應用大容量光纖配線架的思考

文｜德特威勒電纜系統（上海）有限公司 曾松鳴

在綜合布線的眾多產品中，如果按照信息傳輸繼續劃分，可以分為傳輸部件和支撐部件。所謂傳輸部件是指直接參與信息傳輸的部件，例如：雙絞線、光纜、模塊（如：RJ45模塊、非RJ45模塊、5對連接塊、10對模塊等）、跳線、尾線（如：光纖尾纖、雙絞線尾線）等，即信息流經過的部件；另一類產品則是支撐部件，它們的作用是保護纜線不受傷害、將各類模塊安裝到指定位置、標明部件和傳輸的性質和作用等，例如：86型面板的作用是支撐模塊，同時封閉墻面，使埋藏在墻內的雙絞線/光纜不會暴露在外，即不會受到傷害，這是確保纜線壽命的重要手段之一。

光纖配線架是綜合布線行業中重要的支撐部件，它的主要作用是保護光纜中的纖芯不受傷害，同時為光纖耦合器提供支架，當然還有接地、標識管理等許多功能沒有詳述。早期的光纖配線架多在19英寸1U的寬度和高度限制的尺寸內，可以擺放12個至24個光纖耦合器，容納12芯至48芯光纖（例如：使用ST或SC時，為每個光纖耦合器容納1芯光纖；使用雙芯LC或MTRJ時，每個光纖耦合器可以容納2芯光纖），那時的綜合布線系統光纜容量一般不超過24芯。隨著數據中心、服務器托管、超大型的建筑物等概念逐漸為人們所接受，綜合布線系統中單根光纜的容量越來越大，也就導致光纖配線架的容量越來越大。

光纖是傳輸高速、超高速信息的介質，光纜是保護光纖纖芯的重要手段，一旦光纜的護套層被剝離，其中脆弱的纖芯立即暴露在人們面前，稍不小心就可能會造成纖芯損壞，以致信息傳輸中斷。為了保護光纜兩端的纖芯不受傷害，兩端配用光纖配線架是重要的一環，而在工程配置光纖配線架時，有一項重要的要求值得考慮：“一個光纖配線架可以容納多根光纜，一根光纜只能進一個光纖配線架”，前半句容易理解，后半句的含義則是：光纜一端的光纖剝離后，從剝離點開始就可能會受到外力的傷害，所以一根光纜只能是進入一個光纖配線架后，才能剝離出光纖纖芯。

對于48芯以下的光纜，產品的選型十分簡單：選擇1U高度的光纖配線架即可。對于大于48芯的光纜，這個問題就造成了一系列光纖配線架的出現，有96芯的高密度配線架、144芯、288芯的4U/5U光纖配線架，有1U高度的832芯MPO光纖配線架等，核心的目的都在于用一個光纖配線架容納一根或多根大芯數的光纜，其次是縮小光纖配線架所占用的空間?？墒?，目前48芯以上的光纜芯數可以達到多少種？常規的有72芯、96芯、144芯、192芯、288芯，另外就能夠看到的資料而言，德特威勒公司還有586芯光纜、康寧還有832芯光纜……，隨著信息傳輸應用的不斷升級，更大芯數光纜進入市場不可避免，那么我們是不是要為各種光纜單配一種光纖配線架？

從幻想來說，制造一個大于1000芯的、可以包含各種光纖耦合器的光纖配線架將能夠滿足全部需求。盡管幻想是現實的前奏曲，可這一幻想在市場上無法成行：1000芯的光纖配線架需要占用多大的空間？它的造價會是多少？有多少次會用到這樣大芯數的光纖配線架？這些邊界條件導致了這一產品在大多數情況下只是櫥窗中的樣品、手冊中的圖片。對于綜合布線系統的產品設計人員來說，真正開發的產品是能夠符合應用需求，在未來或者現在有銷量的產品。

現在的光纖配線架有兩種思路，一是大容量，一是高密度，而后者在廠商推出的產品中占主流。所謂大容量，就是能夠容納大容量的光纜，而其標簽標識、使用方便程度、造價都采用人們最習慣的方式，目前這一思路的產品一直在向高度上發展，因為寬度為19英寸已經固定，想要容納更多的光纖耦合器，就得向高度上發展，可帶來的問題是搬運和安裝都會隨著高度的增加而越來越不方便。高密度是在看到了大容量的問題后形成的思路，既然高度增加不是好的辦法，那利用縮小光纖耦合器之間的間距，將高度降下來，可問題也同樣出現：安裝和維護人員一般為男性，很少有“纖纖玉指”，想要在排列得幾乎沒有間距的配線架內安裝和維護，就變成了專業人士的“專項”。

預端接光纜的推出解決了安裝的問題，將一根光纜的兩端在工廠中做好光纖尾纖，到了光纖配線架內，只要將尾纖插入耦合器即可，簡單、方便。為此大容量的12芯MPO光纖耦合器、MPO-LC的光纖耦合器轉換盒也就隨之出現，在光纖配線架內一次插拔尾纖就可以完成12芯光纖的連接，而在光纖配線架的正面，則借助于MPO-LC的光纖耦合器轉換盒仍然提供LC的跳線連接。

這一方式是否達到了最佳？應該看到這些方式中仍然存在不足：其一，常規的大容量光纖配線架為了滿足市場的“工程性價比”需求，需要廠商配備各種芯數的光纖配線架，導致每一品種的銷量下降，造成“產品性價比”不佳；其二，常規的高密度光纖配線架沒有保留可由用戶自定義標簽空間，剝奪了客戶個性化需求的權利。如果使用標簽紙貼在配線架正面，則美觀（容易歪斜）和永固性（難以保證標簽紙能夠粘連20年）都無法得以滿足；其三，光纖耦合器轉換盒屬于傳輸部件，自身包含光纖端接損耗，如果兩端各設1個，則光纖損耗不能完全忽略不計；其四，隨著40G/100G光纖以太網標準的頒布，MPO的用量將會從現在的減少空間尺寸轉而成為最重要的光纖傳輸支持部件，所以基于LC的光纖配線架將不是未來光纖配線架的唯一選擇。

基于上述分析，筆者對光纖配線架的其中一個思路是：仍然走大容量光纖配線架的道路，但光纖耦合器轉向MPO，使用MPO光纖尾纖與光纜連接或使用MPO-LC光纖跳線與交換機或服務器連接。

以德特威勒公司靈易系列通用配線架為例，它的主特點是通用性：什么樣的模塊，光纖耦合器都可以安裝，同時還可以通過空白模塊框架提供對其他行業的連接器件（如：音頻、視頻、投影機等）的支持。而其中的一項支持就是具有MPO模塊框架，在一個24口1U高度的配線架尺寸內可以安裝24個MPO。如果以每個MPO容納12芯為例，就可以在1U高度內支持288芯光纖。而這款配線架架體自帶有機玻璃標簽框、每個模塊框架自帶有機玻璃標簽框、每個模塊框架可以為了維護從正面拆卸、所用模塊框架的尺寸同時兼容于同系列面板/光纖配線架和同系列地面插座盒等功能，為客戶提供了自定義標簽的權利，并保證了安裝和維護的便捷性。

當接入1根288芯光纜時，可以選擇兩種方案：一是采用預端接光纜，在288芯光纜的兩端預端接24個12芯MPO光纖連接器，在24口通用配線架的背后固定插入MPO光纖耦合器即可；二是采用MPO尾纖，在24口光纖配線架內熔接到光纜上，然后將光纖連接器插入光纖配線架正面的MPO耦合器上。前一種方式適合于數據中心內列頭柜到服務器機柜之間的水平布線，后一種方式適合于數據中心內的主干布線和智能建筑中的垂直主干和建筑群主干。而最大的好處是配線架正面不屬于高密度，配線架內部只有少量的光纜，簡潔明快、實用靈活，同時減少了因光纖耦合器轉換所帶來的附加傳輸損耗。

由于現在流行的MPO只有12芯，所以在1U高度內為保證客戶的使用權利，只能安裝24個MPO，即最大只能容納288芯，盡管這已經是綜合布線行業中容納芯數的最高數值之一，但作為設計人員，仍然希望能夠提高芯數。根據MPO的發展趨勢，24芯、48芯、72芯MPO即將進入綜合布線領域，而它們的外形機械尺寸不變，這就意味著這樣簡潔的1U配線架結構最終可以支持576芯、1152芯乃至1728芯，這已經超過了光纜的芯數，成為了光纖配線架設計時的理想值。

當配線架正面的光纖耦合器采用MPO，而當前的服務器、網絡交換機普遍沒有采用MPO，是否會造成連接不方便？應該說不會，就常規的光纖跳線而言，除了有STST、SC-SC、LC-LC的光纖跳線以外，為了滿足網絡交換機、服務器上的光纖連接器與配線架的光纖連接器不相同的矛盾，便于交換機、服務器的靈活更換，還應用了許多兩端的光纖連接器不相同的光纖跳線，如ST-SC、SC-LC等。同理，一根12芯MPO-LC光纖跳線可以使用1個MPO插入光纖配線架，而分出的6個雙芯LC光纖連接器則分別插入6個交換機或服務器的網絡接口中。

與2芯跳線不同的是，2芯跳線對應的是一收一發的光纖信道，一根跳線損壞時僅需更換一根跳線，而一根12芯MPO跳線中的一芯發生故障時，其余的5個光纖信道并沒有出現故障，如果一芯故障就對6個信道進行重新插拔跳線，從應用角度上可行。這個問題容易解決：在MPO跳線使用時不需全部使用，預留冷備份跳線纖芯，萬一發生故障時更換故障纖芯即可。冷備份看起來利用率下降，其實在交換機、服務器中都有熱備份和冷備份，甚至是冗余的設計，在光纖纖芯的工程設計時也經常選擇有備份纖芯，所以光纖跳線中有備份纖芯不足為怪，它是工程設計時對現有設計方法的提升。

采用MPO作為光纖配線架正面的光纖耦合器，事實上已經有部分布線廠商采用。本文只是基于筆者的思路，從產品構思的角度提出對光纖配線架的認識、理解、分析和預估而已。