西蒙發(fā)布技術(shù)簡報：40G至400G光收發(fā)器分支鏈路

  本技術(shù)簡報將重點介紹如何從40G到400G的光收發(fā)器或光學(xué)器件中分支信號。分支鏈路也被稱為聚合鏈路。這兩個術(shù)語描述了光信號在信道中傳播的方式。將交換機到交換機、以太網(wǎng)脊葉spine-to-leaf交換機或光纖通道導(dǎo)向器連接到邊緣交換機時，連接通常是直接連接。例如，一個以太網(wǎng)100GBASE-SR4光口到另一個100GBASE-SR4光口或一個光纖通道128GFC光口到另一個128GFC光口。在為400Gbit以太網(wǎng)(GE)或256Gbit光纖通道(GFC)進行光纖布線時，使用的基本組件是相同的，除了單模光纖和多模光纖的區(qū)別。將葉交換機或邊緣交換機連接到服務(wù)器時，單個并行光纖端口被分成四個以較低速度運行的雙工光器件或端口， 例如1個100GE端口分為4個25GE端口。下面的圖1顯示了這些鏈路的示例，連接從脊交換機開始到服務(wù)器結(jié)束。

圖1: 100GBASE-SR4信道

  現(xiàn)在服務(wù)器下行鏈路最常見的速度是10GE，許多新部署的速度都轉(zhuǎn)向25GE或32GFC。而 50GE和64GFC的下行鏈路也在市場上出現(xiàn)。對于以太網(wǎng)應(yīng)用，通過200GE到2x100GE或 400GE到4x100GE的實現(xiàn)，100GE到服務(wù)器似乎是即將到來的目標(biāo)速度。葉交換機或邊緣交換機到服務(wù)器的連接通常在100米以內(nèi)，可以 使用多模光纖特別是OM4來實現(xiàn)用于這些更高速度應(yīng)用的連接。

  數(shù)據(jù)中心運營商正在分支交換機端口以降低每個端口的費用。例如，具有40GE QSFP28的32端口以太網(wǎng)交換機可以分支以支持128個10GE SFP的端口，而傳統(tǒng)的柜頂式(ToR)交換機只有48個10GE 端口用于下行鏈路。分支40GE端口可降低每個端口的成本。這個原理對于100GE分成四個25GE端口或 400GE 分成四個100GE端口同樣適用，如圖2所示。

圖2：32端口100GE交換機扇出分支

  數(shù)據(jù)中心空間中通常會用到三種分支鏈路。首先是MTP至LC設(shè)備線;第二個是MTP至MTP跳線到MTP至LC分支轉(zhuǎn)換模塊;第三個是MTP至MTP跳線到MTP適配器板到MTP至MTP預(yù)端接光纜到MTP至LC分支轉(zhuǎn)換模塊。根據(jù)交換機到服務(wù)器的距離，來決定使用這三種不同的鏈路。

  三種常見分線鏈路中的第一個多用于機柜內(nèi)，交換機安裝在柜頂或中間位置。采用這種類型的網(wǎng)絡(luò)布局， 可以使用分支光纜進行連接，如圖3所示。MTP連接到交換機中的并行光纖端口，設(shè)備線的四個LC端插入四個不同的服務(wù)器雙工光收發(fā)器。此選項對LC分支腿端的長度比較有挑戰(zhàn)。如果 LC端的四個分支腿長度都相同，則會跟實際需求有所差異，這就需要正確的布線安裝和管理。隨著機柜內(nèi)服務(wù)器密度的增加， 這種配置會變得更加難以管理。

圖3：MTP/不帶針至 LC扇出設(shè)備跳線

  耦合屬性

  需要考慮的一個關(guān)鍵因素是MTP連接器的設(shè)計。西蒙使用MTP連接器，這是一種高性能MPO 型連接器。MTP連接器有兩種可用的選項：帶定位銷(帶針)或不帶定位銷(不帶針)。當(dāng)兩個MTP連接器配對時，一個連接器需要定位銷來確保光纖正確對齊在一起。請注意，所有收發(fā)器都有定位銷(帶針)，因此需要使用不帶針的跳線。圖4展示了兩個選項，即在MTP后帶有/帶針和帶有/不帶針的連接器描述。

圖4：MTP耦合屬性類型

  第二個鏈路可以在與第一個相同的場景中使用，但在機柜內(nèi)使用B型MTP至MTP跳線和MTP到 LC分支轉(zhuǎn)換模塊的鏈路來替換MTP至LC設(shè)備線到，如圖5所示。此設(shè)計通過為每個所需的服務(wù)器端口使用合適長度的LC跳線來幫助緩解機柜中的擁塞。MTP至LC分支轉(zhuǎn)換模塊安裝在光配箱中，以幫助在更高密度的應(yīng)用中安裝和存儲光纖。除了作為柜內(nèi)連接外，此配置還可用于列內(nèi)設(shè)計。這種類型的設(shè)計將交換機安裝在列末(EoR)或列 中(MoR)機柜中，交換機端口被復(fù)制到安裝在光配箱中的MTP至LC模塊上。

圖5：MTP/帶針-LC分支轉(zhuǎn)換模塊

  第三個選項適用于更長的距離，其鏈路使用B型MTP至MTP跳線連接到A型MTP適配板，同時使用B型MTP至MTP預(yù)端接光纜連接到MTP至LC分支轉(zhuǎn)換模塊的背面，如圖7所示。在這種情況下，包含MTP適配器板的光配箱安裝在脊交換機或?qū)蚱鹘粨Q機的上方。MTP至MTP跳線一端插入交換機中的并行光收發(fā)器，另一端插在MTP適配器板的前面。MTP至MTP預(yù)端接光纜插入MTP適配器板的后部，連接到數(shù)據(jù)中心內(nèi)需要脊交換機或?qū)蚱鹘粨Q機連接的位置。如果距離大于100 米，建議從多模光纖切換到單模光纖，因為單模光纖可以將信號傳輸至更遠的距離。

  適配器極性

  MTP適配器提供兩種極性選項：A型和B型(見圖6)。MTP連接器有一個模制在主體中的定位鍵，可確保連接器以正確的方向插入MTP適配器。A型適配器的一側(cè)是鍵向上的，另一側(cè)是鍵向下的(Key Up到Key Down)-也稱為相反型。A型適配器用于方法A、C 和U1極性信道。B型適配器在兩側(cè)都是鍵向上(Key Up到Key Up)-也稱為對齊型。由于單模MTP連接器采用斜面物理接觸(APC)，B型適配器與單模光纖鏈路不兼容。

圖6: MTP適配器類型

  MTP® PRO

  MTP連接器也有MTP PRO版本。MTP PRO連接器的優(yōu)勢是可以添加或移除定位銷，并且可 以移動定位鍵以將MTP至MTP光纜的極性從B型更改為A型，反之亦然。將極性從B型(光纖1翻轉(zhuǎn)到光纖12更改為A型(光纖1直接連接到光纖1)的能力，使 MTP至MTP光纜既可以直接連接光收發(fā)器到收發(fā)器，也可以作為延長光纜以正確管理光信號。所有西蒙MTP至MTP跳線都使用MTP PRO連接器， 對于MTP至MTP預(yù)端接光纜它是一個可選項。

圖7：MTP適配器和MTP至LC分支模轉(zhuǎn)換模塊

  西蒙新推出的LightVerse?系列U1極性MTP至LC分支轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計和制造是為了支持直接連接鏈路，以支持雙工光收發(fā)器遷移到并行光收發(fā)器以及將并行光收發(fā)器分支到雙工光收發(fā)器。在雙工光纖鏈路中，如圖8所示，MTP至MTP預(yù)端接光纜的每一端都使用相同的分支轉(zhuǎn)換模塊。如果這個配置的鏈路需 要過渡到并行分支至雙工設(shè)計，只需移除其中一個MTP至LC模塊，在其位置上換上一個MTP適配器板，如圖7所示。

圖 8：雙工LC至雙工LC鏈路

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