Vào thời kỳ đầu của ngành công nghiệp cáp quang, việc kết nối sợi quang là một công việc tốn nhiều thời gian và đòi hỏi sự tỉ mỉ. Khi các trung tâm dữ liệu bắt đầu phát triển mạnh mẽ vào những năm 2000, việc quản lý hàng trăm – thậm chí hàng nghìn – đầu nối sợi đơn và sợi đôi trở thành một thách thức lớn. Các giải pháp lưu trữ và định tuyến phức tạp đã được phát triển để đáp ứng số lượng lớn đầu nối trong không gian chật hẹp.
Tuy nhiên, sự ra đời của đầu nối MPO (Multifiber Push-On) đã giảm đáng kể thời gian lắp đặt, công sức và yêu cầu về không gian. MPO không chỉ được ứng dụng trong truyền dẫn song song (parallel optics), mà còn có nhiều ứng dụng mở rộng khác. Để hiểu hết giá trị của MPO, cần quay lại nguồn gốc ban đầu của công nghệ này.
Nhiều sợi quang – nhiều thách thức hơn
Cốt lõi của đầu nối MPO là công nghệ ferrule MT (Mechanical Transfer) – được phát triển bởi một công ty viễn thông hàng đầu Nhật Bản vào giữa những năm 1980, dùng trong dịch vụ điện thoại dân dụng. Công nghệ ferrule MT này sau đó đã trở thành nền tảng cho đầu nối MPO đầu tiên ra đời vào đầu những năm 1990.
Thời điểm ra mắt hoàn toàn phù hợp với xu hướng của ngành: các mạng lưới cần truyền tải nhiều dữ liệu hơn và nhanh hơn. Khi nhu cầu băng thông tăng cao, ngành công nghiệp bắt đầu chuyển sang sử dụng các hệ thống mạng và cáp có mật độ sợi quang cao hơn – giống như mở rộng đường cao tốc cho dữ liệu. Xu hướng này đánh dấu sự khởi đầu của khái niệm truyền dẫn song song (parallel optics) – tức là truyền dữ liệu bằng nhiều sợi quang cùng lúc. Khi số “làn đường” (sợi quang truyền dữ liệu) ngày càng tăng, hệ thống cần một giải pháp kết nối mật độ cao, hiệu quả và tiết kiệm không gian. Định dạng đầu nối MPO đã chứng minh hiệu quả khi cung cấp một giải pháp nhỏ gọn để kết nối và tháo nối ferrule MT mật độ cao thông qua bộ ghép nối gắn trên mặt tấm (bulkhead-mounted coupler). Tuy nhiên, càng nhiều sợi quang, thì việc lắp đặt và triển khai cũng đòi hỏi nhiều lưu ý hơn.
Thương hiệu đầu nối MTP® giải quyết thách thức của MPO
Để khắc phục những khó khăn trong lắp đặt do số lượng sợi quang ngày càng tăng, Corning – một công ty tiên phong trong lĩnh vực khoa học vật liệu – đã hợp tác với US Conec, đơn vị hàng đầu trong phát triển linh kiện kết nối. Vào năm 1996, thương hiệu đầu nối MTP® chính thức ra mắt tại thị trường Hoa Kỳ. Đây là dòng sản phẩm đầu nối MPO tiên tiến, được thiết kế dành cho ứng dụng dải ribbon 4, 8 và 12 sợi. Cùng năm đó, định dạng MPO cũng được tiêu chuẩn hóa bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) và nhanh chóng được ngành công nghiệp đón nhận như một giải pháp tối ưu cho việc lắp đặt, triển khai và quản lý hệ thống mạng cáp quang mật độ cao.
Đầu nối MTP/MPO: Tiết kiệm thời gian. Tiết kiệm không gian.
Trước khi đầu nối MTP xuất hiện trên thị trường, việc thi công và kiểm tra 144 sợi quang thường cần tới hai kỹ thuật viên làm việc suốt cả ngày. Nhưng với đầu nối MTP, kỹ thuật viên có thể kết nối nhanh 8 đến 12 sợi chỉ bằng một lần bấm công cụ, hoặc sử dụng cáp plug-and-play đã đấu nối sẵn tại nhà máy, rút ngắn toàn bộ quá trình thi công từ một ngày xuống chỉ còn vài giờ. Để đảm bảo kết nối chính xác, đầu nối MTP là dòng MPO đầu tiên được kiểm tra và xác minh sẵn tại nhà máy, đồng thời được thiết kế sẵn chiều dài phù hợp với hệ thống cáp. Điều này giúp giảm yêu cầu kỹ năng khi lắp đặt, đồng thời làm cho việc mở rộng, thay đổi và nâng cấp hệ thống cáp cấu trúc về sau trở nên cực kỳ đơn giản. Những cải tiến mang tính cách mạng này, do MTP tiên phong, sau đó đã trở thành tiêu chuẩn trong toàn ngành.
Không chỉ nhanh hơn – mà còn tiết kiệm không gian hơn. Việc triển khai nhanh là một chuyện. Nhưng các kỹ thuật viên cũng cần giải pháp để tăng mật độ sợi quang trong không gian giới hạn. MTP đã giải quyết triệt để bài toán này. Ngay cả trước khi công nghệ truyền dẫn song song (parallel optics) trở nên phổ biến, các kỹ thuật viên đã gặp khó khăn trong việc triển khai hệ thống mật độ cao. MTP giúp họ thực hiện điều đó dễ dàng hơn. Ví dụ: thay vì một khung phối 1U với đầu nối duplex chỉ chứa được 144 sợi, thì khung phối dùng đầu nối MTP có thể chứa tới 864 sợi – tức gấp 6 lần công suất. Chính vì mật độ sợi cao, đầu nối MTP trở thành giải pháp rất lý tưởng cho các trung tâm dữ liệu có không gian hạn chế hoặc cần triển khai số lượng cáp lớn.
Những cải tiến trong đầu nối sợi quang MTP
Với sự phổ biến ngày càng tăng của các giải pháp plug-and-play, đầu nối MTP nhanh chóng trở thành định dạng được ưa chuộng trong các trung tâm dữ liệu, như một giải pháp thay thế cho các đầu nối LC và SC. Tuy nhiên, MTP không chỉ là một đầu nối dành riêng cho truyền dẫn song song, mà còn mang lại nhiều lợi ích có thể áp dụng trên nhiều công nghệ khác nhau. Kể từ khi ra mắt, đầu nối MTP đã không ngừng được cải tiến, trở thành lựa chọn lý tưởng cho kết nối đa sợi trong mọi trung tâm dữ liệu, bất kể quy mô.
Linh hoạt và dễ thích nghi, đầu nối MTP tiếp tục phát triển để đáp ứng những nhu cầu ngày càng cao của kỹ thuật viên, trung tâm dữ liệu, cũng như các tổ chức đang phụ thuộc vào hạ tầng mạng tốc độ cao. Hãy cùng điểm qua một số cải tiến nổi bật của định dạng MTP trong hơn 20 năm qua.
Suy hao chèn thấp hơn
Vào năm 1999, US Conec đã giới thiệu các thành phần đầu nối MTP Elite với mức suy hao chèn thấp. Từ đó, Corning đã phát triển dựa trên công nghệ này để tung ra các giải pháp cáp mật độ cao, suy hao thấp, mang lại hiệu suất quang học vượt trội và tín hiệu ổn định đáng tin cậy. Kể từ đó đến nay, mức suy hao chèn của đầu nối MTP không ngừng được cải thiện và hiện đã đạt đến mức tương đương với suy hao mà các đầu nối đơn sợi chỉ mới đạt được trong vài năm gần đây.
Độ ổn định vượt trội trong các đầu nối MTP/MPO ngày nay
Nói một cách đơn giản, các kỹ thuật viên cần đầu nối của họ hoạt động ổn định. Những phiên bản đầu tiên của đầu nối MPO có thể cắm vào mà không gặp vấn đề, nhưng chỉ một va chạm nhẹ vào cáp cũng có thể gây mất ổn định tín hiệu. Sự xuất hiện của ferrule nổi (floating ferrule) trong đầu nối MTP đã được giới kỹ thuật đón nhận rộng rãi. Thiết kế đột phá này cho phép ferrule duy trì tiếp xúc trong khi phần vỏ đầu nối có thể xoay nhẹ tương đối với nhau. Đây là một bước tiến lớn trong quá trình phát triển của đầu nối MTP, giúp đầu nối đa sợi mang lại hiệu suất ổn định và đáng tin cậy hơn. Tính năng ferrule nổi đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng mà cáp được cắm trực tiếp vào thiết bị phát/thu (Tx/Rx) chủ động, và cũng là lý do chính khiến MTP trở thành đầu nối ưu tiên cho các ứng dụng truyền dẫn song song thế hệ mới.
Từ năm 2000 đến 2002, những cải tiến tiếp theo về độ chính xác của các thành phần trong đầu nối MTP đã giúp tăng độ ổn định, cải thiện độ bền và nâng cao độ tin cậy tổng thể. Thông qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm, các kỹ sư đã tối ưu phần dẫn hướng của chốt định vị (guide pin) thành dạng elip. Nhờ đó, hao mòn và bụi phát sinh do thao tác cắm/rút nhiều lần đã được giảm rõ rệt. Bên cạnh đó, các chi tiết bên trong đầu nối cũng được thiết kế lại để đảm bảo lực tiếp xúc luôn được phân bố đều ở giữa các ferrule, giúp tất cả các đầu sợi quang được đánh bóng tiếp xúc hoàn hảo với nhau. Cuối cùng, các kỹ thuật viên đã có một đầu nối thực sự “cắm là giữ chắc”.
Danh tiếng của đầu nối MTP về hiệu suất vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, các đầu nối MTP hiện đại đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Telcordia (trước đây là Bellcore) dành cho hệ thống mạng nhà cung cấp – đảm bảo hiệu suất trong nhiều thập kỷ sử dụng. Hàng triệu đầu nối MTP đã được lắp đặt ngoài thực địa vẫn tiếp tục hoạt động ổn định như lúc rời nhà máy sản xuất.
Đầu nối MTP/MPO dễ sản xuất hơn — và dễ sử dụng hơn
Năm 2002, US Conec đã chuyển đổi công nghệ ferrule nhiệt rắn ban đầu của MTP sang công nghệ ép phun nhựa nhiệt dẻo polyphenylene sulfide (PPS). Loại vật liệu này ít bị hấp thụ độ ẩm hơn nhiều — mà độ ẩm lại chính là nguyên nhân chính gây suy giảm hiệu suất của đầu nối. Việc áp dụng công nghệ ép nhựa nhiệt dẻo không chỉ giúp mở rộng quy mô sản xuất nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu khối lượng lớn, mà còn cải thiện khả năng kiểm soát hình dạng mặt đầu ferrule trong quá trình đánh bóng, từ đó nâng cao hiệu suất kết nối.
Ngoài ra, các cải tiến trong thiết kế vỏ đầu nối MTP Elite cũng giúp việc lắp đặt, tháo lắp, vệ sinh và tái sử dụng trở nên đơn giản hơn. Đây là tiền đề cho những đổi mới tiếp theo nhằm đơn giản hóa công việc cho kỹ thuật viên nhiều hơn nữa — nhưng ta sẽ nói kỹ về điều đó sau.
Mọi công nghệ. Mọi trung tâm dữ liệu. Mọi quy mô.
Chúng ta đã đi một chặng đường dài kể từ khi công nghệ ferrule MT ban đầu được sử dụng trong mạng viễn thông tại Nhật Bản. Nhưng định dạng MTP mới chỉ bắt đầu phát huy tiềm năng. Ngày nay, thách thức đặt ra là các trung tâm dữ liệu quy mô siêu lớn, dữ liệu lớn (big data), và điện toán đám mây: Làm thế nào để triển khai, mở rộng và hỗ trợ các ứng dụng yêu cầu mật độ cao và băng thông cực lớn — vốn đòi hỏi không gian khổng lồ để xử lý một lượng cáp khổng lồ? Với những cải tiến liên tục về suy hao chèn, mật độ sợi quang, khả năng lắp đặt dễ dàng và độ ổn định đã được kiểm chứng qua thời gian, đầu nối MTP đã sẵn sàng để đáp ứng tất cả các yêu cầu đó.
Nhưng cũng cần lưu ý rằng thương hiệu MTP không chỉ được tạo ra cho các hệ thống mega-cloud, big data hay điện toán quy mô siêu lớn. Các phiên bản MTP mới nhất được thiết kế để hoạt động không chỉ với các kết nối sợi quang-thuần sợi quang, mà còn tương thích với nhiều công nghệ và thiết bị điện tử khác trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau — từ tài chính, y tế, giáo dục đến các trung tâm dữ liệu dùng chung (co-location) và hơn thế nữa.
Vì vậy, dù bạn đang làm việc với truyền dẫn duplex, 8 sợi hay 16 sợi, đầu nối MTP đều có thể mở rộng theo công nghệ bạn đang dùng — bao gồm cả các ứng dụng song song thế hệ mới như Ethernet 400 Gb, có khả năng chạy trên 32, 16 hoặc 8 sợi. Với thiết kế cơ khí bền vững, đầu nối MTP còn có thể hoạt động ổn định trong nhiều môi trường khắc nghiệt, bao gồm độ ẩm cao, nhiệt độ cực nóng hoặc lạnh, và điều kiện nhiệt độ biến đổi liên tục.
Đầu nối MTP có thể mở rộng theo bất kỳ công nghệ nào bạn đang sử dụng – bao gồm cả các ứng dụng truyền dẫn song song thế hệ mới như Ethernet 400 Gb, có khả năng hoạt động trên 32, 16 hoặc 8 sợi quang.
| Lộ trình phát triển Module thu phát quang Ethernet | ||||||
| Giải pháp | Số sợi quang | Loại đầu nối | Khoảng cách | 40G | 100G | 400G |
| Duplex OM3/4 | 2F | LC Duplex | Ngắn | BiDi SWDM4 | BiDi SWDM4 | No Information |
|
Song song OM3/4 |
32F | MTP | Gen1:SR16 16x25G | |||
| 20F | MTP | Gen1:SR10 10x10G | ||||
| 16F | MTP | Gen2:SR8 8x50G | ||||
| 8F | MTP | SR4/eSR4 4x10G | Gen2:SR4 4x25G | Gen3:SR4 4x100G | ||
| Duplex SM | 2F | LC Duplex | Dài | LR4 (10km) LRL4 (2km) |
LR4 (10km) CWDM4 (2km) |
WDM (10km) WDM (2km) |
| Song song SM | 8F | MTP | Trung bình | PLR4 | PSM4 | PSM4 4×100 (100G qua mã hóa WDM symbol rate) |
Giới thiệu đầu nối MTP® thế hệ tiếp theo
Với khả năng ứng dụng linh hoạt trong nhiều công nghệ và hệ thống khác nhau, đầu nối MTP mang lại sự đa dụng – điều này rõ ràng là một lợi thế cho các kỹ thuật viên. Tuy nhiên, chính sự đa dụng này cũng tạo ra một số thách thức. Các kỹ thuật viên thường gặp khó khăn khi không chắc liệu họ cần đầu đực hay đầu cái, hoặc phải xử lý vấn đề phân cực khi làm việc với hàng nghìn sợi quang – trong đó mỗi sợi đều phải đảm bảo khả năng truyền và nhận tín hiệu. Những rắc rối như vậy có thể gây chậm trễ trong triển khai và làm tăng số giờ làm việc.
Thế hệ đầu nối MTP mới nhất mang đến các tính năng và chức năng hoàn toàn mới giúp đơn giản hóa việc cấu hình tại hiện trường. Không có sẵn đúng loại đầu đực hoặc đầu cái? Không sao cả. Các đầu nối MTP mới cho phép thay đổi cấu hình đầu nối (loại đực/cái và phân cực) trực tiếp tại hiện trường mà không cần kỹ năng chuyên sâu hoặc kỹ sư đầu nối. Bên cạnh khả năng cấu hình linh hoạt tại hiện trường, dòng sản phẩm mới còn được cải tiến về hiệu suất vận hành theo hướng thân thiện với môi trường – mang lại cảm giác cắm/rút mượt mà và chắc chắn hơn.
Từ năm 2022 và hơn thế nữa – Sự phát triển của đầu nối MTP
Trong hơn 20 năm qua, đầu nối MTP đã được tin tưởng sử dụng để tăng tốc quá trình triển khai trung tâm dữ liệu, và thế hệ tiếp theo của công nghệ này chính là Fast-Track MTP. Khi nhu cầu về mật độ, tốc độ và tính bền vững ngày càng tăng, Corning tiếp tục đổi mới với những giải pháp được tích hợp toàn diện trong nền tảng EDGE™ Platform của mình. Hãy tận dụng lợi thế về tiết kiệm thời gian, tối ưu không gian và sự đơn giản vốn đã gắn liền với thương hiệu MTP – và khám phá thế hệ đầu nối Fast-Track MTP mới nhất ngay hôm nay!
Nguồn: Corning Optical Communications
