从10G升级到40G/100G，MPO光纤链路中的极性问题
事实证明，减少光纤链路中光纤的直径、增加光纤链路中的连接密度可以有效利用有限的空间（例如数据中心、大型企业的机房和网络的局端等）安装高速率的光纤网络。为了迎接40/100G时代的到来，网络工程师开始在双工光纤传输中使用MPO/MTP技术和产品，以此来减少光纤布线过程中产生的线缆冗余问题。但是，这样一来，网络工程师也面临着一个挑战，即怎样保证使用MPO/MTP产品后点对点连接极性的准确性。
一般来讲，一个光纤链路需要两根光纤来完成全双工传输，而且保证光纤链路的两端极性准确（本端发和对端收一一对应才能通信）至关重要。当一个链路中有两根或两根以上的光纤时，特别是利用多芯MPO产品进行高速率传输时，要保证光纤网络极性的准确性就变得更为复杂。幸运的是，预端接的MPO产品采用了保证极性准确性的人性化设计，TIA568标准也提供了三种方法来保证连接的准确性。本文将对MPO网络系统的极性和40/100G连接解决方案进行详细介绍。
MPO产品的极性
为了保证MPO网络系统中极性的准确性，首先要了解各个MPO产品的性能，本部分将对MPO网络系统中的MPO产品进行简单介绍。
MPO连接器：要弄清楚40/100G传输中的极性，首先要了解MPO技术的核心—MPO连接器。一个MPO连接器可以支持12芯、24芯、36芯和72芯的光纤连接，每个MPO连接器上都有一个键槽，当键槽在连接器的上半部时，称为键槽朝上的MPO连接器，当键槽在连接器的下半部时，称为键槽朝下的MPO连接器。如果你观察得仔细一点，会发现MPO连接器的一侧会有一个白点，这个白点是为了标记第1个芯孔的位置，也就是说，第1个芯孔一般在白点所在的那一侧（如下图）。
MPO适配器：MPO连接器（公头）和MPO连接器（母头）通过MPO适配器配成一对。MPO适配器分为A型和B型两种：
MPO光缆：MPO主干光缆的两端都预端接有（公/母）MPO连接器，可以支持12芯、24芯、48芯和72芯的光纤连接。
MPO分支光缆：MPO分支光缆的一端预端接有一个（公/母）MPO连接器，另一端则预端接有多个双工LC/SC连接器，支持多芯光缆到单芯或双芯光缆的转换。
MPO转接模块盒：MPO转接模块盒采用封闭的盒式结构，内部可以容纳12芯或24芯的预端接MPO分支光缆。下图展示的是有1个MTP连接器和6个双工LC接口的MPO转接模块盒：
三种极性方法中使用的三种光缆
TIA568标准规定的三种极性方法分别叫做方法A、方法B和方法C。为了达到TIA568标准，MPO主干光缆也分为直通、完全交叉和线对交叉三种。这三种MPO主干光缆和三种极性方法将在下文中详细说明。
直通MPO主干光缆：直通MPO主干光缆使用直通线缆，两端预端接的分别是键槽向上的MPO连接器和键槽朝下的MPO连接器，因此，光缆两端的光纤对应的位置相同，也就是说左侧连接器第1个芯孔的位置对应右侧连接器第1个芯孔的位置。下图反映的是直通MPO主干光缆的线序：
完全交叉MPO主干光缆：完全交叉MPO主干光缆使用反转线缆，两端预端接的都是键槽朝上的MPO连接器，在这种线缆中，光缆两端的光纤对应的位置相反，也就是说，左侧连机器第1个芯孔的位置对应右侧连接器第12个芯孔的位置，下图反映的是完全交叉MPO主干光缆的线序：
线对交叉MPO主干光缆：线对交叉MPO主干光缆和直通MPO主干光缆一样，两端预端接的分别是键槽向上的MPO连接器和键槽朝下的MPO连接器，但是，在线对交叉MPO主干光缆中，光缆一端相邻的两根光纤与另一端相邻两根光纤的对应位置相反，也就是说左侧连接器第1个芯孔的位置对应右侧连接器第2个芯孔的位置，而左侧连接器第2个芯孔的位置对应右侧连接器第1个芯孔的位置，下图反映的是线对交叉MPO主干光缆的线序：
三种极性的连接方式
不同的极性方法使用不同种类的MTP主干光缆。但是，所有的方法都要利用双工跳线来形成光纤链路。TIA标准也定义了两种不同种类的LC或SC双工光纤跳线来完成端对端的双工连接：A-A型（交叉型）跳线和A-B型（直通型）跳线。
本部分将说明如何在TIA标准规定下，保证MPO光器件连接极性的正确性。
A类连接方式：下图（Rx表示接收，Tx表示发射）反映的是A类连接方式。A类连接方式使用的是直通MPO主干光缆，为了保证极性的准确性，可以使用两种跳线：光纤链路左侧使用的是标准双工A-B型跳线，右侧使用的是A-A型跳线。
B类连接方式：下图反映的是B类连接方式。B类连接方式使用的是完全交叉MPO主干光缆，由于完全交叉MPO主干光缆两端的光纤对应的位置相反，因此光纤链路两端都使用的是标准A-B型跳线。
C类连接方式：下图反映的是C类连接方式。C类连接方式使用的是线对交叉MPO主干光缆，光纤链路两端都使用的是标准A-B型跳线。
用合适的极性方法升级到40/100G网络
使用MPO/MTP连接器和多模光纤可以实现40/100G传输，因为多模光纤可以实现多个10G信号同时传输，MPO/MTP连接器接收到多个10G信号后，可以将这些信号重新组合在一起。这种升级到40/100G网络的方法已经被标准化。
40G传输连接
40G传输通常使用12芯MPO/MTP连接器，在12芯孔中，只用8个芯用来传输和接收信号。如下图所示（Rx表示接收，Tx表示发射），左边的四个芯孔用来发射信号，右边的四个芯孔用来接收信号，中间的四个芯孔不使用。根据40GBase-SR4标准，这种方法可以利用多个10G的通道进行40G传输。
100G传输连接
100G传输总共需要20根光纤来实现，10根用来发射，10根用来接收。主要有三种解决方案可供选择。
第一种解决方案是使用24芯的MPO/MTP连接器，上排中间的10个芯孔用来接收信号，下排中间的10个芯孔用来发射信号（如下图），IEEE比较推荐的是这种解决方案。
第二种解决方案是使用两个并排的12芯MPO/MTP连接器，左边MPO/MTP连接器的10个芯孔用来发射信号，右边MPO/MTP连接器的10个芯孔用来接收信号（如下图）。
第三种解决方案同样是使用两个12芯MPO/MTP连接器，但是它们排列方式不是并排，而是堆叠，上部的MPO/MTP连接器的10个芯孔用来接收信号，下部的MPO/MTP连接器的10个芯孔用来发射信号（如下图）。
40/100G传输中的极性
任何发射端必须有一个接收端与其相对应，这就好比我们打棒球，两边有投手和接球手，在10G传输中，1号投手要把球投向1号接球手，2号投手要把球投向2号接球手（如下图左侧），在40/100G传输中，任何投手可以将球投向任何接球手（如下图右侧）。
但是，如果两边都是接球手（如下图），棒球游戏就没办法继续了。
小结
网络工程师使用MPO/MTP产品来满足日益增长的高速率传输需求时所面临的极性问题可以通过选择合适的MPO光缆、MPO连接器和MPO转接模块盒和跳线来解决，要想达到灵活可靠的高密度40/100G传输解决方案，首先要选择心仪的极性方法，然后选择合适的MPO/MTP光器件来支持这种极性方法。
本文转载自宇轩网络（FS.COM）。
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