拆分與 MPO 佈線:極性、Base-8/12/16 與針位
並行光學把鏈路的難點從模組轉移到了線纜上。一個 400G DR4 端口需要八根光纖以正確的順序到達,具有正確的研磨方式和正確的連接器性別;一個 4 × 100G 拆分需要遠端是四個獨立的端口。並行光學中大多數「鏈路不通但模組正常」的案例都出在佈線上——本頁給出相關規則。
拆分:哪些端口可以拆
| 父端口 | 拆分選項 | 要求 |
|---|---|---|
| 40G QSFP+(SR4、PSM4、CR4) | 4 × 10G | 並行光學或拆分型 DAC/AOC;主機支援 |
| 100G QSFP28(SR4、PSM4、CR4) | 4 × 25G、2 × 50G | 同上;每通道 FEC 一致 |
| 100G QSFP28(LR4、CWDM4) | 不支援 | WDM 光模組無法拆分 |
| 200G QSFP56(SR4、DR4、CR4) | 4 × 50G、2 × 100G | — |
| 400G QSFP-DD / OSFP(DR4、SR8、CR8) | 4 × 100G(DR4 → 4 × 100G DR)、8 × 50G、2 × 200G | CMIS 應用列表中需列出該拆分;主機拆分配置 |
| 400G FR4 / LR4 | 不支援 | WDM |
| 800G OSFP(DR8、2×DR4、2×FR4) | 2 × 400G、8 × 100G、4 × 200G | 雙端口模組以兩個邏輯端口呈現 |
規則:父端口必須是並行的(每通道一對光纖);主機必須支援該端口的拆分(通常只在部分端口上支援,或需要禁用相鄰端口);每個子端口的速率和 FEC 必須與遠端一致;對於 CMIS 模組,拆分必須是已聲明的應用(速率與傳輸速度、 CMIS)。DR4 拆成四個 DR 模組可以正常工作;拆成四個 FR1 模組則不行(波長/傳輸距離等級不同)。
MPO 連接器基礎
| 屬性 | 選項 | 規則 |
|---|---|---|
| 光纖數量 | MPO-12(用 8 或 12 芯)、MPO-16、MPO-24 | SR4/DR4/PSM4 使用 12 芯中的 8 芯;SR8/DR8 使用 MPO-16(或 2 × MPO-12) |
| 研磨方式 | UPC(多模及部分單模)、APC(所有單模並行:PSM4、DR4、DR8) | APC 絕不能與 UPC 對接 |
| 性別 | 帶針(公頭)/ 不帶針(母頭) | 光模組是帶針的 → 插入模組的跳線是不帶針的;主幹纜和配線盒後端口是帶針的;每次對接只能有一側帶針 |
| 鍵位 | key-up / key-down | 決定光纖位置編號;極性方法依賴於此 |
| Base 規格 | Base-8、Base-12、Base-16 | 主幹纜和配線盒的光纖分組;必須與光模組的通道數匹配 |
連接器細節和研磨方式顏色見:連接器與光纖。
極性方法(TIA-568)
目標很簡單——第 n 通道的 Tx 必須到達第 n 通道的 Rx——但一條主幹纜、兩個配線盒或適配器以及兩根跳線,每一段都可能翻轉順序,也可能不翻轉。
| 方法 | 主幹纜 | 跳線 | 配線盒/適配器 | 說明 |
|---|---|---|---|---|
| A | 直連(key-up 對 key-down),光纖 1 → 1 | 一根直連(A-to-B),一根翻轉(A-to-A)於一端 | key-up/key-down 適配器 | 雙工翻轉在一根跳線內完成;兩根跳線類型相同時容易出錯 |
| B | key-up 對 key-up,光纖 1 → 12(成對反轉) | 兩根均直連 | key-up/key-up | 並行光學最常用(SR4/DR4 直連 MPO-to-MPO);所有組件相同 |
| C | 成對翻轉(1↔2、3↔4……) | 兩根均直連 | — | 僅用於雙工拆分;不適用於並行 8 芯通道 |
對於並行光學(MPO 到 MPO、模組到模組),全程使用方法 B:主幹纜 B 型,跳線也 B 型。在 B 型信道中混入 A 型跳線會使每個通道都落在錯誤的光纖上——四個通道全部變暗,雙向皆如此(物理不匹配)。
Base-8 與 Base-12 與 Base-16
- Base-12——傳統 MPO-12 主幹纜,使用全部 12 芯光纖,用於雙工拆分(6 對)。SR4/DR4 只用 8 芯 → 每條主幹纜浪費 4 芯。
- Base-8——MPO-12 連接器,配置 8 芯光纖,主幹纜按 8 的倍數組織;與 40G/100G/400G 4 通道光模組 1:1 對應。轉換模組或轉接線可將 Base-12 主幹纜連接到 Base-8 光模組。
- Base-16——MPO-16,用於 SR8/DR8/800G;單模用 APC。與 MPO-12 不兼容,需借助轉接線。
結構化佈線模式
| 模式 | 組件 | 典型用途 |
|---|---|---|
| MPO 直連 MPO | 一根 B 型主幹纜或跳線 | 機櫃內並行鏈路、脊層佈線 |
| 主幹纜 + 配線盒 | MPO 主幹纜,兩端 MPO-to-LC 配線盒 | 雙工光模組經並行骨幹網 |
| 主幹纜 + 拆分轉接線 | MPO 主幹纜,MPO-to-4×LC 雙工轉接線 | 從一個 100G SR4 端口拆出 4 × 25G 到四個 SFP28 端口 |
| 轉換配線盒 | Base-12 主幹纜 → Base-8 MPO 端口 | 複用 12 芯佈線系統承載 8 芯光模組 |
| 拆分型 DAC/AOC | 一端 QSFP,四端 SFP | 機櫃內拆分,無需光纖佈線系統 |
配置與驗證
- 在父端口上配置拆分(因 NOS 而異;通常需要重啟或會禁用相鄰端口),並將子端口的速率/FEC 設定為與遠端匹配。
- 檢查模組是否聲明了該模式(QSFP28:並行 PMD 代碼;CMIS:應用列表)——Check transceiver。
- 檢查並清潔每個 MPO 端面(APC 使用 APC 檢測鏡)。
- 在兩端驗證每通道的 Rx 光功率——某一通道為 −40 dBm 而其他正常,說明存在極性或斷通道問題(逐通道診斷)。
- 如果通道被交換,用可見光故障定位儀沿信道追蹤極性。
常見故障
| 現象 | 原因 |
|---|---|
| 所有通道雙向均不通 | B 型信道中混入 A 型跳線;帶針對帶針不匹配 |
| 通道 1↔4 交換 | C 型方法組件或主幹纜標籤錯誤 |
| 單通道不通 | 光纖斷裂、陣列中光纖污染、單個激光器失效 |
| 8 芯正常、16 芯故障 | MPO-16 光模組上使用了 MPO-12 線纜 |
| 所有通道損耗偏高 | APC/UPC 不匹配、MPO 端面髒污、Base-12 插芯未用光纖對 Base-8 光模組造成影響 |
| 只有部分子端口通 | 未對所有通道啟用拆分、某個子端口 FEC 不匹配 |
在 CodingBox 中
CodingBox 讀取等式中模組側的資訊:連接器代碼(0Ch MPO-12、28h MPO-16)、通道數、支援拆分的應用以及台架上的逐通道 DDM。如果台架上四個通道都亮,而機櫃中鏈路不通,那麼問題嫌疑在線纜。
各 NOS 中拆分子端口的命名方式及端口 LED 上的顯示:端口命名與 LED。