Comcast使用MDC连接器降低前端系统占用空间和停机时间

作者：KRISTIN LEWOTSKY
    长期以来，有线网络系统内部连接一直由SC封装的连接器主导。在空间有限的地方比如前端系统需要扩容，LC连接器已用于提供更高的光纤密度。然而，当Comcast对更多密集波分复用（DWDM）通道需求超过了LC适配器所能提供的密度时，该公司工程团队被迫设计独特的LC 尾纤密集波分复用模块（LC pigtail DWDM）解决方案。尽管这种方法看起来提供了更高的密度，但实际上它所占用的空间比预期的要大。再加上更高的安装和维护成本，促使Comcast加快了下一代密集波分复用（DWDM）模块解决方案的工作。

   基于这点，由John Paul Fioroni领导的Comcast ISP接入工程团队做出了一个关键的决定- 从LC连接器切换到超小型界面(VSFF)的MDC连接器。相比较前身的LC连接器，这种新的双工连接器提升了3倍的连接密度。同时，它也提供了有角度的物理接触方式（APC），一种光纤端面设计旨在最大限度减少反射。

    MDC APC连接器帮助Comcast团队满足所遇到的非常棘手的设计目标。

    “我认为密度的提升是一个巨大的胜利”，Comcast 工程部高级经理Randy Dahms说道，“通过MDC连接器，我们的制造伙伴可以将多达6个48通道的配线盒安装到1RU的机柜中。” MDC APC连接器的设计变化带来了其他重要的好处，包括增加了灵活性、更高的可靠性、更快的安装速度和更短的平均维修时间(MTTR)。“MDC连接器对我们来说是一个巨大的游戏规则改变者。”Dahms补充道。



连接器封装
LC连接器
    LC连接器在电信网络行业中已得到很好的应用。它名义上是一个具有坚固的1.25 mm陶瓷插芯和塑料外壳的单工连接器，但通常用作带有一个或两个尾套的双工连接器。LC双工连接器和适配器通常在1RU中最多可容纳144根光纤。

MDC连接器
    US Conec开发了VSFF MDC连接器，以满足行业对增加连接密度的需求，以及新开发的光模块多源协议(MSA)需要更小的连接器封装的需求。
    MDC连接器使用与LC连接器相同的经过现场验证的1.25 mm陶瓷插芯。然而，其更小的封装结构提供了3倍的连接密度，使其能够在1个RU的机柜中支持432根(或更多)光纤。这在一定程度上是由于独特的适配器设计，允许MDC适配器与LC双工适配器适用于相同的模块或面板布局。

Comcast标准的密集波分复用模块（DWDM）设计演进
    鉴于其庞大的运营规模，Comcast对其网络设计做了标准化，以最大限度地提高性能、灵活性和易用性。每一个设计决策，包括连接器的选择，对于优化全国网络的建设和维护至关重要。

Comcast 3.1版本波分复用模块（DWDM）
    当Comcast工程团队开始设计V3.1版本的密集波分复用模块(DWDM)时，最重要的规格是将6个48通道的配线盒安装到1RU的机柜内，总共288根光纤。当时，LC连接器是唯一实用的连接器选择。
   
    不幸的是，LC双工适配器密度不允许密集波分复用（DWDM）配线盒的前面板安装24个双工适配器。工程团队被迫开发替代方案。为替代LC双工连接器，密集波分复用（DWDM）利用现成的3mm多芯光纤做一或二个内部集成，然后扇出到单独的双工压缩LC/APC光纤电缆，这些波分复用（DWDM）集成和交叉的尾纤（Pigtail）线缆总长度为1.5m。

    虽然模块设计允许288个密集波分复用（DWDM）通道安装在l RU上，但管理LC双工尾纤（pigtail）导致整个方案的实现需占用空间多达4RU。首先，一对多的扇出方案意味着根据安装节点的数量，多根光纤可能暂不使用，迫使Comcast为它没有使用的设备付费。
未使用到的连接器现在成为管理和维护的负担。考虑到跳线的长度，单个的尾纤（pigtail）线缆不能只是悬在那里。相反，非活动的连接器必须插入到设备，这实际上是占用另一个 lRU的存储机架。每个连接器在储存和设备启用之前都需要评估和清洁，这进一步增加了人工时间和成本。

    外接的尾纤（pigtail）光缆也容易造成更为频繁的光纤断裂，降低平均故障时间（MTTF）。最糟糕的是，这24根光纤或连接器中的任何一个出现故障，都需要更换整个模块，从而导致连接到同一模块的其他节点失效。
假设每个节点有50个客户，大约有20个节点连接到一个模块，那么在进行修复所需的时间内，可能会有1000个客户失去服务。

Comcast 4.0版本密集波分复用模块（DWDM）
    考虑到3.1版本密集波分复用（DWDM）的问题，重新设计几乎立即开始。1RU配备6个48通道DWDM模块(288个DWDM通道)的规范仍然存在，但目标是每个端口使用单个光纤跳线将每个DWDM通道交叉连接到选定的SFP+交换机端口。与尾纤（Pigtail）解决方案不同，这种1:1的配对将使成本与需求相匹配。此外，整个解决方案需要基于行业标准最佳实践，并得到多供应商供应链的支持。
 
    在全面审查了可用的超小型化（VSFF）       连接器选项后，Comcast为新的密集波分复用（DWDM）设计选择了MDC APC连接器。 MDC APC连接器超小的封装方式可以在每个48通道的密集波分复用（DWDM）配线盒允许的宽度下安装8个MDC适配器，每个适配器具有3个双工MDC连接器。这样，就可以消除分叉的尾纤（Pigtail），以及与之相关的存储机架与线缆管理。

“从操作和管理的角度来看，它极大地简化了安装过程”，Dahms说道，“我们只检查、清洁、标记和记录我们在安装时所使用的光纤。我们不需要检查和清洁其他所有跳线，然后将它们存储起来，在决定需要使用它们时再次检查和清洁。这是一个现收现付的系统”。

部署
    Comcast于2021年年中推出新系统。单节点交叉连接降低了平均修复时间（MTTR）及停机时间，有效管控单根光纤断裂带来的影响。每个节点使用单根跳线也可以在不影响任何其他节点的情况下更换有缺陷或者损坏的连接器。截至目前，该公司已经使用4.0版本密集波分复用（V4.0 DWDM）升级了超过30万次。当该项目完成时，使用MDC APC连接器的Comcast 4.0版本密集波分复用（V4.0 DWDM）大约可以提供4800万次传输。

    到目前为止，已经有超过一百万个MDC连接器用于Comcast的组件。对Dahms而言，此连接器是解决一个非常具有挑战的问题的理想解决方案。
    “如果我们必须牺牲一点密度来达到与节点的一对一跳线关系，我可能会接受，但我们最终达到了完美平衡，这是绝对的胜利。”他说道。
 
结论
      MDC APC连接器被Comcast选择用于其4.0版本密集波分复用（V4.0 DWDM）标准，通过最大限度地提高机架空间的连接密度，同时减少停机和最大限度地减少安装和维护所花费的时间，使公司能够实现其l RU的目标。

    MDC APC保留了LC连接器的最优特性，同时进行了升级，例如连接密度增加了3倍，推拉尾套锁定到位，以及允许在现场快速更换极性而不暴露光纤的技术。也许最好的一点是，MDC连接器提供了与其前身LC连接器相当的成本。“我坚信MDC连接器是LC双工连接器的未来替代”，Dahms说道。
 

    “我坚信MDC连接器是LC双工连接器的未来替代。”Randy Dahms，资深经理，接入工程，COMCAST

关于作者
    Kristin Lewotsky是一名自由技术撰稿人，专注于光通信、工业自动化、光电子和人工智能。她深耕于B2B领域，拥有25年行业经验，包括在Laser Focus World和SPIE的OE杂志担任编辑职务。Kristin拥有物理学学士学位和光学硕士学位。

本篇为译文，原文发表于Broadband Technology Report 2022