在这方面，数据中心集成 40 GHz 和 100 GHz 信道需要采用由并行多纤结构组成的链路，这与双工信道所需的链路截然不同。
然而，实际情况要求数据中心能够同时建立这两种类型的链路，并且链路切换不应影响网络管理和性能。

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双工连接（基础 2）
在解释什么是并行多纤连接之前，回顾一下双工链路的工作原理很有帮助。
双工链路中的两根光纤用于建立简单的双向通信信道，每根光纤的作用是将信号从一端的发射器 (Tx) 传输到另一端的接收器 (Rx)。

无论链路中管理的连接器数量多少，实现此目的的正确光纤排列方式称为基二极性。
为了理解其重要性，我们来分析一下，如果在尝试建立双工信道时发现应该发送到接收器 (Rx) 的信号却从原本用于发送器 (Tx) 的连接器输出会发生什么情况。
最简单的解决方案是在链路的同一位置（无论是在链路的两端还是在任何中间管理点）交换两个单极连接器。
很容易推断，这种解决方案可能会导致比它试图解决的问题更大的问题：由于数据中心中连接器数量庞大，人们对网络管理的信心下降，从而导致对物理网络的控制丧失。

然而，即使没有达到如此极端的情况，我们在应用这种简单解决方案时也会遇到更直接的困难，因为：
- 没有足够的时间对每个连接的设备或端口进行极性测试（数据中心常见的情况）。-
双工连接器不允许互换单个连接器。-
网络中同时存在不同类型的连接方式，且极性基准各不相同（例如 2 基、12 基、24 基等），如果没有正确的规划和管理，就无法正常运行。
为了避免这种情况，基于 2 基极性通道的网络的基本管理原则是 AB 规则。

这条规则规定，当两根光纤两端都使用双工连接器时，一端连接器上位于 A 位置的光纤在另一端连接器上必须位于 B 位置，这样，如果两端互换，最终的排列方式也必须相同。
这条规则适用于双工跳线、电缆接头以及主干线路。
对于跳线，如果两端连接器都是双工的，则很容易遵循这条规则。图 1 显示了它们的排列方式。对于
双工电缆接头，很容易验证其两端的 AB 标记是否互换，因此它们始终符合这条规则（因此，许多制造商不再在其双工电缆接头上标记 A 和 B）。
这条规则推广到主干线路（通常由两根以上偶数根光纤组成）时，称为反对规则。
这条规则仅适用于两端都使用双工电缆接头的情况，因为 Base2 极性不适用于一端或两端使用单端电缆接头的链路。
反接规则是指将两端光纤对的顺序反转。
遵循此规则，无论双工连接器的类型、所用组件的类型以及链路中建立的互连数量如何，都能保持 Base2 极性，从而建立通信信道。

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为实际应用反对规则，请按以下步骤操作：
1. 为光缆中的每根光纤分配一个顺序编号（由于每根光纤对应一种颜色，建议遵循标准颜色编码）。参见表 1 中的示例
。2. 确认双工电缆接头在两端的位置相同。图 2a。a.
如果接头水平放置，连接器的“定位销”通常位于顶部
。b
. 如果接头垂直放置，确认
两端的“定位销”位于同一侧（左侧或右侧）。c
. 如果两端的电缆接头排列方式不同，则
在两端的电缆接头之间建立对应关系。3
. 根据以下标准将连接器安装到两端的双工电缆接头中：
a. 在光缆的一端，按顺序（1-2、3-4、5-6
……）将连接器安装到电缆接头中，例如从左到右（或从上到下）。b
.在电缆的另一端，按照反向对号（2-1、4-3、6-5……）将连接器安装到电缆接头中，方向与另一端相同：例如，从左到右（或从上到下）。

在情况 2.c 中执行步骤 3 时必须格外小心，因为很容易出错。主要错误原因在于，如果同一双联电缆接头两侧有交替的 AB 标记，则在正确定位时可能会造成错误。

主干光纤。
理解基2极性相干性的一种方法是观察建立信道所需的组件之和（主干+隔板+跳线）始终为奇数。

实际上，建立一条通道所需的最少 元件是一根跳线。如果将两根跳线连接起来形成通道，则需要一个双工电缆接头来连接它们，因此元件数量变为三个。按照这个规律，无论是向通道中添加主干线还是跳线，始终添加相同数量的电缆接头，因此构成通道的最终元件数量为奇数。参见图 3 和图 4 中的示例。

并行多纤连接（12 基数）
如前所述，数据中心中 40 Gbps 和 100 Gbps 传输系统的应用，使得重新思考这些环境中的连接方式变得至关重要。
为了传输如此高的数据速率，主要有两种方法。
第一种方法是开发具有足够带宽的发射器和接收器来处理如此庞大的数据量。然而，这种方法会受到光电器件内部动态特性的物理限制，从而阻碍其在商业产品中的应用。
第二种方法是将高速率信道分解为若干低速率的“子信道”，然后将它们聚合起来。在这种情况下，每个子信道的传输速率最高为 10 Gbps，而市面上已有可实现此速率的商用光电器件。
目前正在考虑多种子信道的传输方案，包括单根光纤上的波分复用、独立光纤上的并行传输以及相位和偏振复用。
在所有这些选项中，通过独立光纤进行并行传输是最容易实现的，而且当信道长度较短时（例如在数据中心），它是迄今为止最经济的。

为了实现这种方案，光纤被集中连接到同一个连接器下。采用这种方法最常用的连接方案是基于MPO连接器。参见图5。MPO
连接器最常见的配置是单排12根光纤。显然，如此多的光纤可以实现多种组合，方便在跳线或主干光缆两端分配连接器的位置。

在所有可能的配置中，有一种配置已被标准化，它能够保证基于并行子信道聚合的通信。这种配置称为12基极性。参见表2。.

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为了实现这种极性基准，主干线或跳线的连接器排列必须遵循“键向上/键向上”规则。参见图 6。.

键控向上/键控向下配置（包括正向和反向配对）遵循与使用单端或双工（AB）连接器建立经典链路时相同的原则。显然，它们不符合12进制极性，因为它们将一端的1号位分配给另一端的1号位（正向情况，图7a），或者两两交替地将奇偶位分配给另一端（反向配对情况，图7b）。使用12进制极性（
键控向上/键控向上），可以轻松实现使用多个并行子信道（例如40G和100G）的通信，如表3和表4中的图表所示。然而，如前所述，使用键控向上/键控向下配置无法建立此类信道。

请注意，为了管理每个传输方向上的 10 个子信道，每个信道需要两条 12 芯光纤子链路。在这种情况下，这两条子链路必须连接两端的发送 (Tx) 和接收 (Rx) 端口。这种配置相当于在子链路级别使用 Base2 极性，在光纤级别使用 Base12 极性。这种极性组合称为 Base24 极性。
实现 Base24 极性的方法有很多种，但都取决于所使用的连接器类型。因此，如果使用 24 芯 MPO 连接器，并采用两排各 12 芯光纤的排列方式，则一端下排光纤形成的子链路必须与另一端上排光纤形成的子链路相对应。

然而，最常见的做法是使用12芯MPO连接器。在这种情况下，MPO母头连接器成对排列，子链路的管理方式与使用单个连接器时管理光纤链路的方式类似。也就是说，它类似于使用单个跳线管理双工通道，只是在这种情况下，每根跳线包含12根光纤。
关于MPO连接器，还有最后一点需要考虑，虽然它不直接影响极性，但会影响网络设计和组件的选择。

由于光纤排列成一个整体，因此无法通过隔板内的套管来控制连接处的光纤对准。为了实现精确的光纤对准，采用了键槽解决方案。键（也称为螺栓、销钉等）紧密地嵌入键槽或孔中，防止两个连接器发生横向移动。.

方法 A（单配置中继）：
1）两种不同类型的双工跳线。2
）简单的按键向上/向下中继配置。
与 40/100G 不兼容。3
）允许在所有适配器模块上使用单一配置。

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方法 B（并行中继）：
1）符合 AB 规则的单一类型双工跳线。2
）并行键控中继。
兼容 40/100G。3
）正确的 Base2 到 Base12 转换完全由适配器模块负责。某些选项需要在两端进行不同的配置。

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方法 C（双工中继）：
1）符合 AB 规则的单一类型双工跳线。2
）双工按键向上/向下中继（对单一配置应用反向线对规则）。
与 40/100G 不兼容。3
）允许在所有适配器模块上使用单一配置。

MPO连接器的设计决定了它们要么有两个键（公头MPO连接器），要么有两个键槽（母头MPO连接器）。因此，在MPO连接器中，“母头”标识不再像“传统”连接器那样与电缆接头相关联。参见图8和图9。
行业标准本可以定义MPO连接器，使其一侧有一个键，另一侧有一个键槽。采用这种设计，所有连接器都将完全相同，但这种方案会带来其他技术限制，超出了本文的讨论范围。
虽然键与键槽的互锁负责对准，但真正确保正确对准，更具体地说，是保持相对光纤之间正确的压力，则取决于位于连接器内部的弹簧。然而，如果连接器没有固定，这些弹簧就无法发挥作用。

该锚固点位于电缆接头内，参见图 10。
电缆接头除了起到固定作用外，还负责保持正确的极性，将连接器键强制置于正确位置。为保证极性，电缆接头必须遵循与主干电缆和跳线相同的原则：键向上/键向上。
当然，电缆接头内只允许使用公头连接器和母头连接器。此要求决定了每种连接器类型（公头或母头）在网络中的位置。
鉴于跳线（负责网络管理的移动元件）两端必须使用相同类型的连接器，并且只有跳线才能连接到光电设备上的连接器，因此跳线上的连接器必须与电信设备上的连接器兼容。由于设备采用 MPO-M 连接器，因此跳线必须使用 MPO-F 连接器。

这一决定反过来又决定了构成网络固定基础设施的主干线路连接器的选择，指定使用公头MPO连接器（MPO-M），与跳线所用的连接器互补。
在特殊情况下，如果两端分别使用不同类型的连接器（MPO-F和MPO-M），如图4所示，则称为混合跳线。不建议使用这种配置，因为它虽然允许设备连接到网络，但并不适合在固定基础设施内的面板之间建立桥接。

二进制和二进制12兼容性。适配模块。
综上所述，面向未来的数据中心在设计之初就必须考虑极性问题。
显然，建议采用二进制12极性的固定基础设施，并采用键控/键控链路，以便部署高速传输通道。然而，实际情况要求我们维护传统的二进制双工链路。接下来，
我们将解释在二进制12基础设施上管理二进制通道所需的组件，以及配置和使用它们的标准。
尽管如下文所述，实现这种集成的方法有很多，但为了便于管理，某些前提条件限制了实际应用中的选择。
国际标准为在12芯光纤链路上建立双工链路提供了具体指南。具体来说，ANSI/TIA-568-C 标准定义了三种基本方法，分别标记为 A、B 和 C，能够满足这一需求，但也指出有许多标准可以修改这三种基本类型，这些标准可以方便地应用于网络的管理和未来规划。

为了理解各种可能方法的独特特点和差异，我们首先必须分析构成通道的组件。
请记住，构建通道需要以下全部或部分要素：
- 主线
- 舱壁接头
- 跳线

除了这些基本组件之外，我们还必须添加一些新的元件，以便在适用情况下对基站进行适配：适配模块。
这些模块位于主干线路的末端，在主干线路连接到管理面板之前。因此，它们成为网络固定基础设施的一部分。
如果这些元件需要满足特定的设计条件才能保证其正常运行和易于管理，那么
可用的适配方法数量将显著减少。
基于这些前提，必须满足以下标准：
- 主干线路和电缆接头必须采用 Base 12 配置，或者换句话说，它们必须是 Key-up / Key-up 类型。-
所选方法只能使用符合 Rule AB（Base 2）的双工跳线和电缆接头。
这些要求排除了所有依赖于主干线路、电缆接头或跳线中光纤排列方式的适配方法。事实上，由于干线和隔板由 Base 12 极性决定，而双工跳线和相关隔板由 Base 2 极性决定，因此所选择的方法在适配模块中进行管理。

这些限制排除了方法 A 和 C 作为现代数据中心基础设施的潜在候选方案，因为这两种方法的主干线都与 Base 12 极性要求不兼容。值得注意的是，这两种方法源于对传统主干线的改造，分别采用直接连接（1 对 1、2 对 2 等）或反向连接（1 对 2、2 对 1 等）的方式。
这种改造模块因其外形酷似九头蛇而被称作“Hydra”（九头蛇），如前所述，它被集成到主干线末端的固定基础设施中，允许将 12 根光纤自由分配到与 6 个双工连接器对应的端口。参见图 11。Hydra
通常成对地安装在一个名为“改造盒”的公共外壳中，该外壳通常安装在网络管理面板中。
因此，通过 Base 12 固定基础设施传输 Base 2 通道的问题就简化为在改造盒的双工直通端口中正确分配改造 Hydra。

经验证，共有 46,080 种可能的配置方案，使得从 B 型设备开始，使用单个适配器模块即可配置一个完全兼容 Base 2 和 Base 12 的网络。在这些方案中，两个互补模块的配置完全相同。也就是说，这些模块是自互补的，允许在整个网络中使用相同的模块，从而简化了网络管理。
需要注意的是，每个自互补模块都与其他任何自互补模块不兼容。
从逻辑上讲，在配备带键的公头 MPO 连接器的固定元件（中继线）的基础设施中，适配器模块必须配备 MPO-F 连接器。虽然反过来也可以考虑，但使用 MPO-M 连接器配置中继线的优势已在前面解释过。

结论：
为了设计现代数据中心的光纤布线系统，必须选择一个连贯的解决方案，其中其固定、适配和连接基础设施的组成元素集合保证了双工基 2 和并行基 12 和 24 极性的共存，并通过简单安全的管理实现。

对于固定基础设施的建设，建议选择采用工厂预装的模块化、键控式组件的Base 12架构。最常用的做法是使用工厂预端接的、两端带有MPO-M连接器的线缆，即主干线缆。
对于移动网络，Base 12通道适用带有MPO-F连接器的跳线，而Base 2通道则适用采用AB规则的LCD或SCD连接器。
必须确保适配器、盒式模块和Hydra模块的MPO连接器与其在网络中的位置相匹配。也就是说，如果它们要集成到固定基础设施中，则其MPO连接器必须与主干线缆上使用的连接器相同。

网络中的所有组件在使用前都必须保证其正常运行，目的是在建立信道时最大限度地减少人为操作和中间组件的添加。
如果系统地遵循这些标准，管理拥有多个电信系统的数据中心将变得非常简单、高效且经济。

图 12a、b 和 c 分别展示了方法 A、B 和 C。需要注意的是，在方法 A 和 C 中，适配器模块相同且唯一，这是合理的，因为在这些情况下，Base 2 极性分别在双工跳线（方法 A）或主干链路本身（方法 C）中进行管理。方法 B 需要两个模块，这两个模块可以配置不同，但在数百万种可能的配置中，有 46,080 种配置中两个模块完全相同，从而允许在整个网络中使用单个模块，并简化其管理。.

作者：Francisco M. López Torres - OTP 总监 - Fibercom, SL.

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