Mellanox (NVIDIA Mellanox) راه حل فنی ماژول نوری مرکز داده MMA2P00-AS

این کاغذ سفید فنی برای معماران شبکه، مهندسین پیش فروش و مدیران عملیات طراحی شده است. بر روی تمرکز می کندملانوکس (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASفرستنده و گیرنده نوری و یک روش دقیق برای متعادل کردن پهنای باند و فاصله در میان پیوندهای مرکز داده درون رک و متقاطع ارائه می دهد.

1. پیشینه پروژه و تجزیه و تحلیل نیازمندیها

معماري‌هاي مركز داده مدرن مستلزم اتصال 25G مداوم از سوئيچ‌هاي بالاي رك (ToR) به سرورها و همچنين بين قفسه‌هاي مجاور و در سراسر مرزهاي پاد هستند. چالش اصلی در لایه فیزیکی نهفته است: DAC های مس غیرفعال فقط زیر 5 متر مقرون به صرفه هستند، در حالی که پیوندهای نوری 10G SR سنتی فاقد پهنای باند برای پشتیبانی از بارهای کاری نسل بعدی مانند کلاسترهای آموزشی هوش مصنوعی و ذخیره سازی NVMe-over-Fabrics هستند.

الزامات کلیدی شناسایی شده توسط تیم‌های زیرساخت عبارتند از: پشتیبانی از 25 گیگابیت بر ثانیه در هر کانال، سازگاری با کابل‌کشی فیبر چند حالته (MMF)، راندمان انرژی کمتر از 1 وات در هر پورت، و قابلیت همکاری یکپارچه با سوئیچ‌های NVIDIA Mellanox Spectrum و همچنین تجهیزات شبکه شخص ثالث. راMMA2P00-ASپس از بررسی به عنوان راه حل مرجع انتخاب شدمشخصات MMA2P00-ASبرخلاف این معیارهای عملیاتی

2. طراحی کلی شبکه و معماری سیستم

معماری پیشنهادی از یک توپولوژی دو لایه با درگاه‌های دسترسی سرور 25G استفاده می‌کند. هر سوئیچ برگ با استفاده از DAC های غیرفعال (برای فواصل ≤5 متر) یا به سرورهای داخل یک رک متصل می شود.گیرنده های نوری MMA2P00-AS 25G SFP28(برای فواصل 5-15 متر). برای پیوندهای متقاطع - که بین 15 تا 80 متر بین قفسه های مجاور یا در چندین ردیف قرار دارند -MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 ​​نانومترماژول به عنوان راه حل لایه فیزیکی اولیه عمل می کند.

محاسبات معمولی بودجه پیوند، OM4 MMF را با حداکثر دسترسی 100 متر فرض می کند. این معماری همچنین از استقرارهای هیبریدی پشتیبانی می کند که در آن یک سوئیچ تک برگ به طور همزمان به اتصالات DAC کوتاه مدت و پیوندهای نوری طولانی تر، به لطف قابلیت های مذاکره خودکار قفس SFP28، سرویس می دهد. راNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASتأخیر ثابت زیر 300 ثانیه در هر پیوند را تضمین می کند که برای ذخیره سازی و ترافیک RDMA حیاتی است.

3. نقش و ویژگی های کلیدی MMA2P00-AS در این راه حل

راMMA2P00-ASبه عنوان رابط نوری استاندارد 25G برای همه اتصالات مبتنی بر MMF بیش از 5 متر عمل می کند. مزایای فنی کلیدی آن عبارتند از:

• رعایت استانداردها:به طور کامل با 25GBASE-SR در IEEE 802.3by مطابقت دارد و از قابلیت همکاری با هر پورت میزبان SFP28 مطابق با استانداردها اطمینان می دهد. تایید شده استسازگار با MMA2P00-ASوضعیت به فروشندگان عمده از جمله Arista، Cisco، و Juniper گسترش می یابد.
• ویژگی های نوری:فرستنده 850 نانومتری VCSEL با قدرت پرتاب معمولی -4 دسی‌بل‌متر تا 2.5+ دسی‌بلمتر (رجوع کنید بهبرگه داده MMA2P00-ASبرای حاشیه های دقیق). حساسیت گیرنده به -11 dBm می رسد و 3 تا 4 دسی بل فضای بودجه لینک در OM4 تا 80 متر را فراهم می کند.
• راندمان برق و حرارت:حداکثر مصرف برق 1 وات در هر ماژول، تراکم پورت های بالا (تا 48 پورت در هر سوئیچ) را بدون کاهش خنک کننده فعال امکان پذیر می کند.
• نظارت بر تشخیص دیجیتال (DDM):دسترسی بیدرنگ به دما، ولتاژ منبع تغذیه، جریان بایاس، توان TX و توان RX از طریق رابط استاندارد I²C.

برای تدارکات و برنامه‌ریزی چرخه عمر، این راه‌حل از رقابت استفاده می‌کندقیمت MMA2P00-ASدر حجم، در حالی کهMMA2P00-AS برای فروشدر دسترس بودن از طریق توزیع کنندگان متعدد، انعطاف پذیری زنجیره تامین را تضمین می کند.

4. استقرار و توصیه های مقیاس بندی (از جمله توپولوژی معمولی)

استقرار از یک مدل توسعه مدولار مبتنی بر قفسه پیروی می کند. شکل زیر یک بخش معمولی 25G را با استفاده از برگ و ستون فقرات توصیف می کندمحلول گیرنده نوری MMA2P00-AS 25G SFP28اجزاء:

برای مقیاس گذاری بیش از 80 متر، معماران باید راه حل های تک حالته (LR) را ارزیابی کنند یا سوئیچ های برگ را نزدیک به خوشه های سرور قرار دهند. راMMA2P00-ASاز محیط‌های پچ پنل زنجیردار پشتیبانی می‌کند، به شرطی که مجموع تلفات درج در بودجه 2.5 دسی‌بل تعریف شده باقی بماند.برگه داده MMA2P00-AS.

5. نظارت بر عملیات، عیب یابی و بهینه سازی

مدیریت تولید لینک ها با استفاده ازNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASماژول ها بر رابط های نظارت استاندارد SFP28 متکی هستند. اقدامات عملیاتی توصیه شده عبارتند از:

• هشدار آستانه:هشدارهای DDM را برای توان TX کمتر از -7 dBm یا RX کمتر از -10 dBm تنظیم کنید تا قبل از بروز خطاهای پیوند، تخریب فیبر یا اتصالات کثیف را شناسایی کنید.
• تراز میان افزار:از ابزارهای میان‌افزار NVIDIA Mellanox برای تأیید نسخه EEPROM ماژول استفاده کنید. این امر پشتیبانی کامل از ویژگی ها از جمله حالت کم مصرف و گزارش پیشرفته FEC را تضمین می کند.
• پیکربندی Retimer Link:در اجراهای طولانی 70 تا 80 متری OM4، KR FEC را در پورت سوئیچ میزبان فعال کنید تا خطاهای بیت را تصحیح کند و BER pre-FEC را زیر 1×10 نگه دارد.^-12.
• مدیریت موجودی:آهنگMMA2P00-AS برای فروشخرید از طریق کانال های مجاز برای جلوگیری از ماژول های تقلبی که فاقد دقت DDM واقعی هستند.

سناریوهای رایج عیب یابی عبارتند از خطاهای CRC بیش از حد (معمولاً به دلیل کثیف شدن وجه های انتهایی فیبر) یا فلپ های پیوند (اغلب به دلیل قدرت RX ناکافی از پچ کوردهای آسیب دیده). رامشخصات MMA2P00-ASمحدوده های عملیاتی واضح را فهرست کنید. هر گونه انحراف فراتر از اینها باید بازرسی لایه فیزیکی را آغاز کند.

6. خلاصه و ارزشیابی

راگیرنده نوری MMA2P00-AS 25G SFP28یک راه حل متعادل و آماده برای تولید برای اپراتورهای مرکز داده ارائه می دهد که لایه های تجمع 10G به 25G را ارتقا می دهند. نتایج ارزش کلیدی عبارتند از:

• کارایی هزینه:استفاده مجدد از MMF OM3/OM4 موجود، هزینه های کابل کشی مجدد را که معمولاً با استقرار AOC 25G مرتبط است حذف می کند.
• سادگی عملیاتی:فرم فاکتور استاندارد SFP28 و تله متری DDM به طور یکپارچه با پشته های مدیریت سوئیچ موجود ادغام می شوند.
• مقیاس پذیری:نوع یکنواخت فرستنده گیرنده در تمام پیوندهای MMF پیچیدگی موجودی یدکی را در مقایسه با حفظ DAC، AOC و SKUهای نوری جداگانه کاهش می دهد.
• آینده آماده:راMMA2P00-ASاز 25G در هر خط پشتیبانی می کند در حالی که در صورت مذاکره خودکار با پورت های 10G SR سازگار است.

با اتخاذملانوکس (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASبه عنوان رابط استاندارد MMF 25G، معماران شبکه می توانند با اطمینان پهنای باند، فاصله و بودجه را از اتصالات سطح رک گرفته تا پیوندهای متقاطع و پاد به پاد متعادل کنند. جهت راهنمایی کامل در اجرا به مقام رسمی مراجعه نماییدبرگه داده MMA2P00-ASو یادداشت های یکپارچه سازی از طریق پورتال اسناد شبکه NVIDIA در دسترس است.