预端接光缆技术在机场中的应用

文│ 中国电子工程设计院 陈少成

预端接光缆技术在机场中的应用

文│ 中国电子工程设计院 陈少成

本文通过介绍综合布线系统的预端接新技术，结合民用机场信息弱电系统的建设与规划，指出新技术在机场信息化建设中的应用前景。

综合布线 预端接光缆 40G/100G布线

综合布线系统是机场信息弱电系统中的基础工程，其技术的先进性决定了机场信息系统的技术先进性。近十年来国内机场普遍采用主干万兆光缆、水平千兆电缆来搭建综合布线系统。而随着预端接光缆技术的成熟以及成本的降低，综合布线新技术也将逐步进入机场领域。本文围绕预端接新技术在机场综合布线系统中的应用进行论述。

1 预端接光缆技术

1.1 为什么采用预端接光缆

TIA 942标准中将数据中心的可用性等级分为四级，对于四级数据中心其可靠性要求达到99.995%，即一年中宕机的时间不能超过26分钟。同时，由于数据中心中的主机系统（大型机、小型机）、存储系统的大量部署，使得数据中心中存在大量的光纤接口，这些急剧增多的光纤接口需要进行高密度的光纤布线连接。

针对数据中心应用的特殊性，我们需要适合的光纤布线解决方案。这个光纤布线解决方案需要具备高密度、高可靠、模块化、结构灵活、快速部署、可扩展、可升级等特点。预端光缆解决方案正是满足数据中心这些需求的技术方案。

1.2 预端接光缆的组成

预端接光缆是一套适用于高密度安装，由工厂预先端接好、测试好的模块化即插即用的光纤连接系统。由于即插即用的特性，使得数据中心工作人员可以非常方便、快捷地在一天当中部署几千芯光纤系统，与传统的光纤熔接相比，其效能有极大地提高。

预端接光缆系统具有高密度连接、高可靠性、快速组网、模块化、可扩展升级的特点。同时，预端接光缆系统是定制长度的光缆系统，由工厂预先按定制长度端接好并完成测试，其接头采用12芯并行光纤技术的MPO接头，该接头可以方便地升级以支持40G和100G带宽的传输。

预端接光缆系统在现场安装时，更像是光纤跳线的接插，但是预端接光缆其强度远远高于普通光纤跳线，所以其可靠性大大提升。另外，预端接光缆两端的MPO接头，与RJ45接头大小一样，但一个MPO接头可支持12芯的高密度。预端接光缆的可靠性和密度远不是2芯的光纤跳线所能达到的。同时，预端接光缆MPO接头采用即插即用的方式，其可靠性也远不是一芯一芯的熔接光纤所能比拟的。

1.3 40G/100G以太网标准

40G和100G以太网到底是什么，简单地说就是将以太网的速率提高到40G/100G，其中会牵涉到MAC参数、物理层和管理部分的变化。

在万兆时代，OM3与Cat.6A的应用大大增加了传输的带宽，再加上芯片技术的提高和DSP处理能力的增强，使得编码效率更高，继而使万兆以太网能够得以推广。但是到了万兆之后，首先介质的传输带宽增加不明显，OM4对OM3和Cat.7A 对Cat.6A都只增加了2倍多的带宽，如果要达到100Gbps的传输速率，就必须在其他方面取得突破。然而靠提高编码效率的方式来提高带宽又面临两大瓶颈：其一，编码效率的提高多是利用电磁波传输，光传输的编码效率很难大幅提高；其二，编码效率的提高直接导致处理成本的增加，要求使用更昂贵的设备。还有一些其他的因素要求，如时间的紧迫性、防止技术的垄断性等，都导致了目前主要的研究方向向并行与复用系统倾斜。采用该方案最大的好处就是可以直接借鉴过去的标准，减少新元器件的开发和研制，加速新标准的推出，降低系统成本。

基于单模光纤的40G/100G以太网采用波分复用（WDM）方式实现，目前IEEE基本确定采用4×10和10×10的方案。40G以太网在单个MPO连接器上，4根光纤接收数据，4根光纤发数据；100G以太网采用2个MPO连接器，1个接收数据，1个发送数据。如图1所示。

2 预端接在机场中的应用

2.1 原有主机房列头柜布线系统

机场的信息弱电设备主机房是光缆大量敷设、汇集、跳转的地方。为保证跳接光缆的方便性，基本上采用列头柜的形式，即从下级机房汇集来的光缆先汇集到光缆配线架区域，而服务器、交换机等也都成列布置，在每列服务器、交换机列安装一台布线列头柜，该列头柜与光缆主配线柜之间采用多芯光缆进行连接，然后分别在光缆主配线架侧以及列头柜到服务器、交换机设备之间进行跳线，实现整个光纤链路的连接。如图2所示。

如果现在新建一个数据中心，要考虑升级到下一代网络，最好的选择就是采用OM3或OM4光缆，配合MPO/MTP连接器加预连接的解决方案，这样至少在升级网络时候，原有的光纤布线系统还能够继续使用。

2.2 目前预端接光缆的技术方案

机场的弱电信息主机房采用预端接光缆连接主干光纤配线架与列头柜光纤配线架，省去了图2中连接两配线架间的光缆敷设及熔接步骤，可以节省布线的时间，确保连接的可靠性。

（1）主干配线架侧连接

其中主干光纤配线架侧可采用扇出跳线（本文以MPO-LC头的跳线为例进行介绍，如图3所示）连接，跳线一端连接MPO头，另一段为12芯的LC头，该端头连接到主干配线架的12芯端口上。扇出跳线如图4所示。

（2）预端接光缆的连接

预端接光缆是定长的，需要结合机房内桥架的路由计算准确，另外再留有少许余量。预端接光缆的两头也是MPO头，可以直接卡接在两侧配线架内的MPO面板中，方便连接，这也是简化施工的重要体现。

（3）设备区跳线连接

设备区跳线也采用扇出跳线，跳线的MPO头侧连接到MPO模块上，另一侧分出的12芯光缆跳线为6对LC跳线，可以直接跳接到设备端口上。

由于目前弱电信息系统的主设备还是采用10G标准定义的，因此采用扇出跳线完全可以适应目前的设备端口连接，同时方便布线施工、节省配线架空间，是一种非常好的方法。

2.3 40G/100G以太网应用的扩展方案

现在电信已经开始普及光纤到楼甚至光纤到户。比如2012年，上海电信的城市光网计划将使300万用户达到100M的带宽，用户对流量的要求会比以前大大增加。而随着IEEE 802.3ba标准的成熟以及设备成本的降低，40G/100G以太网将会很快得到应用。布线系统的寿命一般都高于网络设备，所以在系统升级时需要尽可能地减少布线系统的改动，继而大大减少升级的时间，节约费用。根据前面的介绍，只将原来的扇出跳线改为高密度MPO-MPO跳线，分别连接配线架端口以及设备端口，即可实现系统40G/100G的高速连接。如图5所示。

由此可以看出在机场信息弱电主机房内的列头柜之间，采用预端接光缆技术既能满足现在的需求，又能为将来升级预留空间，同时不会带来明显的整体成本的增加。