Connecteurs Multi-Fiber Push on (MPO)

Les connecteurs MPO sont essentiels dans les centres de données

Les connecteurs à fibres multiples, ou MPO pour « Multi-fiber Push On », sont des connecteurs de câbles à fibre optique constitués de multiples fibres optiques. Ces connecteurs se trouvent principalement dans les environnements de centres de données, et servent à consolider plusieurs fibres dans le câblage backbone et prendre en charge les applications optiques parallèles qui transmettent et reçoivent des signaux sur plusieurs fibres pour atteindre des vitesses plus élevées.

Contenu

Qu’est-ce qu’un connecteur MPO ?
Certification et normes relatives aux connecteurs MPO
Applications des connecteurs MPO
Connecteurs MPO à très petit facteur de forme
Nettoyage et inspection des connecteurs MPO
Polarité des connecteurs MPO
Comment tester un câble à connecteur MPO
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Qu’est-ce qu’un connecteur MPO ?

Initialement introduits pour une utilisation avec un câble ruban multifibres, les connecteurs MPO comportent un réseau linéaire de fibres dans un seul embout. Ils sont définis comme des connecteurs de réseau comprenant plus de 2 fibres optiques et sont disponibles avec 8, 12, 16 ou 24 fibres optiques pour les applications courantes de centre de données. Des connecteurs dotés d’un nombre de fibres plus élevé (p. ex. des configurations à 32, 48, 60 ou même 72 fibres optiques) sont disponibles ; ceux-ci sont généralement utilisés dans les commutateurs optiques à grande échelle pour les réseaux spéciaux multifibres à haute densité. Les connecteurs MPO à 8 à 16 fibres comportent une seule rangée de fibres, tandis que les connecteurs MPO à 24 fibres ou plus comportent plusieurs rangées.

Les connecteurs MPO sont fournis en version mâle (avec broches) et en version femelle (sans broches) pour un accouplement pratique afin d’éviter d’endommager les fibres. Notez que tous les ports d’équipement à connecteurs MPO sont mâles, de sorte que tout câble à connecteur MPO branché à l’équipement doit avoir un connecteur femelle. Les connecteurs MPO sont également munis d’un détrompeur et d’un point blanc pour indiquer la position de la première fibre, ce qui permet d’assurer une polarité adéquate en garantissant que chaque fibre de transmission correspond à la bonne fibre de réception. L’emplacement du détrompeur varie selon les connecteurs MPO ; les connecteurs MPO à 8, 12 et 24 fibres ont un détrompeur au centre, tandis que le détrompeur des connecteurs MPO à 16 et 32 fibres est placé sur la gauche.

Schéma montrant comment les connecteurs MPO mâles et femelles s’alignent par positions de points

^{Structure des connecteurs MPO}

Vous verrez peut-être le terme « connecteur MTP » utilisé de manière interchangeable avec le terme « connecteur MPO ». Le terme MTP est une marque déposée de connecteur MPO proposé par US Conec. Les connecteurs MTP sont entièrement conformes aux normes relatives aux connecteurs MPO et sont décrits par US Conec comme étant des connecteurs MPO conçus pour venir respecter des tolérances très strictes pour bénéficier d’un meilleur alignement, d’une plus grande durabilité et de performances améliorées. Dans la présente explication, nous n’utiliserons que le terme « connecteurs MPO » puisque les connecteurs MTP sont techniquement des connecteurs MPO.

Certification et normes relatives aux connecteurs MPO

Comme pour les autres interfaces de connecteurs basées sur des normes, les fabricants de connecteurs MPO doivent se conformer à des normes de compatibilité. Pour les connecteurs MPO, ce sont les normes CEI 61754-7 et EIA/TIA-604-5 (FOCSI 5) qui spécifient les attributs physiques du connecteur, tels que les broches et le trou de guidage pour les interfaces mâle et femelle. Ces normes garantissent que les fiches et les adaptateurs compatibles peuvent être interconnectés et soient conformes à un certain niveau de performance.

En plus des exigences de compatibilité, les connecteurs MPO doivent également respecter des paramètres spécifiques en matière de géométrie d’extrémité définis par la norme d’interface optique pour fibre optique CEI PAS 61755-3-31. Ceux-ci incluent l’angle de polissage, la hauteur de protrusion de fibre et le différentiel de hauteur de fibre maximum sur toutes les fibres dans le réseau et pour les fibres adjacentes. Les performances globales du connecteur dépendent de la maîtrise précise de ces caractéristiques mécaniques. Par exemple, si le différentiel de hauteur de fibre est dépassé et que les fibres dans le tableau ne sont pas de même hauteur, certaines fibres ne pourront pas être raccordées correctement. Cela peut influencer considérablement l’affaiblissement d’insertion et la perte de retour.

Applications des connecteurs MPO

Les connecteurs MPO sont utilisés dans les applications de fibre optique duplex dans l’ensemble du centre de données comme moyen de déployer des câbles de jonction backbone prêts à l’emploi préconnectorisés entre les équipements actifs. Les câbles de jonction à terminaison MPO utilisés dans les liaisons backbone duplex prennent moins d’espace, facilitent la gestion des câbles et offrent un déploiement plus rapide par rapport à l’utilisation de câbles duplex individuels. Lorsqu’ils sont utilisés dans des applications duplex backbone, les câbles de jonction à 12 ou 24 fibres avec connecteurs MPO sur les deux extrémités forment la liaison backbone permanente et sont ensuite transférés vers des connecteurs à 6 ou 12 fibres optiques duplex dans des panneaux de brassage via des cassettes MPO vers LC ou des cordons de raccordement MPO vers LC.

Les connecteurs MPO sont également l’interface « de fait » pour les applications de fibre optique parallèle qui transmettent et reçoivent sur plusieurs fibres pour augmenter la vitesse de transmission. Parmi les premières applications parallèles nécessitant des connecteurs MPO, on peut citer les applications multimodes 40 gig et 100 gig (40GBASE-SR4 et 100GBASE-SR4), qui utilisent 8 fibres (4 pour la transmission et 4 pour la réception) à 10 ou 25 Gb/s par voie. Notez que même si ces applications de centre de données à 8 fibres sont mieux prises en charge par des connecteurs MPO à 8 fibres, des connecteurs MPO à 12 fibres peuvent être utilisés en laissant les 4 positions de fibre du milieu inutilisées.

Grâce aux progrès de la technologie d’encodage qui permet désormais de profiter de 50 et 100 Gb/s par voie, les connecteurs MPO à 8 fibres sont également utilisés pour les applications optiques parallèles 200 et 400 Gb/s avec 4 fibres de transmission et 4 fibres de réception à 50 ou 100 Gb/s. Les applications 800 gig utilisent des connecteurs MPO à 16 fibres, avec 8 fibres de transmission et 8 fibres de réception à 100 Gb/s. La technologie à 200 Gb/s par voie peut être utilisée pour prendre en charge des applications 800 gig grâce à des connecteurs MPO à 8 fibres avec 4 fibres de transmission et 4 fibres de réception à 200 Gb/s, et les applications 1,6 térabits peuvent utiliser des connecteurs MPO à 16 fibres avec 8 fibres de transmission et 8 fibres de réception à 200 Gb/s. Avec des vitesses toujours plus élevées, l’interface du connecteur MPO est là pour durer.

Les câbles de dérivation avec un connecteur MPO à une extrémité et des connecteurs duplex à l’autre extrémité sont parfaits pour les applications de dérivation où un port de commutateur à grande vitesse se connecte à plusieurs ports de commutateur duplex ou de serveur à faible vitesse. Les applications de dérivation permettent de réduire les coûts en maximisant la densité et l’utilisation des ports de commutation. Par exemple, un seul port de commutateur 100 gig avec une interface MPO à 8 fibres optiques peut se connecter à quatre serveurs 25 gig.

Connecteurs MPO à très petit facteur de forme

La première itération des applications de fibre optique parallèle 800 gig (et des futures applications 1,6 térabits) devant utiliser des connecteurs MPO à 16 fibres, les principaux fabricants de connecteurs ont introduit de très petits connecteurs MPO à 16 fibres qui offrent près de trois fois la densité de leurs équivalents classiques. Ce type de connecteurs est essentiel pour permettre des densités de port de commutateur et de panneau de brassage plus élevées afin d’économiser de l’espace dans les environnements informatiques haute performance. Les connecteurs MPO à très petit facteur de forme (Very Small Form Factor, VSFF) à 16 fibres incluent le SN-MT de Senko et le MMC-16 de US Conec. Pour mettre en contexte la différence de taille, 216 connecteurs SN-MT ou MMC-16 occupent autant d’espace que 80 connecteurs MPO 16 fibres classiques.

Images de comparaison côte à côte des connecteurs MPO classiques et VSFF

^{Les nouveaux connecteurs MPO à 16 fibres VSFF sont environ trois fois plus petits que les connecteurs MPO à 16 fibres classiques. Ils offrent une densité améliorée dans les structures informatiques haute performance utilisant des connecteurs MPO. Source : Senko et US Conec.}

Nettoyage et inspection des connecteurs MPO

Chaque extrémité de fibre optique doit être inspectée et, si nécessaire, nettoyée avant d’être connectée, et c’est également le cas pour les connecteurs MPO. En fait, le nettoyage et l’inspection peuvent être encore plus importants pour les connecteurs MPO en raison de leur plus grande surface de contact. Lors du nettoyage de ces plus grandes surfaces, les contaminants peuvent passer d’une fibre à l’autre au sein du même réseau, et plus le réseau est grand, plus le risque est élevé.

Avec un plus grand nombre de fibres, comme avec des connecteurs MPO à 16 ou 24 fibres, le différentiel de hauteur des fibres est plus difficile à contrôler. Même le plus petit écart de hauteur entre les fibres peut augmenter le risque que toutes les fibres ne soient pas nettoyées correctement et de manière égale. C’est pourquoi il est essentiel d’inspecter les connecteurs et, si nécessaire, de les nettoyer et de procéder à une inspection.

Pour l’inspection des extrémités de la fibre optique, la norme CEI 61300-3-35 « Test et procédures de mesure de base pour les dispositifs d’interconnexion fibre optique et composants passifs » contient des critères de classement de la propreté spécifiques permettant d’évaluer la réussite ou l’échec de la certification pour l’inspection d’une terminaison fibre optique, supprimant le facteur de la subjectivité humaine et évitant toute contestation. Pour divers types de connecteurs et tailles de fibre optique, la norme CEI 61300-3-35 certifie la propreté d’une terminaison de fibre basée sur le nombre et la taille des rayures et des défauts constatés dans chaque région de l’extrémité, y compris l’âme, la gaine, la couche adhésive et les zones de contact.

Lors du nettoyage et de l’inspection des connecteurs MPO, l’utilisation d’un équipement de nettoyage et d’inspection spécialement conçu pour les connecteurs MPO permet de gagner du temps et d’améliorer la précision. Le FI-3000 FiberInspector Ultra de Fluke Networks inspecte les connecteurs MPO et fournit un résultat RÉUSSITE/ÉCHEC automatisé conforme à la norme CEI 61300-3-35. Nous proposons également des kits de nettoyage de la fibre optique Quick Clean™ pour connecteurs MPO pour faciliter plus que jamais la propreté des extrémités de vos connecteurs MPO.

Images d’un FI-3000 FiberInspector Ultra de Fluke Networks et d’un outil de nettoyage Quick Clean

^{Le FI-3000 FiberInspector Ultra (à gauche) inspecte les connecteurs MPO et fournit un résultat RÉUSSITE/ÉCHEC automatisé conformément aux procédures CEI 61300-3-35. L’outil de nettoyage de connecteurs MPO Quick Clean (à droite) est spécialement conçu pour le nettoyage des connecteurs MPO.}

Polarité des connecteurs MPO

Pour que les liaisons fibre optique puissent envoyer correctement les données, le signal d’émission (Tx) à une extrémité du câble doit correspondre au récepteur correspondant (Rx) à l’autre extrémité. Le but de tout schéma de polarité est d’assurer cette connexion continue, et cette tâche se complexifie lorsqu’il s’agit de composants à connecteurs MPO à fibre multiples.

Pour les câbles à connecteurs MPO, les normes du secteur identifient 3 différentes méthodes de polarité :

• La méthode A utilise des câbles de jonction MPO à transmission directe de type A avec un connecteur doté d’un détrompeur situé en haut sur une extrémité et un connecteur doté d’un détrompeur situé en bas sur l’autre extrémité afin que la fibre optique située en position 1 arrive à la position 1 à l’autre extrémité. Lors de l’utilisation de la Méthode A pour les applications duplex, il est nécessaire d’utiliser un cordon de raccordement à une extrémité pour le basculement de l’émetteur-récepteur.

• La méthode B utilise des connecteurs dont le détrompeur est situé en haut sur les deux extrémités pour obtenir le basculement de l’émetteur-récepteur afin que la fibre optique située à la position 1 arrive à la position 12 à l’extrémité opposée, la fibre située à la position 2 arrive à la position 11 à l’extrémité opposée et ainsi de suite. Pour les applications duplex, la Méthode B utilise des câbles de raccordement directs A-B aux deux extrémités.

• La méthode C utilise un connecteur doté d’un détrompeur situé en haut sur une extrémité et un connecteur doté d’un détrompeur situé en bas sur l’autre extrémité comme la méthode A, mais le basculement se produit dans le câble lui-même, où chaque paire de fibres est basculée de sorte que la fibre en position 1 arrive à la position 2 à l’extrémité opposée et la fibre en position 2 arrive à la position 1. Bien que cette méthode fonctionne bien lors de l’utilisation de connexions backbone par câbles de jonction à connecteurs MPO dans les applications duplex, elle ne prend pas en charge l’application parallèle de plusieurs fibres et n’est donc pas recommandée.

Schéma illustrant les 3 différentes méthodes de polarité utilisées pour les câbles à connecteurs MPO

^{Les 3 différentes méthodes de polarité utilisées pour les câbles à connecteurs MPO.}

Avec 3 méthodes de polarité différentes et la nécessité d’utiliser le type correct de cordons de raccordement pour chaque méthode, les erreurs de déploiement peuvent être fréquentes. Le MultiFiber™ Pro de Fluke Networks vous permet de tester facilement des cordons de raccordement individuels, des liaisons permanentes et des canaux pour vérifier la présence d’une polarité adéquate.

Comment tester un câble à connecteur MPO

Comme toute liaison à fibre optique dans un centre de données, celles qui utilisent des connecteurs MPO doivent toujours être testées pour s’assurer qu’elles sont conformes aux budgets d’affaiblissement d’insertion. Cela est particulièrement vrai pour les applications de fibre optique parallèle haut débit 40, 100, 200 et 400 gig nécessitant l’utilisation de connecteurs MPO. Étant donné que ces applications ont également des budgets de perte beaucoup plus faibles, il est important de garantir l’exactitude des essais.

Avant que l’appareil de test MultiFiber Pro avec connecteurs MPO intégrés ne soit disponible, les liaisons fibre optique basées sur des connecteurs MPO étaient testées avec un appareil de test de fibre duplex classique. L’opération était chronophage et nécessitait d’utiliser des cordons MPO vers LC qui séparent les multiples fibres en canaux de fibres simples et de vérifier les cordons de référence de test avant de connecter chacune des paires de fibres à tester aux deux extrémités. Ces tests complexes conduisaient également à de plus grandes incohérences et rendaient plus difficile le maintien de la propreté de toutes les fibres pendant le processus.

En analysant simultanément toutes les fibres d’un connecteur MPO, un appareil de test comme le MultiFiber Pro avec connecteur MPO intégré élimine la complexité et accélère les tests de 90 % par rapport à l’utilisation d’un appareil de test duplex. En fait, le guide de conception CEI TR 61282-15 Ed1 « Installation de câble et liaison – Test de l’installation de câbles à fibre optique à plusieurs extrémités avec connecteurs MPO » exige que les appareils de test disposent d’une interface MPO lors du test de ces systèmes.