ورقة بيضاء تقنية من Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E: وصلة وكابل عالي السرعة قصير المدى

هذه الورقة التقنية البيضاء موجهة لمهندسي الشبكات، ومهندسي المبيعات المسبقة، ومديري العمليات. تركز على الكابل البصري النشط (AOC) "MFS1S50-H010E" كمكون أساسي، وتتناول بشكل منهجي كيفية تحقيق نقل عالي السرعة من 200 جيجابت في الثانية إلى 2 × 100 جيجابت في الثانية وتبسيط بنية الكابلات في سيناريوهات الرفوف المتجاورة قصيرة المدى. من خلال تحليل الميزات الرئيسية وطرق النشر وأنظمة التشغيل الخاصة بـ "NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E"، توفر هذه الوثيقة مرجعًا عمليًا لتصميمات الربط البيني لمراكز البيانات عالية الكثافة.تواجه مراكز البيانات الحديثة ومجموعات الحوسبة عالية الأداء (HPC) تحديًا مشتركًا: تتطلب الرفوف المتجاورة روابط ذات نطاق ترددي عالٍ وزمن انتقال منخفض، لكن كابلات التوصيل المباشر النحاسية السلبية التقليدية (DACs) تعاني من تدهور الإشارة بعد 3 أمتار. بالنسبة لمسافات الرفوف المتجاورة من 3 إلى 7 أمتار، تقدم الكابلات النحاسية أيضًا مشاكل مثل الوزن الزائد، والمرونة الضعيفة، والحساسية للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI). علاوة على ذلك، تتطلب سيناريوهات الانقسام - تقسيم منفذ 200 جيجابت في الثانية واحد إلى اتصالي 100 جيجابت في الثانية مستقلين - عادةً وحدات محول إضافية أو لوحات توصيل، مما يزيد من التكلفة ونقاط الفشل. وبالتالي، فإن المتطلبات الرئيسية هي:دعم أصلي للانقسام من 200 جيجابت في الثانية إلى 2 × 100 جيجابت في الثانية بدون أجهزة إضافية

توافق كامل مع منافذ مفاتيح QSFP56 الحالية

• تكلفة ملكية إجمالية أقل مقارنة بحلول أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية المعيارية
• 2. تصميم بنية الشبكة / النظام الشاملة
• تعتمد البنية المقترحة على طوبولوجيا العمود الفقري والأوراق (spine-leaf)، وهي شائعة في كل من مراكز بيانات السحابة ومجموعات الحوسبة عالية الأداء. تتصل مفاتيح الأوراق داخل كل رف بمفاتيح الأعمدة في الرفوف المتجاورة. لتحسين استخدام المنافذ وتبسيط الكابلات، يتم تقسيم كل منفذ ربط علوي 200 جيجابت في الثانية إلى اتصالي 100 جيجابت في الثانية إلى مفتاحي أعمدة منفصلين. يتطلب هذا التصميم اتصالًا ماديًا يمكنه أداء وظيفة الانقسام على مستوى الكابل - وهذا بالضبط ما تقدمه حلول "MFS1S50-H010E 200Gb/s إلى 2x100Gb/s QSFP56 إلى 2xQSFP56". تلغي البنية وحدات الانقسام المخصصة، وتقلل عدد الكابلات المادية بنسبة 50٪ مقارنة بالتصاميم التي تعتمد على أجهزة الإرسال والاستقبال المنفصلة، وتحافظ على تكرار النطاق الترددي الكامل.
• 3. دور وميزات MFS1S50-H010E من Mellanox (NVIDIA Mellanox)
• ضمن هذه البنية، يعمل "MFS1S50-H010E" كمكون أساسي للطبقة المادية. إنه كابل بصري نشط (AOC) بعامل شكل QSFP56 على كل طرف، ولكن مع اختلاف حاسم: إنه كابل انقسام. يقدم أحد الأطراف موصل QSFP56 واحد بسرعة 200 جيجابت في الثانية، بينما ينقسم الطرف الآخر إلى موصلين QSFP56 مستقلين بسرعة 100 جيجابت في الثانية. يسمح هذا التصميم الفريد لمنفذ مفتاح ورقة واحد بتغذية منفذي مفتاح عمود بدون أي بصريات وسيطة أو أسلاك توصيل. وفقًا لـ "ورقة بيانات MFS1S50-H010E"، يدعم الكابل التشغيل المزدوج الكامل بسرعة مجمعة 200 جيجابت في الثانية (أو 2 × 100 جيجابت في الثانية) مع استهلاك طاقة نموذجي أقل من 3.5 واط لكل طرف. تشمل المواصفات الرئيسية من "مواصفات MFS1S50-H010E" الحد الأقصى للطول البالغ 50 مترًا (محسّن للاستخدام بين الرفوف من 3 إلى 10 أمتار)، ومعدل خطأ بت (BER) أفضل من 1E-15، ودرجة حرارة حالة التشغيل من 0 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية. يضمن توافق "MFS1S50-H010E" التشغيل البيني مع جميع منافذ QSFP56 القياسية التي تلتزم بمواصفات IEEE 802.3cd و QSFP56 MSA.

يتبع النشر عملية مباشرة. يقوم كل كابل "MFS1S50-H010E 200G QSFP56 breakout AOC cable" بتوصيل منفذ مصدر 200 جيجابت في الثانية (على سبيل المثال، على مفتاح ورقة) بمنفذي وجهة 100 جيجابت في الثانية (على سبيل المثال، على مفاتيح الأعمدة). يستخدم طرف الانقسام غلافًا مقسمًا يفصل بين ساقي 100 جيجابت في الثانية؛ كل ساق عبارة عن موصل QSFP56 قياسي ويمكن توجيهه بشكل مستقل إلى مفاتيح أعمدة مختلفة. للتوسع، ستحتاج مجموعة من 8 رفوف إلى 16 كابلًا فقط لربط الأوراق بالأعمدة بالكامل عند تشبع 2:1. مقارنة باستخدام كابلات DAC بسرعة 200 جيجابت في الثانية بالإضافة إلى أجهزة إرسال واستقبال انقسام منفصلة، فإن حل كابل "MFS1S50-H010E 200G QSFP56 breakout AOC cable solution" يقلل عدد الكابلات بنسبة 50٪، والوزن بنسبة 70٪ تقريبًا، ويلغي وحدتي توصيل بصري لكل رابط، مما يحسن الموثوقية الإجمالية. عند التخطيط لعمليات نشر أكبر، يجب على المهندسين استشارة اتجاهات "سعر MFS1S50-H010E" (عادةً ما تنطبق خصومات الحجم فوق 100 وحدة) والتحقق من أن قوائم "MFS1S50-H010E للبيع" من الموزعين المعتمدين تتطابق مع الطول المطلوب واتجاه الانقسام.وصف الطوبولوجيا النموذجية: في نشر من رفين، يحتوي الرف A على مفاتيح الأوراق L1 و L2. يحتوي الرف B على مفاتيح الأعمدة S1 و S2. يربط كابل "NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E" منفذ 200 جيجابت في الثانية الخاص بـ L1 بمنفذ 100 جيجابت في الثانية الخاص بـ S1 (الساق 1) ومنفذ 100 جيجابت في الثانية الخاص بـ S2 (الساق 2). يربط كابل آخر L2 بشكل مشابه. هذا ينشئ ربطًا علويًا غير معيق بسرعة 2 × 100 جيجابت في الثانية من كل ورقة إلى كلا العمودين، بدون أجهزة إضافية. يسمح البناء الخفيف والمرن للكابل البصري النشط (AOC) بالتوجيه السهل عبر مديري الكابلات الرأسيين دون حظر مراوح التبريد.

للعمليات المستمرة، يدعم "MFS1S50-H010E" مراقبة التشخيص الرقمي (DDM) عبر واجهة I2C. تشمل المقاييس الرئيسية للمراقبة: يجب أن تظل ضمن النطاق المحدد (عادةً -6.0 ديسيبل ميلي واط إلى +3.0 ديسيبل ميلي واط). قد تشير الانحرافات إلى تلف الكابل أو مشاكل بيئية.عدادات أخطاء الارتباط: أي زيادة في الأخطاء المصححة أو غير المصححة في تصحيح الأخطاء الأمامي (FEC) تشير إلى مشاكل في الطبقة المادية.6. الملخص وتقييم القيمة

انخفاض بنسبة 50٪ في عدد الكابلات المادية لطوبولوجيا 200 جيجابت في الثانية إلى 2 × 100 جيجابت في الثانيةتوفير في الوزن بنسبة 70٪ تقريبًا لكل رابط مقارنة بكابلات DAC النحاسيةلا توجد وحدات بصرية أو لوحات توصيل إضافية مطلوبةبالنسبة للمؤسسات التي تقيّم خيارات الربط البيني، يقدم حل كابل "MFS1S50-H010E 200G QSFP56 breakout AOC cable solution" مزايا تكلفة ملكية إجمالية مقنعة. يمكن لمهندسي الشبكات تحديد هذا الكابل بثقة مع العلم أن تصميم "MFS1S50-H010E المتوافق" يضمن التشغيل البيني، بينما تستفيد فرق العمليات من إدارة الكابلات المبسطة والتشخيصات المدمجة. للحصول على الأسعار أو لتحديد موقع موزع معتمد يقدم "MFS1S50-H010E للبيع"، يرجى الاتصال بممثل NVIDIA Mellanox المحلي لديك.