超越極限：MPO/MTP高效能數(shù)據(jù)中心布線技術(shù)

MTP（Multi-fiber Termination Push-on）和MPO（Multi-fiber Push On）是兩種多纖維連接器，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和高速網(wǎng)絡(luò)中。它們能夠同時連接多根光纖，從而提供高密度和高帶寬的光纖連接解決方案。

MTP是由US Conec公司開發(fā)的一種注冊商標(biāo)，而MPO則是由多個制造商生產(chǎn)的一種標(biāo)準(zhǔn)化接口。雖然兩者在功能上相似，但MTP連接器在設(shè)計上進(jìn)行了一些改進(jìn)，例如更好的插拔性能和更高的光學(xué)性能。

這些連接器通常用于支持現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中的40G和100G網(wǎng)絡(luò)傳輸，它們通過精確對齊多根光纖來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。MTP/MPO連接器可以一次性連接12根甚至更多的光纖，大大減少了空間占用和安裝時間。

隨著云計算和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，對數(shù)據(jù)中心的帶寬需求不斷增加，MTP/MPO技術(shù)因其高效率和可擴展性而變得越來越重要。未來，隨著光纖通信技術(shù)的進(jìn)步，MTP/MPO連接器可能會支持更高的數(shù)據(jù)速率，為全球數(shù)據(jù)傳輸提供更強的動力。

MTP/MPO種類

根據(jù)功能、極性、光纖芯數(shù)、光纖類型和護(hù)套等級，有多種MTP/MPO光纖可用于不同的應(yīng)用環(huán)境。

按功能

按功能可分為MPO/MTP跳線、MTP/MPO主干光纜、MTP/MPO分支光纜和MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜，是高密度布線網(wǎng)絡(luò)的理想選擇，可提供更好的網(wǎng)絡(luò)容量和靈活性。

MPO/MTP跳線

ADOP的MPO/MTP跳線廣泛用于數(shù)據(jù)中心，連接MPO/MTP光口光模塊，包括40G QSFP+ SR4光模塊、40G QSFP+ PSM4光模塊、120G CXP SR10/SR12光模塊、100G QSFP28 SR4光模塊、100G QSFP28 PSM4光模塊、200G QSFP56 SR4光模塊、200G QSFP56 DR4光模塊、200G QSFP-DD SR8光模塊、200G QSFP-DD PSM8光模塊、400G QSFP-DD SR8光模塊和400G QSFP-DD DR4光模塊等等。

其中，SR系列光模塊使用8芯、16芯、20芯或24芯的MPO/MTP OM3/OM4多模光纖跳線連接，而DR和PSM系列光模塊采用8芯或16芯MPO/MTP單模光纖跳線連接。

使用MTP/MPO跳線的400G-400G直接連接

MPO/MTP主干光纜

在光纖連接非常密集的數(shù)據(jù)中心中，通常使用MPO/MTP主干光纜來集中布線。通過使用適配器面板，把主干光纜連接到多條MPO/MTP跳線。

像MPO/MTP跳線一樣，MPO/MTP主干光纜也分為單模和多模，其中，多模在實際應(yīng)用中更廣泛。ADOP的MPO/MTP主干光纜最多可集成12條12芯或24芯MPO/MTP線纜，即最多144芯或288芯。

MTP/MPO分支扇出光纜

MPO/MTP分支扇出光纜主要用于低帶寬升級到高帶寬的場景。隨著數(shù)據(jù)中心的擴展，基本帶寬從10G升級到40G，或從25G升級到100G，甚至從50G升級到200G/400G。所有這些情況都需要使用MPO/MTP分支扇出光纜來將1個高速光模塊連接到4個或8個低速光模塊。

例如，可以通過8芯MPO/MTP轉(zhuǎn)4個雙工LC多模分支扇出光纜將1個100G QSFP28 SR4光模塊連接到4個25G SFP28 SR光模塊。同樣，通過8芯MPO/MTP轉(zhuǎn)4個雙工LC單模分支扇出光纜將1個100G QSFP28 PSM4光模塊連接到4個25G SFP28 LR光模塊。

由于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部連接相對較短，因此多模在實際應(yīng)用中得到了更廣泛的使用。另外，當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心基本上將LC用作單芯光纖連接器，因此，扇出端的單芯光纖連接器基本上都采用LC連接器。ADOP可提供OM3和OM4多模MPO/MTP分支扇出光纜，以及8芯、12芯或24芯的單模版本，滿足客戶的各種常規(guī)和特殊需求。

使用MTP/MPO分支扇出光纜的25G-100G直接連接

MPO/MTP直接扇出光纜

MPO/MTP直接扇出光纜除了通常在MPO/MTP插入式盒中使用外，其應(yīng)用場景與分支扇出光纜相似。

MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜

MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜與MTP/MPO扇出光纜具有相同的扇出設(shè)計，但光纖數(shù)量和類型不同。它們的兩端都用MTP/MPO連接器端接。具體地，常用的MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜有24芯轉(zhuǎn)2×12芯、24芯轉(zhuǎn)3×8芯、2×12芯轉(zhuǎn)3×8芯。這些連接消除了光纖浪費，并大大增加了現(xiàn)有12芯和24芯MTP/MPO布線系統(tǒng)的靈活性。

使用MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜的40G-120G直接連接

按極性

關(guān)于MPO/MTP極性的問題，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員可以通過選擇正確的MTP線纜、MTP連接器、MTP配線盒和光纖跳線來解決。根據(jù)TIA 568標(biāo)準(zhǔn)，有三種不同的極化方法適用于不同的情況來滿足不同的應(yīng)用需求。

方法A：使用A類線纜，一端帶有鍵向上的MTP連接器，另一端帶有鍵向下的MTP連接器，保持光纜兩端的光纖在同一位置。

方法B：使用B類線纜，兩端使用鍵向上連接器，導(dǎo)致光纖位置在每一端都顛倒。

方法C：使用C類線纜，一端的每對相鄰光纖都在另一端翻轉(zhuǎn)。

為了確保極性的正確性，需要使用合適的跳線來實現(xiàn)光纖鏈路的連接。例如，A到B型LC/SC雙工跳線是將Tx端口映射到Rx端口的標(biāo)準(zhǔn)交叉線，通過翻轉(zhuǎn)，保證了跳線極性的正確性。

12芯MTP/MPO光纜極性

按光纖類型

MTP/MPO光纜分為多模OM3/OM4和單模OS2光纜。多模OM3/OM4 MTP/MPO光纜主要用于短距離，例如建筑物或校園內(nèi)，在40Git/s的最大傳輸距離為100m（OM3）或150m（OM4）。OS2 MTP/MPO單模光纜適用于遠(yuǎn)距離傳輸，并廣泛部署在運營商網(wǎng)絡(luò)，城域網(wǎng)和PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）中。模態(tài)色散較小時，OS2的帶寬高于OM3/OM4。

按護(hù)套等級

根據(jù)不同的防火等級要求，MTP/MPO護(hù)套分為LSZH（低煙零鹵素），OFNP（光纖非導(dǎo)電性，夾層），CMP（通信多用途光纜，夾層）等。LSZH MTP/MPO光纜不含鹵化物類材料（燃燒時有毒和腐蝕性），由于在火災(zāi)中對人員和設(shè)備提供了更好的保護(hù)，因此非常適合用于密閉場所。OFNP MTP/MPO光纜不包含導(dǎo)電元件，并且設(shè)計具有最高防火等級，可以安裝在管道以及其他用于建筑物通風(fēng)的空間中。CMP MTP/MPO光纜可以限制火災(zāi)中的火焰?zhèn)鞑ズ蜔煔馀欧潘俾?，適用于通風(fēng)空間，在通風(fēng)空間中，供暖和空調(diào)系統(tǒng)的空氣流通十分便利。

按光纖芯數(shù)

常用MTP/MPO有8/12/24光纖。12光纖MTP/MPO光纜是10G-40G，40G-100G連接中最早開發(fā)和最常用的解決方案。但是，當(dāng)使用它連接40G QSFP +模塊或100G QSFP28模塊時，將不使用中間的4根光纖，從而導(dǎo)致光纖利用率比8芯光纜低得多。8光纖MTP/MPO光纜系統(tǒng)可以傳輸與12光纖相同的數(shù)據(jù)速率，但成本和插入損耗更低，從而使其成為更具成本效益的解決方案。24芯MTP/MPO光纜通常用于在CFP和CFP光模塊之間建立100GBASE-SR10連接或400G連接，它允許使用已批準(zhǔn)的100GBASE-SR10光纖技術(shù)。

與MPO/MTP線纜配套使用產(chǎn)品

MPO/MTP轉(zhuǎn)接盒配線盒

2個MPO/MTP至12個雙工LC轉(zhuǎn)接盒

ADOP的MPO/MTP轉(zhuǎn)接盒主要用于多芯光纖連接器（MPO/MTP）和單芯光纖連接器（LC/SC）之間相互轉(zhuǎn)接（例如1個MPO12轉(zhuǎn)12個LC、1個MPO24轉(zhuǎn)24個LC、2個MPO12轉(zhuǎn)24個LC），或高芯MPO/MTP和低芯MPO/MTP之間的轉(zhuǎn)接（例如1個MPO24轉(zhuǎn)3個MPO8、2個MPO12轉(zhuǎn)3個MPO8）。

MPO/MTP配線架

1單元3插槽MPO/MTP配線架

ADOP的MPO/MTP配線架是標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機架式設(shè)計，用于容納MPO/MTP轉(zhuǎn)接盒，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)空間并實現(xiàn)MPO/MTP高密度布線的快速部署。機架正面提供3個、4個或12個插槽，每個插槽可容納1個MPO/MTP轉(zhuǎn)接盒。憑借高度集成的設(shè)計和制造能力，起浪光纖可以為客戶定制具備最佳的性能和可靠性的MPO/MTP配線架。

MPO/MTP環(huán)回

MPO/MTP環(huán)回

ADOP的MPO/MTP環(huán)回組件用于MPO/MTP鏈路測試。通過在一個MPO/MTP連接頭內(nèi)創(chuàng)建從收發(fā)到接收的信號環(huán)路，形成完整的光鏈路，可以逐段測試光網(wǎng)絡(luò)。該產(chǎn)品提供了一種測試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的傳輸能力和接收器靈敏度的有效方法。

MPO/MTP極性檢測儀

ADOP的MPO/MTP極性檢測儀用于檢測MPO/MTP多模光纜（4芯、8芯和12芯）的極性和連接狀態(tài)，通過用戶界面（GUI）顯示MPO/MTP光纜的連接狀態(tài)。可以檢測到的最大長度為450米。在近距離檢查模式下，單次檢測時間少于1秒；在遠(yuǎn)距離檢查模式下，單次檢測時間不到4秒。該產(chǎn)品可以在沒有USB電源的情況下連續(xù)工作20多個小時。

了解了MPO/MTP線纜及其配套產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品組合可以滿足數(shù)據(jù)中心不同的傳輸需求，以下是基于常用的8/12/24光纖的MTP/MPO組合方案。

Base-8/12/24MTP/MPO光纜組合方案

Base-8 MTP/MPO光纜布線

有基于Base-8 MTP/MPO光纜的三個主要傳輸鏈路，即雙工光纖傳輸鏈路，并行光纖傳輸鏈路，與雙工并行光纖傳輸鏈路。在這里，我們將從三個方面分別說明其應(yīng)用。

用于雙工光纖連接的Base-8 MTP/MPO光纜

雙工光纖傳輸鏈路通常使用雙工互連解決方案。如下圖所示，結(jié)構(gòu)化布線解決方案允許在10G雙工LC光網(wǎng)絡(luò)的兩端連接。該解決方案在鏈路的一端部署了8芯MTP/MPO-LC配線盒，MTP/MPO適配器面板和另一端的8芯MTP/MPO-LC分支光纜連接。

MTP/MPO適配器面板和8芯MTP/MPO-LC扇出光纜也可以替換為8芯MTP/MPO-LC配線盒和雙工LC光纖跳線。中間部署的MTP/MPO主干光纜可與多個8芯連接器一起使用。也就是說，總光纖數(shù)可能是8、16、32等。使用MTP/MPO主干光纜提供了一種可靠的解決方案，允許將光纜放置在MPO/MTP配線架中，而不必?fù)?dān)心主干光纜會被壓碎，損壞光纖。使用這種結(jié)構(gòu)化布線，可以輕松地在整個鏈路中刪除或添加組件。由于鏈路的兩端使用LC-LC雙工連接，因此該解決方案可以視為Base-8 MTP/MPO光纜中的2芯到2芯解決方案。

用于并行光纖Base-8 MTP/MPO光纜

并行光纖傳輸鏈路可以分為兩個主要解決方案。兩端的鏈路可以使用8芯到8芯連接、20芯或24芯連接。

8芯到8芯連接

最簡單的Base-8 MTP/MPO并行光纖傳輸鏈路是在跳線兩端直接連接兩個QSFP28光模塊（如100G QSFP28 SR4）。（僅建議在給定的機架或機柜中短距離內(nèi)使用這種類型的直接連接。）

當(dāng)然，您可以使用MTP/MPO主干光纜和MTP/MPO適配器面板將其替換為8芯MTP/MPO光纜，從而將此升級為耐用的8芯解決方案，允許將光纜放置在MPO/MTP配線架中，而不必?fù)?dān)心主干光纜被擠壓。使用主干光纜，可以支持更多的QSFP28光模塊和100G鏈路。

20芯或24芯連接

Base-8 MTP/MPO光纜還可以用于連接兩個20芯或24芯的光模塊，例如100G CFP SR10。下圖為基于Base-8 MTP/MPO的分支光纜解決方案，該解決方案提供了從一個100G CFP到另一個100G CFP光模塊的連接（或20芯到20芯連接）。它使用24芯MTP/MPO轉(zhuǎn)3*8芯MTP/MPO分支光纜，以通過Base-8 MTP/MPO光纜傳輸信號。

用于雙工并行光纖連接的Base-8 MTP/MPO光纜

并行到雙工的光纖傳輸鏈路也可以分為兩個主要解決方案。兩端的鏈路可以使用8芯轉(zhuǎn)2芯連接，20芯轉(zhuǎn)2芯連接。

8芯轉(zhuǎn)2芯連接

最常見的8芯轉(zhuǎn)2芯連接是40G-10G和100G-25G傳輸。這是Base-8 MTP/MPO光纜的直接連接解決方案。

僅建議在同一機架或機柜中的短距離內(nèi)使用這種直接連接。對于更長的距離，可以在鏈接的兩端使用MTP/MPO適配器面板和MTP/MPO-LC配線盒，中間使用MTP/MPO主干光纜。

20芯轉(zhuǎn)2芯連接

并行到雙工的光纖傳輸鏈路可以通過20芯到2芯的連接來實現(xiàn)，如下所示：

在此解決方案中，使用24芯MTP/MPO分支光纜和MTP/MPO-LC配線盒連接100G CFP光模塊和十個10G SFP+光模塊。24根光纖分為三個MTP/MPO-8連接器，因此可以通過十根雙工LC光纜進(jìn)行傳輸，從而在整個鏈路中實現(xiàn)20芯到2芯的連接。

Base-8 MTP/MPO光纜能走多遠(yuǎn)？

綜上所述，在雙工、并行以及雙工并行光纖傳輸鏈路中，有各種Base-8 MTP/MPO光纜解決方案可用。Base-8連接可實現(xiàn)精簡數(shù)據(jù)中心，而無需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)布線。通過使用多個配套連接的設(shè)備，它可以提高網(wǎng)絡(luò)效率，并降低將Base-12系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為Base-8系統(tǒng)的成本。Base-8連接可以輕松用于雙芯光模塊系統(tǒng)（Base-2系統(tǒng)）。它為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)連接提供了更大的靈活性，進(jìn)一步消除了的兼容性問題。

Base-12 MTP/MPO光纜布線

Base-12 MTP/MPO光纜使用基于12芯和12芯MTP光纖連接器增量的光纖鏈路。Base-12出現(xiàn)在Base-8之前。因此，它仍然是MTP布線系統(tǒng)中的主流。以下是兩種典型的Base-12MTP布線解決方案：

Base-12 MTP/MPO光纜通常用作雙工主干，如下圖，兩個Base-12 MTP/MPO主干光纜組合在一起以支持24芯LC配線盒（12個雙工端口）。

轉(zhuǎn)換電纜可以代替配線盒，并直接與MPO-12主干光纜連接，以提供與配線盒相同的功能。它們可提供更高的面板密度并降低網(wǎng)絡(luò)通道中的連接數(shù)，這與光纜管理要求吻合。MPO/MTP組件和配線盒可以按各種組合搭配以適配所支持的應(yīng)用。

在相對較小的網(wǎng)絡(luò)（例如10G連接）中，Base-12和Base-8 MTP光纜都可以無縫轉(zhuǎn)換為Base-2光纜。但是，對于更大的網(wǎng)絡(luò)（例如40G，100G甚至400G連接），由于使用8芯光模塊部署了更多的40G和100G鏈路，Base-8解決方案將獲得更廣泛的市場認(rèn)可。使用400G QSFP-DD光模塊和MTP-16主干光纜的400G直接連接也是如此。此外，由于一個24芯MPO可以分解為三個8芯MPO，所以8芯光纜可以與24芯光纜配合使用，而Base-12連接對于8芯光模塊系統(tǒng)并不是最佳選擇。

Base-24 MTP/MPO光纜布線

Base-24 MTP/MPO光纜是基于24芯MTP光纖連接器或基于24芯增量的光纖鏈路的最佳解決方案。在Base-24系統(tǒng)中，每個Base-24連接器或MTP-24連接器都提供24根光纖，并提供了比三個MTP-8連接器或兩個MTP-12連接器更高的密度。

隨著網(wǎng)絡(luò)需求增長到200G或400G，傳統(tǒng)的Base-2光纜系統(tǒng)在某種程度上傾向于轉(zhuǎn)換為Base-24 MTP光纜。由于雙纖雙工LC端口占用的空間與單個MTP端口的空間相同，而MTP端口最多可通過MTP-24連接器包含24條光纖，從而提供更高的連接密度。借助MTP-24連接器，可為數(shù)據(jù)中心提供各種Base-24 MTP光纜解決方案。以下是四種典型的Base-24 MTP布線解決方案：

解決方案1：具有MTP交叉連接的MTP-24雙工應(yīng)用

如下圖所示，MTP-24主干光纜可以連接到24芯MPO-LC配線盒，從而實現(xiàn)從Base-24到Base-2的轉(zhuǎn)換。使用這種MTP-24主干可以獲得的端口密度分別是MTP-8和MTP-12主干的兩倍和三倍。此外，使用MTP-24的144芯主干光纜所占的面積比MTP-12少約30％，這使得MTP-24主干在高密度應(yīng)用中更受歡迎。

解決方案2：具有LC交叉連接的MTP-24雙工應(yīng)用

與具有MTP交叉連接的MTP-24雙工應(yīng)用不同，此Base-24光纜解決方案在中間使用兩個附加的LC-LC跳線連接，在沒有其他MTP-24主干光纜的條件下，可以提高網(wǎng)絡(luò)靈活性。支持雙工LC，此設(shè)計在光纖上提供雙工和并行配置。

解決方案3：使用轉(zhuǎn)換光纜連接MTP-24

實際上，解決方案1中的MTP-LC配線盒可以用MTP/MPO轉(zhuǎn)換光纜代替，如下圖所示。此更改大大增加了面板連接密度。在這種新解決方案中，可以用容納8個MTP端口的適配器替換12端口雙工LC模塊（或MTP-24轉(zhuǎn)12x LC雙工MTP配線盒）。因此，8個MTP-24連接器/主體可以在同一模塊空間中支持總共192條光纖。與相同模塊空間中的MTP-8端口相比，MTP-24解決方案的面板密度是QSFP應(yīng)用的三倍。

解決方案4：并行應(yīng)用中的MTP-24 MTP布線

與MTP-8或MTP-12系統(tǒng)相比，MTP-24系統(tǒng)還可以支持更廣泛的并行應(yīng)用。例如，MTP-24為100G SR-10應(yīng)用提供10*10G的直接連接。即使某些供應(yīng)商已將100G SR-10應(yīng)用擴展到120G（超過12x 10G），Base-24 MTP光纜也可以輕松處理。

在120G并行應(yīng)用中，可以將120G端口配置為12條單獨的10G鏈路，以通過MTP-24與12條雙工LC扇出光纜進(jìn)行連接。它們可以分為三個用于網(wǎng)絡(luò)交換機連接的40G鏈路。這些應(yīng)用最好由MTP-24主干和MTP-24扇出支持。

結(jié)論

綜上所述，使用MTP-24連接器的Base-24 MTP/MPO光纜也許是部署并行和雙工光纖應(yīng)用的最經(jīng)濟有效的解決方案。與三個MTP-8連接器或兩個MTP-12連接器相比，MTP-24連接器提供了更高的光纖密度，并縮短了有關(guān)MTP系統(tǒng)安裝的清潔和檢查時間。

MTP/MPO光纜在數(shù)據(jù)中心的高密度布線中廣受好評，因為它們能夠在單個接口中容納多根光纖，從而大大增加了網(wǎng)絡(luò)容量，節(jié)省了很多空間并簡化了光纜管理。由于在光纜功能，極性，光纖芯數(shù)，光纖類型和護(hù)套等級方面有多種MTP/MPO光纜可用，因此在選擇合適的MTP/MPO光纜解決方案時最好考慮特定的需求。

題外

ADOP公司，全稱前沿光學(xué)科技有限公司（Advanced Optical Networking, ADOP），是一家專注于AI光交換設(shè)備和配件領(lǐng)域的供應(yīng)商。公司利用InfiniBand和RoCE（RDMA over Converged Ethernet）架構(gòu)，為全球客戶提供成熟、可靠、高效的光互聯(lián)產(chǎn)品和解決方案。ADOP的使命是通過創(chuàng)新技術(shù)，加速數(shù)據(jù)中心的性能，支持高性能計算（HPC）、人工智能（AI）、機器學(xué)習(xí)（ML）和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)應(yīng)用。

公司的產(chǎn)品線包括光纖通信設(shè)備、光纖傳輸平臺、無源波分復(fù)用器、線路保護(hù)器、光纖放大器、色散補償器、衰減器、光纖交換機、光模塊和高速線纜等。ADOP還提供多種解決方案，如光傳輸網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、無線與移動網(wǎng)絡(luò)、多分支網(wǎng)絡(luò)、云托管網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線等。

ADOP公司自2013年成立以來，已經(jīng)在全球多個國家和地區(qū)成功部署其產(chǎn)品，并獲得了多項國際質(zhì)量管理體系認(rèn)證。公司的團隊由行業(yè)資深專家組成，他們在光通信技術(shù)和InfiniBand及RoCE技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展上擁有豐富的經(jīng)驗

審核編輯 黃宇