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光通信
2016/6/28 16:26

基于12芯结构化光纤布线的四通道并行光学至两芯光纤连接解决方案

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本文将讨论提供那些QFSP收发器和SFP收发器间的光纤连接(例如40GbE收发器和10 GbE收发器间的光纤连接)不同的康宁光通信组件。文档将使用基于OM3 / OM4激光优化50μm多模和OS2单模光纤(本文只提供OM4和OS2产品编号)提供的连接解决方案来定义,文中包含了并行8芯光纤到2芯光纤链路,对于12芯并行光学解决方案,请参阅AEN151“基于12芯光纤结构化布线四通道并行光学连接的解决方案”。对于基于8芯光纤的解决方案,请参阅AEN156“基于8芯光纤的结构化布线解决方案。

QFSP收发器可以是一个8芯光纤并行链接或2芯双工链接。在本文档中使用QFSP时我们将讨论8芯光纤并行链接。

这些 QFSP 至 SFP 解决方案可能部署的场景;包括但不限于:

• 对于仅有QSFP接口的接入层交换机,有SFP接口服务器接入要求的扇出应用

• 对于新接入层交换机部署TOR,有QSFP上行端口,连接至现有的核心/汇聚 交换机SFP端口

• 对于汇聚端口的高密度应用,空间往往有限。例如,一个SFP+ 10GbE板卡可支持48端口,但是市场上QSFP+ 40GbE板卡可支持36端口。那意味着一个40GbE板卡等效于144个10GbE端口,而占用的空间是相同的。

双工和并行光纤链路

一个双工光纤链路,也被称为双工通信,是通过使用如图1所示的两芯光纤来实现的。光信号通过B连接器传输至A连接器。这种类型的链接在双工光学系统中,最常用的连接器是双工LC连接器。

图 1: 双工光纤传输

并行光学链接是通过结合两个或两个以上的通道来实现的。并行光学链接可以通过使用8芯光纤(4芯发送和4芯接收),或二十芯光纤(10芯发送和10芯接收),或24芯光纤(12芯发送和12芯接收)。标准8芯光纤并行光学链接是通过12芯MTP®连接器来实现的,如图2所示。

对于并行连接(8芯),必须遵循一定的路径。如图2所示,如果Tx1进入光纤位置1而由光纤位置12输出,这与光纤位置12进入由光纤位置1输出是一样的。这是通常我们所见的B型极性连接方法(依据TIA-568)。B极性组件作为光纤系统的组成部分时,必须以奇数出现,以保证光信号正确的进入和输出。

图 2: 并行光纤 (8芯) 传输

在简短解释了基于8芯光纤的并行光传输和基于2芯光纤的双工光传输之后,你可能认为自己很难把这两个连接方案融合在一起。本文将帮助你如何设计和使用Corning光通讯产品,光纤通过正确的序列(正确的极性),QSFP端口(8芯光纤)连接到另一端的SFP(2芯光纤)端口。

在继续阅读本文之前建议阅读AEN151,“基于12芯光纤结构化布线的四通道并行光学连接的解决方案”。AEN151讨论在结构化布线光纤解决方案中,8芯光纤并行光学的基本方法和使用它们的原因。这将是有用的背景信息,便于我们继续阅读和理解本该文档。

直连方案

当连接QSFP端口至SFP端口时,一个8芯的LC分支跳线将会被使用。这款分支跳线有4对LC双工连接器。这种类型的直连只建议在短距离连接时使用,如同一机柜内跳接使用。图3展示了1个QSFP模块连接4个SFP模块的场景。

 

互连方案

如图4所示,该互连方案展示了一个通过使用EDGE模块使QSFP扇出4个SFP光纤链路。QSFP收发器通过一条B极性MTP®(母头)至MTP®(母头)跳线,与EDGE模块相连接。SFP收发器通过Uniboot LC双工跳线连接。这个方案只推荐在短距离连接时使用。
这个解决方案也存在一些缺点,模块的端口5&6没有使用,从而减少接线板密度。在维护时它也可能产生一些混乱,因为这两个端口空置的。
 

与图4的连接方法不同,图5所示的解决方案没有空置的光纤和端口。B极性跳线被替换为8芯的分支跳线。 模块替换为EDGE LC / LC适配器面板。使用这种方法允许满配适配器面板。每3条8芯分支跳线仅需要2个EDGE LC / LC适配器板。EDGE LC / LC适配器面板所有端口将被用于连接10GbE端口,通过Uniboot LC双工跳线完成连接。这个解决方案也应用于短距离组件间的连接(在同一行的机柜)。注意LC面板不支持niboot连接器,只适用于LC双工连接器。

在图6的布线方案中,允许链路两端跳接。MTP主干的使用提供了一个完整的解决方案,允许光缆进入桥架而不用担心主干被挤压。结构化布线具有灵活性,容易移动,增补,和变化等优势。链路上的QSFP端口通过使用一个A极性的MTP(母头)至MTP(公头)的跳线,连接主干光缆。对于10GbE端口使用EDGE模块和Uniboot LC双工跳线完成连接。这个解决方案也存在一些缺点,模块的端口5 & 6没有使用从而减少接线板密度。在维护时它也可能产生一些混乱,因为这两个端口是空置的。不是所有的光纤芯在MTP至MTP跳线和主干中都被使用。

图7中的连接解决方案非常类似于前面图6所示的方案。最明显的差别是使用了一个转换模块。相比MTP适配器板,转换模块的成本较高,但在更长的长度,100%充分利用光纤的情况下,可以降低链路的成本。此外,主干光缆100%光纤利用使得光缆通道达到最大化利用率,因为所有光纤都用于通讯。这种方法的一个缺点是, QSFP的链接(图中红色)所使用的端口5 & 6,将分别在两个模块上,这可能会造成管理的复杂性。

图8不使用转换模块,导致主干缆的光纤不能100%利用。使用此解决方案的另一个缺点是, SFP收发器的端口必须位于相同的底盘而失去灵活性,这是因为LC双工的腿长度是相同的。主干光纤或MTP跳线中的光纤不能被充分利用。然而,这种方法从SFP升级至QSFP较为简单。连接到SFP收发器会使用8芯的分支跳线(如图8所示),或者也可以使用MTP-MTP跳线,用于QSFP适配器面板的连接,从而实现混合升级路径,而无需改变面板。

接下来图9中的的解决方案与图8几乎是相同的例子。除了转换模块代替了MTP适配器板。这使得主干光纤100%的被使用。同样的,SFP收发器的端口必须位于相同的底盘而失去灵活性。这是因为LC双工的腿长度是相同的。然而,这种方法从SFP升级至QSFP较为简单。连接到SFP收发器会使用8芯的分支跳线(如图8所示),或者也可以使用MTP-MTP跳线,用于QSFP转换模块的连接,从而实现混合升级路径,而无需改变转换模块。

 

交叉连接

在图10中所示的结构化布线解决方案,使用MTP主干光缆与交叉连接完成端口映射连接。该解决方案允许所有硬件设备在一个位置,通常是主分布区(MDA)。这种解决方案的缺点是,所有的MTP主干,MTP跳线的光纤没有得到充分利用。并且,SFP收发器的端口必须位于相同的底盘而失去灵活性。这是因为LC双工的腿长度是相同的。上面所提到的所有的互连配置都可以部署在一个交叉连接的部署内。为了保持文档的简要性,本文只展示一个单一的应用,但可能的其他方案有许多。

因此,为您的网络基础设施实现部署一个QSFP至SFP布线系统是有多种方法的。利用OM3 / OM4 激光优化 50μm多模光纤或单模OS2的并行光学应用,在分支应用的部分协议案例是40GBase-SR4, 40GBase-xSR4/cSR4/eSR4 收发器至10GBASE-SR收发器的应用。

 确保正确搭配相应的发送和接收光纤组件是系统面临的最大挑战之一,使用康宁光通信预连接产品和上面的示例,将使得从QSFP过渡到SFP顺利进行,同时保持正确的极性。网络的好坏将取决于许多因素,如设计、设备位置、迁移路径,成本、通路可用性、等等。

如您有其他问题,请联系康宁光通信技术支持线800 - 743 - 2671或发邮件至dutyeng@corning.com。

附录 A: 不同场景的光纤极性示例

 

 图 3-a: 分支跳线 仅用于直连布线

 

  图 4-a: 跳线和模块– 互连布线

图 5-a: 跳线,分支跳线和EDGE LC/LC 适配器面版 – 互连布线

 

图 6-a: 跳线,主干,面板,和模块 - 互连布线

图 7-a: 跳线,转换模块,模块,和主干- 互连布线

 

图8-a: 跳线,面板,分支跳线和主干-互连布线

 

图9-a: 跳线,分支跳线,转换模块和主干- 互连布线

 

图10-a: 跳线,面板,主干,和分支跳线- 交叉连接布线

 

 

康宁光通信  技术支持部著  高有明译

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