راه حل فنی کابل نوری فعال Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC راه حل فنی کابل نوری فعال

1. پیشینه پروژه و تحلیل نیازهای

به عنوان شبکه های InfiniBand HDR 200G تبدیل به پایه برای آموزش هوش مصنوعی در مقیاس، محاسبات با عملکرد بالا، و تجزیه و تحلیل مالی در زمان واقعی، فاصله فیزیکی بین گره های محاسباتی،سیستم های ذخیره سازی، و زیرساخت های سوئیچینگ همچنان به چالش معماری های شبکه ادامه می دهد. در حالی که AOC های استاندارد 50 متر را پوشش می دهند و نسخه های گسترش یافته 150 متر را پوشش می دهند،بسیاری از شرکت های بزرگ و گسترش هایپرسکل مخصوصا آنهایی که شامل چندین ساختمان هستند، محوطه های بزرگ یا مراکز داده های توزیع شده نیاز به فاصله 150 تا 200 متر دارند. راه حل های سنتی برای این محدوده شامل فرستنده های تک حالت با نوری طولانی مدت است.تقویت کننده های نوری فعال، یا تجهیزات DCI (Data Center Interconnect) هر کدام با هزینه قابل توجهی (معمولاً 3-5 × در هر پیوند) ، مصرف انرژی قابل توجهی، چندین نقطه خرابی فعال،محاسبات بودجه پیوند پیچیده، و زمان بندی های گسترش یافته است. نیاز اصلی یک AOC ultra-long reach است که فاصله 200 متری را ارائه می دهد در حالی که قابلیت اطمینان تک قطعات و آزمایش شده در کارخانه را حفظ می کند،و ساده بودن plug-and-play راه حل های استاندارد AOC.

2. طراحی کلی معماری شبکه و سیستم

معماری پیشنهادی یک توپولوژی چند سطحی درخت چربی است که برای پارچه های HDR 200G در مقیاس دانشگاه و بیش از حد طراحی شده است.MFS1S00-H020Vبه عنوان جزء طبقه فیزیکی استاندارد برای تمام پیوندهای بین راک، بین ساختمان و مقیاس دانشگاهی که بیش از 150 متر است.این رویکرد واحد مبتنی بر AOC نیاز به استراتژی های کابل سازی ترکیبی را از بین می برد، کاهش پیچیدگی موجودی و ساده سازی روش های استفاده.

• لایه ستون فقرات: سوئیچ های کوانتوم-۲ یا اسپکتروم-۴ با پورت های QSFP56 که از طریقMFS1S00-H020Vبرای تبدیل برگ ها در بین ساختمان ها یا فاصله های بزرگ دانشگاه.
• لایه برگ: سوئیچ های ToR برای اتصال به گره های محاسباتی با استفاده از AOC های کوتاه تر (50m، 100m، یا 150m) برای پیوندهای داخل ریک، ریک مجاور و داخل ساختمان.
• پارچه های ذخیره سازی و پشتیبان: پیوندهای اختصاصی به ذخیره سازی سیستم فایل موازی و گره های بازیابی فاجعه، همچنین استفاده ازMFS1S00-H020Vبرای دسترسی بیشتر در صورت لزوم.
• مسیرهای اضافی: دو AOC در هر پیوند حیاتی، از طریق لوله های فیزیکی جداگانه برای حذف نقاط تک شکست مکانیکی هدایت می شود.

این طراحی تضمین می کند که هر پیوند، صرف نظر از فاصله فیزیکی، عملکرد ثابت 200G HDR را با ویژگی های اجزای یکسان و حالت شکست حفظ کند.ساده سازی هم راه اندازی و هم نگهداری طولانی مدت.

3نقش Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V و ویژگی های اصلی آن

درNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vبه عنوان یک عنصر لایه فیزیکی پایه ای برای تمام ارتباطات بین المللی بسیار طولانی مدت بیش از 150 متر عمل می کند.کابل MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC، این یکپارچه کننده گیرنده های پیشرفته مبتنی بر VCSEL ، فیبر OM4 بهینه شده و فن آوری های تقویت سیگنال اختصاصی را در یک مجموعه واحد آزمایش شده در کارخانه ادغام می کند ،ارائه 200 متر در حالی که حفظ کامل 200Gb / s عملکرد InfiniBand HDRبه عنوان یککابل نوری فعال MFS1S00-H020V InfiniBand HDR 200Gb/s، این BER را در زیر 1e-15 در کل محدوده فاصله ارائه می دهد.

ویژگی های فنی کلیدی، همانطور که درورق اطلاعات MFS1S00-H020V، شامل:

• دسترسي فوق العاده بلند: 200 متر در فیبر OM4 (با حاشیه) ، پوشش > 95٪ از فاصله بین ساختمان ها و سالن های بزرگ در مقیاس دانشگاه.
• مصرف انرژی کم: ≤2.2W در هر طرف، به حداقل رساندن تراکم حرارتی در پورت های سوئیچ با تراکم بالا.
• یکپارچگی سیگنال برتر: کاملا با مشخصات الکتریکی و نوری InfiniBand HDR مطابقت دارد و عملکرد بدون از دست دادن پارچه را تضمین می کند.
• طراحی مکانیکی پایدار: حداقل شعاع خم 30 میلی متر، ژاکت کم دخانیات بدون هالوجن (LSZH) و ≥500 چرخه ورودی.
• سازگاری گسترده:مطابقت با MFS1S00-H020Vاین لیست شامل تمام سوئیچ های NVIDIA Quantum-2، Spectrum-4، آداپتورهای ConnectX-7/BlueField-3 و تجهیزات سازگار با QSFP56 MSA است.

درمشخصات MFS1S00-H020Vتضمین بودجه های انرژی نوری سازگار در میان تغییرات دمایی و پیری، ارائه عملکرد قابل پیش بینی در طول چرخه عمر محصول.

4توصیه های تعبیه و مقیاس بندی

ما یک استراتژی مستقر کردن مبتنی بر فاصله را توصیه می کنیم که هر دو هزینه و دسترسی را در سراسر کل مرکز داده بهینه کند:

• برای پیوندهای ≤ 50m: استفاده از AOC های استاندارد 50m (به عنوان مثال MFS1S00-H005V) برای اتصال داخل ریک و ریک های مجاور.
• برای پیوندها 50 متری 100 متری: استفاده از AOCهای گسترش یافته (به عنوان مثال MFS1S00-H010V) برای اتصالات cross-row و cross-pod.
• برای پیوندها 100 متری 150 متری: استفاده از AOCهای بلندمدت (به عنوان مثال MFS1S00-H015V) برای اتصالات بین ساختمان ها و سالن های بزرگ.
• برای پیوندها 150 متری 200 متری: استفاده ازMFS1S00-H020Vبرای شبکه های متقابل دانشگاهی در مقیاس دانشگاهی، برگ به برگ، برگ به ذخیره سازی و بین دانشگاه ها.

توصیف توپولوژی معمولی: در یک محوطه دانشگاه سه ساختمان با فاصله حداکثر 180 متر، گسترشMFS1S00-H020Vبرای تمام اتصال های ستون فقرات به برگ که از دورترین ساختمان ها می گذرد. در هر ساختمان، از AOC های کوتاه تر برای اتصال های درون ساختمان استفاده کنید. برای افزوده شدن، AOC های دوگانه را در هر پیوند حیاتی نصب کنید،هرکدام از طریق مسیرهای فیزیکی جداگانه (e.به عنوان مثال، لوله های مختلف یا سینی های کابل).

در هنگام مقیاس بندی به ساختمان های اضافی یا محل های جدید دانشگاه،راه حل کابل AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56برای برنامه ریزی تدارکات، ارزیابی و ارزیابیقیمت MFS1S00-H020VوMFS1S00-H020V برای فروشدر دسترس بودن از طریق شرکای کانال های متعدد NVIDIA برای اطمینان از زمان های تحویل متناسب با مراحل پیاده سازی.

5. عملیات، نظارت و رفع مشکل

در حالی کهMFS1S00-H020Vیک AOC غیرفعال است که شامل تشخیص دیجیتال مبتنی بر EEPROM برای نظارت در زمان واقعی است. شیوه های عملیاتی توصیه شده شامل:

• نظارت نوری دیجیتال (DOM): از طریق رابط مدیریت QSFP56 از دمای کابل، ولتاژ تغذیه و جریان انحراف استفاده کنید.ورق اطلاعات MFS1S00-H020Vممکن است نشان دهنده استرس فیزیکی یا تخریب کانکتور باشد.
• ردیابی خطای لینک: FEC (تعدیل خطای جلو) را در سوئیچ کنترل کنید. افزایش مداوم خطاهای اصلاح نشده نشان دهنده یک لینک خراب شده است.تنش بیش از حدبه دلیل 200 متر، توجه ویژه ای به تنش کابل در طول نصب داشته باشید.
• بازرسی در انتهای صفحه: علیرغم مهر و موم کارخانه، اگر پس از تعمیر و نگهداری دوباره آن را وصل کنید ممکن است گرد و غبار یا روغن وارد شود. برای بررسی سطوح نهایی از یک دوربین فیبر دستی استفاده کنید و در صورت لزوم با پاک کننده های خشک تمیز کنید.
• ردیابی شماره سریال: هر سندMFS1S00-H020Vشماره سریال و نقشه برداری از انتهای به انتهای آن در یک پایگاه داده DCIM یا مدیریت دارایی برای تسهیل تعویض هدفمند در صورت خرابی.
• آزمایش استرس پیوند: قبل از قطع تولید، آزمایش استرس 72 ساعته را در ترافیک کامل 200G در طولانی ترین لینک ها (به ویژه آنهایی که به 200 متر نزدیک می شوند) انجام دهید تا حاشیه را تأیید کنید و خطوط پایه عملکرد را تعیین کنید.اندازه گیری قدرت RX و مقایسه با مقادیر درورق اطلاعات MFS1S00-H020V.
• بررسی دوره ای حاشیه: برای طولانی ترین پیوندها، هر سه ماه یکبار آزمایشات محدوده قدرت نوری را انجام دهید تا هرگونه تخریب تدریجی ناشی از پیری یا سایش کانکتور را شناسایی کنید.

با توجه به طراحی یکپارچه AOC ها، حالت شکست معمول آسیب کابل است نه خرابی ماژولو استفاده دقیق در طول نصب موثرترین اقدامات پیشگیرانه هستند.به خصوص برای کابل های طولانی.

6خلاصه و ارزیابی ارزش

درNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vارائه یک راه حل AOC ultra-long reach که مرزهای HDR 200G را تا 200 متر گسترش می دهد.حذف نیاز به جایگزین های گران قیمت مبتنی بر گیرنده یا تکرار کننده ها و تقویت کننده های فعالبا ارائه 200 متر در یک واحد، کارخانه تایید گردهمایی، آن را قادر می سازد در مقیاس دانشگاه و چند ساختمان پارچه های HDR با سادگی بی سابقه.کابل MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOCتعداد اجزای هر پیوند را از 8 یا بیشتر (ترانسسیورها، تقویت کننده ها، ODF ها، سیم های پچ، جمپرها) به 1 کاهش می دهد.کاهش زمان نصب بیش از 85٪ و کاهش قابل توجهی از نقاط شکست بالقوه.

از منظر ارزش، این راه حل ارائه می دهد:

• ~35-40٪ کاهش TCOدر مقایسه با جایگزین های گیرنده + تقویت کننده در طول طول عمر 5 ساله.
• ~85 درصد کاهشدر زمان شروع اتصال، تسریع در استفاده از خوشه ها.
• انعطاف پذیری طراحی بیشتر، اجازه می دهد تا مراکز داده از ردپای فیزیکی در مقیاس دانشگاه بدون اجزای فعال میانجی استفاده کنند.
• صرفه جویی ساده: یک نوع کابل تنها 200 متر را پوشش می دهد که بیش از دو برابر طولانی ترین AOC قبلی است.
• کاهش مصرف برق: ~ 2.2W در هر انتهای در مقابل 5.5W + برای راه حل های مبتنی بر تقویت کننده، که امکان عملیات مرکز داده سبزتر را فراهم می کند.

برای معماران شبکهMFS1S00-H020Vاین امکان را برای بلند پروازانه ترین و توزیع جغرافیایی پارچه های HDR که در حال حاضر با فناوری AOC ممکن است فراهم می کند؛ برای تیم های عملیات، نگهداری را ساده می کند و هزینه های رفع مشکل را کاهش می دهد.جزئیات فنی کامل، از جملهورق اطلاعات MFS1S00-H020Vو راهنمای ادغام، از طریق کانال های رسمی NVIDIA Mellanox در دسترس هستند.