西蒙发布技术简报：40G至400G光收发器分支链路

  本技术简报将重点介绍如何从40G到400G的光收发器或光学器件中分支信号。分支链路也被称为聚合链路。这两个术语描述了光信号在信道中传播的方式。将交换机到交换机、以太网脊叶spine-to-leaf交换机或光纤通道导向器连接到边缘交换机时，连接通常是直接连接。例如，一个以太网100GBASE-SR4光口到另一个100GBASE-SR4光口或一个光纤通道128GFC光口到另一个128GFC光口。在为400Gbit以太网(GE)或256Gbit光纤通道(GFC)进行光纤布线时，使用的基本组件是相同的，除了单模光纤和多模光纤的区别。将叶交换机或边缘交换机连接到服务器时，单个并行光纤端口被分成四个以较低速度运行的双工光器件或端口， 例如1个100GE端口分为4个25GE端口。下面的图1显示了这些链路的示例，连接从脊交换机开始到服务器结束。

图1: 100GBASE-SR4信道

  现在服务器下行链路最常见的速度是10GE，许多新部署的速度都转向25GE或32GFC。而 50GE和64GFC的下行链路也在市场上出现。对于以太网应用，通过200GE到2x100GE或 400GE到4x100GE的实现，100GE到服务器似乎是即将到来的目标速度。叶交换机或边缘交换机到服务器的连接通常在100米以内，可以 使用多模光纤特别是OM4来实现用于这些更高速度应用的连接。

  数据中心运营商正在分支交换机端口以降低每个端口的费用。例如，具有40GE QSFP28的32端口以太网交换机可以分支以支持128个10GE SFP的端口，而传统的柜顶式(ToR)交换机只有48个10GE 端口用于下行链路。分支40GE端口可降低每个端口的成本。这个原理对于100GE分成四个25GE端口或 400GE 分成四个100GE端口同样适用，如图2所示。

图2：32端口100GE交换机扇出分支

  数据中心空间中通常会用到三种分支链路。首先是MTP至LC设备线;第二个是MTP至MTP跳线到MTP至LC分支转换模块;第三个是MTP至MTP跳线到MTP适配器板到MTP至MTP预端接光缆到MTP至LC分支转换模块。根据交换机到服务器的距离，来决定使用这三种不同的链路。

  三种常见分线链路中的第一个多用于机柜内，交换机安装在柜顶或中间位置。采用这种类型的网络布局， 可以使用分支光缆进行连接，如图3所示。MTP连接到交换机中的并行光纤端口，设备线的四个LC端插入四个不同的服务器双工光收发器。此选项对LC分支腿端的长度比较有挑战。如果 LC端的四个分支腿长度都相同，则会跟实际需求有所差异，这就需要正确的布线安装和管理。随着机柜内服务器密度的增加， 这种配置会变得更加难以管理。

图3：MTP/不带针至 LC扇出设备跳线

  耦合属性

  需要考虑的一个关键因素是MTP连接器的设计。西蒙使用MTP连接器，这是一种高性能MPO 型连接器。MTP连接器有两种可用的选项：带定位销(带针)或不带定位销(不带针)。当两个MTP连接器配对时，一个连接器需要定位销来确保光纤正确对齐在一起。请注意，所有收发器都有定位销(带针)，因此需要使用不带针的跳线。图4展示了两个选项，即在MTP后带有/带针和带有/不带针的连接器描述。

图4：MTP耦合属性类型

  第二个链路可以在与第一个相同的场景中使用，但在机柜内使用B型MTP至MTP跳线和MTP到 LC分支转换模块的链路来替换MTP至LC设备线到，如图5所示。此设计通过为每个所需的服务器端口使用合适长度的LC跳线来帮助缓解机柜中的拥塞。MTP至LC分支转换模块安装在光配箱中，以帮助在更高密度的应用中安装和存储光纤。除了作为柜内连接外，此配置还可用于列内设计。这种类型的设计将交换机安装在列末(EoR)或列 中(MoR)机柜中，交换机端口被复制到安装在光配箱中的MTP至LC模块上。

图5：MTP/带针-LC分支转换模块

  第三个选项适用于更长的距离，其链路使用B型MTP至MTP跳线连接到A型MTP适配板，同时使用B型MTP至MTP预端接光缆连接到MTP至LC分支转换模块的背面，如图7所示。在这种情况下，包含MTP适配器板的光配箱安装在脊交换机或导向器交换机的上方。MTP至MTP跳线一端插入交换机中的并行光收发器，另一端插在MTP适配器板的前面。MTP至MTP预端接光缆插入MTP适配器板的后部，连接到数据中心内需要脊交换机或导向器交换机连接的位置。如果距离大于100 米，建议从多模光纤切换到单模光纤，因为单模光纤可以将信号传输至更远的距离。

  适配器极性

  MTP适配器提供两种极性选项：A型和B型(见图6)。MTP连接器有一个模制在主体中的定位键，可确保连接器以正确的方向插入MTP适配器。A型适配器的一侧是键向上的，另一侧是键向下的(Key Up到Key Down)-也称为相反型。A型适配器用于方法A、C 和U1极性信道。B型适配器在两侧都是键向上(Key Up到Key Up)-也称为对齐型。由于单模MTP连接器采用斜面物理接触(APC)，B型适配器与单模光纤链路不兼容。

图6: MTP适配器类型

  MTP® PRO

  MTP连接器也有MTP PRO版本。MTP PRO连接器的优势是可以添加或移除定位销，并且可 以移动定位键以将MTP至MTP光缆的极性从B型更改为A型，反之亦然。将极性从B型(光纤1翻转到光纤12更改为A型(光纤1直接连接到光纤1)的能力，使 MTP至MTP光缆既可以直接连接光收发器到收发器，也可以作为延长光缆以正确管理光信号。所有西蒙MTP至MTP跳线都使用MTP PRO连接器， 对于MTP至MTP预端接光缆它是一个可选项。

图7：MTP适配器和MTP至LC分支模转换模块

  西蒙新推出的LightVerse?系列U1极性MTP至LC分支转换模块的设计和制造是为了支持直接连接链路，以支持双工光收发器迁移到并行光收发器以及将并行光收发器分支到双工光收发器。在双工光纤链路中，如图8所示，MTP至MTP预端接光缆的每一端都使用相同的分支转换模块。如果这个配置的链路需 要过渡到并行分支至双工设计，只需移除其中一个MTP至LC模块，在其位置上换上一个MTP适配器板，如图7所示。

图 8：双工LC至双工LC链路

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