راه حل فنی کابل نوری فعال ملانوکس (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC

راه حل فنی کابل نوری فعال Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E | اتصال بین رک با سرعت بالا و برد کوتاه و ساده‌سازی کابل‌کشی

پیش‌زمینه پروژه و تجزیه و تحلیل الزامات

در ساخت مراکز داده و خوشه‌های هوش مصنوعی در فازهای مختلف، سمت سوئیچ اغلب ابتدا به پورت‌های 200Gb/s QSFP56 ارتقا می‌یابد، در حالی که سرورها و گره‌های ذخیره‌سازی عمدتاً بر روی پورت‌های 100Gb/s QSFP56 باقی می‌مانند. این شکاف نسلی در لایه اتصال بین رک با برد کوتاه بیشتر مشهود است: اگر یک پورت 200G به تنها یک گره 100G متصل شود، نیمی از پهنای باند آن تا مدت طولانی بیکار می‌ماند، در حالی که انتظار برای به‌روزرسانی کامل گره، گسترش خوشه را به تأخیر می‌اندازد.

راه حل مرسوم، استفاده از اپتیک‌های مجزای شکافنده به همراه کابل‌های پچ فیبر است، اما هزینه آن قابل توجه است. هر اتصال به چندین قطعه برای جفت شدن، انبار کردن و تمیز کردن نیاز دارد؛ پایه‌های شکافنده شکننده هستند و به راحتی در طول نگهداری مجاور مختل می‌شوند؛ و حجم اضافی کابل با جریان هوا در رک‌های از قبل متراکم رقابت می‌کند. مجموعه‌های مسی شکافنده غیرفعال از اپتیک‌ها اجتناب می‌کنند اما با نزدیک شدن طول کابل به 10 متر، حجیم و از نظر یکپارچگی سیگنال حاشیه‌ای می‌شوند.

بنابراین، الزامات طراحی برای این لایه خاص هستند: تقسیم یک پورت 200Gb/s QSFP56 به دو اتصال 100Gb/s QSFP56، پوشش فواصل بین رک‌ها از حدود 3 تا 10 متر، به حداقل رساندن تعداد قطعات در هر لینک، و حفظ سادگی نصب و نگهداری در رک‌های متراکم. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E به عنوان بلوک ساختمانی مرجع برای برآورده کردن این الزامات انتخاب شد.

طراحی کلی معماری شبکه و سیستم

معماری مرجع یک شبکه برگ-ستون دو لایه در حالت سرعت ترکیبی است. سوئیچ‌های ستون اتصال بین پادها را مدیریت می‌کنند، سوئیچ‌های برگ، لینک‌های پایین‌دست 200G QSFP56 را به سمت گره‌ها نمایان می‌کنند، و گره‌های محاسباتی یا ذخیره‌سازی در 100G QSFP56 متصل می‌شوند. تابع شکافنده کاملاً در لایه فیزیکی قرار دارد، بنابراین طراحی منطقی شبکه و طرح آدرس‌دهی IP یا InfiniBand بدون تغییر باقی می‌ماند.

قوانین طراحی این لایه را عمداً یکنواخت نگه می‌دارند. یک طول واحد 10 متری برای تمام فواصل بین رک‌های تحت تأثیر استاندارد شده است و از گسترش طول جلوگیری می‌کند. هر لینک پایین‌دست برگ 200G دقیقاً به دو نقطه پایانی 100G نگاشت می‌شود و نگاشت پورت قبل از نصب ثابت می‌شود تا هر اتصال از طریق برچسب‌گذاری به جای بازرسی فیزیکی قابل ردیابی باشد.

• لایه دسترسی: پورت برگ 200G به دو گره 100G، استاندارد شده بر روی کابل AOC شکافنده MFS1S50-H010E 200G QSFP56
• لایه تجمیع: لینک‌های بالادست برگ به ستون بر روی اپتیک‌های با برد طولانی‌تر، خارج از محدوده این راه‌حل
• پیکربندی کانکتور: یک سر 200G QSFP56، دو سر 100G QSFP56
• کابل‌کشی ساختاریافته: مسیریابی بالای رک با مسیرهای داده جدا شده از برق برای حفظ جریان هوا

نقش و ویژگی‌های کلیدی Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E

در این معماری، MFS1S50-H010E به عنوان لینک شکافنده فیزیکی استاندارد شده در لایه دسترسی عمل می‌کند و یک وظیفه چند قسمتی اپتیک و فیبر را به یک اتصال واحد پلاگ اند پلی تبدیل می‌کند. از آنجایی که موتور نوری در کارخانه در مجموعه ادغام شده است، شکافنده قبل از رسیدن به رک خاتمه یافته و آزمایش می‌شود و مراحل جفت شدن در محل و خطر آلودگی همراه با آن‌ها را حذف می‌کند.

به عنوان یک مجموعه MFS1S50-H010E 200Gb/s به 2x100Gb/s QSFP56 به 2xQSFP56، یک کانکتور 200Gb/s QSFP56 در سمت سوئیچ و دو کانکتور 100Gb/s QSFP56 در سمت گره، با برد 10 متر که کل محدوده طراحی بین رک را پوشش می‌دهد، ارائه می‌دهد. ساختار نوری فعال، یکپارچگی سیگنال را در آن طول نسبت به شکافنده مسی غیرفعال قابل اطمینان‌تر حفظ می‌کند، در حالی که طراحی یکپارچه، پایه‌های شکافنده را در طول نگهداری قابل مدیریت نگه می‌دارد.

برای بررسی‌های طراحی، معماران باید سازگاری پورت، بودجه نوری و شعاع خمش را در برابر مشخصات MFS1S50-H010E و برگه داده MFS1S50-H010E تأیید کنند و مدل‌های سوئیچ و آداپتور سازگار با MFS1S50-H010E را در برابر صورتحساب مواد بررسی کنند. جزئیات تجاری مانند قیمت MFS1S50-H010E و در دسترس بودن MFS1S50-H010E برای فروش باید با شرکای کانال مجاز تأیید شود.

جدول زیر نحوه نگاشت محدوده طراحی به لینک شکافنده استاندارد شده را خلاصه می‌کند.

توصیه‌های استقرار و گسترش

یک توپولوژی معمولی رک به رک پیش می‌رود. در هر رک، ابتدا سوئیچ‌های برگ بالای رک نصب می‌شوند، سپس پورت‌های گره با استفاده از راه‌حل کابل AOC شکافنده MFS1S50-H010E 200G QSFP56 متصل می‌شوند، و از نگاشت پورت از پیش توافق شده پیروی می‌کنند تا یک لینک پایین‌دست 200G به طور مداوم همان جفت نقاط پایانی 100G را سرویس دهد.

برای گسترش، SKU استاندارد 10 متری باید به عنوان پیش‌فرض برای تمام لینک‌های بین رک با سرعت ترکیبی جدید باقی بماند و صورتحساب مواد را پایدار و موجودی قطعات یدکی را حداقل نگه دارد. در جایی که یک ردیف جدید از 10 متر فراتر می‌رود، آن اتصالات باید به لایه نوری با برد طولانی‌تر هدایت شوند تا طول‌های میانی به استاندارد شکافنده معرفی نشوند. خرید دسته‌ای و پیش‌تجهیز کردن در هر رک، زمان نصب را کوتاه می‌کند و امکان تکمیل تأیید لینک را بلافاصله پس از کابل‌کشی هر رک فراهم می‌کند.

• نگاشت پورت 1 به 2 را برای هر رک قبل از نصب ثابت و مستند کنید
• یک SKU شکافنده 10 متری را به عنوان استاندارد لایه دسترسی نگه دارید؛ فواصل طولانی‌تر را تشدید کنید
• مجموعه‌ها را برای هر رک پیش‌تجهیز و برچسب‌گذاری کنید تا استقرار دسته‌ای تسریع شود
• هر دو پایه شکافنده را پس از تکمیل هر رک تأیید کنید، نه در پایان پروژه

عملیات، نظارت، عیب‌یابی و بهینه‌سازی

از نظر عملیاتی، سیگنال‌های نظارتی اصلی وضعیت پورت و شمارنده‌های خطا در هر دو سمت سوئیچ 200G و هر نقطه پایانی 100G هستند، زیرا کابل از دیدگاه شبکه یک موجودیت مدیریتی غیرفعال است. شمارنده‌ها را پس از نصب پایه قرار دهید، سپس در صورت انحراف هشدار دهید تا یک شکافنده تخریب شده قبل از تأثیرگذاری بر عملکرد بار کاری شناسایی شود. از آنجایی که یک مجموعه دو لینک 100G را حمل می‌کند، شمارنده‌ها باید به ازای هر پایه بررسی شوند تا مشکل تک گره از نقص در سطح مجموعه تشخیص داده شود.

عیب‌یابی باید در مسیر سطح پایه دنبال شود: وضعیت پورت و شمارنده‌های خطا را در پورت 100G تحت تأثیر بررسی کنید، پایه شکافنده مربوطه را دوباره وصل کنید، سپس کل مجموعه را با یک قطعه یدکی شناخته شده خوب تعویض کنید تا مشخص شود که نقص در کابل است یا پورت. تعویض یک عملیات یک مرحله‌ای است که شامل دستکاری ماژول‌ها یا کانکتورهای فیبر جداگانه نمی‌شود، که میانگین زمان تعمیر را کوتاه می‌کند.

بهینه‌سازی بر چیدمان و استانداردسازی تمرکز دارد تا تنظیم. مجموعه‌ها را برای حفظ جریان هوا مسیریابی کنید، شعاع خمش را در پایه‌های شکافنده رعایت کنید و مسیرهای داده را از برق جدا نگه دارید. یک موجودی کامل از لینک‌ها را که به رک، پورت سوئیچ و پورت گره نگاشت شده‌اند، حفظ کنید و روندهای خطا را به صورت دوره‌ای بررسی کنید تا رک‌هایی که ممکن است نیاز به کابل‌کشی مجدد یا تنظیم جریان هوا داشته باشند، علامت‌گذاری کنید.

خلاصه و ارزیابی ارزش

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E پاسخی تمیز به مشکل لایه دسترسی با سرعت ترکیبی ارائه می‌دهد: یک پورت 200Gb/s که به دو اتصال 100Gb/s تقسیم می‌شود، برد 10 متری که محدوده بین رک را پوشش می‌دهد، و یک مجموعه واحد خاتمه یافته در کارخانه که ترکیبات ماژول به علاوه فیبر را جایگزین می‌کند. استانداردسازی بر روی یک SKU شکافنده، تدارکات و قطعات یدکی را ساده می‌کند، در حالی که فرم فاکتور پلاگ اند پلی مراحل نصب و خطر نگهداری را در رک‌های متراکم کاهش می‌دهد.

برای معماران و مهندسان پیش‌فروش، مورد ارزش بر سه نکته استوار است: استفاده بالاتر از پورت 200G در طول به‌روزرسانی‌های مرحله‌ای، کابل‌کشی و صورتحساب مواد به طور قابل توجهی ساده شده، و نصب و تعمیر سریع‌تر و با خطای کمتر. پارامترهای دقیق باید در طول بررسی طراحی در برابر برگه داده MFS1S50-H010E و مشخصات MFS1S50-H010E تأیید شوند.