应用大容量光纤配线架的思考

文｜德特威勒电缆系统（上海）有限公司 曾松鸣

在综合布线的众多产品中，如果按照信息传输继续划分，可以分为传输部件和支撑部件。所谓传输部件是指直接参与信息传输的部件，例如：双绞线、光缆、模块（如：RJ45模块、非RJ45模块、5对连接块、10对模块等）、跳线、尾线（如：光纤尾纤、双绞线尾线）等，即信息流经过的部件；另一类产品则是支撑部件，它们的作用是保护缆线不受伤害、将各类模块安装到指定位置、标明部件和传输的性质和作用等，例如：86型面板的作用是支撑模块，同时封闭墙面，使埋藏在墙内的双绞线/光缆不会暴露在外，即不会受到伤害，这是确保缆线寿命的重要手段之一。

光纤配线架是综合布线行业中重要的支撑部件，它的主要作用是保护光缆中的纤芯不受伤害，同时为光纤耦合器提供支架，当然还有接地、标识管理等许多功能没有详述。早期的光纤配线架多在19英寸1U的宽度和高度限制的尺寸内，可以摆放12个至24个光纤耦合器，容纳12芯至48芯光纤（例如：使用ST或SC时，为每个光纤耦合器容纳1芯光纤；使用双芯LC或MTRJ时，每个光纤耦合器可以容纳2芯光纤），那时的综合布线系统光缆容量一般不超过24芯。随着数据中心、服务器托管、超大型的建筑物等概念逐渐为人们所接受，综合布线系统中单根光缆的容量越来越大，也就导致光纤配线架的容量越来越大。

光纤是传输高速、超高速信息的介质，光缆是保护光纤纤芯的重要手段，一旦光缆的护套层被剥离，其中脆弱的纤芯立即暴露在人们面前，稍不小心就可能会造成纤芯损坏，以致信息传输中断。为了保护光缆两端的纤芯不受伤害，两端配用光纤配线架是重要的一环，而在工程配置光纤配线架时，有一项重要的要求值得考虑：“一个光纤配线架可以容纳多根光缆，一根光缆只能进一个光纤配线架”，前半句容易理解，后半句的含义则是：光缆一端的光纤剥离后，从剥离点开始就可能会受到外力的伤害，所以一根光缆只能是进入一个光纤配线架后，才能剥离出光纤纤芯。

对于48芯以下的光缆，产品的选型十分简单：选择1U高度的光纤配线架即可。对于大于48芯的光缆，这个问题就造成了一系列光纤配线架的出现，有96芯的高密度配线架、144芯、288芯的4U/5U光纤配线架，有1U高度的832芯MPO光纤配线架等，核心的目的都在于用一个光纤配线架容纳一根或多根大芯数的光缆，其次是缩小光纤配线架所占用的空间。可是，目前48芯以上的光缆芯数可以达到多少种？常规的有72芯、96芯、144芯、192芯、288芯，另外就能够看到的资料而言，德特威勒公司还有586芯光缆、康宁还有832芯光缆……，随着信息传输应用的不断升级，更大芯数光缆进入市场不可避免，那么我们是不是要为各种光缆单配一种光纤配线架？

从幻想来说，制造一个大于1000芯的、可以包含各种光纤耦合器的光纤配线架将能够满足全部需求。尽管幻想是现实的前奏曲，可这一幻想在市场上无法成行：1000芯的光纤配线架需要占用多大的空间？它的造价会是多少？有多少次会用到这样大芯数的光纤配线架？这些边界条件导致了这一产品在大多数情况下只是橱窗中的样品、手册中的图片。对于综合布线系统的产品设计人员来说，真正开发的产品是能够符合应用需求，在未来或者现在有销量的产品。

现在的光纤配线架有两种思路，一是大容量，一是高密度，而后者在厂商推出的产品中占主流。所谓大容量，就是能够容纳大容量的光缆，而其标签标识、使用方便程度、造价都采用人们最习惯的方式，目前这一思路的产品一直在向高度上发展，因为宽度为19英寸已经固定，想要容纳更多的光纤耦合器，就得向高度上发展，可带来的问题是搬运和安装都会随着高度的增加而越来越不方便。高密度是在看到了大容量的问题后形成的思路，既然高度增加不是好的办法，那利用缩小光纤耦合器之间的间距，将高度降下来，可问题也同样出现：安装和维护人员一般为男性，很少有“纤纤玉指”，想要在排列得几乎没有间距的配线架内安装和维护，就变成了专业人士的“专项”。

预端接光缆的推出解决了安装的问题，将一根光缆的两端在工厂中做好光纤尾纤，到了光纤配线架内，只要将尾纤插入耦合器即可，简单、方便。为此大容量的12芯MPO光纤耦合器、MPO-LC的光纤耦合器转换盒也就随之出现，在光纤配线架内一次插拔尾纤就可以完成12芯光纤的连接，而在光纤配线架的正面，则借助于MPO-LC的光纤耦合器转换盒仍然提供LC的跳线连接。

这一方式是否达到了最佳？应该看到这些方式中仍然存在不足：其一，常规的大容量光纤配线架为了满足市场的“工程性价比”需求，需要厂商配备各种芯数的光纤配线架，导致每一品种的销量下降，造成“产品性价比”不佳；其二，常规的高密度光纤配线架没有保留可由用户自定义标签空间，剥夺了客户个性化需求的权利。如果使用标签纸贴在配线架正面，则美观（容易歪斜）和永固性（难以保证标签纸能够粘连20年）都无法得以满足；其三，光纤耦合器转换盒属于传输部件，自身包含光纤端接损耗，如果两端各设1个，则光纤损耗不能完全忽略不计；其四，随着40G/100G光纤以太网标准的颁布，MPO的用量将会从现在的减少空间尺寸转而成为最重要的光纤传输支持部件，所以基于LC的光纤配线架将不是未来光纤配线架的唯一选择。

基于上述分析，笔者对光纤配线架的其中一个思路是：仍然走大容量光纤配线架的道路，但光纤耦合器转向MPO，使用MPO光纤尾纤与光缆连接或使用MPO-LC光纤跳线与交换机或服务器连接。

以德特威勒公司灵易系列通用配线架为例，它的主特点是通用性：什么样的模块，光纤耦合器都可以安装，同时还可以通过空白模块框架提供对其他行业的连接器件（如：音频、视频、投影机等）的支持。而其中的一项支持就是具有MPO模块框架，在一个24口1U高度的配线架尺寸内可以安装24个MPO。如果以每个MPO容纳12芯为例，就可以在1U高度内支持288芯光纤。而这款配线架架体自带有机玻璃标签框、每个模块框架自带有机玻璃标签框、每个模块框架可以为了维护从正面拆卸、所用模块框架的尺寸同时兼容于同系列面板/光纤配线架和同系列地面插座盒等功能，为客户提供了自定义标签的权利，并保证了安装和维护的便捷性。

当接入1根288芯光缆时，可以选择两种方案：一是采用预端接光缆，在288芯光缆的两端预端接24个12芯MPO光纤连接器，在24口通用配线架的背后固定插入MPO光纤耦合器即可；二是采用MPO尾纤，在24口光纤配线架内熔接到光缆上，然后将光纤连接器插入光纤配线架正面的MPO耦合器上。前一种方式适合于数据中心内列头柜到服务器机柜之间的水平布线，后一种方式适合于数据中心内的主干布线和智能建筑中的垂直主干和建筑群主干。而最大的好处是配线架正面不属于高密度，配线架内部只有少量的光缆，简洁明快、实用灵活，同时减少了因光纤耦合器转换所带来的附加传输损耗。

由于现在流行的MPO只有12芯，所以在1U高度内为保证客户的使用权利，只能安装24个MPO，即最大只能容纳288芯，尽管这已经是综合布线行业中容纳芯数的最高数值之一，但作为设计人员，仍然希望能够提高芯数。根据MPO的发展趋势，24芯、48芯、72芯MPO即将进入综合布线领域，而它们的外形机械尺寸不变，这就意味着这样简洁的1U配线架结构最终可以支持576芯、1152芯乃至1728芯，这已经超过了光缆的芯数，成为了光纤配线架设计时的理想值。

当配线架正面的光纤耦合器采用MPO，而当前的服务器、网络交换机普遍没有采用MPO，是否会造成连接不方便？应该说不会，就常规的光纤跳线而言，除了有STST、SC-SC、LC-LC的光纤跳线以外，为了满足网络交换机、服务器上的光纤连接器与配线架的光纤连接器不相同的矛盾，便于交换机、服务器的灵活更换，还应用了许多两端的光纤连接器不相同的光纤跳线，如ST-SC、SC-LC等。同理，一根12芯MPO-LC光纤跳线可以使用1个MPO插入光纤配线架，而分出的6个双芯LC光纤连接器则分别插入6个交换机或服务器的网络接口中。

与2芯跳线不同的是，2芯跳线对应的是一收一发的光纤信道，一根跳线损坏时仅需更换一根跳线，而一根12芯MPO跳线中的一芯发生故障时，其余的5个光纤信道并没有出现故障，如果一芯故障就对6个信道进行重新插拔跳线，从应用角度上可行。这个问题容易解决：在MPO跳线使用时不需全部使用，预留冷备份跳线纤芯，万一发生故障时更换故障纤芯即可。冷备份看起来利用率下降，其实在交换机、服务器中都有热备份和冷备份，甚至是冗余的设计，在光纤纤芯的工程设计时也经常选择有备份纤芯，所以光纤跳线中有备份纤芯不足为怪，它是工程设计时对现有设计方法的提升。

采用MPO作为光纤配线架正面的光纤耦合器，事实上已经有部分布线厂商采用。本文只是基于笔者的思路，从产品构思的角度提出对光纤配线架的认识、理解、分析和预估而已。