เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ระดับต่ำ-บนการติดตาม OTDR แม่นยำที่ระยะ 45- เมตรซึ่งสอดคล้องกับจุดสิ้นสุดของแถว- ซึ่งแสดงการสูญเสียเพิ่มเติม 0.15 dB ที่ 1550 นาโนเมตร เทียบกับ 1310 นาโนเมตร ลักษณะเฉพาะนี้มักจะไม่ได้ชี้ให้เห็นถึงรอยต่อที่ผิดพลาดหรือตัวเชื่อมต่อที่สกปรก แต่ชี้ให้เห็นถึงปัญหาที่เป็นระบบมากขึ้นในศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัย{8}}ที่ขับเคลื่อนด้วยประสิทธิภาพ: การไล่ระดับความร้อนที่เกิดจากความเย็น- และการบรรจุระหว่างทางเดินร้อน แม้ว่าการกักเก็บจะเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) อย่างชัดเจน แต่ก็สร้างบรรยากาศปากน้ำที่แตกต่างกันสำหรับการเดินสายศูนย์ข้อมูล โครงสร้างพื้นฐาน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงซึ่งมักถูกมองว่าเป็นท่อร้อยสายแสงเฉื่อย ในความเป็นจริงแล้วมีความอ่อนไหวต่อผลกระทบทางกลและทางแสงจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่ยั่งยืน ทำให้จำเป็นต้องออกแบบทั้งการเลือกผลิตภัณฑ์และกลยุทธ์ทางเดินใหม่
ฟิสิกส์ของปัญหา: การลดทอนเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ
กลไกหลักคือการดัดแบบไมโคร การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทำให้เกิดการขยายตัวและการหดตัวในวัสดุของสายเคเบิล-ตัวใยแก้วเอง การเคลือบอะคริเลต และเปลือกหุ้มโดยรอบ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE) ที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดความเครียด ในสภาพแวดล้อมที่มีการจำกัด เส้นใยที่วิ่งจากทางเดินเย็น (อาจจะ 18-22 องศา ) ไปยังทางเดินร้อน (อาจเป็น 35-40 องศาหรือสูงกว่าหลังอุปกรณ์ IT) จะมีการไล่ระดับความร้อนตามยาว มาตรฐาน TIA-942 รับทราบเรื่องนี้ โดยสังเกตว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแผงกั้นกักเก็บอาจเกิน 20 องศา ความเครียดนี้อาจทำให้เส้นใยกดทับกับข้อบกพร่องระดับจุลภาคในหลอดบัฟเฟอร์หรือกับเส้นใยอื่นๆ ทำให้เกิดการโค้งงอเล็กน้อยเป็นระยะๆ ไมโครเหล่านี้จะโค้งงอแสงคู่จากโหมดแกนนำไปสู่โหมดการหุ้มที่มีลำดับสูงกว่า ซึ่งจะลดทอนลงอย่างรวดเร็ว ผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น ซึ่งส่งผลกระทบอย่างไม่เป็นสัดส่วนกับความยาวคลื่นที่ยาวกว่า (เช่น 1550 นาโนเมตร, 1625 นาโนเมตร) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ CWDM/DWDM และการตรวจสอบระบบ เมื่อเปรียบเทียบกับ 1310 นาโนเมตร การศึกษาต่างๆ เช่น ที่อ้างถึงใน IEC TR 62614-2 แสดงให้เห็นว่าสำหรับเส้นใย G.652.D มาตรฐาน วงจรอุณหภูมิตั้งแต่ -20 องศาถึง 70 องศาสามารถกระตุ้นให้เกิดการลดทอนชั่วคราวเพิ่มขึ้นได้ถึง 0.1 dB/กม. ที่ 1,550 นาโนเมตร โดยมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงถาวรหากความเค้นเชิงกลทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกในเมทริกซ์สายเคเบิล
ปริศนาความหนาแน่นสูง-:เอ็มทีพี/เอ็มพีโอระบบภายใต้ความเครียด
การเคลื่อนตัวไปสู่เอ็มทีพี/เอ็มพีโอ สายเคเบิลหลักสำหรับสถาปัตยกรรมกระดูกสันหลัง-และการใช้งาน 400G/800G ช่วยเพิ่มความท้าทาย สายเคเบิลหลักไฟเบอร์ 144 เส้นเดียวแสดงถึงความเข้มข้นที่มีนัยสำคัญของมวลความร้อนและความซับซ้อนทางกล ภายในบรรจุอย่างแน่นหนาแผงแพทช์ไฟเบอร์ออปติกรัศมีการโค้งงอของเส้นใยแต่ละเส้นภายในบูทของตัวเชื่อมต่อ MTP และการกำหนดเส้นทางของส่วนออกของพัดลมของสายเคเบิลหลัก-ถือเป็นสิ่งสำคัญ
แผงที่ติดตั้งบนตู้ในบริเวณทางเดินร้อนจะทำให้ลำตัวทั้งหมดและแผงแยกที่เชื่อมต่อมีอุณหภูมิสูงขึ้น บูทบรรเทาความเครียดและสายเคเบิลภายในของแผงต้องได้รับการออกแบบให้ไม่เพียงแต่รองรับการโค้งงอคงที่เท่านั้น แต่ยังรวมถึง aพลวัตซึ่งจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิของทางเดิน การออกแบบที่ไม่ดีสามารถแปลงเดลต้า 15 องศาเป็นการโค้งงอขนาดเล็กแบบสะสมบนเส้นใย 72 หรือ 144 เส้นพร้อมกัน การตอบสนองของอุตสาหกรรมได้แก่สายเคเบิลที่มีสารเติมแต่งที่เหมาะสมที่สุดและการออกแบบท่อหลวมที่ช่วยให้เส้นใยเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้น และแผงที่มีตัวจัดการรัศมีที่ใหญ่ขึ้นและกว้างขึ้น ข้อเสีย-มักเกิดจากการที่สายเคเบิลมีความแข็งเพิ่มขึ้นและลดความหนาแน่นของการบรรจุลง-ซึ่งขัดแย้งโดยตรงกับ-พอร์ต-ข้อดีของการออกแบบ-แร็คชั้นนำที่ทันสมัย
เค้าโครงเชิงกลยุทธ์: ตำแหน่งของแผงแพทช์ไฟเบอร์ออปติก
ตำแหน่งของการเชื่อมต่อถึงกันกลายเป็นการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์ กำลังปรับใช้หลักแผงแพทช์ไฟเบอร์ออปติก ในทางเดินเย็นดูเหมือนสมเหตุสมผล โดยปกป้องโครงสร้างพื้นฐานแบบพาสซีฟจากอุณหภูมิสูงสุด อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้สามารถเพิ่มความยาวของจัมเปอร์ที่ต้องข้ามเข้าไปในทางเดินร้อนเพื่อเข้าถึงอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งจะทำให้เส้นใยมีความยาวมากขึ้นในการไล่ระดับสี
ในทางกลับกัน การวางแผงในช่องทางเดินร้อนจะทำให้สายแพทช์คอดและอินเทอร์เฟซของตัวเชื่อมต่อเกิดการเสื่อมสภาพจากความร้อน และต้องใช้ส่วนประกอบที่มีพิกัด-อุณหภูมิ-ที่สูงกว่า แนวทางที่เหมาะสมยิ่งขึ้นซึ่งเห็นได้ในการใช้งานขนาดใหญ่-โดยผู้ดำเนินการเช่น Microsoft และ Google คือสถาปัตยกรรมการแพตช์แบบกระจาย ลำตัวกระจายหลัก มักหุ้มเกราะและได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ใช้งานเหนือศีรษะหรือใต้พื้น
พวกมันสิ้นสุดเป็นแผงแพทช์ที่มีขนาดเล็กลงซึ่งติดตั้งอยู่ที่ด้านข้างตู้ ช่วยลดความยาวของจัมเปอร์ที่สัมผัสกับทางเดิน-}ถึง-การเปลี่ยนทางเดิน วิธีการนี้จัดลำดับความสำคัญของความเสถียรของการเชื่อมต่อแบบถาวร (ส่วนท้าย) และจำกัดผลกระทบด้านความร้อนให้สั้นลงและส่วนของแพทช์ที่จัดการได้ง่ายขึ้น
การเลือกไฟเบอร์: Beyond G.652.D
ตัวเลือกเริ่มต้นของไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-มาตรฐาน (ITU-T G.652.D) มักจะไม่เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมการควบคุมที่มีการไล่ระดับสีที่คมชัด มีทางเลือกสองทาง:
โค้งงอ-เส้นใยที่ไม่ไวต่อความรู้สึก (ITU-T G.657.A1/B3):
ออกแบบมาพร้อมกับโปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงที่ปรับเปลี่ยนเพื่อต้านทานการสูญเสียการโค้งงอแบบมหภาค- และระดับไมโคร- ในสถานการณ์การกักกัน ไฟเบอร์ G.657 สามารถลดการเพิ่มการลดทอนที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนได้ อย่างไรก็ตาม ข้อเสีย-ได้แก่การสูญเสียรอยต่อที่สูงขึ้นด้วยเส้นใย G.652 มาตรฐาน หากการจัดแนวแกนไม่สมบูรณ์แบบ และค่าใช้จ่ายพรีเมียมเล็กน้อย
เส้นใยความไวต่อการโค้งงอต่ำ-, การสูญเสีย-ไมโคร-ต่ำ:
ผู้จำหน่ายอย่าง Corning และ OFS นำเสนอเส้นใยที่มีการสูญเสียต่ำ (ULL) เป็นพิเศษ- ซึ่งรวมค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนที่ลดลงเข้ากับระบบการเคลือบที่ออกแบบมาเพื่อแยกกระจกออกจากแรงเค้นเชิงกลภายนอก ตัวอย่างเช่น ไฟเบอร์ SMF-28® ULL ของ Corning ระบุการเพิ่มการลดทอนโดยทั่วไปที่น้อยกว่า 0.02 dB/km สำหรับช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -20 องศา ถึง 85 องศา ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่จัดการกับความท้าทายในการควบคุมโดยตรง ต้นทุนสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด โดยเน้นการใช้งานเป็นหลักในลิงก์ระยะไกล DCI หรือมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่นพิเศษ (DWDM) ภายในศูนย์ข้อมูลที่ซึ่งการสูญเสียทุก dB ส่งผลกระทบต่อการเข้าถึงและประสิทธิภาพของสเปกตรัม
การตรวจสอบความถูกต้องและการตรวจสอบ: การมองเห็นการไล่ระดับสี
การตรวจสอบความถูกต้องหลัง-การใช้งานต้องคำนึงถึงผลกระทบด้านความร้อนด้วย การทดสอบการรวมระดับ-1 ควรรวม OTDR และการวัดการสูญเสียการแทรกที่ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขการปฏิบัติงาน "คงที่-" โดยมีการกักกันที่ใช้งานอยู่และตัวแทนโหลด IT ของการผลิต เมื่อเปรียบเทียบร่องรอยที่เกิดขึ้นระหว่างที่เย็นลง ช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งานสามารถเปิดเผยเหตุการณ์การลดทอนที่ปรากฏภายใต้ความเครียดจากความร้อนเท่านั้น นอกจากนี้ ระบบการตรวจจับอุณหภูมิแบบกระจาย (DTS) ซึ่งใช้ไฟเบอร์เป็นเซ็นเซอร์ สามารถนำไปใช้ตามเส้นทางเดินสายที่สำคัญเพื่อสร้างแผนที่โปรไฟล์อุณหภูมิที่แน่นอน ข้อมูลนี้สามารถระบุฮอตสปอตในตำแหน่งตู้เฉพาะหรือบริเวณที่ทางเดินสายเคเบิลฝ่าฝืนสิ่งกีดขวางการกักกัน ซึ่งเป็นแนวทางในการแก้ไขแบบกำหนดเป้าหมาย
ท้ายที่สุดแล้ว การออกแบบโครงสร้างพื้นฐานแบบไฟเบอร์สำหรับศูนย์ข้อมูลที่มีอยู่นั้นก้าวไปไกลกว่าแค่การเชื่อมต่อ โดยต้องมีการรักษาอุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์การออกแบบลำดับแรก- การเลือกสายเคเบิลและแผงเพื่อให้มีความยืดหยุ่นทางกลต่อการหมุนเวียนตามความร้อน และการวางจุดเชื่อมต่ออย่างมีกลยุทธ์เพื่อลดการสัมผัสให้เหลือน้อยที่สุด เป้าหมายไม่ใช่เพื่อต่อสู้กับการไล่ระดับความร้อน แต่เป็นการสร้างโรงงานสายเคเบิลที่ยังคงมีความเสถียรทางแสงภายใน เพื่อให้มั่นใจว่าการแสวงหาประสิทธิภาพพลังงานจะไม่ต้องแลกกับความสมบูรณ์ของสัญญาณ ทางเลือกระหว่างไฟเบอร์มาตรฐานและไฟเบอร์พรีเมียม หรือโครงร่างแผงแพทช์แบบรวมศูนย์หรือแบบกระจาย ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์โดยละเอียดของเดลต้าอุณหภูมิที่คาดหวัง ความสำคัญของงบประมาณการสูญเสียการเชื่อมต่อ และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของตลอดอายุการใช้งานของโรงงานเคเบิล
