用于室内/室外/数据中心应用的预接插电缆组件的制作方法

用于室内/室外/数据中心应用的预接插电缆组件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术在专利法下要求2019年4月16日提交的美国临时申请序列号62/834,850的优先权权益，所述申请的内容是本文的依据并通过引用以其整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及具有提供易于处理和提高的安装速度的特征的预接插光缆组件以及制造此类电缆组件的方法。本公开还涉及用于预配置多纤光缆、加载的光纤电缆存储卷和纤维光学数据中心和其他类型的纤维光学基础设施的配置器设计工具。


背景技术：

4.纤维光缆是波导系统中笨重的传统导体电缆(例如，铜)的有吸引力的替代品，特别是随着数据速率增加，允许宽带宽数据传输，同时输送多种信号和流量类型和/或高速互联网访问。例如，数据中心利用多纤电缆互连并在建筑物配线架之间且向单个单元中心(诸如计算机服务器)提供信号。然而，为数据中心部署此类多纤电缆网络的劳动力和成本趋于高且耗时的。
5.数据中心设计和布线基础设施架构多年来已随着需求和技术的变化而发展。规划当今复杂的、通常是大型的数据中心和/或其他光学网络需要导致光纤密度增加和扩展性恒定的工具和能力。最有效的光学基础设施是其中尽可能多的基础设施部件是在工厂中预端接的光学基础设施。部件可以在工厂中预端接，其中所有连接器经安装、测试和包装，以用于在数据中心处进行有效、安全的安装。然后，安装人员可以打开部件包装，将预接插电缆组件拉动或路由到位、卡在连接器中，如果必要的话将接插线安装到终端装备，系统就启动并运行。
6.此外，为了在高密度电缆网络中实现与这些新型即插即用、预端接部件相关联的额外益处，需要成本更低且时间密集的工具和方法来配置这些预配置的多纤光缆并将其提供到当今通常复杂的纤维光学基础设施设计中。


技术实现要素：

7.根据本公开的方面，电缆接入方法被描述为促进制造预配置的多纤光缆的手段。本公开还设想了用于制造预配置的多纤光缆的方法。
8.根据本公开的其他方面，提供了一种配置器设计工具来促进复杂、预配置的多纤光缆和加载的光纤电缆存储卷的制造。配置器设计工具还促进纤维光学数据中心或其他类型的纤维光学基础设施的配置。
9.虽然本文主要参考数据中心描述了本公开的概念，但是预期所述概念将适用于与数字基础设施数据相关联的任何室外和室内波导系统，包括基础设施布局和壳体服务器机架系统。例如，但不是通过限制的方式，预期本公开的概念将适用于室内仓库或商业建筑物。
10.应理解，本发明的前述一般描述和以下详细描述两者意图提供用于理解如本发明所要求保护的本发明的本质和特点的综述或框架。
附图说明
11.当结合以下附图阅读时，可最好地理解本公开的具体实施方案的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标号指示，并且在附图中：
12.图1示意性地示出根据本文公开内容的方面的数据中心拓扑；
13.图2示意性地示出根据本文公开内容的方面的大型数据中心拓扑；
14.图3示意性地示出根据本文公开内容的方面的与数据中心拓扑相关的脊叶交换架构；
15.图4示意性地示出根据本文公开内容的方面的与数据中心拓扑相关的另一个脊叶架构的视图；
16.图5示意性地示出根据本文公开内容的方面的图1的数据中心的一部分的另一个视图，其中分布电缆终端在入口室中；
17.图6示意性地示出根据本文公开内容的方面的图1的数据中心的一部分的另一个视图，其中分布电缆具有直接延伸到mda的子单元；
18.图6a示意性地示出根据本公开的方面的被预工程化、预配置的电缆替换的电缆的杂波(clutter)；
19.图7a示意性地示出根据本文公开内容的方面的用于在制造预配置的多纤光缆中使用的一种类型的带状电缆；
20.图7b示意性地示出根据本文公开内容的方面的用于在制造预配置的多纤光缆中使用的通用子单元电缆；
21.图7c示意性地示出根据本文公开内容的方面的用于在制造预配置的多纤光缆中使用的一种类型的螺旋缠绕电缆；
22.图8a是根据本公开的方面的纤维光学分布电缆的部段的透视图；
23.图8b是根据本公开的方面的图8a的分布电缆的子单元电缆的部段的透视图；
24.图9a是根据本公开的方面的图8a至图8b的分布电缆的实施方案的剖视图；
25.图9b是根据本公开的方面的图8a至图8b的分布电缆的另一个实施方案的剖视图；
26.图10a是包括图8a至图9b的分布电缆的预接插分布电缆组件的实施方案的示意图，并且示出具有mtp连接器的分布系绳和具有mtp连接器的八个子单元电缆；
27.图10b是包括图8a至图9b的分布电缆的预接插分布电缆组件的另一个实施方案的示意图，并且示出具有mtp连接器的分布系绳和具有lcuniboot连接器的八个系绳子单元；
28.图10c是包括图8a至图9b的分布电缆的预接插分布电缆组件的另一个实施方案的示意图，并且示出多个分布系绳和多个抽头系绳；
29.图11是根据本公开的方面的数据中心中的装备机架和分布电缆的示意图；
30.图12示出根据本文公开内容的方面的用于设计和制造预配置的多纤光缆的工艺流程；
31.图13示出根据本文公开内容的方面的使用配置器工具来创建预配置多纤光缆的设计的工艺流程；
32.图14示出根据本文公开内容的方面的与图9或图10的工艺流程一起使用的计算机实现的系统。
具体实施方式
33.本文公开内容的方面描述了预配置的多纤光缆以及用于基于数据中心基础设施或其他光缆网络的设计要求预配置多纤光缆和部件的设计工具。
34.参考图1，示出了示例性数据中心100的拓扑。数据中心100常规地包括一组按功能描画的空间，这些空间可容纳在单个建筑物101中。例如，如图1所示，数据中心可包括一个或多个入口室102或进入点。入口室102常规地是用于将数据中心100的结构化布线基础设施与建筑物间布线交接的空间。每个入口室102可以被配置为充当到广域网(wan)和/或其他数据中心建筑物100的外部光学连接的端点。数据中心100可以可选地具有多个进入室102以提供冗余或避免超过最大电缆长度。入口室102可以包含承载装备并用作该承载装备与数据中心之间的分界。
35.入口室102与主分布区域(mda)104通信。mda 104可单独包含在专用计算机室106中。在一些情况下，入口室102可以与mda 104结合。mda 104是数据中心结构化布线系统的中心分布点。核心路由器、核心局域网(lan)交换机、核心存储区域网络(san)交换机和专用小交换机(pbx)等其他部件可以定位在mda 104中。mda 104可以服务一个或多个水平分布区域(hda)108或装备分布区域(eda)110。hda 108可以包括用于位于eda 110中的装备的lan交换机、san交换机和键盘/视频/鼠标(kvm)交换机。在小型数据中心中，mda 104可以直接服务eda 110，而无需hda 108。然而，大多数数据中心，特别是大型数据中心，将具有多个hda 108。eda 110包含终端装备，包括通常组织在机架或机柜中的计算机系统和电信装备。在一些情况下，可以在hda 108与eda 110之间提供区分布区域(zda)112以提供频繁的重新配置和灵活性。
36.如图2所示，对于可能位于多个楼层上或多个室中的非常大的数据中心100，除了上文描述的部件和空间之外，可能还需要多个入口室102和/或介于mda 104与hda 108之间中的中间分布区域(ida)114。
37.数据中心100通过以有效且可扩展的配置互连上文概述的空间中的每一个的所有计算、存储和网络资源来工作。数据中心常规地基于三层数据中心网络架构，所述三层数据中心网络架构包括在每层处的交换机的分层聚合。最低层或接入层包括直接连接到接入层交换机的服务器和计算机装备。例如，聚合层将接入层交换机互连在一起，并且核心层连接聚合层交换机，同时还将数据中心连接到互联网。当今的大型数据中心是基于同样的三层数据中心架构，但是网络交换机的数量大大增加，并且各层之间的互连性大大增强，以减少延迟并为数据移动提供冗余通路。为了帮助组织和设计这些复杂的网络，许多数据中心被组织在舱中，所述舱使用脊叶拓扑在有效运转的网格中组织装备和交换机。
38.图3示出脊叶网络架构以及特定部件可以位于数据中心中的地方。服务器200可以布置在eda 110中的机柜行中并且可以通过接线板202和/或端口扩展器204连接到hda 108中的接入(叶)交换机206。所有接入交换机206转而连接到mda 108中的每个互连(脊)交换机208，并且可以通过接线板202进行连接。根据本公开的其他方面，并且如图4所示，接入交换机206在布置在舱207中和/或布置为架顶交换机时可以扩展到eda中。互连(脊)交换机
208可以位于一个或多个mda 104中并且可以彼此连接或不连接。根据本公开的其他方面，例如，如果将数据中心组织到不同的区域中以管理数据的子集，则互连(脊)交换机208可以位于ida 114中。
39.如图1至图4所示，数据中心的布线拓扑包括许多不同类型的布线，诸如进入数据中心的分布布线116以及连接数据中心内部所有交换机和装备的所有结构化布线。如图所示，数据中心结构化布线可分类为主干布线150和水平布线160。主干布线150常规地提供mda、ida、hda、电信室与数据中心布线系统中的入口设施之间的连接。主干布线150由以下组成：主干电缆(诸如室内中继电缆)、主交叉连接、中间交叉连接、水平交叉连接、机械终端以及用于主干到主干交叉连接的接插线或跳线。主干布线150应适应数据中心增长和服务需求的变化，而无需安装额外的布线。最有效的光学基础设施是其中所有或大部分部件是在工厂中预端接的基础设施。所有连接器在工厂进行安装和测试并进行包装，使得在安装期间不会损坏部件。安装人员打开部件包装、将预接插电缆组件拉动到位、卡在所有连接器中，并且如果必要的话安装连接到终端装备的接插线，系统就启动并运行。
40.如图5所示，例如，高纤维计数(hfc)分布电缆116可以从数据中心建筑物101外部的环境路由并且到入口室102中。为了跟上对数据和处理不断增长的需求，当今的单个分布电缆116可能包括数千个光纤。这些光纤通常在入口室102处或附近终止并且必须拼接(splice)到数据中心的主干基础设施中。例如，如图5所示，可以在入口室102中提供光学拼接外壳118，以用于拼接、保护和组织包含在分布电缆116中的光纤组或单个光纤。可以将单纤维或多纤维尾纤120拼接到分布电缆116中光纤的远端。尾纤120的其他端部可以接插并连接到mda 104中的接线板。如上所述，然后接线板继而可以连接到脊交换机208，或者尾纤120可以被路由并直接连接到脊交换机208和/或数据中心中的其他部件或空间。
41.预期可以根据本公开使用任何常规的或有待开发的光学连接器或接插方案，包括但不限于如可商购获得的小型(例如，lc)和多纤(例如，mpo/mtp)连接器。lc连接器可以包括用于单个光纤的单工设计，以用于在单个方向上或者当多路复用数据信号用于通过单个光纤双向通信时进行传输(例如，传输或接收)。例如，lc连接器可以替代地使用双工设计，包括连接到一对光纤以用于例如在装置之间需要单独的传输和接收通信。mpo(多纤推进)连接器被配置为多纤电缆，其包括光纤(诸如4至24个之间的纤维)的多个子单元。一种类型的mpo连接器可以是可容纳12个纤维并且如可由north carolina，hickory的us conec公司商购获得的mtp连接器。在实施方案中，mpo连接器可容纳12个纤维、24个纤维、36个纤维或96个纤维，或者根据如本文所述的预配置电缆116的设计参数而适合的另一个数量。
42.根据本发明的又其他方面，如图6所示，可以将例如图7a所示类型的新型hfc光缆116a或图7c所示类型的新型hfc光缆116b预工程化，使得电缆116a、116b的子单元126a、126b可以直接路由到mda 104。通过绕过光学拼接外壳118处的拼接步骤，可以实现节省建立数据中心所需的时间和劳动力。
43.例如，如图7a所示，预配置的带状类型电缆116a可用作分布电缆并从外侧环境路由到数据中心建筑物101中。预配置电缆116a可包括例如十二个子单元126a，所述子单元126a被挡水带128a包围，所述挡水带128a具有用于在室外环境中进行保护的挤出夹套131a。电缆116a可被预工程化成使得与子单元126a相比，夹套131a具有更短的纵向长度。因此，一旦电缆126a进入数据中心建筑物101，就没有夹套131a，显露出内侧的子单元126a。如
图7a所示，每个子单元126a可包含以标准光纤带堆叠布置的288个光纤。子单元可以布置成在绞合内层中具有三个子单元126a并且在绞合外层中具有围绕内层的九个子单元126a，将总共3456个纤维递送到mda 104或数据中心100的其他部件。每个子单元中的纤维可包括以带129a的堆叠布置的标准光纤带。每个光纤带可以是标准的12个纤维带或24或36个纤维可拆分带，以便于拼接。然而，设想其他纤维计数和纤维布置，包括可卷曲带或松管纤维布置。纤维可以由柔性护套127a包围，这允许纤维组被单独路由，同时在数据中心内保持被保护一次，尽管不再存在更坚固的户外额定夹套131a的保护。护套127a可包括阻燃材料以使分布电缆116a的室内部分能够满足防火和防烟等级。在其他方面，子单元126a可以在工厂预接插以连接到mda 104中的面板或交换机。每个子单元126a可以被制造成具有在1米以内的精确的、预先确定的长度，以便直接延伸到mda 104的期望区域而不必适应过度松弛。通过对子单元护套和/或包含在其中的带和纤维进行着色，有效的识别和配置选项还增强了快速且有效地识别连线数据中心的光纤和连接的能力。
44.图7b是根据本公开的通用预配置的多纤分布电缆116g的示意图。在所示的实施方案中，预配置的多纤电缆116g包括长度为l1的连续部分116-1和长度为l2的工程化部分116-2。连续部分116-1相对较长并且可以例如延伸若干百米或若干千米，而工程化部分116-2相对较短并且可以例如延伸小于100m。连续部分116-1包括若干子单元s并且每个子单元s包括光纤的子集。每个子单元s可被工程化为具体长度并用于具体类型的接插，以匹配特定光学基础设施的要求。在一个实施方案中，如上文关于电缆116a所描述，例如，每个子单元s包括288个光纤，并且电缆116g的连续部分116-1包括12个子单元s。因此，预配置的多纤电缆116a的连续部分116-1将包括被布置成12个子单元的总共3456个光纤。给定电缆116g中提供的子单元s的数量和种类，以及电缆116g将被安装在其中的各种应用的本质，围绕子单元s的延伸超出预配置的多纤电缆114的连续部分116-1的部分提供可移除的保护性安装护套p。此外，给定电缆116g的总长度，本公开设想了加载有预配置的多光纤电缆116g的纤维存储卷。
45.尽管可以根据本文描述的方法预配置多种电缆类型，但是预期图7a中所示的带状类型电缆116a(并且在国际公布号wo2019 010291al中更详细地描述)和图7c中所示的螺旋缠绕电缆116b(并且在国际公布号wo2019/010291al中更详细地描述)是两种类型的多纤光缆，其可以根据本公开的方面方便地预配置。
46.主干布线150和水平布线160形成数据中心100的结构化布线系统，其连接数据中心100的各种部件或空间。数据中心结构化布线解决方案必须提供稳定性并实现系统每周七天、每天24小时正常运行。为了使系统有效，必须以以下方式组织布线：易于定位单个纤维，并且易于管理移动、添加和更改。
47.图7c中所示的电缆类型可以用作数据中心100中的主干电缆150。图7c示出一种类型的螺旋缠绕电缆，其用作由如本文所述的配置器模块612(参见图14)设计的优化的、定制的预配置电缆116b，所述配置器模块612可以与例如本文公开的数据中心100的实施方案一起使用。电缆116b可包括如由配置器模块612确定的预先确定的分接位置13，并且如下面更详细描述的，以及在预先确定的分接位置13处的用于每个相应分接子单元130的约束特征135。电缆116b可包括芯128b，芯128b具有分别在其中包括多个光纤的子单元126b。芯128b也可以被附加的子单元126b包围。在实施方案中，拉动握把部件可被设计成位于电缆116b
或如本文所述的任何电缆116上的预先确定的分接位置13处。电缆116b的实施方案可包括螺旋缠绕的多层子单元126b并且/或者可包括延伸穿过其中的中心构件。
48.主干或光学中继电缆的接插端从工厂装运、安装在覆盖物内，所述覆盖物保护连接器在运送和电缆安装期间免受损坏。预先端接的即插即用系统连接器模块可以提供主干电缆上的mtp/mpo连接器与电子端口之间的接口。模块可在模块的背面处包含一个或两个mtp适配器，在模块的正面上包含单工或双工适配器。lc、sc、mt-rj或st连接器样式可用于正面，并且模块内侧的光学组件将正面适配器连接到模块的后面上的一个或多个mtp适配器。
49.前端请求的连接器通常由电子器件中的连接器样式确定，使得不需要混合接插线(在每一端上具有不同的接口，诸如一端上是lc并且另一端上是sc)。当前数据中心最常见的连接器类型是lc。
50.其他类型的主干光缆150包括不同纤维计数的光学中继电缆。对于较大的纤维计数，带状电缆可以提供高纤维密度和所得的较小电缆直径。主干电缆150通常更坚固并且可包括铠装选项以承受更严格的要求，例如在托盘和/或管道中在整个数据中心中拉动和路由，或者悬挂在高架梯架中。
51.图8a至图8b是根据本公开的方面的纤维光学分布电缆300的部段的视图。参考图8a，分布电缆300包括多个子单元电缆304的电缆束302(在本文中还可称为电缆芯)和限定分布内部308的分布夹套306(还可称为外夹套等)。子单元电缆304的电缆束302设置在分布夹套306的分布内部308中。在某些实施方案中，分布夹套306由例如阻燃聚合物材料形成。
52.在某些实施方案中，应变消除部件310可以设置在分布夹套306的分布内部308内，分布内部308介于子单元电缆304的电缆束302与分布夹套306之间。应变消除部件310围绕和/或散布在子单元电缆304的电缆束302之间。在某些实施方案中，应变消除部件310可以是例如一层纵向延伸的纱线，用于吸收电缆束302上的拉伸载荷。在某些实施方案中，应变消除部件310包括在介于分布夹套306与子单元电缆304的电缆束302之间的区域中的一层分散的芳族聚酰胺股线。
53.在所示的实施方案中，电缆束302具有八个子单元电缆304。然而，取决于布线要求，其他实施方案可以包括更多或更少的子单元电缆304。在某些实施方案中，取决于所需的纤维密度和/或其他期望的参数(例如，对分布电缆300的外径的限制)，可以提供一层或多层子单元电缆304。分布电缆300和/或子单元电缆304可具有大体上圆形的横截面，但也可以使用其他横截面(例如，卵形、椭圆形等)。所示电缆和子单元电缆可能不具有完美圆形横截面，并且对直径的任何引用可能表示大体上圆形横截面的平均直径。在某些实施方案中，如图所示，电缆束302被绞合，使得子单元电缆304围绕电缆束302的纵轴螺旋地扭绞。在某些实施方案中，多个子单元电缆304的外层围绕子单元电缆304的内层绞合以提供更高的纤维密度。这减少了任何一个子单元电缆304上的任何应力或应变集中(例如，由于分布电缆300的弯曲)。在某些实施方案中，可以提供中央强度元件(未示出)并且子单元电缆304可以围绕中央强度元件绞合。在又其他电缆应用中，可以不使用绞合并且子单元电缆304可以基本上平行穿过分布电缆300。
54.参考图8b，每个子单元电缆304(在本文中还可称为微模块或可路由的子单元等)包括多个系绳电缆314(在本文中还可称为系绳子单元)的子单元束312(在本文中还可称为
子单元芯)和限定子单元内部318的子单元夹套316。系绳电缆314的子单元束312设置在子单元夹套316的子单元内部318中。在某些实施方案中，子单元夹套316由例如阻燃聚合物材料形成。
55.在某些实施方案中，应变消除部件320可以设置在子单元夹套316的子单元内部318内，子单元内部318介于系绳电缆314的子单元束312与子单元夹套316之间。应变消除部件320围绕和/或散布在子单元电缆304的子单元束312之间。在某些实施方案中，应变消除部件320可以是例如一层纵向延伸的纱线，用于吸收子单元束312上的拉伸载荷。在某些实施方案中，应变消除部件320包括在介于子单元夹套316与系绳电缆314的子单元束312之间的区域中的一层分散的芳族聚酰胺股线。
56.在某些实施方案中，中央强度元件322可以设置在子单元束312的中心，从而在子单元夹套316的子单元内部318内。系绳电缆314可以围绕中央强度元件322绞合(例如，螺旋扭绞)。在某些实施方案中，多个系绳电缆314的外层围绕系绳电缆314的内层绞合以提供更高的纤维密度。在又其他电缆应用中，可以不使用绞合并且系绳电缆314可以基本上平行穿过子单元电缆304。中央强度元件322提供应变消除并吸收来自系绳电缆314的载荷。
57.在所示的实施方案中，子单元束312具有六个系绳电缆314。然而，取决于布线要求，其他实施方案可以包括更多或更少的系绳电缆314。在某些实施方案中，取决于所需的纤维密度和/或其他期望的参数(例如，对分布电缆300的外径的限制)，可以提供一层或多层系绳电缆314。在某些实施方案中，如图所示，子单元束312被绞合，使得系绳电缆314围绕子单元束312的纵轴螺旋地扭绞。这减少了任何一个系绳电缆314上的任何应力或应变集中(例如，由于分布电缆300和/或子单元电缆304的弯曲)。
58.每个系绳电缆314包括一个或多个光纤324(在本文中还可称为光纤波导)。在某些实施方案中，子单元电缆304中的光纤324可以分叉成子单元电缆304的芯内的单独系绳电缆314。每个系绳电缆314可包括系绳夹套326以围绕系绳电缆314中的选定数量的光纤324。作为实例，如图所示，每个子单元电缆304包括六个系绳电缆314，并且每个系绳电缆314包括两个光纤324。换句话说，每个子单元电缆304包括12个光纤324。然而，其他数量的子单元电缆304和/或系绳电缆314和/或光纤324可用于各种应用。例如，在某些实施方案中，每个子单元电缆304包括2-24个光纤。此外，分布电缆300、子单元电缆304和/或系绳电缆314的直径和厚度可以根据封闭在其中的光纤324的数量以及根据其他因素而变化。
59.在各种实施方案中，分布夹套306、子单元夹套316和/或系绳夹套326可由可挤出聚合物材料形成，所述可挤出聚合物材料包括一种或多种材料、添加剂和/或嵌入聚合物材料中的组分，所述聚合物材料提供耐火特性，诸如相对低的热发生、低热传播、低火焰传播和/或低烟雾产生。例如，分布夹套306、子单元夹套316和/或系绳夹套326可由阻燃pvc制成。在各种实施方案中，耐火材料可包括嵌入聚合物材料中的膨胀材料添加剂。在其他实施方案中，耐火材料可包括嵌入聚合物材料中的非膨胀型耐火材料，诸如金属氢氧化物、氢氧化铝、氢氧化镁等，其在存在热量/火的情况下产生水，这会减慢或限制沿着分布电缆300、子单元电缆304和/或系绳电缆314的长度的热传递。在某些实施方案中，分布夹套306、子单元夹套316和/或系绳夹套326可由阻燃材料形成以获得期望的充气燃烧等级。例如，可以使用指定厚度的高度填充的pvc来形成这些部件。其他合适的材料包括低烟无卤(lszh)材料，诸如阻燃聚乙烯和pvdf。
60.在某些实施方案中，应变消除部件310和/或应变消除部件320可以利用拉伸纱线作为向电缆300、304、314提供拉伸强度的拉伸消除元件。在某些实施方案中，用于拉伸纱线的优选材料是芳族聚酰胺(例如，)，但也可以使用其他拉伸强度材料，诸如高分子量聚乙烯(例如，纤维和纤维、teijin芳族聚酰胺、玻璃纤维等)。在某些实施方案中，可以将纱线绞合以提高电缆性能。
61.分布电缆300的部件(诸如子单元电缆304)可以由选定厚度的选定材料构成，使得分布电缆300根据期望的规格实现充气燃烧等级。子单元电缆304还可以被构造成使得它们相对坚固，使得它们适合于现场使用，同时还提供期望的可接近程度。例如，在某些实施方案中，子单元电缆304可以由为纤维提供足够的保护的较厚的子单元夹套316构成，使得子单元夹套316可以用作分叉腿。
62.图9a是根据本公开的方面的图8a至图8b的分布电缆300'的实施方案的剖视图。子单元电缆304'中的每一个包括(例如，以基本平行的阵列)松散地设置在子单元电缆304'内的光纤324。在某些实施方案中，光纤324可涂覆有粉末薄膜(例如，白垩、滑石等)，其形成防止纤维在挤出期间粘到熔融护套材料上的分离层。子单元电缆304'可以进一步封入互锁铠装中以增强抗压。
63.图9b是分布电缆300”的另一个实施方案的剖面图。电缆束302”的子单元电缆304”中的每一个是纤维带334的堆叠332。每个纤维带334包括多个光纤324。在某些实施方案中，如图所示，子单元电缆304”围绕中央强度元件322绞合，并且/或者每个子单元电缆304”绞合。
64.图10a至图10c是并入图8a至图9b的分布电缆的分布电缆组件400的实施方案。参考图10a，分布电缆组件400包括分布子单元402(在本文中还可称为主子组件)和多个抽头子单元404(1)-404(8)(在本文中还可称为分支子组件、分接子单元等)。分布子单元402包括分布电缆300、300’(在本文中一般称为分布电缆300)和分布端410(在本文中还可称为上游端)处的分布连接器408(1)-408(8)。多个抽头子单元404(1)-404(8)中的每一个包括抽头电缆412(1)-412(8)(在本文中还可称为分接电缆)和在抽头端416(1)-416(8)(在本文中还可称为下游端)处的抽头连接器414(1)-414(8)。在某些实施方案中，子单元电缆304从分布连接器408分别延伸到多个抽头连接器412(1)-412(8)中的一个，每个位于沿分布电缆300的长度的不同的抽头点420(1)-420(8)(在本文中还可称为分接点、端接接入点等)处。例如，子单元电缆304从分布连接器408穿过分布电缆300延伸到抽头连接器414(2)。抽头点420(1)-420(8)之间的间距取决于应用和布线要求。此外，每个子单元电缆可以将包含在其中的光纤不间断地从分布连接器408分布到相应的抽头连接器414，而无需在其间拼接任何纤维。
65.分布连接器408(1)-408(8)与抽头连接器414(1)-414(8)(一般可称为抽头连接器414)进行光学通信，其中分布电缆组件400是预接插的，诸如用于连接到接线板(例如，在门柱处)。可以根据本公开使用任何常规的或有待开发的光学连接器或接插方案，包括但不限于如可商购获得的小型(例如，lc)和多纤(例如，mpo/mtp)连接器。分布电缆组件400包括子单元电缆304的分布部分417，其从分布连接器408(1)-408(8)延伸穿过分布电缆300。分布电缆组件400还包括从分布电缆300延伸到抽头连接器412(1)-412(8)的子单元电缆304的抽头部分418(1)-418(8)。每个抽头点420(1)-420(8)处的接合壳422(1)-422(8)促进并保
护子单元电缆304从分布电缆300的路由。
66.在某些实施方案中，如图10a所示，分布子单元402包括在分布端410处的分布系绳424。分布系绳424可以预接插并从分布夹套306延伸预先确定的长度l。此外，分布系绳424包括耦接到分布系绳424的端部的分布连接器408(1)-408(8)。是否包括分布系绳424可取决于布线要求(例如，路由要求、连接器要求等)。类似地，预接插抽头子单元404(1)-404(8)，使得抽头电缆412(1)-412(8)从分布夹套306延伸预先确定的长度l。此外，抽头子单元404(1)-404(8)包括耦接到抽头子单元404(1)-404(8)的一端的抽头连接器412(1)-412(8)。在某些实施方案中，分布连接器408(1)-408(8)和/或抽头连接器414(1)-414(8)中的每一个包括mpo(多纤推进)连接器，其被配置用于多纤电缆，所述多纤电缆包括光纤(例如，4至24个之间的纤维)的多个子单元。一种类型的mpo连接器可以是可容纳12个纤维并且由north carolina，hickory的us conec公司商购获得的mtp连接器。mpo连接器可容纳12个纤维、24个纤维、36个纤维或96个纤维，或者根据预配置电缆的设计参数而适合的另一个数量。
67.在某些实施方案中，如图10b所示，分布电缆组件400'包括分布子单元402'，在预接插有mpo连接器的分布端410'处具有分布系绳424'。此外，抽头子单元404’(1)-404’(8)包括抽头端416’(1)-416’(8)处的抽头系绳426’(1)-426’(8)，所述抽头端416’(1)-416’(8)预接插有抽头连接器414’(1)-414’(8)，包括lc连接器。lc连接器可以包括用于单个光纤的简单设计，以用于在单个方向上或者当多路复用数据信号用于通过单个光纤双向通信时进行传输(例如，传输或接收)。例如，lc连接器可以替代地使用双工设计，包括连接到一对光纤以用于例如在装置之间需要单独的传输和接收通信时。
68.图10c是预接插分布电缆组件400”的另一个实施方案的示意图，示出多个分布系绳424”和多个抽头系绳426”。此类配置可用于增加纤维密度和/或用于某些路由配置，诸如通过将每个分布系绳424”路由到每个抽头系绳326”。
69.如上文所论述，数据中心的布线拓扑包括许多不同类型的布线，诸如进入数据中心的高纤维计数电缆(例如，3,000多个纤维)以及连接数据中心内部所有交换机和装备的所有结构化布线。数据中心结构化布线可分类为主干布线和水平布线。
70.图11是根据本公开的方面的数据中心中的装备机架和分布电缆的示意图(还可参见图6)。可以使用预配置和预接插的电缆诸如分布电缆组件400、400'、400”(在本文中一般称为分布电缆组件400)通过机架单元518(也称为门柱)的一个或多个边缘将eda 110中的机架或机柜中的服务器517连接到mda 104。可将各个抽头子单元404、404'、404”(在本文中一般称为抽头子单元404)的确切分接或抽头位置和运行长度预工程化和预接插来替换通常提供的许多单独电缆(参考图6a)。在常规系统中，每个机柜将需要不同的电缆。比较地，本文公开的是具有带有多个抽头点420的单个分布电缆300的分布电缆组件400，从而大大减少了布线杂乱(clutter)并简化了安装。
71.最有效的光学基础设施是其中所有或大部分部件是在工厂中预端接的基础设施，并且电缆被设计成有效地配合在数据中心的密闭空间中而没有多余的电缆。在某些实施方案中，所有连接器在工厂进行安装和测试并进行包装，使得在安装期间不会损坏部件。安装人员仅仅打开部件包装、将预接插电缆组件拉动到位、卡在所有连接器中，系统就启动并运行。因此，图8a至图10c中描绘的电缆组件400、400'、400”可能特别适合数据中心的结构化
布线要求。
72.在某些实施方案中，分布电缆组件400的多个抽头子单元404(例如，预制造的)基于例如数据中心中的位置和/或到特定装备的距离等间隔预先确定的距离s和/或预先确定的长度l。特别地，根据数据中心的配置以及抽头子单元404沿着分布电缆100将分支离开的地方，可以将分布电缆组件400制造成使得每个单独的抽头子单元404具有预先确定的长度l。此外，根据数据中心的配置(例如，服务器之间的间距s)以及沿着分布电缆的位置，可以将抽头单元404预制造成使得每个抽头单元404具有预先确定的长度l。
73.虽然本文主要参考数据中心描述了本公开的概念，但是预期所述概念将适用于与数字基础设施数据相关联的任何室外和室内波导系统，包括基础设施布局。例如，但不是通过限制的方式，预期本公开的概念将适用于室内仓库和/或商业建筑物。
74.根据有效的、预工程化的架构用光学连接预连线数据中心是在需要的地方提供带宽的最佳方式。使用区架构并为未来的增长提供空间同时选择适当的光纤和电缆类型是确保长期、可靠、易于扩展的安装快速的基础设施的最佳方式。根据本公开的方面，可以使用配置器设计工具来记录这些数据中心要求，以有效地生产预工程化的网络解决方案，其中电缆在工厂中预接插并设计成长度。
75.配置器工具说明了数据中心中所有装备的类型和位置、所需的布线和连接，以及许多其他因素，诸如服务器室中的冷热通道配置、接入楼层路由、高架或地板下的磨损系统、阻燃要求、导管放置和尺寸等。所述工具可以帮助满足有效设计和布线要求，考虑到高架电信布线可以提高冷却效率，并且是天花板高度允许的最佳实践，因为它可以大幅减少由于地板下布线和布线通路引起的气流阻塞和湍流造成的气流损失。
76.如果电信布线安装在也用于冷却的地板下空间中，则可以通过使用需要较少布线的网络和布线设计(诸如本文公开的成束和锥形电缆设计)(例如，架顶交换)来减少地板下空气阻塞。此外，所述工具有助于：选择具有较小直径的电缆，以使地板下布线的体积最小化；利用较高股计数光纤电缆代替若干较低计数光纤电缆，以使地板下布线的体积最小化；设计布线通路以使对地板下气流的不利影响最小化(例如，在热通道而不是冷通道中路由布线，以免阻挡气流进入冷通道上的通风瓷砖)；设计布线布局，使得布线路线与气流的方向相反，以便在气流的起源处存在阻碍气流的最少的布线量；以及适当地设定通路和空间的大小，以在阻塞最小的情况下容纳电缆(例如，较浅且较宽的托盘)。
77.以举例的方式并且不作为限制，并且如下面关于图11的系统600所描述，配置器设计工具可以至少部分地体现软件启用的配置器模块612，其使用表示数据中心100和建筑物101的数字基础设施数据的输入来设计一个或多个预配置的分布电缆116或300，和/或结构化布线组件以用作用于与数据中心101一起使用而定制和优化的主干电缆150和水平电缆160，包括本文公开的电缆组件400、400'和400”。这种优化通过在安装期间使拼接的使用最小化以及通过使数据网络中的连接器的数量最小化而能够增加如本文所述的数据网络中的数据容量。
78.图12示出用于设计和制造由配置器模块612(参见图14)设计的优化的、定制的预工程化电缆的过程530。在框532中，提供数据中心100的数字基础设施数据作为输入。配置器模块612可以确定配置器模块612的用户是否具有对数据中心100和建筑物101的数字基础设施数据的访问权限。如果没有，则用户可以设计数字基础设施数据并将其上载到配置
器模块612。如果有，则用户可以访问数字基础设施数据并将其上载到配置模块。作为非限制性实例，用户可以为数字基础设施数据导入2d设计和/或3d设计。2d设计可以包括配置模块612可以缩放以供使用的楼层平面图。用户还可以使用存储3d设计的3d设计工具，并将3d设计从3d设计工具导入到配置模块中。配置模块可用于手动和/或自动修订数字基础设施数据中缺失的元素。
79.在框534中，数据中心100和建筑物101的数字基础设施数据可以输入到配置器模块612中，并且可包括按比例缩放的楼层平面图、服务器、托盘和机架位置、机架中的多个机箱、机箱中的连接端口的高度、宽度和数量等信息。通过使用配置模块612，可将一个或多个分接点位置插入到数字基础设施数据中，如下面更详细地描述。
80.在框536中，使用体现在本公开的配置器设计工具中的配置器模块612来基于数字基础设施数据和确定的分接点位置生成用于数据中心建筑物100的一个或多个优化的预配置电缆(例如，分布电缆116a、116b、优化的主干电缆150、水平电缆160，包括电缆300、300’、300”、400、400'、400”)的设计。所述设计可以在数字基础设施数据之上生成。在一个实施方案中，用于数据中心建筑物的一个或多个优化的预配置电缆的设计可以显示在配置器模块612的用户界面上的数据中心100的数字基础设施数据之上。所述设计可由配置器模块612的用户修改并且/或者基于所接收或所修改的设计参数自动地修改。以举例的方式并且不作为限制，此类设计参数可包括但不限于衰减参数、可见光预算、数据速率、阻燃要求等。在一个实施方案中，一旦用户对用于数据中心100的一个或多个优化的预配置电缆的所呈现的生成设计感到满意，就可以在配置器模块612中选择命令按钮。
81.在框538中，可以由配置器模块612连同用于为框536的数据中心100设计的一个或多个优化的预配置电缆的制造说明一起生成材料清单。在实施方案中，配置器模块612生成作为每个优化和定制的预配置电缆的材料清单和说明的一部分的电缆规格，包括但不限于长度、夹套类型、颜色、拉动握把类型和位置、预端接/接插点位置和连接器类型、包装和输送信息等。
82.在框540中，用于数据中心100的预配置电缆的设计、材料清单和制造说明可由配置器模块612传输给制造商。在框542中，制造商可以基于材料清单和制造说明为数据中心100制造优化的预配置电缆和电缆组件。
83.图13示出用于使用配置器模块612来创建用于优化的、定制的预配置电缆的设计的过程550。在框552中，将数据中心100的数字基础设施数据输入到配置器模块612中，如上文关于图12的过程530所描述。在框554中，在配置器模块612内，用户和/或配置器模块612可以设置或选择一种或多种电缆材料和/或性质选项。作为非限制性实例，可以选择和检索存储在与配置器模块612通信地耦接的数据库中的可用和/或期望的电缆族类型和性质，以与优化的、定制的、预工程化和预配置的电缆的设计一起使用。设计参数和/或电缆性质可包括例如电缆重量、电缆长度、光纤容量数、子单元容量数、光纤直径和/或电缆直径的大小、电缆托盘参数(诸如大小和重量限制)，以及电缆属性(诸如适用于阻燃领域的电缆)。在一个实施方案中，电缆长度可以在20m至200m之间的范围内，诸如100m至200m之间，或20m至25m之间。优化的、定制的预配置电缆的设计有助于减少电缆托盘拥堵，并提供更简单、成本更低且耗时的安装。
84.用于数据中心100的一个或多个电缆被预配置成使得其适合直接安装在数据中心
建筑物101中，而无需额外的切割、拼接和接插来确定和创建到服务器机架的分接位置。这些分接位置在电缆中沿电缆长度的选定光纤中的选定位置处预工程化和预端接。使用这种为数据中心100定制和优化的预工程化电缆，大大减少了安装时间和劳动力成本，并提高了数据中心100中光纤网络的效率和性能。
85.在框556中，相对于数据中心100的数字基础设施数据以及从数据中心100的数字基础设施数据中，在配置器模块612内选择和/或通过配置器模块612识别作为预配置电缆(116a、116b、150、160、300或400)的电缆起点的电缆源。包括电缆源的预配置电缆的设计可以覆盖在数据中心100的数字基础设施数据中所包括的楼层布局上，并且在配置器模块612的用户界面上可见。
86.在框558中，配置器模块612根据数据中心100的数字基础设施数据确定预配置电缆的一个或多个光纤的一个或多个分接点位置13。用户和/或配置器模块612可以一次确定一个分接点位置13，直到确定分接点位置13的预先确定的总数为止。对于每个分接点位置13，确定分接点位置13在预配置电缆上的位置和在数据中心100的数字基础设施数据中的相关联的位置，连同连接器的数量以及相对于预配置电缆将要进行连接。一个或多个分接点位置13可由用户选择并且/或者由配置器模块612自动生成。一个或多个分接点位置13可由用户修改并且/或者由配置器模块612基于不同的和/或额外的输入参数(诸如电缆族类型和/或性质的改变)而自动修改。
87.在框560中，配置器模块612基于包括电缆源和分接点位置的数字基础设施数据为数据中心100设计定制的、优化的预配置电缆。配置器模块612进一步基于包括所确定的电缆族类型和/或可用性质选项的数字基础设施数据为数据中心建筑物100设计定制的、优化的预配置电缆。
88.图14示出与图12或图13的过程530或550一起使用的计算机实现的系统600。参考图14，用于实施基于计算机和软件的方法以利用系统设计工具来设计、订购和提供本文描述的一个或多个预配置电缆的制造和安装说明和规格的非暂时性系统600例如被示为与使用可在用户工作站(例如，计算机624或移动装置)处访问的图形用户界面(gui)一起实现。系统600包括通信路径602、一个或多个处理器604、非暂时性存储器部件306、体现在配置器设计工具中的配置器模块612、数据库614、优化部件616、网络接口硬件618、网络622、服务器620和计算机624。下面将详细描述系统600的各种部件及其交互。
89.虽然仅示出了一个应用服务器620和一个用户工作站计算机624，但是系统600可以包括包含一个或多个应用和工作站的多个应用服务器。在一些实施方案中，系统600是使用广域网(wan)或网络622(诸如内联网或互联网)来实现的。工作站计算机624可以包括允许连接到网络和网络导航的数字系统和其他装置。允许各种地理上不同的部件之间的通信的其他系统600变体是可能的。图14中描绘的线指示各种部件之间的通信而不是物理连接。
90.系统600包括通信路径602。通信路径602可以由能够传输信号的任何介质(诸如例如导电线、导电迹线、光学波导等)形成，或者由能够传输信号的介质的组合形成。通信路径602通信地耦接系统600的各种部件。如本文所用，术语“通信地耦接”意指耦接部件能够彼此交换数据信号，诸如例如通过导电介质的电信号、通过空气的电磁信号、通过光学波导的光学信号等。
91.图14的系统600还包括处理器604。处理器604可以是能够执行机器可读指令的任
何装置。因此，处理器304可以是控制器、集成电路、微芯片、计算机或任何其他计算装置。处理器604通过通信路径602通信地耦接到系统600的其他部件。因此，通信路径602可以将任意数量的处理器彼此通信地耦接，并且允许耦接到通信路径602的模块在分布式计算环境中操作。具体地，每个模块可以作为可以发送和/或接收数据的节点来操作。
92.所示系统600还包括存储器部件606，其耦接到通信路径602并且通信地耦接到处理器604。存储器部件606可以是非暂时性计算机可读介质或非暂时性计算机可读存储器，并且可以被配置为非易失性计算机可读介质。存储器部件606可包括ram、rom、闪存存储器、硬盘驱动器或能够存储机器可读指令使得机器可读指令可以被处理器604访问和执行的任何装置。机器可读指令可以包括以任何编程语言编写的逻辑或一个或多个算法，所述编程语言诸如例如可由处理器直接执行的机器语言，或汇编语言、面向对象编程(oop)、脚本语言、微代码等，其可被编译或组装成机器可读指令并存储在存储器部件606上。替代地，机器可读指令可以硬件描述语言(hdl)编写，诸如通过现场可编程门阵列(fpga)配置或专用集成电路(asic)或它们的等效物实现的逻辑。因此，本文描述的方法可以任何常规的计算机编程语言作为预编程的硬件元件或者作为硬件和软件部件的组合来实现。
93.仍然参考图14，如上文所指出，系统600包括计算机624的屏幕上的用于提供视觉输出的显示器(诸如gui)，所述视觉输出诸如例如信息、根据数据中心100的包括电缆源和分接点位置的数字基础设施数据虚拟地作为纤维光学基础设施叠加在按比例缩放的楼层布局上的一个或多个预配置电缆的设计、图形报告、消息或它们的组合。计算机624的屏幕上的显示耦接到通信路径602并且通信地耦接到处理器604。因此，通信路径602将显示器通信地耦接到系统600的其他模块。显示器可以包括能够传输光学输出的任何介质，诸如例如阴极射线管、发光二极管、液晶显示器、等离子体显示器等。此外，应注意，显示器或计算机624可以包括处理器304和存储器部件606中的至少一者。虽然系统600在图14中被示出为单个集成系统，但在其他实施方案中，系统可以是独立的系统。
94.系统600包括如上所述的配置器模块612和优化部件616，用于基于数字基础设施数据、选定的电缆族类型和/或性质、确定的电缆源、确定的电缆分接点位置、连接器数量、衰减属性、材料属性(诸如阻燃领域要求)等从多个设计选项中确定预配置电缆的优化设计。优化部件616可以利用优化模型(诸如约束优化模块)来使误差最小化，并从用于数据中心建筑物100的预配置电缆614的多个设计选项中确定优化设计以增加相关联的优化性能。优化部件616和配置器模块612耦接到通信路径602并且通信地耦接到处理器604。如下文将进一步详细描述的，处理器604可以处理从系统模块接收的输入信号和/或从此类信号中提取信息。
95.系统600包括用于将系统600与计算机网络诸如网络622通信地耦接的网络接口硬件618。网络接口硬件618耦接到通信路径602，使得通信路径602将网络接口硬件618通信地耦接到系统600的其他模块。网络接口硬件618可以是能够通过无线网络传输和/或接收数据的任何装置。因此，网络接口硬件618可以包括用于根据任何无线通信标准发送和/或接收数据的通信收发器。例如，网络接口硬件618可以包括芯片组(例如，天线、处理器、机器可读指令等)以通过有线和/或无线计算机网络(诸如无线保真(wi-fi)、wimax、蓝牙、irda、无线usb、z-wave、zigbee等)进行通信。
96.仍然参考图14，来自运行在计算机624上的各种应用程序的数据可以通过网络接
口硬件618从计算机624提供给系统600。计算机624可以是具有用于与网络接口硬件618和网络622通信地耦接的硬件(例如，芯片组、处理器、存储器等)的任何装置。具体地，计算机624可以包括具有用于通过上文描述的无线计算机网络中的一个或多个进行通信的天线的输入装置。
97.网络622可以包括任何有线和/或无线网络，诸如广域网、城域网、互联网、内联网、卫星网络等。因此，网络622可以被计算机624用作无线接入点以访问一个或多个服务器(例如，服务器620)。服务器620和任何附加服务器通常包括处理器、存储器和芯片组，用于通过网络622递送资源。资源可以包括通过网络622从服务器620向系统600提供例如处理存储、软件和信息。此外，应注意，服务器620和任何附加服务器可以通过网络622诸如经由网络的有线部分、网络的无线部分或其组合彼此共享资源。
98.在实施方案中，优化部件616和配置器模块612可以基于光学性能和可升级性设计用于数据中心建筑物100的数字基础设施数据的纤维光学基础设施。作为非限制性实例，配置模块612可以设计一个或多个预配置电缆以供当前使用以及升级路径以允许具有升级功能的一个或多个预配置电缆(诸如用于以增加的速度使用)供将来在数据中心100使用。
99.本文描述的用于基于数据中心的数字基础设施数据设计在数据中心中使用的定制的、预配置多纤光缆的配置器设计工具减少和/或消除在现场安装期间的拼接、减少连接的数量、改进数据中心中管理光学连接的路由和复杂性、减少和/或消除标记和测试，并提高关于光纤电缆设计和订购流程设计的效率，以供当前和/或未来使用。预配置的电缆设计可以通过低成本和优化的解决方案进行制造，使得在将预配置电缆运输到站点(诸如数据中心)进行安装之前进行拼接、端接、标记、测试等。
100.出于描述和限定本公开的目的，应注意，本文对作为参数或另一个变量的“函数”的变量的引用不意图表示所述变量唯一地是所列参数或变量的函数。相反，本文对作为所列参数的“函数”的变量的引用意图是开放式的，使得所述变量可以是单个参数或多个参数的函数。
101.还应注意，本文中对“至少一个”部件、元件等的表述不应用于推断冠词“一个”或“一种”的替代使用应限于单个部件、元件等。
102.应注意，本文中对本公开的部件以某种方式“被配置”或“被编程”以体现特定性质或以特定方式起作用的叙述是结构表述，而不是预期用途的表述。更具体地，本文中对部件“被配置”或“被编程”的方式的引用表示部件的现有物理条件，并且因此被视为对部件结构特性的明确表述。
103.应注意，术语如“优选地”、“常常”和“通常”在本文中使用时，不用于限制所要求保护的本发明的范围或暗示某些特征对于所要求保护的本发明的结构或功能是关键的、必要的或甚至重要的。相反，这些术语仅仅意图识别本公开的实施方案的特定方面或强调在本公开的特定实施方案中可能利用或不利用的替代或附加特征。
104.出于描述和限定本发明的目的，应注意，术语“基本上”和“大约”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量结果或其他表示的固有不确定程度。术语“基本上”和“大约”在本文中还用于表示定量表示可以与表明的参考不同而不导致讨论中的主题的基本功能发生变化的程度。
105.已经详细描述了本公开的主题并参考其具体实施方案，应注意，本文公开的各种
细节不应被视为暗示这些细节涉及作为本文描述的各种实施方案的基本部件的元件，即使在伴随本发明描述的每个附图中示出特定元件的情况下也是如此。此外，将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下可能进行修改和变型，包括但不限于所附权利要求中定义的实施方案。更具体地说，虽然本公开的一些方面在本文中被识别为优选的或特别有利的，但是可以设想，本公开并不必限于这些方面。
106.应注意，以下权利要求中的一项或多项利用术语“其中”作为过渡短语。出于限定本发明的目的，应注意，此术语在权利要求中作为开放式过渡短语引入，其用于引入对结构的一系列特性的表述，并应以类似的方式解译为更常用的开放式序言术语“包括”。