Это старая версия документа!
Содержание
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
| 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.