使用Base-8结构化布线的连接方案

11/1/2016，本文将讨论康宁光通信产品基于Base-8结构化布线的光纤连接。通过使用OM3/OM4激光优化的50微米多模和OS2 单模光纤（本文只给出了OM4和单模的产品编号）的连接方案来详细描述。本文会涵盖双光纤（2芯），并行多光纤（8芯），以及并行多光纤到双光纤的光链路。

双光纤和并行多光纤光链路

一个双工光纤链路，也被称为双工通信,是通过使用如图1所示的两芯光纤来实现的。光信号通过B连接器传输至A连接器。这种类型的链接在双工光学系统中,最常用的连接器是双工LC连接器。


并行光学链接是通过结合两个或两个以上的通道来实现的。并行光学链接可以通过使用8芯光纤(4芯发送和4芯接收),或二十芯光纤（10芯发送和10芯接收),或24芯光纤(12芯发送和12芯接收)。标准8芯光纤并行光学链接是通过12芯MTP®连接器来实现的,如图2所示。

对于并行连接(8芯),必须遵循一定的路径。如图2所示,如果Tx1输入光纤位置1而由光纤位置12输出，这与光纤位置12输入由光纤位置1输出是一样的。这是通常我们所见的B型极性连接方法(依据TIA-568)。B极性组件作为光纤系统的组成部分时，必须以奇数出现，以保证光信号正确的输入和输出。


为什么使用Base-8架构？

随着现在收发器技术的进步，网络交换机供应商都使用以25GbE为基础的100GbE交换器组合，替代以10GbE为基础的交换机。这样将100GbE要求的20芯光纤减少到8芯。另外，现在对于单模/多模链路40GbE收发器在2芯和8芯方案都是可用的。同时，对于200GbE和400GbE，相似的方案现在都在发展中。最近，数据中心SAN网络光纤通道设备供应商正在128GFC上使用一个相似的方法，采用一个8芯 MTP的 SR4 传输。在关于收发器和大量交换机供应商讨论后，现在的方案（40/100GbE）和未来的方案（200/400GbE）都集中在双光纤和8芯并行方案，其中也有一些过渡的方案。

随着现在收发器和交换机供应商向2芯和8芯收发器发展的潮流，传统MTP方案需要优化。传统MTP方案基于12芯接头，它不能被8整除。基于这点，为了简化网络设计和运行，提高光纤的利用，减少花费和光链路上的衰减，一个基于8芯的架构可以提供最优方案。

Base-8架构的光纤利用 

Base-8架构是由8-芯为单元的主干光缆，4端口（8芯）的模块和8芯扇出跳线组成的。

自从并行多纤连接在12芯接头上使用8芯以后，关于base-12 架构是否使用中间4芯还是使用转换设备产生了争议。转换设备可以将两个12芯链路转换成三个8芯链路，为已部署的base-12的每24芯主干光缆提供三个并行链路，这个方案可以利用所有的光纤。采用Base-8架构就不需要使用转换设备。因为采用Base-8架构，从双光纤链路转换到并行多纤链路无需添加复杂的转换模块，这个转换只需要通过用MTP 适配器面板替代双光纤模块。MTP-MTP系列跳线为主干光缆和QFSP+收发器提供连接。在不需要转换模块和扇出跳线下，升级到并行多光纤链路时，Base-8架构的安装使100%光纤利用得以实现。 

本文中提供的产品清单（BOM）不包括配线架产品编号，因为每个项目的密度要求都不一样。要安装EDGE8模块，EDGE8扇出模块和EDGE8适配器面板需要配置EDGE8配线架。

产品清单中默认包括MTP到24英寸等长LC 扇出跳线。 

备注：EDGE8包括带针的主干光缆和不带针的模块，与不带针的主干光缆线和带针模块的EDGE 产品相反。EDGE8 模块和主干光缆不可以连接到EDGE 模块和主干光缆。EDGE8接头外观和EDGE不同。所有EDEG8产品或组件都有一个“8”，并且模块/面板如图4所示是灰色的。EDGE8托架可以安装在EDGE配线架内，来完成在以前安装好EDGE环境中实现EDGE8系统的安装，如图5所示。


随着市场上传输协议的广泛提供，有多个使用Base-8连接方案来建立网络架构的配置。本文通过提供连接双光纤和并行多光纤收发器需要的康宁光通信产品来帮助设计师设计系统。

双光纤传输链路（2芯到2芯）

在本章，我们会讨论那些连接两个双光纤收发器时需要的产品。这些协议包括但不局限于以下这些：10GBase-SR,10GBase-LR,10GBase-ER, 40GBase-BiDi, 40GBase-LR4, 40GBase-LRL4, 40GBase-UNIV, 40GBase-FR, 100GBase-LR4, 100GBase-ER4, 100GBase-CWDM4, 100GBase-BiDi,
1GFC, 2GFC, 4GFC, 8GFC, 16GFC, 32GFC, IB-1x-SX, IB-1x-LX, IB-4x-LX, IB-1x-DDRSX,
IB-1x-DDR-LX , IB-1x-QDR-SX, 和 IB-1x-QDR-LX.

双光纤直接连接方案

当直接连接一个SFP收发器到另一个SFP收发器，需要一个A-B类型双光纤缆线组装（跳线）。这种直接连接的方案只建议在一排机架或机柜中使用。图6显示2个SFP收发器被一个LC双光纤到LC双光纤的跳线相连接。


双光纤互联方案

结构化的布线方案允许在光纤网络的两端采用跳线连接。8到 144 芯 MTP 主干光缆（采用8光纤的分支）与连接到主干光缆末端的8芯模块连接。反转极性的LC Uniboot 跳线和有源设备连接。MTP 主干光缆的使用提供了稳定可靠的方案，可以允许光缆在线槽内敷设而不用担心主干光缆被压断造成光纤损坏。结构化的布线允许更简单的移动，增加和变化。图7描述了这个方案。


图8所示的方案也是一个互联的方案，但是在链路的一端敷设了一根8芯主干光缆。MTP适配器板和一根8芯扇出跳线代替了之前方案中的模块和LC双光纤跳线。这种布线方案在高密度端口的交换器连接时使用效果最佳。


双光纤交叉互联方案

双光纤传输链路的最后一个方案采用了结构化的交叉互联布线方案。这种方案可使用跳线在主配线区域（MDA）任何两个端口连接的最大灵活性。图9描述了双光纤连接的交叉互联方案。


并行多光纤光通信链路（8芯到8芯）

在这个部分，我们会讨论连接两个8芯收发器所需要的产品。这些协议包括但是不局限于以下：40GBase-SR4, 40GBasexSR4/，cSR4/eSR4, 40GBase-PLR4, 40GBase-PSM4, 100GBase-SR4, 100GBase-eSR4,100GBase-PSM4, IB-4x-SX, and IB-4x-DDR-SX.

并行多光纤直接连接方案

当直接连接一个QFSP+收发器到另一个QFSP+收发器，需要一根不带针的MTP到MTP B极性跳线。这种直接连接的方案只建议在一排机架或机柜中使用。图10显示了2个QFSP+收发器被一根不带针的MTP 8芯跳线相连接。


并行多光纤互联方案

接下来的方案与之前的类似，但是用8-144芯MTP 主干光缆线取代了8芯跳线。MTP 主干光缆的使用提供了稳定可靠的方案，可以允许光缆在线槽内敷设而不用担心主干光缆被压断造成光纤损坏。结构化的布线允许更简单的移动，增加和变化。图11描述了这个方案。


并行多光纤交叉互联方案

图12的方案使用了MTP 主干光缆来提供一个完全端口复制的交叉互联方案。这个方案允许所有的移动，增加和变化(MAC)在一个地点（通常是MDA）操作。使用带针的主干光缆，所有的跳线采用不带针的MTP，减少了订单和库存的复杂度。


并行多光纤到双光纤传输链路（8芯到2芯）

本章讨论不同的康宁光通信Base-8产品用于提供40GBase-SR4, 40GBase-xSR4/cSR4/eSR4的（比如40GbE收发器和10GbE收发器的光纤连接）光纤连接。 

直接连接方案（8芯到2芯）

当直接连接一个8芯收发器和四个相应的双端口时，需要一根8芯LC扇出跳线。这扇出跳线有4个LC双芯接头并且光纤会以规定的方式成对传输，确保正确的光纤极性。这种直接连接的方案只建议在一排机架或机柜中使用。图14显示了并行收发器连接到4个双端口收发器。


互联方案（8芯到2芯）

图15中的结构化的布线方案允许在光纤网络的两端采用跳线连接。QFSP+端采用A极性的不带针的MTP的跳线连接到主干光缆。10GbE端的通过EDGE8 模块和LC Uniboot 跳线连接。



图16中的布线方案用于有源设备在同一排时使用效果最好。它也是用于端口复制和8芯收发器到2芯跳线的优秀方案。这个方案通过减少一对MTP接头减少了系统损耗值，缺点是带尾纤模块的尾纤长度受限。 


图17描述了8芯到2芯的最后一种互联方案。使用这个方案的缺点是在SFP+端缺少灵活性，收发器端口必须在同一个位置。因为LC双芯尾纤的分支长度是一样的。但是这个方案非常容易从2芯到8芯的系统升级。连接到SFP+端口使用图中的8芯扇出跳线，使用8芯MTP 跳线从适配器面板连接到QFSP+端口，这样可以有一个混合配置的升级方案并且不需要改变适配器面板。



交叉互联方案（8芯到2芯）

连接QFSP+和SFP+的最后两个方案都是交叉互联但是在QFSP+端使用了不同的产品。图18的方案使用一个8芯带尾纤模块连接到QFSP+。这个模块的尾纤连接到有源设备并且把8芯收发器转成4个2芯收发器，这也叫做端口映射或者端口复制。使用带尾纤 模块的缺点是尾纤长度受限，它会使这个方案变成一个“长度受限”方案。
这个方案比典型的交叉互联方案有更少的插入损耗，因为减少了两个MTP。带尾纤模块连接到8芯模块，然后连接到主干光缆（或者链路主干）。主干光缆的另一端有一个模块和LC 跳线连接到SFP+端口。 


图19的方案和之前相类似，除了交叉互联不受距离限制。 带尾纤模块被8芯跳线，适配器面板，主干光缆和一个8芯模块替换。主干光缆可以敷设在线槽内保护光纤免受损伤并且用于配线区域之间的更长距离连接。


良好的网络应用建立在许多因素上，比如设计，设备位置，升级途径，成本，路径可用性等等。关于其他问题，欢迎联系康宁光通信部门。