数据中心高密度布线，光纤跳线如何控制弯曲损耗？

数据中心机柜里的光纤跳线数量不断增加，单个1U配线架上的端口数，已经从几十个发展到上百个甚至近三百芯。跳线从端口引出，要经过理线器、垂直通道、设备前面板，走线空间非常紧凑。光纤本身对弯曲比较敏感，弯曲半径一旦过小，光会从纤芯里泄漏出来，形成附加损耗。下面从弯曲损耗的机理、跳线的结构设计、布线工艺和链路测试四个方面，梳理高密度布线中控制弯曲损耗的要点。

一、弯曲损耗的机理与光纤类型的影响

弯曲损耗分为宏弯和微弯两类。宏弯是光纤整体弯成较小的半径，纤芯中的光在弯曲处无法继续全反射，一部分进入包层泄漏出去，损耗随半径减小呈指数增长。微弯是光纤受到横向压力或表面不均匀的挤压，产生细小的局部形变，常见于线缆被重物压住、扎带勒得过紧的位置。

不同类型的光纤，对弯曲的耐受能力差别明显。常规的G.652D单模光纤，规范以半径30 mm绕100圈来衡量，在1625 nm的附加损耗不超过0.1 dB。G.657系列是弯曲不敏感的单模光纤，G.657.A1在半径10 mm绕1圈时，1550 nm的附加损耗不超过0.75 dB，G.657.A2更进一步，半径7.5 mm绕1圈时不超过0.5 dB，半径10 mm时不超过0.1 dB。多模方面，弯曲不敏感的OM3、OM4光纤，在半径7.5 mm绕2圈的条件下，850 nm的附加损耗典型值在0.2 dB以内。

选用弯曲不敏感光纤，相当于在结构上给了布线一份余量，高密度场景里这点尤其实用。不过它并不意味着可以任意弯折，线缆外护套、连接器尾部的结构，也有各自的最小弯曲半径，需要综合考虑。

二、高密度机柜中跳线的结构设计

机柜里的跳线走线，有几个位置最集中，一是连接器出口处，二是面板到理线器的转弯处，三是垂直通道的拐角。连接器出口处，线缆从直线转为弯曲，应力集中，所以连接器尾部都配有弯曲限制套，也叫尾套，让弯曲沿一段长度逐渐过渡，而不是在一点上折过去。

高密度场景里，常用的结构有几种。LC连接器配合Uniboot设计，把两芯合并为一根线缆，节省走线空间，线缆直径更细，常见有1.6 mm、2.0 mm和3.0 mm几种，细线缆更柔软，弯曲半径更小。MPO连接器一个接口承载12芯或16芯，一块1U面板可以容纳24个MPO-12接口，共288芯，线缆为扁平或圆形的多芯结构，弯曲方向要按结构的特点来走。设备端口附近空间受限时，也有带90度出线尾套的连接器，让线缆沿面板方向直接引出。

护套材料要有足够的柔软度，数据中心多采用低烟无卤材料，满足防火要求的同时，保持良好的柔韧性。线缆内部通常有芳纶纱作为抗拉元件，承担拉力，避免光纤受力，这也是控制微弯的结构基础。

三、布线工艺与管理要点

布线时，最基本的原则是控制弯曲半径。TIA-568.3-D对线缆的要求是，无张力时不小于外径的10倍，受拉伸时不小于外径的20倍。以2.0 mm外径的跳线为例，安装后的弯曲半径不小于20 mm，3.0 mm外径的跳线则不小于30 mm。常规G.652D跳线，实际操作中还会把半径尽量做到30 mm以上，留出裕量。

理线器和垂直通道，采用带弧度的结构，让线缆沿圆滑的曲线进入。多余的跳线长度，不要紧紧缠绕成小圈，而是盘成较大的环，环的半径不小于规定值，再固定在专用的理线结构上。固定线缆使用魔术贴，松紧以线缆可以用手轻推滑动为宜，扎带勒得过紧，容易形成微弯。

线缆的排列也有讲究。跳线上方不堆放重物，在桥架和线槽里，按层分开，避免长期受压。光纤线缆之间，以及光纤与铜缆之间，留出一定空间，遇到需要变更连接的时候，也方便操作而不触碰周围的线缆。

L-com 光纤跳线LC到SC双芯50/125多模 OM5， 低烟无卤

四、链路预算与测试验证

高速链路的损耗预算很紧。10GBASE-SR在OM3光纤上300 m，信道插入损耗上限为2.6 dB，40GBASE-SR4在OM3上100 m为1.9 dB，100GBASE-SR4在OM4上100 m为1.9 dB，单模400GBASE-DR4的500 m信道，插入损耗上限为3.0 dB。每一对连接器的损耗预算，通常在0.3至0.75 dB之间，扣除连接器和熔接点之后，留给光纤本身与弯曲的余量并不多，所以控制弯曲损耗，对链路整体指标很有价值。

验证环节，可以用红光笔，也就是可视故障定位仪，向光纤注入可见红光，弯曲过小的位置会有红光漏出，肉眼就能发现。再用光源和光功率计，也就是OLTS，按ISO/IEC 14763-3或TIA-568.3的方法测量端到端损耗，对比预算。要看链路上各个位置的分布，可以使用OTDR，弯曲损耗在曲线上表现为一个台阶，并可以通过1550 nm与1310 nm的损耗差来判断，因为弯曲在长波长上更明显。

测试结果的记录，包括波长、光纤类型、跳线编号，保存下来作为基线，设备扩容或改线之后，可以重新测试做比较。

L-com诺通拥有丰富的光纤跳线及连接组件产品系列，涵盖OS2单模、OM3、OM4及OM5多模光纤，提供LC、SC、ST、FC及MPO/MTP等多种接口选择，以及单芯、双芯、铠装型、低烟无卤型、弯曲不敏感型及高密度光纤跳线等特色产品。部分型号采用低插入损耗连接器、耐用型护套及高密度布线结构，可满足不同光纤网络的传输、配线与设备互联需求，适用于AI算力数据中心、工业自动化、半导体设备、轨道交通及通信网络等领域。依托全球化产品资源与持续的前沿技术研发创新，提供多样化的光纤连接解决方案。专业技术团队助力线上快速选型，丰富的本地现货库存，一件起发，产品具备相关行业认证，满足客户多样化的光纤连接需求。

五、快问快答

Q：为什么单模光纤在1550 nm、1625 nm上，比1310 nm更容易受弯曲影响？

A：波长越长，光纤的模场直径越大，G.652光纤在1310 nm约9 µm，到1550 nm约10.4 µm，光场向包层延伸的部分也越多。弯曲时，光场外侧的相速度要求超过包层中光的速度，超出的部分就泄漏出去，波长越长，这个临界半径越大。所以光纤的弯曲规范，通常会同时给出1550 nm和1625 nm两个波长的数值，1625 nm的限值更宽松，但实际损耗更大。现场用OTDR测1550 nm与1310 nm，看两者损耗的差别，也成为判断弯曲点的常用办法。

Q：宏弯与微弯在现场表现上有什么区别？

A：宏弯是整体半径偏小，损耗与半径、圈数明显相关，放大弯曲半径之后，损耗会马上降下来，红光笔检查时，能在弯曲处看到明显的红光泄漏。微弯是局部受压产生的细小形变，肉眼往往看不出来，对应的位置是扎带、重物、线槽边缘等，损耗对波长有一定的依赖，OTDR曲线里表现为分散的小台阶。处理方式也不同，宏弯靠放大半径，微弯靠松开扎带、移走压力、让线缆自然放置。线缆结构里的芳纶、缓冲层，也是为了抵抗微弯而设计的。

Q：400G与800G的AI算力集群里，跳线弯曲方面有什么新的关注点？

A：算力集群的交换机端口速率高，光模块功耗大，前面板散热风道占去不少空间，跳线只能紧贴面板走线。400G DR4使用MPO-12接口，800G DR8采用MPO-16接口，单模光纤，传输距离500 m，信道损耗预算很紧凑。多芯线缆的弯曲方向有限制，扁平结构只能沿一个方向弯曲，布线时要按线缆说明来走。选用G.657.A2的单模光纤，配合更细的线缆和合适的尾套，才能在紧凑空间里保持低损耗，同时让出风道，不影响设备散热。

Q：VSFF小型光纤连接器普及之后，弯曲半径的管理有什么变化？

A：SN、MDC、CS这类超小型连接器，插芯直径依然是1.25 mm，外形比LC更小，同样的面板空间里，端口数可以达到LC的两倍或更多，也方便做400G的一分四分支。端口间距缩小，相邻跳线之间的空间更紧凑，线缆要更细，常见为1.6 mm的双工线缆，线缆本身更柔软，弯曲半径的绝对值也随之变小。管理上，更需要理线器的辅助，在面板两侧设计带弧度的引导结构，保证每一根跳线进入通道时的转弯半径。新旧系统并存的机房，建议LC与VSFF分区布置，各自配合专用的理线方案。

审核编辑 黄宇