谈谈LC/MPO光纤接口上的“极性”
你刚刚完成了新交换机的机架安装、光纤布线以及光模块的插入工作。按理说链路指示灯应该闪烁，但现实却是毫无反应。当你互换光纤两端的连接位置后，链路突然就通了。这究竟是怎么回事？ 如果你习惯了铜缆网络，可能早已习惯依赖 Auto-MDI-X 功能来自动处理发送（Tx）和接收（Rx）线对的匹配问题。但在光纤网络领域——尤其是在进行 100G 网络升级时——这种“魔法”并不存在。光纤连接必须依靠人工操作，确保发送端（Tx）与接收端（Rx）正确对齐。 在光链路中，这种连接方向被称为“极性”（Polarity）。本指南将解释为何光纤端口不支持 Auto-MDI-X 功能，并教你如何应对光纤极性带来的复杂问题，以免让你抓狂。
光纤极性解析：光纤端口无自动MDI-X
光纤通信依赖于使用一对光纤进行的双向传输。系统一端的发送器（发射端）与另一端的接收器相连。TIA-568.3-E 标准规定了双工光缆和多芯光缆的光纤极性。 与铜缆不同，光收发模块内部没有协商或自动配置机制来识别哪根光纤正在接收光信号并将其切换为接收模式。光纤的两端分别端接于发送器或接收器。以 QSFP28 模块为例，其发送器位于左侧，接收器位于右侧。
为什么光纤链路上不存在Auto-MDI-X功能
光纤标准及物理硬件根本不支持重新配置光路所需的电子交换功能。基于铜缆的以太网技术可以通过电子手段互换线对的发送与接收功能；然而，光纤则要求固定的物理方向：即一根光纤用于发送光信号，另一根用于接收光信号。
硬件：光纤收发器使用激光器进行传输，光电二极管用于接收。这些光学元件不能互换角色。激光器不可能突然决定变成光电二极管。
第一层：为高速链路设计的光纤系统（如100G以太网标准）缺乏铜系统中用于检测和协商MDI-X设置的物理级脉冲，这些脉冲在建立链路前进行检测和协商。
专业提示：
激光安全不是建议。使用光纤和激光器需要严格遵守安全法规。切勿直接看光纤收发器或跳线的末端。激光可能是活跃的，但肉眼看不见，可能导致严重且永久性的眼部损伤。
理解光纤极性：缺失的自动MDI-X特性
单对双工（single-pair duplex）情形是理解极性概念的基础。 双工收发器端包含两根光纤：一根用于激光发射，另一根用于接收光信号。请注意连接器的方向，即定位键（key）应朝上。LC光纤跳线配有定位卡扣，确保线缆能以正确的方向插入收发器。 要建立链路，光纤跳线必须将一个收发器的发送端（B端）与另一个收发器的接收端（A端）连接起来。
图1：收发器到收发器连接
双工跳线主要有两种类型：A到A和A到B。A到B是最常见的。
在A到B跳线中，接收端（A）连接到发射端（B）。
一条直通式A到A的跳线连接时无需交叉对线。
当结构化布线系统中，A到A连接连接时，电缆连接一端已发生A到B交叉，A到A跳线起作用。整个链路只需一个交叉点。
多极性
MTP/MPO多芯光缆基于这一概念，对4对光纤中的每一对进行极性管理。MPO12连接器包含单排12芯光纤，并设有键位以确保能正确插入收发模块。
标准的 MPO12 分支光缆展示了各光纤的排列方式。在采用 IEEE 802.3 标准的典型 100GbE 应用场景中，中间的 4 芯光纤通常处于未被使用的状态。
TIA-563.3-E 标准中定义了三种不同的 12 光纤 MTP/MPO 线缆：
方法A（A型电缆）：直通电缆。
部署在光纤配线架之间的结构化布线系统中。
按键上到按键向下的方向。
方法B（B型电缆）：反序线缆。
部署于收发机对收发机连接中。
按键对按键的方向。
方法C（C型电缆）：成对反向电缆。
配备Type A磁带和设备连接两端的A对B跳线。
不推荐，因为会增加更复杂的方法。
结论
无论你是使用标准NRZ还是高级PAM4信令，理解光纤极性对于成功部署都是不可妥协的。没有Auto-MDI-X来拯救局面，网络工程师必须依靠合理的规划、合适的电缆以及对方法A、B和C的扎实掌握，以保持数据的流动。
常见问题
我怎么判断我用的是哪种类型的线？
跳线通常会标明哪根电缆是A，哪是B。这可能是在电缆端夹着一个小环，或者是热缩颜色编码。例如，颜色编码可能表示A到B跳线，其中黄色标记的光纤在一侧连接器的左侧（发送端），另一侧（接收端）的右侧。
有没有适配器可以改变光纤极性？
是的，市面上有各种不同的极性转换适配器。这些材料针对光纤类型（MMF或SMF）、端面抛光（APC和UPC）以及连接器类型（LC、MPO等）而异。
作者简介 – NetAlly Tech 团队
技术贡献者
朗坤翻译