NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS مركز البيانات المرسل البصري في الممارسة العملية

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS مركز البيانات المرسل البصري في الممارسة الممارسة موازنة عرض النطاق الترددي والمسافة عبر الرفوف والروابط بين الحرم الجامعي

الخلفية والتحدي: التجارة بين عرض النطاق الترددي والمسافة في اتصالات مراكز البيانات الحديثة

مع تطور معماريات مراكز البيانات نحو الوصول إلى الخادم 25G و 100G / 400G الروابط العليا العمود الفقري ، يواجه مهندسو الشبكات معضلة طبقة مادية مستمرة:كيفية توفير نطاق تردد كاف على مسافات مختلفة دون انتشار أنواع جهاز الاستقبال أو تعريض سلامة الإشارة للخطرهذا التحدي حاد بشكل خاص في سيناريوهين شائعتين: الاتصالات بين الرفوف داخل نفس الصف (عادةً 515 مترًا) والاتصالات بين المباني أو بين الحرم الجامعي التي تمتد على طول 50100 متر.بينما 25G SFP28 أجهزة الاستقبال البصرية تقدم معدل البيانات المطلوبة، ليست جميع الوحدات متساوية عندما يتعلق الأمر بميزانية الربط وكفاءة الطاقة والتوافق مع البنية التحتية للألياف متعددة الوسائط المثبتة.

في مركز بيانات براونفيلد النموذجي، لا يزال العديد من المشغلين يستخدمون أجهزة الاستقبال 10G SR على كابلات OM3 / OM4 الحالية، ولكن الترقية إلى 25G تقدم تحميلات بصرية أكثر صرامة.NVIDIA Mellanox MMA2P00-ASتم تطويرها بدقة لمعالجة هذا الانتقال:جهاز استقبال بصري 25G SFP28 يوفر أداء VCSEL قوي 850nm عبر الألياف متعددة الأوضاع مع الحفاظ على التوافق مع أقفاص SFP + الحالية ومصانع الأليافومع ذلك selecting the right transceiver for each distance tier — and avoiding overspending on long-reach modules for short-reach links — remains a critical design decision that directly impacts both capital expenditure and operational reliability.

الحل والتنفيذ: نهج منخفض المستوى للاتصال البصري 25G

لمعالجة التوازن بين عرض النطاق الترددي والمسافة، قام أحد مقدمي خدمات السحابة الرائدين مؤخرًا بتوحيد شبكة الوصول 25G باستخدام استراتيجية بصرية منخفضة المستويات.للاتصالات داخل الرف والمجاورة للرف (حتى 30 مترًا)، تم نشر الفريقNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASأجهزة الاستقبال المزدوجة مع OM4 MMF.MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmتوفر التكوين مدى 100 متر على OM4 و 70 متر على OM3 ‬ مساحة رأس واسعة لمعظم عمليات نشر مستوى الصف مع توفير معيار الصناعة 25.معدل بيانات 78 جيجابايت في الثانية مع استهلاك طاقة نموذجي أقل من 1.5 واط لكل منفذ

بالنسبة للروابط بين الرفوف التي تمتد على طول 30 × 70 متر ، نفسMMA2P00-ASتم نشر أجهزة الإرسال والاستقبال، لأن قوة الخروج البصرية للوحدة (عادة ما تكون -4 إلى +4 ديسيبل) وحساسية المستقبل (-8.5 ديسيبل نموذجية) تضمن هامش اتصال لا يقل عن 3.0 ديسيبل على OM4 على بعد 70 مترًا.هذا الهامش يشكل خسائر المكونات، وفقدان التوصيل، وتأثيرات الشيخوخة، وتوفير موثوقية طويلة الأجل دون الحاجة إلى أجهزة استقبال متوسعة المدى المتميزة.القرار باستخدام SKU جهاز إرسال واحد على المسافات القصيرة والمتوسطة، لأنMMA2P00-ASهومتوافق مع MMA2P00-ASمع جميع مفاتيح NVIDIA Spectrum ومحولات ConnectX ، وكذلك مضيفات SFP28 من طرف ثالث تدعم 25GBASE-SR.

ويشمل هذا التنفيذ ثلاثة مناطق منفصلة للأسلاك:

• المنطقة أ (داخل الحلبة):التبديل إلى خادم 2 5 متر باستخدام كابلات التصحيح OM4 مع MMA2P00-AS في كلا الطرفين.
• المنطقة (ب) (الرفوف المجاورة):التبديل الورقي في الرف 1 إلى الخادم في الرف 3 15 25 مترًا باستخدام كابلات OM4 المنظمة ، التي تم إنهائها مرة أخرى بواسطة جهاز الاستقبال MMA2P00-AS.
• المنطقة ج (بين الصفوف / الحجرة المتقاطعة):تغيير الأوراق إلى مجموعة التخزين الموجودة في ممر منفصل 4560 متر عبر جذوع OM4 المنتهية مسبقًا ، لا تزال ضمن نطاق OM3 70 متر / 100 متر OM4 من MMA2P00-AS.

تم توثيق هذه الاستراتيجية المتساوية للمستقبل في دليل تصميم داخلي يشير إلىورقة بيانات MMA2P00-AS، والتي قدمت حسابات ميزانية الرابط والمبادئ التوجيهية لقطر المنحنى اللازمة لجودة التثبيت المتسقة.استفاد الفريق أيضا من قدرات الرصد التشخيصي الرقمي للوحدة، مما يتيح التحقق في الوقت الحقيقي من هامش الطاقة البصرية أثناء التشغيل.

النتائج والفوائد: مكاسب قابلة للقياس في التكلفة والبساطة والموثوقية

كشف تحليل ما بعد النشر عبر 1200 ميناء مترابط عن العديد من المزايا القابلة للقياس.حلّ MMA2P00-AS 25G SFP28 للمرسلات البصرية، القيت المنظمة الحاجة إلى أسكو منفصلة للمستقبلات قصيرة المدى والمتوسطة المدى، مما أدى إلى خفض مخزون قطع الغيار بنسبة 40٪ وتبسيط عمليات الطلب.سعر MMA2P00-AS، عند تقييمها مقابل وحدات متوسعة المدى المقارنة، وفرت وفورات في التكاليف بنسبة 35٪ لكل رابط لمسافات تقل عن 70 مترًا، لأن أي قسط لم يدفع عن القدرات التي لم تكن مطلوبة.

ثانيا، كان معدل فشل التشغيل خلال الأشهر الستة الأولى أقل بكثير من عمليات نشر 10G السابقة،يعزى إلى حد كبير إلى المحاذاة الضوئية المثلى في المصنع ومراقبة الجودة الصارمة من MMA2P00-ASتمت استبدال ثلاثة أجهزة إرسال فقط من أصل 1200 وحدة مع معدل فشل 0.25% و تم تعقب جميع الفشل إلى تلوث الموصلات بدلاً من عيوب الوحدةتعزيز أهمية إجراءات التنظيف المناسبة كما هو موصى بها فيمواصفات MMA2P00-AS.

ثالثاً، كفاءة الطاقةNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASو قد ساهمت في توفير وفورات تبريد قابلة للقياس. في جميع أنحاء الأسطول المنتشر ، استهلك 1200 جهاز استقبال حوالي 1.8 كيلوواط في المجموع ،بالمقارنة مع 2.4 كيلوواط إذا تم اختيار وحدات بديلة ذات استهلاك طاقة أعلى.تحسنت بشكل مباشر من مؤشر كفاءة استخدام الطاقة (PUE) في المنشأة.02 نقطة

من وجهة نظر الهندسة، أثبتت واجهة DDM أنها لا تقدر بثمن أثناء استكشاف الأخطاء. في إحدى الحالات تم الكشف عن انخفاض تدريجي في الطاقة البصرية المستلمة من خلال المراقبة الاستباقية،السماح لفريق العمليات بجدولة تنظيف الاتصالات خلال نافذة الصيانة بدلاً من الاستجابة لإنخفاض غير متوقع للصلةهذا النهج الوقائي قلل من متوسط وقت الإصلاح (MTTR) بنسبة 60٪ من الحوادث في الطبقة البصرية.

ملخص وتوقعات: مخطط للهندسة المعمارية البصرية المتوازنة 25G

تجربة النشر معNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASعبر مناطق الكابلات المتعددة يوضح بوضوح أن واحد، well-chosen 25G SFP28 optical transceiver can effectively address the bandwidth-distance trade‑off in modern data centers — provided its specifications are carefully matched to the installed fiber plant and distance requirementsمن خلال الاستفادة من مدى 100 متر منMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmفي إشارة إلى أن المهندسين المعماريين يمكن أن يتجنبوا تكلفة وتعقيد SKUs البصرية المتعددة مع الحفاظ على سلامة الإشارة وبساطة التشغيل عبر داخل الرف ، بين الرف ،وحتى الروابط بين الصفوف.

بالنظر إلى المستقبل، مع استمرار 25G Ethernet في اكتساب الجاذبية في مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي، وبيئات الحوسبة الحافة، وشبكات النقل 5G، فإن الطلب على موثوقة،سوف تنمو فقط أجهزة الاستقبال البصرية ذات التكلفة الفعالة. MMA2P00-AS في وضع جيد لهذا المسار،لأن توافقها مع كل من البنية التحتية الحالية OM3 والجيل التالي OM5 (عريضة النطاق متعدد الأوضاع) الألياف يضمن المرونة المستقبليةبالنسبة للمنظمات التي تخطط للانتقال من 10G إلى 25G مماثلة، يوفر النهج المتدرج الذي تم التحقق منه في هذا النشر خارطة طريق عملية:قياس على MMA2P00-AS لجميع الروابط قصيرة ومتوسطة المدى، احتياطي وحدات المدى الممتد (مثل LR أو BiDi) فقط للروابط التي تتجاوز 100 متر ،والحفاظ على إطار مراقبة موحد يستفيد من بيانات DDM لإدارة الصحة البصرية بشكل استباقي.

للحصول على نماذج الميزانية الرابط التفصيلية، وقوائم التحقق من التثبيت، وبروتوكولات التنظيف، راجعورقة بيانات MMA2P00-ASوملاحظات تطبيقات NVIDIA Mellanox الضوئية.