文│ 中國電子工程設(shè)計院 陳少成

預(yù)端接光纜技術(shù)在機場中的應(yīng)用

文│ 中國電子工程設(shè)計院 陳少成

本文通過介紹綜合布線系統(tǒng)的預(yù)端接新技術(shù)，結(jié)合民用機場信息弱電系統(tǒng)的建設(shè)與規(guī)劃，指出新技術(shù)在機場信息化建設(shè)中的應(yīng)用前景。

綜合布線 預(yù)端接光纜 40G/100G布線

綜合布線系統(tǒng)是機場信息弱電系統(tǒng)中的基礎(chǔ)工程，其技術(shù)的先進性決定了機場信息系統(tǒng)的技術(shù)先進性。近十年來國內(nèi)機場普遍采用主干萬兆光纜、水平千兆電纜來搭建綜合布線系統(tǒng)。而隨著預(yù)端接光纜技術(shù)的成熟以及成本的降低，綜合布線新技術(shù)也將逐步進入機場領(lǐng)域。本文圍繞預(yù)端接新技術(shù)在機場綜合布線系統(tǒng)中的應(yīng)用進行論述。

1 預(yù)端接光纜技術(shù)

1.1 為什么采用預(yù)端接光纜

TIA 942標準中將數(shù)據(jù)中心的可用性等級分為四級，對于四級數(shù)據(jù)中心其可靠性要求達到99.995%，即一年中宕機的時間不能超過26分鐘。同時，由于數(shù)據(jù)中心中的主機系統(tǒng)（大型機、小型機）、存儲系統(tǒng)的大量部署，使得數(shù)據(jù)中心中存在大量的光纖接口，這些急劇增多的光纖接口需要進行高密度的光纖布線連接。

針對數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的特殊性，我們需要適合的光纖布線解決方案。這個光纖布線解決方案需要具備高密度、高可靠、模塊化、結(jié)構(gòu)靈活、快速部署、可擴展、可升級等特點。預(yù)端光纜解決方案正是滿足數(shù)據(jù)中心這些需求的技術(shù)方案。

1.2 預(yù)端接光纜的組成

預(yù)端接光纜是一套適用于高密度安裝，由工廠預(yù)先端接好、測試好的模塊化即插即用的光纖連接系統(tǒng)。由于即插即用的特性，使得數(shù)據(jù)中心工作人員可以非常方便、快捷地在一天當中部署幾千芯光纖系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的光纖熔接相比，其效能有極大地提高。

預(yù)端接光纜系統(tǒng)具有高密度連接、高可靠性、快速組網(wǎng)、模塊化、可擴展升級的特點。同時，預(yù)端接光纜系統(tǒng)是定制長度的光纜系統(tǒng)，由工廠預(yù)先按定制長度端接好并完成測試，其接頭采用12芯并行光纖技術(shù)的MPO接頭，該接頭可以方便地升級以支持40G和100G帶寬的傳輸。

預(yù)端接光纜系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝時，更像是光纖跳線的接插，但是預(yù)端接光纜其強度遠遠高于普通光纖跳線，所以其可靠性大大提升。另外，預(yù)端接光纜兩端的MPO接頭，與RJ45接頭大小一樣，但一個MPO接頭可支持12芯的高密度。預(yù)端接光纜的可靠性和密度遠不是2芯的光纖跳線所能達到的。同時，預(yù)端接光纜MPO接頭采用即插即用的方式，其可靠性也遠不是一芯一芯的熔接光纖所能比擬的。

1.3 40G/100G以太網(wǎng)標準

40G和100G以太網(wǎng)到底是什么，簡單地說就是將以太網(wǎng)的速率提高到40G/100G，其中會牽涉到MAC參數(shù)、物理層和管理部分的變化。

在萬兆時代，OM3與Cat.6A的應(yīng)用大大增加了傳輸?shù)膸?，再加上芯片技術(shù)的提高和DSP處理能力的增強，使得編碼效率更高，繼而使萬兆以太網(wǎng)能夠得以推廣。但是到了萬兆之后，首先介質(zhì)的傳輸帶寬增加不明顯，OM4對OM3和Cat.7A 對Cat.6A都只增加了2倍多的帶寬，如果要達到100Gbps的傳輸速率，就必須在其他方面取得突破。然而靠提高編碼效率的方式來提高帶寬又面臨兩大瓶頸：其一，編碼效率的提高多是利用電磁波傳輸，光傳輸?shù)木幋a效率很難大幅提高；其二，編碼效率的提高直接導(dǎo)致處理成本的增加，要求使用更昂貴的設(shè)備。還有一些其他的因素要求，如時間的緊迫性、防止技術(shù)的壟斷性等，都導(dǎo)致了目前主要的研究方向向并行與復(fù)用系統(tǒng)傾斜。采用該方案最大的好處就是可以直接借鑒過去的標準，減少新元器件的開發(fā)和研制，加速新標準的推出，降低系統(tǒng)成本。

基于單模光纖的40G/100G以太網(wǎng)采用波分復(fù)用（WDM）方式實現(xiàn)，目前IEEE基本確定采用4×10和10×10的方案。40G以太網(wǎng)在單個MPO連接器上，4根光纖接收數(shù)據(jù)，4根光纖發(fā)數(shù)據(jù)；100G以太網(wǎng)采用2個MPO連接器，1個接收數(shù)據(jù)，1個發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖1所示。

2 預(yù)端接在機場中的應(yīng)用

2.1 原有主機房列頭柜布線系統(tǒng)

機場的信息弱電設(shè)備主機房是光纜大量敷設(shè)、匯集、跳轉(zhuǎn)的地方。為保證跳接光纜的方便性，基本上采用列頭柜的形式，即從下級機房匯集來的光纜先匯集到光纜配線架區(qū)域，而服務(wù)器、交換機等也都成列布置，在每列服務(wù)器、交換機列安裝一臺布線列頭柜，該列頭柜與光纜主配線柜之間采用多芯光纜進行連接，然后分別在光纜主配線架側(cè)以及列頭柜到服務(wù)器、交換機設(shè)備之間進行跳線，實現(xiàn)整個光纖鏈路的連接。如圖2所示。

如果現(xiàn)在新建一個數(shù)據(jù)中心，要考慮升級到下一代網(wǎng)絡(luò)，最好的選擇就是采用OM3或OM4光纜，配合MPO/MTP連接器加預(yù)連接的解決方案，這樣至少在升級網(wǎng)絡(luò)時候，原有的光纖布線系統(tǒng)還能夠繼續(xù)使用。

2.2 目前預(yù)端接光纜的技術(shù)方案

機場的弱電信息主機房采用預(yù)端接光纜連接主干光纖配線架與列頭柜光纖配線架，省去了圖2中連接兩配線架間的光纜敷設(shè)及熔接步驟，可以節(jié)省布線的時間，確保連接的可靠性。

（1）主干配線架側(cè)連接

其中主干光纖配線架側(cè)可采用扇出跳線（本文以MPO-LC頭的跳線為例進行介紹，如圖3所示）連接，跳線一端連接MPO頭，另一段為12芯的LC頭，該端頭連接到主干配線架的12芯端口上。扇出跳線如圖4所示。

（2）預(yù)端接光纜的連接

預(yù)端接光纜是定長的，需要結(jié)合機房內(nèi)橋架的路由計算準確，另外再留有少許余量。預(yù)端接光纜的兩頭也是MPO頭，可以直接卡接在兩側(cè)配線架內(nèi)的MPO面板中，方便連接，這也是簡化施工的重要體現(xiàn)。

（3）設(shè)備區(qū)跳線連接

設(shè)備區(qū)跳線也采用扇出跳線，跳線的MPO頭側(cè)連接到MPO模塊上，另一側(cè)分出的12芯光纜跳線為6對LC跳線，可以直接跳接到設(shè)備端口上。

由于目前弱電信息系統(tǒng)的主設(shè)備還是采用10G標準定義的，因此采用扇出跳線完全可以適應(yīng)目前的設(shè)備端口連接，同時方便布線施工、節(jié)省配線架空間，是一種非常好的方法。

2.3 40G/100G以太網(wǎng)應(yīng)用的擴展方案

現(xiàn)在電信已經(jīng)開始普及光纖到樓甚至光纖到戶。比如2012年，上海電信的城市光網(wǎng)計劃將使300萬用戶達到100M的帶寬，用戶對流量的要求會比以前大大增加。而隨著IEEE 802.3ba標準的成熟以及設(shè)備成本的降低，40G/100G以太網(wǎng)將會很快得到應(yīng)用。布線系統(tǒng)的壽命一般都高于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以在系統(tǒng)升級時需要盡可能地減少布線系統(tǒng)的改動，繼而大大減少升級的時間，節(jié)約費用。根據(jù)前面的介紹，只將原來的扇出跳線改為高密度MPO-MPO跳線，分別連接配線架端口以及設(shè)備端口，即可實現(xiàn)系統(tǒng)40G/100G的高速連接。如圖5所示。

由此可以看出在機場信息弱電主機房內(nèi)的列頭柜之間，采用預(yù)端接光纜技術(shù)既能滿足現(xiàn)在的需求，又能為將來升級預(yù)留空間，同時不會帶來明顯的整體成本的增加。