma extremidade, é acoplada à fibra em P12, na extremidade oposta. A imagem a seguir mostra as sequências de fibras de um cabo Tipo B de 12 fibras.

Cabo Tronco MPO Tipo C : O cabo Tipo C (cabo com pares invertidos) se assemelha ao cabo Tipo A, com um conector de chave para cima e um conector de chave para baixo em cada lado. No entanto, no Tipo C, cada par de fibras adjacente em uma extremidade é invertido na outra extremidade. Por exemplo, a fibra na posição 1 em uma extremidade é deslocada para a posição 2 na outra extremidade do cabo. A fibra na posição 2 em uma extremidade é deslocada para a posição 1 na extremidade oposta, e assim por diante. A sequência de fibras do cabo Tipo C é demonstrada na figura a seguir.

Três métodos de conectividade

Diferentes métodos de polaridade utilizam diferentes tipos de cabos tronco MTP . No entanto, todos os métodos devem utilizar cabos patch duplex para atingir o circuito de fibra. O padrão TIA também define dois tipos de cabos patch duplex de fibra terminados com conectores LC ou SC para completar uma conexão duplex de fibra de ponta a ponta: cabo patch tipo A para A — uma versão cruzada e cabo patch tipo A para B — uma versão direta.

A parte a seguir ilustra como os componentes do sistema MPO são usados ​​juntos para manter a conectividade de polarização adequada, definida pelos padrões TIA.

Método A : a conectividade. O Método A é mostrado na figura a seguir. Um cabo tronco tipo A conecta um módulo MPO em cada lado do link. No Método A, dois tipos de cabos de conexão são usados ​​para corrigir a polaridade. O cabo de conexão à esquerda é do tipo duplex A-para-B padrão, enquanto o da direita é um cabo de conexão duplex A-para-A.

Método B : no Método de Conectividade B, um cabo de caminhão Tipo B é usado para conectar os dois módulos em cada lado do link. Como mencionado, as posições das fibras do cabo Tipo B são invertidas em cada extremidade. Portanto, cabos patch duplex padrão do tipo A para B são usados ​​em ambos os lados.

Método C : o cabo tronco com par invertido é usado na conectividade do Método C para conectar os módulos MPO em cada lado do link. Os cabos de conexão em ambas as extremidades são do tipo duplex padrão A para B.

Atualize para 40/100GbE com polaridade correta

O uso de conectores MPO/MTP para transmissão 40/100G é obtido com fibra multimodo, transmitindo múltiplas transmissões 10G paralelas que serão então recombinadas quando recebidas. Este método foi padronizado. O objetivo é oferecer uma solução de transmissão 40G e 100G, respectivamente.

Conectividade de transmissão 40G

A transmissão 40G geralmente utiliza conectores MPO/MTP de 12 fibras. São oito pistas, em um total de doze posições, empregadas para transmissão e recepção de sinais. Observando a face final do conector MPO/MTP com a chave na parte superior, as quatro posições mais à esquerda são usadas para transmissão, as quatro posições mais à direita são usadas para recepção e as quatro no centro não são utilizadas. A imagem a seguir mostra as atribuições das pistas ópticas. (Tx significa Transmissão, Rx significa Recepção). Essa abordagem transmitiria 40G usando pistas 10G paralelas em cada direção, de acordo com 40GBase-SR4.

Conectividade de transmissão 00G

A transmissão 100G por multimodo requer um total de 20 fibras, 10 para transmissão e 10 para recepção. Há três opções, apresentadas a seguir:

O primeiro método consiste em usar um conector MPO/MTP de 24 fibras, com as 10 posições centrais superiores alocadas para recepção e as 10 posições inferiores alocadas para transmissão, conforme mostrado na figura a seguir. Este método é recomendado pelo IEEE.

A segunda opção é usar dois conectores MPO/MTP de 12 fibras lado a lado. As 10 posições no centro do conector à esquerda são usadas para transmissão e as 10 posições centrais à esquerda são usadas para recepção.

A terceira via de transmissão 100G também utiliza dois conectores MPO/MTP de 12 fibras, mas utiliza o layout empilhado, conforme mostrado na figura a seguir. As dez posições centrais do conector superior são usadas para recepção e as dez posições centrais do conector inferior são usadas para transmissão.