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

  本技術(shù)簡(jiǎn)報將重點(diǎn)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(chēng)為聚合鏈路。這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)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向器連接到邊緣交換機時(shí)，連接通常是直接連接。例如，一個(gè)以太網(wǎng)100GBASE-SR4光口到另一個(gè)100GBASE-SR4光口或一個(gè)光纖通道128GFC光口到另一個(gè)128GFC光口。在為400Gbit以太網(wǎng)(GE)或256Gbit光纖通道(GFC)進(jìn)行光纖布線(xiàn)時(shí)，使用的基本組件是相同的，除了單模光纖和多模光纖的區別。將葉交換機或邊緣交換機連接到服務(wù)器時(shí)，單個(gè)并行光纖端口被分成四個(gè)以較低速度運行的雙工光器件或端口， 例如1個(gè)100GE端口分為4個(gè)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(kāi)始到服務(wù)器結束。

圖1: 100GBASE-SR4信道

  現在服務(wù)器下行鏈路最常見(jiàn)的速度是10GE，許多新部署的速度都轉向25GE或32GFC。而 50GE和64GFC的下行鏈路也在市場(chǎng)上出現。對于以太網(wǎng)應用，通過(guò)200GE到2x100GE或 400GE到4x100GE的實(shí)現，100GE到服務(wù)器似乎是即將到來(lái)的目標速度。葉交換機或邊緣交換機到服務(wù)器的連接通常在100米以?xún)?，可? 使用多模光纖特別是OM4來(lái)實(shí)現用于這些更高速度應用的連接。

  數據中心運營(yíng)商正在分支交換機端口以降低每個(gè)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(gè)10GE SFP的端口，而傳統的柜頂式(ToR)交換機只有48個(gè)10GE 端口用于下行鏈路。分支40GE端口可降低每個(gè)端口的成本。這個(gè)原理對于100GE分成四個(gè)25GE端口或 400GE 分成四個(gè)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

  數據中心空間中通常會(huì )用到三種分支鏈路。首先是MTP至LC設備線(xiàn);第二個(gè)是MTP至MTP跳線(xiàn)到MTP至LC分支轉換模塊;第三個(gè)是MTP至MTP跳線(xiàn)到MTP適配器板到MTP至MTP預端接光纜到MTP至LC分支轉換模塊。根據交換機到服務(wù)器的距離，來(lái)決定使用這三種不同的鏈路。

  三種常見(jiàn)分線(xiàn)鏈路中的第一個(gè)多用于機柜內，交換機安裝在柜頂或中間位置。采用這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )布局， 可以使用分支光纜進(jìn)行連接，如圖3所示。MTP連接到交換機中的并行光纖端口，設備線(xiàn)的四個(gè)LC端插入四個(gè)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(cháng)度比較有挑戰。如果 LC端的四個(gè)分支腿長(cháng)度都相同，則會(huì )跟實(shí)際需求有所差異，這就需要正確的布線(xiàn)安裝和管理。隨著(zhù)機柜內服務(wù)器密度的增加， 這種配置會(huì )變得更加難以管理。

圖3：MTP/不帶針至 LC扇出設備跳線(xiàn)

  耦合屬性

  需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素是MTP連接器的設計。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(xiāo)(帶針)或不帶定位銷(xiāo)(不帶針)。當兩個(gè)MTP連接器配對時(shí)，一個(gè)連接器需要定位銷(xiāo)來(lái)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(xiāo)(帶針)，因此需要使用不帶針的跳線(xiàn)。圖4展示了兩個(gè)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(lèi)型

  第二個(gè)鏈路可以在與第一個(gè)相同的場(chǎng)景中使用，但在機柜內使用B型MTP至MTP跳線(xiàn)和MTP到 LC分支轉換模塊的鏈路來(lái)替換MTP至LC設備線(xiàn)到，如圖5所示。此設計通過(guò)為每個(gè)所需的服務(wù)器端口使用合適長(cháng)度的LC跳線(xiàn)來(lái)幫助緩解機柜中的擁塞。MTP至LC分支轉換模塊安裝在光配箱中，以幫助在更高密度的應用中安裝和存儲光纖。除了作為柜內連接外，此配置還可用于列內設計。這種類(lèi)型的設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分支轉換模塊

  第三個(gè)選項適用于更長(cháng)的距離，其鏈路使用B型MTP至MTP跳線(xiàn)連接到A型MTP適配板，同時(shí)使用B型MTP至MTP預端接光纜連接到MTP至LC分支轉換模塊的背面，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導向器交換機的上方。MTP至MTP跳線(xiàn)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預端接光纜插入MTP適配器板的后部，連接到數據中心內需要脊交換機或導向器交換機連接的位置。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(jiàn)圖6)。MTP連接器有一個(gè)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型適配器的一側是鍵向上的，另一側是鍵向下的(Key Up到Key Down)-也稱(chēng)為相反型。A型適配器用于方法A、C 和U1極性信道。B型適配器在兩側都是鍵向上(Key Up到Key Up)-也稱(chēng)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(lèi)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(xiāo)，并且可 以移動(dòng)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(cháng)光纜以正確管理光信號。所有西蒙MTP至MTP跳線(xiàn)都使用MTP PRO連接器， 對于MTP至MTP預端接光纜它是一個(gè)可選項。

圖7：MTP適配器和MTP至LC分支模轉換模塊

  西蒙新推出的LightVerse?系列U1極性MTP至LC分支轉換模塊的設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預端接光纜的每一端都使用相同的分支轉換模塊。如果這個(gè)配置的鏈路需 要過(guò)渡到并行分支至雙工設計，只需移除其中一個(gè)MTP至LC模塊，在其位置上換上一個(gè)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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