들어가며
이 글은 시장에서 널리 받아들여진 병렬 광학 커넥터인 MPO/MTP를 사용하는 광학 네트워크를 설계하는 것에 있어, 초보자가 헷갈리기 쉬운 용어와 사용례를 정리하고, Best Practice를 다루는 것을 목적으로 한다.
사실 이번 포스팅은 홈 랩에 Panduit HD Flex 파이버 카트리지를 도입하면서 겪은 시행착오들과 용어 혼동을 정리하여 향후 MPO를 다루는 엔지니어들이 보다 쉽게 접근할 수 있으면 하는 바램으로 작성하였다.
내가 겪었던 이 혼란스러운 일들을 다른 누군가는 겪지 않기를 바라며, 이제 시작해보자.
MPO란 무엇인가?
MPO는 Multi-fiber Push On의 약자로, 여러 광 케이블들을 한 묶음으로 묶어, 하나의 선으로 연결할 수 있도록 한 광학 표준을 의미한다.
이 때, 개별 파이버들은 가로로 정렬되는데, 한 줄에는 최대 16개의 광 섬유가 위치할 수 있으며, 하나의 커넥터에 최대 여섯 줄의 파이버가 배치되어 총 72코어가 하나의 케이블로 연결되는 MPO-72가 현 시점에서 가장 고밀도의 애플리케이션이다.
[그림 1. MPO-32 커넥터의 예시]
MPO의 핵심은 '광 코어들이 병렬로 배치된다'는 아이디어이다. 광 코어들이 커넥터에서 서로 맞닿아야 하기 때문에, 커넥터의 위치가 정확해야 하며, 고정되었을 때 진동이나 외부의 힘에 의해 흔들려서는 안 된다. 이러한 요구조건 때문에 MPO 케이블은 상당히 민감하고 정밀한 물건이다.
여기까지만 놓고 보면, MPO 케이블링을 구성하는 일 자체는 그렇게 어렵지 않아 보일 수도 있다. 하지만, 광학 케이블의 특성을 조금만 생각해 보면 곧 상당히 머리가 아픈 문제를 마주하게 될 것이다. 바로 RX/TX 쌍 문제이다.
광학 네트워킹 시스템에서의 TX/RX 구분
우리가 일반적으로 접하는 Twisted Pair 기반 케이블링에서는 Auto MDI/X (Media Dependent Interface)의 도입으로 인해 다이렉트/크로스 케이블의 개념이 사라졌다. 하지만, 광학 네트워킹 시스템에서는 여전히 RX/TX를 반대로 연결해 줘야 정상적인 통신이 가능하다. 대표적으로 한 쌍의 광케이블을 사용하는 LC Duplex 케이블의 경우, Key Up - Key Up으로 연결하게 되면 RX/TX가 반대로 뒤집히고, 이것을 스트레이트 구성 또는 AB Polarity 라고 부른다.
[그림 2. LC 패치코드의 AB Polarity 예시]
그렇다면, 한 쌍의 파이버가 아닌 여러 쌍의 파이버를 함께 연결하는 MPO의 경우, 어떻게 RX/TX를 뒤집어 줘야 할 것인가?
MPO의 '극성' 구분
들어가기에 앞서, 먼저 MPO 케이블링에서 사용하는 용어를 정리해 보자.
- 키 (Key): MPO 커넥터의 걸쇠를 의미한다. 커넥터를 기준으로 걸쇠가 위에 있으면 키-업(Key Up), 아래에 있으면 키-다운 (Key Down)이다.
- 핀 (Pin): MPO 정확한 위치에 정렬하기 위한 정렬 핀 (Alignment Pin)을 의미한다. 한 쌍의 MPO 커넥터는 핀이 있는 쪽 (Pinned)과 핀이 없는 쪽 (Unpinned)가 서로 연결되어야 한다. Male / Female이라 표기할 때도 있다.
- 메소드 (Method): MPO 케이블링을 구성하기 위한 표준 방법론을 정의한 것이다. A/B/C가 있다. 카세트의 종류를 지칭할 때도 사용한다.
- 타입 (Type): MPO 케이블의 배열을 의미한다. 마찬가지로 A/B/C가 있다.
- 극성 (Polarity): Type 또는 Method의 종류를 지칭할 때 사용하는 용어이다.
지금은 살짝 혼란스러울 수 있지만, 예시를 통해 각각의 용어가 어떻게 사용되는지 이해할 수 것이다.
MPO 연결 방법 (Method)
MPO의 표준 연결 방법 (Method)은 TIA/EIA-658.3-D에 정의되어 있다. 이 표준의 목적은 MPO 케이블 설치에 대한 표준적인 방법론을 제시하여, 현장에서의 혼동을 줄이고 올바른 연결을 보장할 수 있도록 하는 것이다.
그리고 TIA/EIA-568-B.1은 이를 위해 총 3종류 (A/B/C)의 지침을 정의한다.
개별 항목에 대한 설명에 들어가기에 앞서, 엔드포인트가 패치코드를 사용하는지, MPO 커넥터를 사용하는지에 따라 방법론이 달라진다는 것을 알아둬야 한다.
Method A - 패치 패널(또는 카세트)의 경우
Method A 카세트 2 쌍을 사용하여, Type A 케이블로 카세트를 연결한다.
이 때, Fiber 쌍의 RX/TX를 뒤집어 주기 위해서 한 쪽의 패치 코드를 일반적인 AB Polarity가 아닌 AA Polarity로 연결한다.
Method A - MPO 커넥터의 경우
한 쪽 MPO 패치 코드로 Type A를, 트렁크 MPO 케이블로 Type A를, 반대쪽 MPO 패치 코드로 Type B를 사용한다.
양 쪽의 케이블 타입이 A/B로 서로 다르며, 트렁크 케이블이 패치 패널에서와 같이 Type A로 동일한 점에 유의해야 한다. 즉, Method는 트렁크 포트의 Type과 같다.
Type A의 MPO 트렁크 케이블을 배포하면, 싱글모드/멀티모드/듀플렉스/병렬 광학 애플리케이션을 모두 지원할 수 있기 때문에 일반적으로 데이터센터에서는 Method A를 사용할 것을 권장한다.
[그림 3. MPO Key Adapter]
MPO 패치 코드와 트렁크를 서로 연결할 때, Key Up - Key Down을 변경해 주는 MPO Key 어댑터가 필요하다.
이 어댑터는 단순히 위 아래 방향만 뒤집어서 연결할 수 있도록 도와주는 플라스틱 조각이다.
Method B - 패치 패널(또는 카세트)의 경우
Method B에는 B1/B2 한 쌍의 카세트가 필요하다. 각 카세트는 Key Up / Key Down 쌍을 가지고 있으며, MPO 트렁크는 카세트의 Key와 같은 방향으로 연결된다.
패치코드는 Method A와 달리, 한 쪽의 극성을 뒤집어 줄 필요가 없다.
Method B - MPO 커넥터의 경우
Method B는 MPO 패치 코드를 연결할 때, 간편한 구성을 보장한다. Method B에서 사용되는 모든 케이블은 Type B이며, Key의 방향을 모두 동일하게 맞춰주면 통신이 가능하기 때문이다.
특히 여러 단계에 걸친 장거리 케이블을 포설해야 한다면, Method B를 사용함으로써 손쉽게 전체 경로의 일관성을 보장할 수 있다.
단, Method B는 멀티모드 파이버에서만 동작할 수 있다. 일반적으로 싱글 모드 MPO의 경우, 반사 손실을 최소화하기 위해 APC를 사용하기 때문이다.
Method C - 패치 패널(또는 카세트)의 경우
Method C는 Method A에서 TX/RX를 패치 코드가 아닌 트렁크 케이블에서 뒤집는 (Pair-Flipped) 방식이다.
Type A와 동일한 카트리지를 사용하며, MPO 트렁크로 Type C 케이블을 사용한다.
개별 쌍을 서로 뒤집기 때문에, 연속된 파이버들을 RX/TX로 나눠서 사용하는 병렬 광학 애플리케이션에서는 Method C를 사용할 수 없다.
소결
위 예시를 유심히 들여다보면, 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
- Type A는 Key Up과 Key Down을 서로 연결하는 커넥터이다.
- Type B는 Key Up과 Key Up을, Key Down과 Key Down을 서로 연결하는 커넥터이다
- Method A/B 카트리지는 각각 Type A/B 커넥터를 가진 카트리지를 의미한다!
결론적으로, 지금까지의 모든 설명을 한 줄로 간단하게 정리할 수 있다.
'Key Up/Down은 Polarity를 변경하기 위한 수단이며, 커넥터/어댑터의 Type은 연결되는 MPO 케이블의 Key가 동형인지 (B), 이형인지 (A)를 지정한다'
좀 더 나아가면, 다음과 같은 사실을 쉽게 추론할 수 있다
- Type A 케이블은 양 끝이 서로 다른 Key를 가진 (그리고 양 끝의 파이버 쌍이 동일한) 케이블이다
- Type B 케이블은 양 끝이 서로 같은 Key를 가진 (그리고 양 끝의 파이버 쌍이 뒤집힌) 케이블이다
- Type A 커넥터는 서로 다른 Key를 연결해주는 (그래서 쌍을 뒤집지 않는) 커넥터이다
- Type B 커넥터는 서로 같은 Key를 연결해주는 (그래서 쌍을 뒤집는) 커넥터이다
번외 - Modified Method A
(출처: Panduit HD Flex 카트리지 카탈로그 pp.2)
내가 구매한 카세트 중에서는 Modified Method A (pair flipped) 라고 적힌 물건이 있다. 아마도 Method A 카세트(= Type A 카세트)에 각 TX/RX 쌍을 서로 뒤집었다는 뜻으로 보이는데, 특이하게도 MPO-24를 사용하는 카세트만 pair flipped 타입이 존재한다.
TIA/EIA-658-B.1 Method A는 카세트의 pair flip을 정의하지 않음에도 왜 이런 물건이 존재하는지 감히 추론해보자면, Method A로 배포된 MPO 트렁크 케이블을 가진 환경에서 한 쪽의 LC 케이블의 쌍을 매번 뒤집는 것이 힘들기 때문에, 한 쪽의 카트리지는 Method A, 다른 쪽의 카트리지는 Modified Method A로 배포하여 LC 케이블의 쌍을 뒤집을 필요 없이 AB Polarity 케이블을 그대로 사용할 수 있도록 한 것이 아닐까 싶다.
즉, 한 쪽에는 AS 타입 카세트를, 다른 쪽에는 A 타입 카세트를 배포하면 편하게 사용할 수 있다는 큰 그림을 그린 것으로 추측된다.
불필요한 혼란을 가져오지 않도록 이런 내용을 브로셔에 잘 적어뒀으면, 그리고 Method A/B 대신 Type A/B라는 표현을 사용했으면 더 좋았을 텐데. 여하튼 Panduit은 네트워크 케이블링에는 정말 진심인 회사이다.
Reference
