Toistuva, matalan{0}}tason tapahtuma OTDR-jäljissä, juuri rivin loppua vastaavassa 45-metrin merkissä-, mikä osoittaa 0,15 dB:n lisähäviön 1550 nm:ssä verrattuna 1310 nm:iin. Tämä allekirjoitus ei usein viittaa vialliseen jatkokseen tai likaiseen liittimeen, vaan nykyaikaisten, tehokkaiden{8}}palvelinkeskusten järjestelmällisempään ongelmaan: kylmän- ja kuuman käytävän eristämisen aiheuttamaan lämpögradienttiin. Vaikka eristäminen on kiistatta hyödyllistä virrankulutuksen tehokkuudelle (PUE), se luo selkeän mikroilmastondatakeskuksen kaapelointiinfrastruktuuria. Kuituoptiset kaapelit, joita usein pidetään inertteinä valokanavina, ovat itse asiassa alttiita jatkuvien lämpötilaerojen mekaanisille ja optisille seurauksille, mikä edellyttää sekä tuotevalikoiman että reittistrategian uudelleensuunnittelua.
Ongelman fysiikka: vaimennus lämpötilan funktiona
Ydinmekanismi on mikrotaivutus. Lämpötilan muutokset aiheuttavat laajenemista ja supistumista kaapelin materiaaleissa-itse lasikuidussa, akrylaattipinnoitteessa ja ympäröivässä vaipassa. Niiden erilaiset lämpölaajenemiskertoimet (CTE) aiheuttavat jännityksiä. Suljetussa ympäristössä kuitu, joka kulkee kylmästä käytävästä (ehkä 18-22 astetta) kuumaan käytävään (mahdollisesti 35-40 astetta tai enemmän IT-vaihteen takana), kokee pitkittäisen lämpögradientin. TIA-942-standardi tunnustaa tämän ja huomauttaa, että lämpötilaerot suojaesteiden välillä voivat ylittää 20 astetta. Tämä jännitys voi saada kuidun puristumaan puskuriputken mikroskooppisia epätäydellisyyksiä vastaan tai muita kuituja vasten, mikä aiheuttaa pieniä, säännöllisiä taivutuksia. Nämä mikrotaivutukset yhdistävät valon ohjatusta ydintilasta korkeamman asteen verhoustiloihin, jotka vaimentuvat nopeasti. Vaikutus on aallonpituudesta riippuvainen, ja se vaikuttaa suhteettoman paljon pidempiin aallonpituuksiin (esim. 1550 nm, 1625 nm), jotka ovat tärkeitä CWDM/DWDM:n ja järjestelmän valvonnan kannalta verrattuna 1310 nm:iin. Tutkimukset, kuten IEC TR 62614-2:ssa mainitut, osoittavat, että standardin G.652.D-kuidun lämpötilajakso -20 astetta 70 asteeseen voi aiheuttaa jopa 0,1 dB/km ohimenevän vaimennuksen kasvun aallonpituudella 1550 nm, jolloin on mahdollisuus pysyvään muodonmuutokseen, jos kaapelin mekaaninen jännitys aiheuttaa plastisen muodonmuutoksen.
Korkean{0}}tiheyden ongelma:MTP/MPOJärjestelmät stressin alla
Liike kohtiMTP/MPO runkokaapelit spine{0}}leaf-arkkitehtuureille ja 400G/800G-sovelluksille lisäävät haastetta. Yksi 144-kuituinen runkokaapeli edustaa merkittävää lämpömassaa ja mekaanista monimutkaisuutta. Sisällä tiiviisti pakattukuituoptinen patch-paneeli, yksittäisten kuitujen taivutussäde MTP-liittimen käynnistyksen sisällä ja runkokaapelin tuulettimen{0}}ulostuloosien reititys ovat kriittisiä.
Kuumaan käytävään kaappiin asennettu paneeli altistaa koko tavaratilan ja sen liittimien joukon kohotetuille lämpötiloille. Paneelin vedonpoistosuojat ja sisäinen kaapelointi on suunniteltava siten, että ne kestävät staattisen mutkan lisäksi myösdynaaminenjoka vaihtelee käytävän lämpötilan mukaan. Huono suunnittelu voi muuttaa 15 asteen delta kumulatiiviseksi mikrotaivutukseksi 72 tai 144 kuidun yli samanaikaisesti. Teollisuuden vastaus on ollut kaapelit, joissa on optimoitu täyteaineseos ja löysä putkirakenne, joka mahdollistaa kuidun liikkumisen vapaammin, sekä paneelit, joissa on suurempi, pyyhkäisysädeohjain. Vaihto-on usein lisääntynyt kaapelin jäykkyys ja pienempi pakkaustiheys-, mikä on suora ristiriidassa nykyaikaisten huippu{10}}telinerakenteiden korkean-port-määrän kanssa.
Strateginen layout: SijoitusKuituoptinen Patch-paneeli
Yhteyden sijainnista tulee strateginen päätös. Ensisijaisen käyttöönottokuituoptinen patch-paneeliKylmässä käytävässä näyttää loogiselta, suojaten passiivista infrastruktuuria korkeimmilta lämpötiloilta. Tämä voi kuitenkin pidentää hyppyjohtimien pituutta, joiden on ylitettävä kuuma käytävä päästäkseen aktiiviseen laitteeseen, mikä altistaa suuremman kuitupituuden gradientille.
Päinvastoin, paneelien sijoittaminen kuumaan käytävään altistaa liitäntäjohdot ja liitinliitännät termiselle vanhenemiselle ja vaatii korkeamman -lämpötilan-luokiteltujen komponenttien käyttöä. Monivivahteisempi lähestymistapa, joka on havaittu operaattorien, kuten Microsoftin ja Googlen, suurissa{3}}toteutuksissa, on hajautettu korjausarkkitehtuuri. Pääjakokaapit, jotka ovat usein panssaroituja ja mitoitettu leveämmille lämpötiloille, kulkevat pään yläpuolella tai lattian alla.
Ne päättyvät pienempiin, lokalisoituihin patch-paneeleihin, jotka on asennettu kaapin puolelle, mikä minimoi käytävän -käytävän-siirtymälle alttiina olevien jumpperien pituuden. Tämä lähestymistapa priorisoi pysyvän linkin (runko) vakauden ja lokalisoi lämpövaikutukset lyhyempiin, paremmin hallittavissa oleviin patch-segmentteihin.
Kuituvalinta: Beyond G.652.D
Vakiomuotoisen -muotokuidun (ITU-T G.652.D) oletusvalinta ei useinkaan riitä suojausympäristöihin, joissa on teräviä gradientteja. Kaksi vaihtoehtoa on yleisiä:
Taivutus-herkät kuidut (ITU-T G.657.A1/B3):
Suunniteltu muunnetulla taitekerroinprofiililla kestämään makro{0}}- ja mikro-taivutushäviöitä. Suojausskenaariossa G.657-kuitu voi lieventää lämpörasituksen aiheuttamia vaimennuspiikkejä. Kompromissi -sisältää kuitenkin mahdollisen suuremman liitoshäviön tavallisilla G.652-kuiduilla, jos ytimen kohdistus ei ole täydellinen, ja vaatimattoman kustannuslisän.
Matala-häviö, matala-mikro-taivutusherkkyys kuidut:
Corningin ja OFS:n kaltaiset toimittajat tarjoavat ultra{0}}low loss (ULL) kuituja, joissa yhdistyvät alennettu vaimennuskerroin ja pinnoitejärjestelmä, joka on suunniteltu irrottamaan lasin ulkoisista mekaanisista rasituksista. Esimerkiksi Corningin SMF-28® ULL -kuitu määrittää tyypillisen alle 0,02 dB/km:n vaimennuksen lisäyksen lämpötila-alueella -20 asteesta 85 asteeseen, mikä vastaa suoraan eristämishaasteeseen. Kustannukset ovat huomattavasti korkeammat, mikä oikeuttaa sen käytön ensisijaisesti pitkän matkan, DCI:n tai ultratiheän aallonpituusjakoisen multipleksoinnin (DWDM) linkeissä datakeskuksessa, jossa jokainen dB häviö vaikuttaa tavoittamiseen ja spektrin tehokkuuteen.
Validointi ja valvonta: Gradientin näkeminen
Käyttöönoton jälkeisessä-vahvistuksessa on otettava huomioon lämpövaikutukset. Tier-1-integraatiotestin tulisi sisältää OTDR- ja lisäyshäviömittaus, joka suoritetaan "vakaassa-tilan" käyttöolosuhteissa – suojaus on aktiivinen ja IT-kuorma edustaa tuotantoa. Viileämpien, joutojaksojen aikana otettujen jälkien vertailu voi paljastaa vaimennustapahtumia, jotka ilmenevät vain lämpörasituksessa. Lisäksi Distributed Temperature Sensing (DTS) -järjestelmät, jotka käyttävät itse kuitua anturina, voidaan ottaa käyttöön kriittisten johtoreittien varrella tarkan lämpötilaprofiilin kartoittamiseksi. Nämä tiedot voivat paikantaa hotspotit tietyissä kaappipaikoissa tai paikoissa, joissa kaapelireitit rikkovat suojaesteitä, mikä ohjaa kohdennettua korjaamista.
Loppujen lopuksi kuituinfrastruktuurin suunnittelu suljetuille datakeskuksille on enemmän kuin pelkkä liitettävyys. Se edellyttää lämpötilan käsittelyä ensimmäisen kertaluvun suunnitteluparametrina, kaapelien ja paneelien valitsemista niiden mekaanisen kestävyyden mukaan lämpökiertoa vastaan ja liitäntäpisteiden strategista sijoittamista altistumisen minimoimiseksi. Tavoitteena ei ole taistella lämpögradienttia vastaan, vaan suunnitella kaapelointilaitos, joka pysyy siinä optisesti vakaana varmistaen, ettei energiatehokkuuden tavoittelu tule signaalin eheyden kustannuksella. Valinta vakio- ja premium-kuidun tai keskitetyn ja hajautetun patch-paneeliasettelun välillä riippuu yksityiskohtaisesta analyysistä odotetusta lämpötilan deltasta, linkin katoamisbudjetin kriittisyydestä ja kaapelilaitoksen käyttöiän aikana aiheutuvista kokonaiskustannuksista.
