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A VIAVI está lidando com a evolução nos testes de conectores MPO por meio de quatro soluções novas e rápidas:
A maior parte dos entrevistados espera uma expansão superior a 20% no uso do MPO nas redes de fibra pelos próximos 3 anos. Este rápido crescimento significa que é fundamental que tanto os operadores proprietários da rede quanto as contratadas e os técnicos estudem as tendências de mercado e as melhores práticas. A ampla variedade de novos conceitos, termos, arquiteturas e métodos de teste para MPO pode ser intimidante, mas essa não precisa ser a realidade.
Para manter a simplicidade, alguns podem pensar que é desnecessário adotar novas ferramentas e fluxos de trabalho. Afinal de contas, em time que está ganhando não se mexe, não é mesmo? Embora os primeiros usuários de novas tecnologias tenham que contabilizar o custo do tempo e da energia necessários para aprender ou reaprender novos métodos, chega um momento em que novos métodos transformam-se em melhores práticas. Para as redes de fibra que usam a tecnologia MPO, o momento é agora. Simplificando: contratadas bem informadas têm mais chance de gerar negócios. Operadores proprietários precisam conhecer as mudanças no mercado, também. Não há motivo para correr o risco de trabalhar com contratadas que usam ferramentas e sistemas que poderiam impactar o custo total ou a qualidade de suas redes.
O objetivo desta página é ajudar às pessoas realmente interessadas na tecnologia de fibra a entender melhor como o crescimento da conectividade multifibra afeta a forma como as redes de fibra são construídas e testadas com eficiência, além de oferecer informações sólidas sobre os fundamentos do MPO, para que os interessados possam escolher com segurança as ferramentas certas para o trabalho. Para saber onde estamos pisando, primeiro resumiremos alguns dos principais conceitos do MPO.
Entender a conectividade MPO pode parecer intimidante, simplesmente porque os conectores MPO são diferentes dos conectores de fibra com que muitos técnicos estão acostumados (como LC ou SC). Os conectores MPO, também conhecidos como “óptica paralela”, têm um número maior de fibras (8, 12, 24 e até mais) em um único conector que adiciona fatores a serem considerados. Esta seção apresenta um resumo de alguns desses principais termos e conceitos.
SAIBA MAIS: Vídeo: Principais aspectos do teste de fibra multimodo: painel sobre conectores MPO
A óptica paralela não só ajuda a alcançar as velocidades necessárias, como também dá suporte à migração da rede. O MPO deixou de ser apenas uma solução de backbone – ele agora está conectando tudo até os servidores e switches. É possível conseguir altas velocidades ao usar múltiplas “pistas” que podem ser combinadas em uma única “tubulação”. A maior velocidade de uma “pista” atualmente é 50 Gbps. Para alcançar velocidades além de 50 Gbps, várias pistas devem ser usadas. Uma das formas mais fáceis de alcançar esse número é usar várias fibras no mesmo conector, como um MPO, por exemplo. A tabela a seguir oferece exemplos.
Velocidade por pista | Número de pistas | Velocidade resultante | Tecnologia MM | Tecnologia SM |
10 Gbps | 1 | 10 Gbps | 10GBASE-SR | 10GBASE-LX |
10 Gbps | 4 | 40 Gbps | 40GBase-SR4 | 10GBASE-LR4 |
10 Gbps | 10 | 100 Gbps | 100GBase-SR10 | -- |
25 Gbps | 4 | 100 Gbps | 100GBase-SR4 | 100GBASE-LR4 100 PSM4 |
Conectores de fibra única, como SC ou LC, são unidos por um adaptador com uma luva que alinha os cores de fibra de ambos os conectores. Para conectores MPO, o alinhamento é obtido usando-se um conector com dois pinos de alinhamento e outro com os soquetes correspondentes. Embora esse método seja útil para garantir que todas as fibras mantenham-se alinhadas, ele apresenta outros problemas ao projetar redes, associar links e realizar testes de MPO.
O termo polaridade é usado em redes ópticas para garantir o direcionamento correto do sinal de transmissão para o receptor apropriado. Nas aplicações de MPO, no entanto, o número maior de fibras torna a operação mais complexa, porque os diferentes tipos de cabo usam diferentes configurações de polaridade.
Cada método usa uma combinação diferente de componentes e é muito fácil cometer erros, principalmente nas situações de upgrade de rede, quando não se sabe qual é a polaridade existente.
Backbones
O backbone do MPO é o cabo fundamental do “link”. Às vezes chamados de “tronco”, esses cabos de alta densidade simplificam o processo de instalação ao consolidar diversos cordões multifibras em um único revestimento, em vez de trabalhar com vários cabos individuais. Cada cordão multifibras tem conectores MPO nas duas extremidades que se conectam a um painel adaptador ou um cassete de breakout.
Links
Um link é a conexão permanente entre dois locais. Normalmente, é o cabeamento entre painéis de junção ou repartidores e pode incluir painéis e cassetes de adaptadores. Os enlaces de fibra podem conter conexões e junções. Esses dois locais podem ser uma conexão entre dois racks ou, mais provavelmente, um rack para algum tipo de repartidor. Em alguns casos, esses pontos de conexão são cassetes de alta densidade que dividem o MPO em conexões de contagem de fibras menores, como um LC individual ou links de MPO de 8 fibras.
Canais
Um canal é a conexão entre equipamentos. É composto do link mais cabos de equipamentos (patch cords) em cada extremidade do link. Dependendo da linguagem a que você está acostumado, algumas pessoas chamam esses cabos de equipamento de “patch cords”. Na linguagem padrão, eles são chamadas de cabos de equipamento e são usados em cada lado de um enlace de fibra. Na figura abaixo, há switches de um lado do link e servidores do outro. Dependendo da sua aplicação, pode haver switches em qualquer uma das extremidades.
SAIBA MAIS: Documento técnico: Teste óptico em paralelo
Agora que abordamos o básico dos principais termos e conceitos, vamos examinar onde você pode ver a conectividade MPO em diferentes formas de arquitetura.
A versatilidade da tecnologia MPO torna essa solução do projeto muito escalável, podendo ser usada em uma série de arquiteturas diferentes. Com base no nosso entendimento de backbone, links e canais de fundo, podemos analisar diversas arquiteturas MPO possíveis.
Esta seção destaca sete dos cenários mais comuns. Embora a grande variedade de configurações possa ser intimidante a princípio, elas representam três tipos básicos de redes. Em cada cenário, é usado um tronco backbone com conectores MPO. O tamanho da conectividade MPO aumenta na mesma proporção da demanda por banda larga. Para fins de continuidade, todos os cenários mostram uma conexão entre servidores e switches. Mas não se esqueça de que o MPO também pode ser usado na conectividade entre diferentes tipos de equipamento (como, por exemplo, switch a switch).
Cenário 1: links LC-LC (canais LC-LC)
Na figura abaixo, observe o backbone MPO conectado através de cassetes, que se dividem em links e canais LC individuais quando os cabos de equipamento são adicionadas. Quando é preciso executar até 25 G em multimodo e até 200 G em monomodo, é muito mais eficiente usar um backbone MPO do que executar vários pares de LC duplex individuais. Neste exemplo, o designer preferiu executar um tronco de 72 fibras e dividi-lo em 36 links LC duplex usando cassetes. Nesse cenário, você não precisa testar a fibra do backbone, mas vai testar o link na frente dos cassetes LC.
Cenário 2: links LC-MPO (canais LC-LC)
Observe que o exemplo de arquitetura abaixo é quase o mesmo do primeiro exemplo. A diferença é que o link no lado do servidor (conforme mostrado no diagrama) continua como conectividade MPO e, em seguida, divide-se no LC depois do link com um cabo de breakout MPO-LC. Essa é uma boa opção de design quando o espaço de rack do equipamento tem muita demanda. Nesse tipo de cenário de design, considere também a perda de flexibilidade. Do lado do servidor, há possibilidade de mais densidade e uma solução mais limpa. No entanto, do lado do cassete LC (o lado esquerdo do diagrama), ainda há um problema de densidade da fibra. Neste cenário, uma extremidade do seu teste de link será LC enquanto a outra extremidade será MPO.
Cenário 3: links MPO-MPO (canais LC-LC)
Na figura abaixo, observe que os canais LC são iguais às outras configurações. Mas em vez de alimentar seu equipamento com conectividade LC, temos conectividade MPO nas duas extremidades do link. Isso proporciona uma densidade bem maior no painel de junção em cada extremidade do canal. A administração das fibras fica limpa e organizada nos racks. No entanto, conforme foi dito acima, isso pode prejudicar a flexibilidade. Se for preciso fazer alterações na extremidade do switch, talvez seja necessário substituir um cabo de ventilação inteiro. Nesse cenário, as duas extremidades do seu teste de link serão MPO.
Conforme mencionamos na seção Pistas e velocidades, a maior parte das arquiteturas de 40/100 Gbps só precisa de quatro pistas (ou oito fibras no total) de um conector MPO. Embora o backbone seja similar a alguns aplicativos 1/10 G, começam a ocorrer mudanças com os canais à medida que o equipamento nos servidores e switches começam a usar transceptores QSFP.
Cenário 4: links MPO-MPO (canais MPO-LC)
Na figura abaixo, observe que o backbone continua MPO-MPO (como no cenário 3). A alteração aqui ocorre nos canais. O switch (no lado esquerdo) agora tem transceptores QSFP dedicados aos quais pode ser conectado um cabo de equipamento MPO. Os servidores (no lado direito) usam cabos de breakout que subdividem a conexão MPO em 4 pares de LC duplex (8 fibras). Nesse cenário, as duas extremidades do seu teste de link serão MPO.
Cenário 5: links MPO-LC (canais MPO-LC)
Neste cenário, observe o QSFP na extremidade do switch (no lado esquerdo do diagrama). A partir do backbone, a fibra conecta-se a um cassete e divide-se em conexões LC individuais no servidor (como mostrado no lado direito do diagrama). Imagine-se diante de um rack completo com quatro servidores. Um servidor no alto, dois no meio e um embaixo. Para atingir uma conectividade de 10 ou 25 G, coloque o cassete de LC no alto do rack, execute um par de LC duplex no servidor inferior, um par de LC duplex no servidor da terceira posição, um par de LC duplex no servidor da segunda posição e um par de LC duplex no servidor superior. Esse design normalmente é usado quando o espaço no rack do equipamento tem muita demanda. Neste cenário, uma extremidade do seu teste de link será MPO enquanto a outra extremidade será LC.
Cenário 6: links MPO-MPO (canais MPO-MPO)
Se estiver tentando criar uma solução de 40 ou 100 G mais simples usando uma tecnologia de quatro pistas de curto alcance (SR4), pode substituir as duas extremidades do canal por uma conectividade MPO a MPO. O equipamento ativo usa um transceptor Quad com fator de forma pequeno conectável (QSFP) para atingir 40/100 G de ponta a ponta. Neste cenário, as duas extremidades do seu teste de link serão MPO, e você vai testar apenas 8 fibras em vez de 12.
Cenário 7: links MPO-MPO (canais MPO-MPO)
Este cenário proporciona uma solução 40/100 G de alta densidade verdadeira usando uma combinação de diferentes conexões MPO. O cabo do backbone entregará uma série de conectores MPO de 24 fibras para cada plugue em um cassete. Cada cassete se dividirá em três conectividades de oito fibras separadas no QSFP. Do ponto de vista de layout, este exemplo não é diferente do cenário do exemplo 3, mas do ponto de vista do teste, há considerações a serem feitas. Neste cenário, as duas extremidades do seu teste de link serão MPO, e você vai testar apenas 8 fibras em vez de 12.
Se as várias arquiteturas que descrevemos até aqui parecem familiares, isso enfatiza ainda mais o fato de que o MPO não é a exceção nas redes de fibra. É o rotineiro. As necessidades de teste mudam no mesmo ritmo que as redes.
No final das contas, proprietários e operadores de redes devem acreditar que sua rede é confiável e segura. As contratadas para instalar e/ou fazer a manutenção precisam garantir que o trabalho atenda às exigências dos clientes. Apresentar resultados de testes precisos baseados em padrões conhecidos é a garantia com a qual as contratadas e os proprietários de redes podem estar de acordo. Afinal de contas, as contratadas precisam manter seus clientes contentes e os proprietários de data center precisam ter confiança nas suas redes.
Se a sua empresa é uma contratada, grande parte do seu trabalho é instalar e testar a infraestrutura de fibra, e a certificação da fibra instalada confirma que o sistema que você instalou é compatível com os aplicativos que serão transportados na fibra. A certificação comprova que sua rede foi instalada conforme as exigências do cliente. Essas exigências normalmente se baseiam nos padrões do mercado. Na América do Norte e em outras partes do mundo, o padrão mais reconhecido para cabeamento de fibra óptica e componentes é o TIA-568.3. Na Europa e em outras partes do mundo, o padrão mais reconhecido é o IEC 14763-3. Embora sejam padrões diferentes, os requisitos em cada um deles estão em forte sintonia. Os dois padrões especificam dois níveis de teste de certificação para os links instalados:
Se você for proprietário ou operador de uma rede, assegurar a integridade da sua infraestrutura de fibra é essencial para o seu negócio. Se administra uma grande empresa, dirige vários data centers ou é um provedor de serviços que usa MPO em suas redes FTTH ou FTTA, entender como sua rede de fibra deve ser testada permite que você tenha conversas informadas e defina expectativas claras para sua equipe e as contratadas sobre o uso das ferramentas e procedimentos corretos para teste de MPO, de forma a apresentar evidências mensuráveis dos recursos da rede com eficiência e dentro do seu orçamento.
Conforme foi destacado acima nos sete cenários comuns de arquitetura, há diversas formas de usar a conectividade MPO nas redes de fibra, mas não se assuste com isso. Embora possa haver várias arquiteturas, são apenas três os cenários de teste de MPO. Ao seguir o procedimento de teste abaixo, os resultados dos testes de MPO serão mais rápidos, consolidarão seus relatórios e tornarão seus processos mais eficientes e mais econômicos.
Testar configurações LC-LC que têm conexões MPO nos links não é diferente de um teste LC-LC comum. Desde que os conectores na extremidade do link ou canal sejam LC, o teste de MPO será idêntico aos outros testes desenvolvidos com conexões LC. Para o teste de nível 1 (básico), você pode usar um conjunto de teste de perda óptica (OLTS) padrão, como o OLTS-85, que já tem portas LC nativas no dispositivo, portanto os cabos de teste podem ser conectados diretamente ao instrumento.
Conforme mencionado acima, é essencial assegurar a limpeza das faces finais de todas as conexões de fibra. Para links ou canais LC-LC, os conectores LC dos dois lados de cada conexão devem ser inspecionados com um microscópio; no entanto, pode haver situações em que você ainda precise inspecionar a conexão MPO-MPO atrás do cassete.
SAIBA MAIS: Série de vídeos rápidos com dicas – Usando o OLTS-85P para fazer testes de nível 1 (básico).
Se você planeja usar seu atual OLTS para testar uma configuração MPO-LC, prepare-se para ter muito mais trabalho. Apesar de esse cenário incluir tanto links de fibra única quanto de MPO, usar uma solução de teste de MPO dedicada ainda é a melhor forma de testar. Como um OLTS comum não tem uma porta MPO nativa no dispositivo de teste, o processo é bem mais trabalhoso. Um cabo de breakout MPO-LC é usado no local do MPO para converter o conector MPO em múltiplos conectores LC. Cada uma dessas extremidades deve ser inspecionada e, em seguida, são feitos os testes de MPO, um par duplex de cada vez. Além de envolver vários testes, você terá vários relatórios de teste.
Usar um instrumento de teste especialmente construído como o MPOLx vai simplificar e agilizar muito esse cenário de teste. Em vez de fazer vários testes de MPO, o link inteiro pode ser certificado com um só teste. Uma extremidade (o lado com conectores LC) vai continuar utilizando um cabo de breakout, mas ele será usado para consolidar as várias fibras, portanto será preciso fazer apenas um teste e todos os resultados serão exibidos em um só relatório de teste.
Mostramos aqui como isto é feito:
A primeira coisa a fazer quando se testa links MPO-LC é desenvolver uma referência de um cabo entre os MPOLS e o seu MPOLP. Conecte-os com um único cabo de referência de teste de inicialização e faça uma referência definida no seu MPOLP para obter 0dB. Nunca se desconecte da sua fonte, caso contrário você perderá sua referência.
Em seguida, desconecte-se do medidor de potência e acople um cabo fan-out ao medidor de potência. No exemplo abaixo, observe que há quatro LCs para um único MPO. Quatro LCs duplex para um total de oito fibras.
Verifique a referência: é sempre bom verificar sua referência. Para fazer isso, adicione um terceiro cabo e meça a perda (inspecionando cada LC primeiro). A perda deve ser de 0,35 dB ou menos, porque você adicionou duas conexões. Agora, essas duas conexões devem ser de baixa perda, porque você deve usar conectores com o maior nível de referência possível, principalmente no lado do LC.
Após a verificação, remova seu terceiro TRC e conecte ao seu sistema em teste. Agora meça a perda do link.
Como no cenário anterior, o uso de um conjunto de testes desenvolvido especificamente para a certificação do MPO é muito mais eficaz do que o uso de um OLTS antigo. Esta situação é mais comum nos cenários 40/100 G, além de ser também a mais simples se você estiver usando ferramentas desenvolvidas especificamente para teste de MPO.
SAIBA MAIS: Série de vídeo com dicas rápidas – Usando o MPOLx para fazer testes de nível 1 (básico) para conexões MPO-MPO
A tabela a seguir resume como cada um desses cenários de teste de MPO são aplicados aos cenários de arquitetura anteriormente mencionados. Conforme explicado, 10 dos 14 cenários envolvem testes diretos da conexão MPO. Usar um dispositivo de teste especificamente desenvolvido para MPO como o MPOLx vai simplificar e agilizar muito esse teste.
| Cenário de teste | Cenário de arquitetura |
LC-LC | n.º 1 (teste de link e teste de canal) |
MPO-LC | n.º 2 (teste de link) |
MPO-MPO | n.º 3 (teste de link) |
Nas últimas seções, fomos técnicos para abordar o básico das redes MPO e mostrar que, embora existam vários cenários de teste de MPO, eles basicamente se resumem a três tipos diferentes de redes.
Os desafios de MPO usando ferramentas de teste de fibra simples/duplex
Quando um técnico usa um instrumento de teste de fibra única tradicional em uma aplicação de MPO, ele encontra alguns desafios e complexidades Quando você testa uma rede MPO com uma ferramenta antiga, é como usar uma picareta e uma pá para fazer um trabalho grande. Você com certeza vai conseguir fazer o trabalho, mas precisa assegurar que ele seja feito com rapidez e eficiência. Uma ferramenta antiga pode não ser a sua melhor solução. Por um lado, os cabos de fan-out acabam desorganizados durante os procedimentos de teste de MPO e decifrar qual fio de ruptura corresponde a qual fibra pode ser complicado. Além disso, manter a qualidade do desempenho desses cabos de referência ao longo do tempo requer cuidados adequados com inspeção e limpeza da face final. No caso da perda de uma capa de poeira, a extremidade exposta pode ser danificada, tornando todo o cabo inútil. É como acabar acertando um cano de água e criando um problema novo e inesperado.
Em um ambiente em que é usado um processo com ferramentas antigas, um OLTS comum tem portas de entrada LC ou SC. Nesse cenário, não é possível ligar um conector MPO ao dispositivo de teste. Em vez disso, é adicionado um conjunto break-out/fan-out adicional entre o conector MPO e os cabos de referência de teste (TRCs) que se conectam à porta do instrumento de teste. Esses tipos de cabos híbridos são necessários para testar o MPO com ferramentas antigas, e o processo torna-se desnecessariamente complicado (como pode ser visto na figura abaixo).
SAIBA MAIS: Use case: teste de redes MPO
Técnicos com experiência no mundo da fibra estão acostumados a trabalhar com conectores de fibra única (SC ou LC). Fazer alterações nos procedimentos de teste pode parecer assustador e há sempre uma curva de aprendizado quando se adota novas ferramentas e se alteram os processos. Mas essas ferramentas de MPO criadas especificamente permitem processos de teste mais simples. Na figura abaixo, observe que cada dispositivo apresenta portas de MPO nativas. Ou seja, os cabos fan-out são dispensáveis. Um cabo de referência de teste conector MPO conecta-se diretamente ao dispositivo em teste (DUT). Observe, também, que dispositivos como o MPOLx da VIAVI contam com um microscópio integrado que permite ao usuário inspecionar os cabos TRC e eliminar a necessidade de ferramentas adicionais com telas de exibição de vídeo.
SAIBA MAIS: Use case: teste de redes MPO
Inspeção do conector de face final
É muito mais rápido e fácil usar ferramentas especialmente criadas para inspeção de fibra. Nos últimos anos, a VIAVI Solutions publicou muitos recursos relacionados à inspeção de fibra e limpeza do conector óptico como parte de nossa mensagem “Inspecione antes de conectar”. Embora as associações normativas tenham estabelecido critérios de aceitação para o controle de qualidade e limpeza de conectores ópticos, isso ainda é um problema para os técnicos em campo. Os detritos na extremidade de um conector de fibra podem variar de 2 a 15 μm e não são visíveis a olho nu. É fundamental inspecionar os dois lados da conexão de fibra e garantir que as portas de teste e os cabos de referência estejam limpos também para assegurar-se de que não há contaminação cruzada por detritos.
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