ميلانوكس (NVIDIA Mellanox) MFP7E20-N015 جهاز الشبكة الكتاب الأبيض التقني

1خلفية المشروع وتحليل المتطلبات

معماريات مراكز البيانات الحديثة تنتقل من 100G / 200G الأقمشة العمود الفقري إلى 400GbE و NDR المجموعات القائمة على InfiniBand ، مدفوعة بتدريب الذكاء الاصطناعي ، الحوسبة عالية الأداء (HPC) ،وحملات عمل التخزين الموزعةهذا التطور يضع مطالب غير مسبوقة على الطبقة المادية:كل منفذ 400G يجب أن يتم تقسيمه في كثير من الأحيان إلى اتصالين 200G أو أربعة 100G لتحقيق أقصى قدر من استغلال الموانئ وتقليل تقطيع المفاتيحومع ذلك، فإن أساليب الاختراق التقليدية التي تعتمد على لوحات التقسيم القائمة على الكاسيت، وأحبال التصحيح الوسيطة، وإدارة القطبية، تُدخِل نقاط فشل متعددة، وتزيد من خسارة الإدراج.تستهلك مساحة رف قيمة، وتعقيد تتبع الكابلات. يبلغ مهندسو الشبكات وفرق العمليات باستمرار عن ثلاثة متطلبات أساسية: (أ) أداء بصري محدد مع الحد الأدنى من تدهور الإشارة ،(ب) صفر U أو قريب من صفر U بصمة مادية للحفاظ على كثافة الرف، و (ج) سيرات عمل الصيانة المبسطة التي تقلل من متوسط وقت الإصلاح (MTTR).ميلينوكس (NVIDIA Mellanox) MFP7E20-N015تم تصميمه لتلبية جميع المتطلبات الثلاث كجمعية واحدة متكاملة.

2تصميم بنية الشبكة / النظام بشكل عام

في طوبولوجيا 400G العشوائية النموذجية ، يستضيف كل مفتاح العمود الفقري العديد من منافذ QSFP-DD أو OSFP تعمل بمعدلات بيانات 400GbE أو NDR. للاتصال بمفتاحات الورق المزدوجة (كل منها مع روابط صعودية 200GbE) ، يجب أن تكون هناك إمكانية لتوصيل المفتاحات المزدوجة.الهندسة المعمارية تتطلب وظيفة اختراق 1 إلى 2.MFP7E20-N015 400GbE/NDR MPO-12 إلى 2xMPO-4 اختراقالكابل بمثابة عنصر انفصال مادي، يتم إدخاله مباشرة بين منفذ العمود الفقري ومنافذ الأوراق.لا يفرض أي تكاليف عامة للفترة اللاحقة ولا يتطلب طاقة أو إدارة خارجية، مما يجعله غير متوافق مع البروتوكول وشفاف بالكامل لوظائف الشبكة العليا مثل RoCEv2، InfiniBand التوجيه التكيفي، أو تحكم تدفق إيثيرنت. الهندسة المعمارية يلغي طبقة لوحة التصحيح التقليدية، reducing the optical link budget from seven mating pairs (transceiver → patch cord → cassette → patch cord → patch panel → patch cord → transceiver) to just three (transceiver → MFP7E20-N015 → transceiver)هذا التبسيط يحسن بشكل مباشر نسبة الإشارة إلى الضوضاء ويقلل من إجمالي تكلفة الملكية.

3دور Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFP7E20-N015 في الحل والخصائص الرئيسية

الـNVIDIA Mellanox MFP7E20-N015هو كابل الألياف MPO-12 من 15 متر إلى 2 × MPO-4 ، تم تصميمه خصيصًا لبيئات 400GbE و NDR. دوره في الهندسة المعمارية مزدوج: أولاً ،يقوم بتقسيم مادي لـ 12 شريط ألياف (8 نشطة + 4 احتياطية)، وفقًا لـ IEEE 802.3cd) إلى مجموعتين من الألياف الأربعة ، كل منهما يدعم 200GbE أو 2 × 100G ؛ ثانياً ، فإنه يحافظ على رسم خرائط القطبية الصحيحة من النوع A ، B ، أو Cإزالة تعديلات قطبية المجالوتشمل الخصائص التقنية الرئيسية:

• فقدان الإدراج الذي تم التحقق منه من المصنع:الحد الأقصى من 0.35 ديسيبل على رابط المضيف MPO-12 و 0.25 ديسيبل على كل ساق MPO-4، مما يضمن الامتثال للميزانيات البصرية 400GBASE-SR8 و NDR.
• إدارة الألياف عالية الكثافة:يسمح قطر الكابل الخارجي البالغ 2.0 ملم (لجميع الساقات المنتشرة) وقطر الانحناء المرن (قطر الكابل 10 ×) بتوجيه الكابل من خلال مديري الكابلات 1U دون تجاوز حدود قطر الانحناء.
• مؤهلات بيئية شاملة:تم اختبارها لتشغيل -10 درجة مئوية إلى +70 درجة مئوية، مع خيارات سترة منخفضة التدخين (LSZH) للمساحات الكاملة، وهو أمر بالغ الأهمية لمراكز البيانات في المؤسسات التي تتبع قوانين صارمة للسلامة من الحرائق.

عندما يتشاور المهندسون المعماريونورقة بيانات MFP7E20-N015، يجدون مواصفات مفصلة لفقدان العودة البصرية (> 50 ديسيبل) ، وقوة الشد (≥ 100 ن) ، ومقاومة السحق (≥ 1000 ن / سم) ، وكلها تؤكد ملاءمتها للكثافة العالية ،بيئات نشر عالية اللمسعلاوة على ذلك،متوافق مع MFP7E20-N015تمتد الحالة إلى جميع أجهزة QSFP-DD الرئيسية و OSFP التي تستخدم واجهة MPO-12 القياسية في الصناعة ، بما في ذلك البصريات من طرف ثالث من Finisar و Lumentum و AOI ،ضمان عدم حبس الحل في نظام بيئي لمورد واحد.

4توصيات التنفيذ والقدرة على التوسع (مع الطوبولوجيا النموذجية)

بالنسبة للتنفيذات الخضراء ، نوصي باستراتيجية الكابلات في أعلى الرف (ToR) أو وسط الصف (MoR): يتم وضع مفاتيح العمود الفقري في الرفات غير العادية ، ويتم وضع مفاتيح الأوراق في الرفات العادية ،MFP7E20-N015 كابلات الألياف MPOفي عمود فقري نموذجي يحتوي على 48 منفذًا ، يمكن أن تخدم اثني عشر كابلًا 24 مفاتيحًا ورقية ، وتستهلك صفر وحدات رف خارج منافذ التبديل نفسها.لترقية الحقول البنية، يمكن للكابل استبدال أجهزة التقسيم القائمة على الكاسيت الحالية على أساس كل منفذ ، مما يسمح بالهجرة التدريجية دون انقطاع الخدمة. تشمل اعتبارات التوسع:

• مقياس الكثافة:لأن الكابل سلبي ولا يستهلك فتحات لوحة التصحيحيمكن أن يستوعب رف واحد 42U ما يصل إلى 288 اتصالًا منفصلًا (باستخدام مفاتيح 1U مع منافذ 32 × 400G) دون بنية تحتية إضافية.
• مؤكدة للمستقبل:نفس الشيءMFP7E20-N015 400GbE/NDR MPO-12 إلى 2xMPO-4 اختراقيمكن إعادة تكوين التكوين لـ 800G إلى 2 × 400G من خلال مضاعفة معدل البيانات لكل مسار.طالما أن جهاز الاستقبال يدعم معدل البود الأعلى، مما يعني أن استثمار الكابل يبقى صالحًا خلال دورة ترقية واحدة على الأقل..
• الإفراج والتنوع:في تصاميم عالية التوافر ، نوصي بنشر كابلين مستقلين MFP7E20-N015 بين أزواج الأوراق العمودية ،كل تنقل حركة المرور على سلاسل الكابلات منفصلة جسديا لتجنب نقاط الفشل الفردية (eعلى سبيل المثال، حريق الصحن أو تلف المياه).

5العمليات، المراقبة، حل المشاكل وتحسين

على الرغم منMFP7E20-N015 حل كابلات الألياف MPOفالتميز التشغيلي يتطلب إدارة منضبطة.نوصي بثلاثة ممارسات:

• أداء البصري:قبل النشر، استخدم مجموعة اختبار الخسارة البصرية (OLTS) أو عداد انعكاسات مجال الزمن البصري (OTDR) لقياس خسارة الإدراج وخسارة العودة لكل كابل، وتسجيل هذه القيم كخط أساسي.أي انحراف مستقبلي أكبر من 0.1 ديسيبل على الجانب المضيف أو 0.05 ديسيبل على الساقين المنتشرة يجب أن تؤدي إلى فحص لتلوث المكونات أو انتهاكات نصف قطر المنحنى.
• الرموز اللونية والتسمية:يجب وضع علامة واضحة على اثنين من مكونات MPO-4 الاختراقية "القدم A" و "القدم B" (أو "الأساسية" و "الثانوية") في كلا الطرفين.نقترح استخدام الملصقات المقاومة للحرارة مع خرائط الموانئ المطبوعة للحد من الأخطاء البشرية أثناء الصيانة، وهي ممارسة أثبتت فعاليتها في الحد من الأخطاء في التصحيح بنسبة 80٪ في التجارب الميدانية.
• مراقبة الحرارة و نصف قطر المنحنى:نشر أجهزة استشعار درجة الحرارة في حزم الكابلات عالية الكثافة وضمان أن نصف قطر انحناء الكابلات لا يقل عن 30 مم.مواصفات MFP7E20-N015دعم صريح للعمل حتى 70 درجة مئوية ، ولكن التشغيل المستمر فوق 60 درجة مئوية يسرع من ارتداء الحاجز؛ التبريد الاستباقي أو إدارة الكابلات الرخوة يمكن أن تخفف هذا.

لاستكشاف الأخطاء، الخطوة الأولى هي دائما التحقق من الطاقة البصرية في جانب جهاز الاستقبال. إذا كانت مستويات الطاقة ضمن الميزانية ولكن الأخطاء تستمر،استخدام مسبار تفتيش MPO للتحقق من تلوث الطرف النهائي ‬مصدر شائع للأخطاء المتقطعةيستخدم تصميم رابط الكابل هندسة قناة MT القياسية ، لذلك أدوات التنظيف ومجال التفتيش متاحة بسهولة من العديد من البائعين.

6ملخص وتقييم القيمة

الـميلينوكس (NVIDIA Mellanox) MFP7E20-N015يقدم مقترح قيمة مقنع لمهندسي شبكات وقادة العمليات: فإنه يقلل من خسارة الإدراج البصري بنسبة تصل إلى 75 ٪ مقارنة مع أجهزة الفصل القائمة على الكاسيت،يسترد 3 يونيه من مساحة الرف لكل 48 منفذ، وتقلل من مدة نافذة الصيانة بأكثر من 70 ٪ مع الحفاظ على التوافق الكامل مع البنية التحتية الحالية MPO-12.سعر MFP7E20-N015مقابل إجمالي التكلفة المثبتة (بما في ذلك العمالة ومساحة الرف ، والتبريد ، والإنقاذ) ، يوفر الكابل TCO أقل بنسبة 22٪ إلى 25٪ من البدائل الوحيدة.MFP7E20-N015 للبيعمن خلال شبكة التوزيع المعتمدة لشركة NVIDIA، مع أوقات التوصيل المقارنة مع المكونات البصرية السلبية القياسية.

وبالإضافة إلى التكلفة والأداء، بساطة الهندسة المعماريةNVIDIA Mellanox MFP7E20-N015يدعم فلسفة تشغيلية أوسع: تقليل تعقيد الطبقة المادية يحسن بشكل مباشر موثوقية الشبكة ويزيد من سرعة استكشاف الأخطاء.مع توسيع مراكز البيانات نحو مجموعات الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع والأنسجة الجيدة لـ 800G، سوف تصبح الحلول التي تدمج وظائف الاختراق في مجموعة واحدة عالية الجودة لا غنى عنها. MFP7E20-N015 ليست مجرد كابلالسرعة العالية، ونسيج شبكة قابل للحفاظ.