正确设置12芯和8芯MPO的极性
光纤极性旨在确保光纤链路的发射端(Tx)信号与对端对应的接收端(Rx)相匹配。保持这种对应关系是一个常见的易混淆点,尤其是在12芯多光纤MPO链路中。接下来,我们将分解其中的基本要点和关键的现场解决方案,这些对于成功部署至关重要。

Base-8 与 Base-12 MPO 连接性
MPO连接器有多模和单模两种版本,具有不同的光纤数量,且有公头(带针脚)或母头(无针脚)。引脚确保连接器连接时的精确对齐。有源设备通常使用带有针脚的MPO公接口,因此任何直接插入设备的MPO电缆必须为母线(无针脚),以防止损坏收发器。MPO连接器顶部还有一个键,侧面有一个白点表示位置1。

MPO连接器有公头(带针脚)和母头(无针脚),顶部有一个key,侧面有一个白点表示位置1。
12芯光纤MPO连接器历来是整合数据中心双工主干网布线的热门选择。随着并行光学应用的出现,这些应用通过多根光纤传输和接收,12芯光纤在运营商端到端链路中变得越来越受欢迎。然而,这些应用并不要求使用全部12根光纤。例如,2010年和2015年推出的早期40GBASE-SR4和100GBASE-SR4应用仅使用8根光纤:4根发送,4根接收,速度为10 Gb/s或25 Gb/s。
在 8 芯光纤应用的早期部署中,通常使用 12 芯 MPO 连接器,其中 中间 4 芯光纤处于闲置状态,实质上造成了浪费。这一低效问题促使制造商开发了专用的 8 芯 MPO 连接器。为了区分这两种方案,业界将其分别称为 Base‑8 和 Base‑12。Base‑8 MPO 连接器与 Base‑12 MPO 采用 相同的物理外形(尺寸),但移除了中间的 4 根光纤。

_Base-8 MPO采用与Base-12相同的外形,但去除了四根中心光纤。_
拥有现有 Base‑12 MPO 基础设施 的数据中心,可以通过使用 MPO 转换跳线 或 MPO 转换盒升级到 8 芯光纤应用,而不会造成光纤浪费。例如,一根转换跳线或一个转换盒可以将 2 个 Base‑12 MPO(共 24 芯) 扇出为 3 个 Base‑8 连接器(同样共 24 芯)。
虽然 Base‑12 MPO 连接器 在双工应用(如主干光缆汇聚)中仍然常见,但在并行光传输场景中已很少部署。这是因为当前绝大多数并行光应用均采用 8 芯光纤 配置:
- 100 Gig:4 根光纤传输,4 根接收,速度为 25 Gb/s
- 200 Gig:4 根光纤传输,4 根接收,速度为 50 Gb/s
- 400 Gig:4 根光纤传输,4 根接收,速度为 100 Gb/s
即将发布的 IEEE 802.3dj 标准还将支持 通过 8 根单模光纤实现 800G 传输,其中 4 根光纤发送、4 根光纤接收,每根光纤的通道速率为 200 Gb/s。
MPO 极性基础
光纤极性对于基于MPO的并行光链路中高速数据传输的成功至关重要。若极性未保持正确,一端的发射(Tx)信号将无法与对端对应的接收器(Rx)匹配,从而导致通道失效。
极性主要有三种方法:方法A、方法B和方法C。无论并行光链路使用的是 Base-12 还是 Base-8 连接,这些极性方法都保持不变。
方法A极性
方法A 使用 A型直通型MPO主干光缆,其一端为 键上 连接器,另一端为 键下 连接器。这种配置可确保链路一端的 1号纤芯位置 与另一端 1号纤芯位置 相对应。
A型适配器 用于连接两个 键上对键下 的MPO连接器。在链路的一端使用 A型MPO跳线,另一端使用 B型MPO跳线,以确保发射端(Tx)与正确的接收端(Rx)相对应。B型跳线 为 键上对键上,因此 1号纤芯 位置的光纤会到达对端的 12号纤芯 位置。根据TIA标准规定,每条链路中只允许使用一根B型跳线。

方法A极性使用带有A型适配器的A型电缆,一端是A型跳线,另一端是B型跳线,以确保发送和接收光纤对应。
方法B极性
方法B 使用 B型反向MPO主干光缆,其两端均为 键上 连接器。这种配置使得 1号纤芯 位置的光纤到达对端时对应 12号纤芯 位置。
方法B 通过使用 B型主干光缆 配合 B型适配器(用于连接两个键上对键上的连接器),并在链路两端使用 B型跳线,从而简化了12芯MPO的极性管理,使得整个通道中全部为 键上对键上 的配置。由于整个通道统一采用同类型的跳线,消除了跳线选型上的不确定性。

B方法极性使用B型电缆,两端均配备B型适配器和B型跳线,消除了线缆选择的不确定性。
方法C极性
方法C 使用 C型交叉MPO主干光缆,它将光纤对进行翻转:1号纤芯 位置的光纤到达对端时位于 2号纤芯 位置,2号纤芯 位置的光纤到达对端时位于 1号纤芯 位置,依此类推(3↔4,5↔6,……)。
虽然 C 型 MPO 主干光缆在双工应用中表现良好,但 方法 C 并不推荐用于并行光传输。若要用方法 C 支持并行光,需要采用 A 型适配器(键上对键下),并在一端使用复杂的 C 型交叉跳线 来逆转成对翻转,同时在另一端使用 B 型跳线。此外,C 型主干光缆和跳线在市场上并不容易获得。

方法C极性使用带有A型适配器的C型电缆,一端为B型跳线,另一端为C型跳线,以反转对接。C型电缆和电缆复杂且不易获得,因此不推荐C方法用于并行光学应用。
斜面端面难题
所有单模 MPO 连接器均采用 斜角物理接触(APC)端面,其 8 度斜角设计旨在改善回波损耗性能。如今,在数据中心中,为支持对回波反射更为敏感的 400G 和 800G 高速应用,APC 多模 MPO 连接器也日益普及。
尽管 方法 B 因两端使用相同类型的跳线而被推荐采用,但 APC MPO 连接器 的插接需要 键上对键下 的配置才能实现端面的正确对准。这正是 方法 B 几乎总是使用 A 型适配器 的原因——这种方式通常被称为 “改良型方法 B”。通过使用 A 型适配器,B 型光缆的方向会发生改变,从而确保形成 键上对键下 的配置,以适应斜角端面的对准要求。

修改后的B方法极性:使用带有Type-A适配器和Type-B跳线的B型电缆,确保支持APC连接,这需要按键从按键到按键连接的配置。
如何确保正确的极性
极性方法应在设计阶段确定,以确保购买正确的元件。不幸的是,极性混淆常导致安装后发现错误的电缆或跳线。由于预先终端的MPO组件和跳线通常是定制制造(且常常不可退货),订购错误极性可能导致意外的项目延误和成本。
Fluke Networks MultiFiber™ Pro 测试仪允许你测试单个跳线、永久链路和通道的极性正确(更不用说它能在6秒内自动扫描并测试全部8或12根光纤的插入损耗结果)。所以,如果你错误地在主干电缆是Type A的情况下,在两端都安装了Type B跳线,MultiFiber Pro会提醒你问题所在。
一些 UPC 多模 MPO 连接器允许在现场更改极性,而无需重新订购正确极性的跳线(并等待到货)或维持多种极性类型的大量库存。这种能力可以通过在现场纠正错误来节省成本并防止延误。
- US Conec 的 MTP Pro 连接器:该连接器的键位(key)可通过专用工具在键上(key up)和键下(key down)之间切换。将连接器插入工具的极性更换端口,直至听到“咔嗒”声,然后取出即可。
- **Panduit的PanMPO:**极性通过一个可互换的外壳实现更改。只需轻松取下该外壳,旋转 180 度,然后重新装回,即可在键上与键下之间切换键位。
PanMPO 和 MTP PRO 还支持通过移除或添加引导针来更改 UPC 和 APC 单模及多模连接器 的极性,从而确保在有源设备和适配器处始终保持母头对公头的正确插接。Senko 的 MPO 连接器 以及多家获得 US Conec 和 Senko 连接器授权的制造商所提供的连接器,也支持现场更改极性。但请务必注意:APC 连接器因其斜角端面结构,无法更改极性。