الحل التقني لوحدة Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-AS الضوئية لمركز البيانات

تم تصميم هذا المستند التقني الفني لمهندسي الشبكات ومهندسي ما قبل البيع ومديري العمليات. ويركز علىميلانوكس (إنفيديا ميلانوكس) MMA2P00-ASجهاز إرسال واستقبال بصري ويوفر منهجية مفصلة لموازنة عرض النطاق الترددي والمسافة عبر روابط مركز البيانات داخل الحامل وعبر الممرات.

1. تحليل خلفية المشروع ومتطلباته

تتطلب البنى التحتية الحديثة لمراكز البيانات اتصالاً متسقًا عبر شبكة 25 جيجا بايت من المحولات الموجودة أعلى الحامل (ToR) إلى الخوادم، وكذلك بين الرفوف المتجاورة وعبر حدود الحامل. يكمن التحدي الأساسي في الطبقة المادية: تعتبر DACs النحاسية السلبية فعالة من حيث التكلفة فقط تحت 5 أمتار، في حين تفتقر الروابط الضوئية التقليدية 10G SR إلى عرض النطاق الترددي لدعم أعباء عمل الجيل التالي مثل مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي وتخزين NVMe-over-Fabrics.

تشمل المتطلبات الرئيسية التي حددتها فرق البنية التحتية: دعم 25 جيجابت في الثانية لكل قناة، والتوافق مع كابلات الألياف متعددة الأوضاع (MMF) الحالية، وكفاءة الطاقة أقل من 1 وات لكل منفذ، وقابلية التشغيل البيني السلس مع محولات NVIDIA Mellanox Spectrum بالإضافة إلى معدات الشبكات الخارجية. الMMA2P00-ASتم اختياره كحل مرجعي بعد المراجعةمواصفات MMA2P00-ASضد هذه المعايير التشغيلية.

2. التصميم الشامل لهندسة الشبكات والأنظمة

تتبنى البنية المقترحة طوبولوجيا ذات عمودين ورقيين مع منافذ وصول للخادم 25G. يتصل كل مفتاح طرفي بالخوادم الموجودة في نفس الحامل باستخدام إما DACs السلبية (للمسافات ≥5 م) أوMMA2P00-AS 25G SFP28 أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية(للمسافات 5-15 م). بالنسبة لوصلات الممرات المتقاطعة — التي تمتد من 15 إلى 80 مترًا بين الرفوف المتجاورة أو عبر صفوف متعددة —MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 ​​نانومترتعمل الوحدة كحل الطبقة المادية الأساسي.

تفترض حسابات ميزانية الارتباط النموذجية أن OM4 MMF يصل إلى حد أقصى يصل إلى 100 متر. تدعم البنية أيضًا عمليات النشر الهجين حيث يخدم مفتاح ذو ورقة واحدة في نفس الوقت اتصالات DAC قصيرة المدى وروابط بصرية أطول، وذلك بفضل إمكانيات التفاوض التلقائي في قفص SFP28. النفيديا ميلانوكس MMA2P00-ASيضمن زمن استجابة ثابتًا أقل من 300 نانو ثانية لكل رابط، وهو أمر بالغ الأهمية للتخزين وحركة مرور RDMA.

3. الدور والميزات الرئيسية لـ MMA2P00-AS في هذا الحل

الMMA2P00-ASيعمل كواجهة بصرية قياسية 25G لجميع الاتصالات المستندة إلى MMF التي تتجاوز 5 أمتار. وتشمل مزاياها التقنية الرئيسية ما يلي:

• الامتثال للمعايير:يتوافق تمامًا مع 25GBASE-SR لكل IEEE 802.3by، مما يضمن إمكانية التشغيل البيني مع أي منفذ مضيف SFP28 متوافق مع المعايير. تم التحقق منهمتوافق مع MMA2P00-ASوتمتد الحالة إلى الموردين الرئيسيين بما في ذلك Arista وCisco وJuniper.
• الخصائص البصرية:جهاز إرسال VCSEL 850 نانومتر مع قوة إطلاق نموذجية تتراوح من -4 ديسيبل ميلي واط إلى +2.5 ديسيبل ميلي واط (راجعورقة بيانات MMA2P00-ASللهوامش الدقيقة). تصل حساسية جهاز الاستقبال إلى -11 ديسيبل ميلي واط، مما يوفر 3-4 ديسيبل من مساحة رأس الوصلة على OM4 التي تصل إلى 80 مترًا.
• الطاقة والكفاءة الحرارية:أقصى سحب للطاقة يبلغ 1 وات لكل وحدة، مما يتيح كثافة منافذ عالية (ما يصل إلى 48 منفذًا لكل محول) دون تقليل التبريد النشط.
• مراقبة التشخيص الرقمي (DDM):الوصول في الوقت الحقيقي إلى درجة الحرارة، وجهد الإمداد، والتيار المتحيز، وطاقة TX، وطاقة RX عبر واجهة I²C القياسية.

بالنسبة للمشتريات وتخطيط دورة الحياة، يعزز الحل القدرة التنافسيةسعر MMA2P00-ASيشير إلى الحجم، بينماMMA2P00-AS للبيعيضمن التوفر من خلال موزعين متعددين مرونة سلسلة التوريد.

4. توصيات النشر والقياس (بما في ذلك الهيكل النموذجي)

يتبع النشر نموذج توسعة معياريًا قائمًا على الحامل. يصف الشكل أدناه شريحة نموذجية من العمود الفقري للورقة 25G تستخدمMMA2P00-AS 25G SFP28 حل جهاز الإرسال والاستقبال البصريعناصر:

للتوسيع إلى ما يزيد عن 80 مترًا، يجب على المهندسين المعماريين تقييم الحلول أحادية الوضع (LR) أو إعادة وضع المفاتيح الطرفية بالقرب من مجموعات الخوادم. الMMA2P00-ASيدعم بيئات لوحة التصحيح المتسلسلة بشرط أن يظل إجمالي فقدان الإدراج ضمن ميزانية 2.5 ديسيبل المحددة فيورقة بيانات MMA2P00-AS.

5. مراقبة العمليات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتحسين

إدارة إنتاج الروابط باستخدامنفيديا ميلانوكس MMA2P00-ASتعتمد الوحدات على واجهات المراقبة القياسية SFP28. تشمل الممارسات التشغيلية الموصى بها ما يلي:

• عتبة مثيرة للقلق:قم بتعيين تنبيهات DDM لطاقة TX أقل من -7 ديسيبل ميلي واط أو طاقة RX أقل من -10 ديسيبل ميلي واط لتحديد تدهور الألياف أو الموصلات المتسخة قبل حدوث أخطاء الارتباط.
• محاذاة البرامج الثابتة:استخدم أدوات البرامج الثابتة NVIDIA Mellanox للتحقق من إصدار الوحدة النمطية EEPROM؛ وهذا يضمن دعمًا كاملاً للميزات بما في ذلك وضع الطاقة المنخفضة وتقارير FEC المحسنة.
• تكوين رابط Retimer:عند تشغيل OM4 بطول 70-80 مترًا، قم بتمكين KR FEC على منفذ التبديل المضيف لتصحيح أخطاء البت والحفاظ على معدل خطأ ما قبل FEC أقل من 1×10^-12.
• إدارة المخزون:مسارMMA2P00-AS للبيعالشراء من خلال القنوات المعتمدة لتجنب الوحدات المزيفة التي تفتقر إلى دقة DDM الحقيقية.

تتضمن سيناريوهات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الشائعة أخطاء CRC المفرطة (عادةً ما تكون ناجمة عن وجوه نهاية الألياف المتسخة) أو لوحات الارتباط (غالبًا بسبب عدم كفاية طاقة RX من أسلاك التصحيح التالفة). المواصفات MMA2P00-ASقائمة نطاقات التشغيل واضحة؛ وأي انحراف يتجاوز ذلك يجب أن يؤدي إلى فحص الطبقة المادية.

6. ملخص وتقييم القيمة

الMMA2P00-AS 25G SFP28 جهاز الإرسال والاستقبال البصرييوفر حلاً متوازنًا وجاهزًا للإنتاج لمشغلي مراكز البيانات الذين يقومون بالترقية من طبقات التجميع 10G إلى 25G. تشمل نتائج القيمة الرئيسية ما يلي:

• كفاءة التكلفة:تؤدي إعادة استخدام OM3/OM4 MMF الحالي إلى التخلص من نفقات إعادة الكابلات المرتبطة عادةً بعمليات نشر 25G AOC.
• البساطة التشغيلية:يتكامل عامل الشكل القياسي SFP28 والقياس عن بعد DDM بسلاسة مع مجموعات إدارة المحولات الحالية.
• قابلية التوسع:يعمل نوع جهاز الإرسال والاستقبال الموحد عبر جميع وصلات MMF على تقليل تعقيد المخزون الاحتياطي مقارنةً بالحفاظ على وحدات SKU المنفصلة لـ DAC وAOC والبصرية.
• جاهز للمستقبل:الMMA2P00-ASيدعم 25G لكل حارة بينما يظل متوافقًا مع الإصدارات السابقة مع منافذ 10G SR عند التفاوض التلقائي.

وذلك باعتمادميلانوكس (إنفيديا ميلانوكس) MMA2P00-ASوباعتبارها واجهة 25G MMF القياسية، يمكن لمهندسي الشبكات تحقيق التوازن بثقة بين عرض النطاق الترددي والمسافة والميزانية بدءًا من الوصلات البينية على مستوى الحامل إلى الروابط عبر الممرات والوصلات من جراب إلى جراب. للحصول على إرشادات التنفيذ الكاملة، راجع المسؤولورقة بيانات MMA2P00-ASوملاحظات التكامل المتاحة من خلال بوابة توثيق الشبكات الخاصة بـ NVIDIA.