เอกสาร White Paper ทางเทคนิคเกี่ยวกับตัวรับส่งสัญญาณออปติคัลสำหรับศูนย์ข้อมูล NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS Data Center Optical Transceiver กระดาษขาวเทคนิค

1. สถานการณ์โครงการและการวิเคราะห์ความต้องการ

ศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยกําลังปรับปรุงโครงสร้างจาก 10G เป็น 25G การเชื่อมต่อชั้นการเข้าถึงและสถาปัตยกรรมบริการขนาดเล็ก ทําให้มีความต้องการที่ไม่เคยมีมาก่อนในความกว้างแบนด์เวทของจราจรตะวันออก-ตะวันตกขณะที่ข้อจํากัดด้านพื้นฐานทางกายภาพ ณ โรงงานไฟเบอร์มัลติโมดที่มีอยู่ ขีดจํากัดความหนาแน่นของเรค และงบประมาณในการเย็นสถาปนิกเครือข่ายต้องตอบสนองพร้อมกันสองกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่เชื่อมโยงกัน: การเชื่อมต่อระหว่าง rack ระยะสั้น (โดยทั่วไป 5?? 20 เมตร) ที่ต้องการความเร็วสูงสุดในการสื่อสารจากคอมพิวเตอร์ไปยังการเก็บข้อมูลและการเชื่อมต่อระหว่างคัมพัสระยะกลาง (50-100 เมตร) ที่ต้องยึดคงอัตราการเชื่อมต่อสาย 25G มากกว่าเส้นใย OM3/OM4 ที่ผ่านมา.

รายการNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASเป็นตัวรับสัญญาณออฟติก 25G SFP28 ที่ทํางานที่ความเร็ว 850nm ผ่านไฟเบอร์มัลติโมดมันให้ความกว้างแบนด์เวทที่ต้องการในขณะที่เคารพความจํากัดทางกายภาพของพื้นฐานที่ติดตั้งหนังสือขาวนี้อธิบายแนวทางทางเทคนิคที่ครบวงจรในการนําMMA2P00-AS 25G SFP28 เครื่องรับแสงทั้งในกรณีระหว่างราคและระหว่างคัมพัส โดยครอบคลุมการออกแบบสถาปัตยกรรม, ลักษณะทางเทคนิคหลัก, แนวทางการใช้งานที่ดีที่สุด และกลยุทธ์การติดตามการดําเนินงาน

2. การออกแบบระบบระบบและเครือข่ายโดยรวม

สถาปัตยกรรมที่เสนอปฏิบัติตามทอปโลยีกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดาน

• ชั้นใบ (สวิทช์ ToR):แต่ละราคมีสวิตช์บนราคหนึ่งหรือสองตัว พร้อมด้วยพอร์ต 48 SFP28 การเชื่อมต่อเซอร์เวอร์ใช้สาย DAC สําหรับการเชื่อมต่อภายในราค (สูงสุด 5 เมตร) ส่วนการเชื่อมต่อบนกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานMMA2P00-ASผ่านไฟเบอร์มัลติโมด
• ชั้นกระดูกสันหลัง (สวิทช์การรวม)สลับกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmเครื่องรับสัญญาณถูกใช้ในทั้งสองปลาย
• การเชื่อมโยงหลัก (ครุสคัมพัส)สําหรับการเชื่อมต่อที่กว้าง 50~100 เมตรระหว่างอาคารMMA2P00-ASใช้โมดูลโดยใช้ไฟเบอร์เรเซอร์ OM4 ที่มีอยู่พร้อมกับการบัญชีงบประมาณเชื่อมโยงอย่างละเอียด

การออกแบบชั้นออปติกที่รวมกันนี้ทําให้การประหยัดง่ายขึ้นและลดการแพร่ระบาดของ SKU หน่วยรับสัญญาณแบบเดียวให้บริการความต้องการ 25G multimode ทั้งหมดสายพาน 10G SFP+ ที่มีอยู่ยอมรับMMA2P00-ASในโหมด 10G (การเจรจาโดยอัตโนมัติ) ทําให้มีการปรับปรุงระยะ ๆ โดยไม่ขัดขวางการบริการที่กําลังดําเนินการ

3. บทบาทและลักษณะสําคัญของ NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS ในคําตอบ

รายการNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASใช้เป็นพื้นฐานทางออทติกสําหรับเนื้อเยื่อมัลติโมด 25G ทั้งหมด คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของมันที่ตอบสนองโดยตรงกับความสมดุลความกว้างแบนด์และระยะทางคือ:

ตามใบข้อมูล MMA2P00-AS, โมดูลรักษาช่วงกําลังออฟติกในการส่งที่ -7.0 ถึง +2.0 dBm และความรู้สึกของตัวรับที่ -11.1 dBm (ที่ 25G)นี้ให้ช่องทางงบประมาณการเชื่อมโยงที่กว้างขวาง (โดยทั่วไป 3 5 dB) สําหรับการเชื่อมโยงภายในคัมพัส, แม้จะคํานวณการสูญเสียของสายเชื่อมและเส้นใยเก่ารายละเอียด MMA2P00-ASยังรับประกันการดําเนินงานในระดับ 0 ∼ 70 °C ทั้งในห้องกลางข้อมูลที่ควบคุมและสภาพแวดล้อมการจัดจําหน่ายที่อบอุ่นกว่า

4. แนะนําการจัดจําหน่ายและการปรับขนาด (มีทอปโลยีทั่วไป)

เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราแนะนําวิธีการนําเสนอต่อไปนี้MMA2P00-AS 25G SFP28 โซลูชั่นเครื่องรับแสง:

• ระหว่างเรค (แถวเดียวกัน /แถวติดกัน)การใช้งานMMA2P00-ASใช้ไฟเบอร์ OM4 กับเครื่องเชื่อม LC-LC ให้ความยาวรวมต่ํากว่า 30 เมตร เพื่อรักษาขอบสัญญาณสูงสุด สําหรับโทโพลีเดียที่มีแผ่นพาสต์มากกว่าสองแผ่นทําการทดสอบการสูญเสียเชื่อมจากปลายไปปลาย ก่อนการตัด.
• สถานที่ต่าง ๆ (อาคารต่ออาคาร):ดําเนินการประกอบลักษณะเส้นใยอย่างละเอียด วัดความอ่อนแอ, ความสะท้อนและการกระจายMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmสามารถรองรับความยาวสูงสุด 100m บน OM4; เราแนะนําการกําหนดความยาว 80m ด้วยความสูญเสียทั้งหมด ≤ 2.5dB. ใช้แคสเก็ต MPO-to-LC เพียงหากจําเป็น เนื่องจากการเชื่อมต่อเพิ่มเติมแต่ละครั้งเพิ่ม 0.3 ‰ 0.การสูญเสีย 5dB.
• อัตราการสมัครสมาชิกที่เกินขั้นตอนสําหรับเนื้อผ้าแบบ 4 กระดูกสันหลัง 48 ใบ, ใช้ Uplink 25G จํานวน 4 ใบMMA2P00-ASโมดูลต่อสวิทช์) ผลิตอัตราการสมัครสมาชิกเกิน 4:1 ในระดับกระดูกสันหลังที่เหมาะสมสําหรับภาระการทํางานที่ใช้ในวัตถุประสงค์ทั่วไปโดยยังคงอยู่ในงบประมาณความร้อนของสวิทช์

คําอธิบายทอปโลยีแบบปกติ:แป๊ดเซอร์เวอร์ 1,000 ตัวที่มี 25 แรค (40 เซอร์เวอร์ต่อแรค) ใช้สวิตช์ ToR 25 ตัว แต่ละตัวมี 4 ลิงค์ขึ้นไป 4 ลิงค์หลังMMA2P00-ASโมดูล (25 ใบ × 4 การเชื่อมต่อขึ้น), ในขณะที่การเชื่อมต่อข้ามคัมพัสกับโพดที่สองใช้ 2 โมดูลเพิ่มเติม (หนึ่งต่อปลาย) ผ่านไฟเบอร์เรซเซอร์ OM4 เฉพาะรองรับ MMA2P00-ASด้วย NVIDIA Mellanox Spectrum SN3700 และตรวจสอบด้วยสวิตช์ 25G จากผู้ผลิตเครื่องจักร OEM รายใหญ่

สําหรับการปรับขนาด, การแก้ไขสนับสนุนแบบ "จ่ายตามที่คุณเติบโต"MMA2P00-ASโมดูลสามารถซื้อได้เมื่อจํานวน rack เพิ่มขึ้นMMA2P00-AS สําหรับขายผ่านผู้จําหน่ายทั่วโลกหลายคน ไม่จําเป็นต้องปรับปรุงตัวควบคุมหรือใบอนุญาต

5. การติดตามการดําเนินงาน, การแก้ไขปัญหาและ Optimization

การติดตามที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสําคัญในการรักษาความสมดุลความกว้างแบนด์และระยะทางในเวลา เราแนะนําวิธีปฏิบัติการต่อไปนี้:

• การติดตามขั้นต่ํา DDMปรับปรุง SNMP เคล็ดลับสําหรับ Tx พลังงาน, พลังงาน Rx, และอุณหภูมิรายละเอียด MMA2P00-ASกําหนดขั้นต่ําการเตือนที่ ± 2.5dB จากกําลัง Rx นามิชั่น เพื่อตรวจพบการทําลายเส้นใยหรือการติดเชื้อสายเชื่อมเร็ว
• การทดสอบ BER สายเชื่อม:ทําการทดสอบความผิดพลาดของ PRBS-31 2 ครั้งต่อปีที่ 25G. BER > 1e-12 แสดงถึงการทําลายขอบเชื่อมต่อที่เป็นไปได้; สํารวจด้วย OTDR ก่อนเปลี่ยนMMA2P00-ASหน่วยรับสัญญาณ (โมดูลมักจะไม่เป็นสาเหตุหลัก)
• การตรวจสอบ Firmware และ EEPROMNVIDIA Mellanox ปฏิทินการปล่อยรายละเอียด EEPROM ที่อัพเดทเพื่อเพิ่มความสามารถในการทํางานร่วมกับฟอร์มแวร์สวิตช์ใหม่ใบข้อมูล MMA2P00-ASหมายเหตุการแก้ไขสําหรับคําแนะนําเฉพาะฉบับ
• ระเบียบการทําความสะอาดเส้นใย:กําหนดขั้นตอนการตรวจสอบและทําความสะอาดที่บังคับใช้ สําหรับทุกเส้นใยที่ผสมผสานกัน โดยเฉพาะสําหรับเส้นเชื่อมระหว่างคัมพัสที่ผ่านแผ่นพลาชการลดการสูญเสีย 5dB จากการทําความสะอาดครั้งเดียวสามารถขยายอายุการใช้งานของสายเชื่อมขอบ.

สําหรับการแก้ไขปัญหาทั่วไป:

• ลิงค์ลงที่ 25G แต่ทํางานที่ 10G:ปกติจะแสดงถึงงบประมาณลิงค์ที่ไม่เพียงพอMMA2P00-ASRx พลังงานผ่าน DDM ถ้าต่ํากว่า -10 dBm ทําความสะอาดเชื่อมต่อหรือสั้นเส้นทางไฟเบอร์ราคา MMA2P00-ASเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายในการเชื่อมต่อสายไฟใหม่ ชื่นชอบการเชื่อมต่อสายไฟใหม่
• ปุ่มสับสับสับสับ:ติดตามการอ่านอุณหภูมิจาก DDM ของโมดูล หากอุณหภูมิเกิน 65 °C พิจารณาเพิ่มตู้พัดลมหรือระยะห่างของสวิทช์เพื่อปรับปรุงการไหลของอากาศMMA2P00-ASยังคงมีค่า 70 °C แต่การทํางานลดลงใกล้กับขั้นสูงสุด

6. สรุปและการประเมินค่า

รายการNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASให้ชั้นออปติกที่รวมกันและมีประหยัดสําหรับผ้าศูนย์ข้อมูล 25G ที่ต้องสมดุลความกว้างแบนด์เบดกับระยะทางทั้งในสายเชื่อมระหว่างเรคและระหว่างคัมพัสโดยการใช้เครื่องรับและส่งสัญญาณแบบเดียวMMA2P00-AS 25G SFP28 เครื่องรับแสงราคากรูปแบบกําจัดความซับซ้อนของการจัดการ SKU แยกสําหรับการเชื่อมต่อ multimode ระยะสั้นและระยะกลางส่งผลงานที่คาดเดาได้ในช่วง 0~100 เมตร โดยยังคงใช้พลังงานต่ําและการทํางานร่วมกันได้สูง.

จากมุมมองของราคาครบวงจรของเจ้าของMMA2P00-ASทางแก้ไขหลีกเลี่ยงค่าทุนของการนําสายไฟเบอร์แบบเดียวไปใช้ใหม่ และค่าใช้จ่ายเชิงปฏิบัติการในการบริหารระบบนิเวศทางออปติกผสมผสานMMA2P00-AS สําหรับขายผ่านช่องทางมาตรฐานและเอกสารครบวงจร (รวมถึงใบข้อมูล MMA2P00-ASและรายละเอียด MMA2P00-AS) มีให้บริการง่ายๆ แนวทางทางเทคนิคนี้เป็นเส้นทางที่ชัดเจนและสามารถปรับขนาดได้ สําหรับผู้ประกอบการศูนย์ข้อมูลที่จะปรับปรุงขึ้นสู่การเชื่อมต่อ 25G มัลติโมด