====== Основные элементы оптических сетей и кабелей ======
Раздел посвящён выбору типов оптических волокон, характеристикам передатчиков, разновидностям кабелей и компонентам соединений, применяемым в архитектуре ЦОД.
Основное внимание уделено совместимости оптических линий с интерфейсами **10GBASE** и выше, структуре соединений **LC/MPO**, а также особенностям монтажа и обслуживания волоконно-оптических систем.
===== Критерии выбора волокна и модулей =====
==== Длина линии и тип модуля ====
Выбор типа волокна и модуля передачи (PMD) определяется требуемой длиной линии связи.
Типичные параметры по стандарту **IEEE 802.3 (10 GbE)**:
^ Стандарт IEEE 802.3 ^ Длина волны, нм ^ OM1 ^ OM2 ^ OM3 ^ Одномодовое волокно OS2 ^
| **10GBASE-SR/SW** | 850 | 33 м | 82 м | 300 м | — |
| **10GBASE-LX4** | 1310 | 300 м | 300 м | 240 м | 10 км |
| **10GBASE-LRM** | 1310 | 220 м | 220 м | 220 м | — |
| **10GBASE-LR/LW** | 1310 | — | — | — | 10 км |
| **10GBASE-ER/EW** | 1550 | — | — | — | 40 км |
Для типовых межстоечных соединений (до 125 м) оптимальным решением является **10GBASE-SR** с волокном **OM3/OM4**.
Для магистральных линий — **10GBASE-LR/LW** (10 км по одномодовой оптике).
==== Полоса пропускания и затухание ====
* Ширина модовой полосы (MHz·km) характеризует способность волокна передавать импульсы без искажений.
* Волокна **OM3 (2000 MHz·km)** и **OM4 (4700 MHz·km)** обеспечивают стабильную работу 10/40/100 GbE.
* Требуемые потери на тракт: ≤ 1 дБ (затухание волокна) + 1,5 дБ (на разъёмах).
==== Профиль преломления ====
Волокно с градиентным профилем показателя преломления должно максимально приближаться к параболической форме (параметр α ≈ 2), что уменьшает модовую дисперсию и повышает стабильность передачи.
===== Типы оптических кабелей =====
^ Тип кабеля ^ Назначение ^ Особенности конструкции ^
| **Simplex / Zipcord** | Соединение оборудования (патч-корды) | Одинарное волокно с аромидной защитой, для внутренних применений. |
| **Distribution** | Магистрали и стояки | Многоволоконный лёгкий кабель, требует оконцевания в муфте или корпусе. |
| **Breakout** | Подключение отдельных устройств | Несколько отдельных волокон в общем защитном кожухе, удобен для прямой оконцовки. |
| **Loose Tube** | Наружные трассы, трубопроводы | Волокна в гелевой или сухой защите, устойчивая конструкция, защита от влаги. |
| **Ribbon** | Высокая плотность портов | Плоские волоконные ленты (до 12 × 144), возможность массовой спайки. |
| **Armored** | Промышленные и защищённые зоны | Механически усиленная броня, защита от грызунов, требуется заземление. |
Для внутренних стоек и кроссов целесообразно использовать **distribution** и **breakout** кабели.
Для подземных и уличных трасс — **loose tube** или **armored**.
===== Компоненты соединений =====
==== Коннекторы ====
^ Тип ^ Особенности и применение ^
| **LC** | Компактный разъём (в 2 раза меньше SC), стандартизирован в **TIA FOCIS 10**, применяется в большинстве стоечных систем. |
| **MPO/MTP** | Многоволоконные коннекторы (12 / 24 / 72 волокна), стандарты **TIA FOCIS 5**, обеспечивают «plug-and-play» соединения. |
* **MTP®** — улучшенная версия MPO, полностью совместимая с ним.
* Используется для подключения модульных кассет, breakout-систем и магистральных транков.
* Разъёмы LC и MPO — основа современного ЦОД-патчкординга.
==== Методы оконцевания ====
flowchart LR
classDef big font-size:20px,stroke-width:1px,padding:6px;
A["Field termination (на объекте)"]:::big -->|Полевое полирование, склейка, сварка| B["Высокие трудозатраты, IL ↑"]
C["Pre-terminated (заводская)"]:::big -->|Заводская сборка MPO/LC, маркировка, IL ↓| D["Plug-and-play"]
^ Метод ^ Преимущества ^ Недостатки ^
| **Field termination** | Гибкость на месте монтажа | Высокие потери и трудоёмкость |
| **Pre-terminated** | Минимальные IL/RL, серийное качество | Требуется точное проектирование длин и точек установки |
Для ЦОД оптимальна **предзаводская сборка (pre-terminated)** — кассеты и магистрали с MPO/LC-коннекторами обеспечивают минимальные потери и быстрое развертывание.
===== Конструктивные элементы распределения =====
* **Корпуса и муфты** — защищают соединения и спайки, обеспечивают доступ с передней и задней стороны.
* **Распределительные панели** — формируют логические точки коммутации.
* **Кроссовые блоки** — обеспечивают маршрутизацию между магистралью и оборудованием.
* **Этикетирование и документация** — обязательны по **TIA-606**, включают обозначение кабелей, панелей, портов.
===== Планирование и обслуживание оптической инфраструктуры =====
Кабельное хозяйство ЦОД должно проектироваться с учётом возможного роста плотности портов, изменений в типах модулей и требований по охлаждению.
План миграции должен учитывать будущие скорости (40/100/400 GbE), типы волокон и совместимость коннекторов.
Рекомендации:
* Разрабатывать **план трассировки и маркировки** кабелей.
* Предусматривать запас длины для обслуживания.
* Использовать **OM4/OM5** или **OS2** для долгосрочной перспективы.
* Составлять ведомость портов и соединений в **Visio/Excel** с привязкой к стойкам.
Отказ от устаревшей PtP-модели и переход к структурированной, документированной СКС обеспечивает:
* возможность масштабирования без реконструкции;
* точный контроль потерь;
* минимизацию рисков при эксплуатации;
* рациональное использование оптических ресурсов.
===== Ключевые идеи =====
* Оптическая инфраструктура ЦОД должна проектироваться на основе IEEE 802.3 и TIA-942.
* Волокна **OM3/OM4/OS2** обеспечивают работу 10G–400G Ethernet.
* Предпочтение отдаётся **заводской оконцовке MPO/LC**, обеспечивающей минимальные потери.
* Правильный выбор кабеля (breakout, loose tube, ribbon) определяется длиной линии и условиями прокладки.
* Структурированные решения снижают риски, упрощают обслуживание и повышают энергоэффективность.