Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E Rozwiązanie techniczne aktywnego kabla optycznego AOC

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC Aktywny Kabel Optyczny Rozwiązanie Techniczne | Krótkodystansowe Szybkie Połączenie Między Rzędami i Uproszczenie Okablowania

Tło Projektu i Analiza Wymagań

W fazowych budowach centrów danych i klastrów AI, strona przełączników często najpierw przechodzi na porty 200 Gb/s QSFP56, podczas gdy serwery i węzły pamięci masowej pozostają głównie na portach 100 Gb/s QSFP56. Ta luka pokoleniowa jest najbardziej widoczna na warstwie krótkodystansowych połączeń między rzędami: jeśli port 200G łączy się tylko z jednym węzłem 100G, połowa jego przepustowości pozostaje niewykorzystana przez dłuższy czas, podczas gdy oczekiwanie na pełną wymianę węzłów opóźnia rozbudowę klastra.

Konwencjonalnym obejściem są dyskretne optyki rozdzielające plus kable krosowe światłowodowe, ale koszt jest znaczący. Każde połączenie wymaga wielu części do połączenia, magazynowania i czyszczenia; odgałęzienia rozdzielające są kruche i łatwo je zakłócić podczas sąsiednich prac konserwacyjnych; a dodatkowa objętość kabli konkuruje z przepływem powietrza w już gęstych szafach. Pasywne miedziane zespoły rozdzielające unikają optyki, ale stają się nieporęczne i marginalne pod względem integralności sygnału, gdy zasięgi zbliżają się do 10 metrów.

Wymagania projektowe dla tej warstwy są zatem specyficzne: podzielenie jednego portu 200 Gb/s QSFP56 na dwa połączenia 100 Gb/s QSFP56, pokrycie zasięgów między rzędami od około 3 do 10 metrów, zminimalizowanie liczby komponentów na link, oraz zachowanie prostoty instalacji i konserwacji w gęstych szafach. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E został wybrany jako referencyjny element budulcowy do spełnienia tych wymagań.

Ogólny Projekt Architektury Sieci i Systemu

Referencyjna architektura to dwupoziomowa sieć leaf-spine w stanie mieszanych prędkości. Przełączniki spine obsługują łączność między podami, przełączniki leaf udostępniają złącza 200G QSFP56 w dół do węzłów, a węzły obliczeniowe lub pamięci masowej łączą się na 100G QSFP56. Funkcja rozdzielania jest umieszczona całkowicie na warstwie fizycznej, więc logiczny projekt sieci i schemat adresowania IP lub InfiniBand pozostają niezmienione.

Zasady projektowania utrzymują tę warstwę celowo jednorodną. Jedna długość 10 metrów jest znormalizowana dla wszystkich dotkniętych zasięgów między rzędami, eliminując rozprzestrzenianie się długości. Każde złącze 200G leaf w dół jest mapowane na dokładnie dwa punkty końcowe 100G, a mapowanie portów jest ustalone przed instalacją, tak aby każde połączenie można było prześledzić na podstawie etykietowania, a nie inspekcji fizycznej.

• Warstwa dostępu: port leaf 200G do dwóch węzłów 100G, znormalizowany na kablu AOC rozdzielającym 200G QSFP56 MFS1S50-H010E
• Warstwa agregacji: połączenia uplink leaf-to-spine na optyce o dłuższym zasięgu, poza zakresem tego rozwiązania
• Konfiguracja złącza: jedno złącze 200G QSFP56, dwa złącza 100G QSFP56
• Okablowanie strukturalne: routing na górze szafy z ścieżkami danych oddzielonymi od zasilania w celu zachowania przepływu powietrza

Rola i kluczowe cechy Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E

W tej architekturze MFS1S50-H010E służy jako znormalizowane fizyczne połączenie rozdzielające na warstwie dostępu, przekształcając wieloczęściowe zadanie optyki i światłowodu w jedno połączenie typu plug-and-play. Ponieważ silnik optyczny jest zintegrowany z zespołem w fabryce, rozdzielacz jest zakończony i przetestowany przed dotarciem do szafy, eliminując kroki połączeń na miejscu i związane z nimi ryzyko zanieczyszczenia.

Jako zespół MFS1S50-H010E 200 Gb/s na 2x100 Gb/s QSFP56 na 2xQSFP56, prezentuje pojedyncze złącze 200 Gb/s QSFP56 po stronie przełącznika i dwa złącza 100 Gb/s QSFP56 po stronie węzła, z zasięgiem 10 metrów, który obejmuje pełny zakres projektowy między rzędami. Aktywna konstrukcja optyczna utrzymuje integralność sygnału na tym zasięgu bardziej niezawodnie niż pasywne rozdzielacze miedziane, podczas gdy zintegrowana konstrukcja utrzymuje odgałęzienia rozdzielające w zarządzalnym stanie podczas konserwacji.

W przypadku przeglądów projektowych architekci powinni potwierdzić kompatybilność portów, budżet optyczny i promień gięcia w stosunku do specyfikacji MFS1S50-H010E i karty katalogowej MFS1S50-H010E, oraz zweryfikować modele przełączników i adapterów kompatybilnych z MFS1S50-H010E w stosunku do listy materiałów. Szczegóły handlowe, takie jak cena MFS1S50-H010E i dostępność MFS1S50-H010E na sprzedaż, powinny być potwierdzone z autoryzowanymi partnerami handlowymi.

Poniższa tabela podsumowuje, jak zakres projektowy odpowiada znormalizowanemu połączeniu rozdzielającemu.

Rekomendacje dotyczące wdrożenia i rozbudowy

Typowa topologia przebiega rząd po rzędzie. W każdym rzędzie najpierw instalowane są przełączniki leaf na górze szafy, a następnie porty węzłów są podłączane za pomocą kabla AOC rozdzielającego 200G QSFP56 MFS1S50-H010E, zgodnie z wcześniej uzgodnionym mapowaniem portów, tak aby jedno złącze 200G w dół konsekwentnie obsługiwało tę samą parę punktów końcowych 100G.

W przypadku rozbudowy, znormalizowany SKU o długości 10 metrów powinien pozostać domyślnym dla wszystkich nowych mieszanych połączeń między rzędami, utrzymując stabilną listę materiałów i minimalny zapas części zamiennych. Tam, gdzie nowy rząd wykracza poza 10 metrów, połączenia te powinny być kierowane do warstwy optycznej o dłuższym zasięgu, zamiast wprowadzać pośrednie długości do standardu rozdzielania. Zakup hurtowy i wstępne przygotowanie na rząd skracają czas instalacji i pozwalają na natychmiastowe zakończenie weryfikacji połączeń po okablowaniu każdego rzędu.

• Napraw i udokumentuj mapowanie portów 1-do-2 na rząd przed instalacją
• Zachowaj jeden SKU rozdzielający 10-metrowy jako standard warstwy dostępu; eskaluj dłuższe zasięgi
• Przygotuj i oznacz zespoły na rząd, aby przyspieszyć wdrożenie hurtowe
• Zweryfikuj oba odgałęzienia rozdzielające po zakończeniu okablowania każdego rzędu, a nie po zakończeniu projektu

Operacje, monitorowanie, rozwiązywanie problemów i optymalizacja

Operacyjnie, główne sygnały monitorowania to status portu i liczniki błędów zarówno po stronie przełącznika 200G, jak i po stronie każdego punktu końcowego 100G, ponieważ kabel jest pasywnym elementem zarządzania z perspektywy sieci. Bazowe liczniki po instalacji, a następnie alerty o odchyleniach, aby zidentyfikować pogorszony rozdzielacz, zanim wpłynie on na wydajność obciążenia. Ponieważ jeden zespół obsługuje dwa połączenia 100G, liczniki powinny być przeglądane na odgałęzienie, aby odróżnić problem pojedynczego węzła od awarii zespołu.

Rozwiązywanie problemów powinno odbywać się na poziomie odgałęzienia: sprawdź status portu i liczniki błędów na dotkniętym porcie 100G, ponownie podłącz odpowiednie odgałęzienie rozdzielające, a następnie wymień cały zespół na znany sprawny zapas, aby wyizolować, czy usterka leży w kablu, czy w porcie. Wymiana jest operacją jednoetapową, która nie wymaga obsługi oddzielnych modułów ani złączy światłowodowych, co skraca średni czas naprawy.

Optymalizacja koncentruje się na układzie i standaryzacji, a nie na dostrajaniu. Kieruj zespoły tak, aby zachować przepływ powietrza, przestrzegaj promieni gięcia na odgałęzieniach rozdzielających i utrzymuj ścieżki danych oddzielone od zasilania. Utrzymuj pełny spis połączeń zmapowany do szafy, portu przełącznika i portu węzła, i okresowo przeglądaj trendy błędów, aby oznaczyć szafy, które mogą wymagać ponownego okablowania lub regulacji przepływu powietrza.

Podsumowanie i ocena wartości

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E stanowi czyste rozwiązanie problemu mieszanych prędkości na warstwie dostępu: jeden port 200 Gb/s podzielony na dwa połączenia 100 Gb/s, zasięg 10 metrów obejmujący zakres między rzędami i pojedynczy fabrycznie zakończony zespół zastępujący kombinacje modułów i światłowodów. Standaryzacja na jednym SKU rozdzielającym upraszcza zamówienia i części zamienne, podczas gdy forma plug-and-play zmniejsza liczbę kroków instalacji i ryzyko konserwacji w gęstych szafach.

Dla architektów i inżynierów przedsprzedażowych, przypadek wartości opiera się na trzech punktach: wyższym wykorzystaniu portów 200G podczas etapowych modernizacji, znacząco uproszczonym okablowaniu i liście materiałów, oraz szybszej, mniej podatnej na błędy instalacji i naprawie. Szczegółowe parametry powinny być potwierdzone w stosunku do karty katalogowej MFS1S50-H010E i specyfikacji MFS1S50-H010E podczas przeglądu projektu.