Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E Aktywny kabel optyczny AOC w praktyce

Kabel Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC Active Optical Cable w praktyce | Krótkodystansowe szybkie połączenia między szafami i uproszczenie okablowania

Tło i wyzwania

W typowym scenariuszu modernizacji etapowej, zespół sieciowy klastra treningowego AI najpierw zakończył wdrażanie portów 200G QSFP56 po stronie przełączników leaf, podczas gdy węzły obliczeniowe i magazynujące wewnątrz szaf pozostały głównie na portach 100G QSFP56. Ta luka pokoleniowa stworzyła natychmiastowy problem z okablowaniem: jeśli pojedynczy port przełącznika 200G był podłączony tylko do jednego węzła 100G, połowa jego przepustowości pozostawałaby niewykorzystana na stałe.

Oczekiwanie na pełną wymianę serwerów nie było akceptowalne, ponieważ klaster potrzebował dodatkowej pojemności w najbliższym czasie. Alternatywa, dodanie dyskretnych optyk rozgałęziających plus oddzielne kable krosowe światłowodowe, wprowadziła własne komplikacje: więcej części do magazynowania i parowania, dodatkowe kroki czyszczenia złączy, kruche odnogi rozgałęziające, które łatwo było naruszyć podczas konserwacji, oraz dodatkowa objętość kabli w szafach, gdzie przepływ powietrza był już ograniczony. Odległości między szafami w dotkniętych rzędach wahały się od około 3 do 10 metrów, co stanowiło odległość, na której pasywne miedziane zespoły rozgałęziające stawały się nieporęczne i trudne do poprowadzenia.

Zespół potrzebował zatem fabrycznie zakończonego połączenia rozgałęźnego, które mogłoby podzielić jeden port 200 Gb/s na dwa połączenia 100 Gb/s, obejmować pełny dystans między szafami i zmniejszyć, a nie zwiększyć złożoność okablowania.

Rozwiązanie i podejście do wdrożenia

Zespół znormalizował użycie Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E, aktywnego kabla optycznego AOC, który prezentuje pojedyncze złącze 200G QSFP56 po stronie przełącznika i dwa złącza 100G QSFP56 po stronie węzła. Z zasięgiem 10 metrów, kabel AOC rozgałęziający MFS1S50-H010E 200G QSFP56 obejmował każde połączenie między szafami w docelowych rzędach, nie wymagając pośrednich paneli krosowych.

Wdrożenie odbywało się według ustalonego wzorca na szafę. Jedna odnoga zespołu podłączała się do portu 200G przełącznika leaf, a dwie odnogi rozgałęziające podłączały się do pary węzłów 100G, z mapowaniem portów udokumentowanym z góry, tak aby każde fizyczne połączenie można było prześledzić wyłącznie na podstawie etykiet. Ponieważ zespół jest dostarczany fabrycznie zakończony i przetestowany, technicy nie musieli wkładać modułów ani czyścić końcówek światłowodowych w szafie.

• Znormalizowana długość 10 metrów dla wszystkich dotkniętych odległości między szafami
• Jeden zespół 200 Gb/s na 2x100 Gb/s QSFP56 na 2xQSFP56 na port przełącznika, obsługujący dwa węzły 100G
• Konstrukcja fabrycznie zakończona, przetestowana fabrycznie, do instalacji typu plug-and-play
• Wdrożenie wsadowe według rzędów, z weryfikacją połączeń zakończoną po każdej szafie

Przed wdrożeniem inżynierowie przejrzeli specyfikacje MFS1S50-H010E i kartę katalogową MFS1S50-H010E, aby potwierdzić budżet optyczny, promień gięcia i tolerancje środowiskowe, a także zweryfikowali modele przełączników i adapterów kompatybilnych z MFS1S50-H010E w stosunku do istniejącego wykazu materiałów.

Wyniki i korzyści

Największą korzyścią była wykorzystanie portów. Każdy port leaf 200G obsługiwał teraz dwa węzły 100G, skutecznie podwajając liczbę podłączonych punktów końcowych na port przełącznika i pozwalając klastrowi na dodanie pojemności bez oczekiwania na wymianę serwerów. Rozwiązanie z kablem AOC rozgałęziającym MFS1S50-H010E 200G QSFP56 zmniejszyło również liczbę komponentów na połączenie w porównaniu z dyskretną optyką plus kable krosowe, upraszczając planowanie zarówno etapowania, jak i części zamiennych.

Uproszczenie okablowania było równie widoczne w szafach. Pojedynczy zespół zastąpił kombinację modułu i światłowodu, zmniejszając liczbę punktów parowania i czas potrzebny na instalację i etykietowanie każdego połączenia. Cieńsza, bardziej elastyczna konstrukcja optyczna poprawiła prowadzenie kabli i przepływ powietrza, a technicy zgłosili, że odnogi rozgałęziające były łatwiejsze w zarządzaniu niż alternatywy miedziane podczas prac konserwacyjnych w pobliżu.

Operacyjnie połączenia uruchamiały się przewidywalnie podczas uruchamiania, a zmniejszona liczba fizycznych punktów parowania obniżyła częstość występowania problemów na poziomie połączenia, które można przypisać obsłudze złączy. Zarządzanie częściami zamiennymi również się poprawiło: jeden SKU obejmował pełny zakres dotkniętych połączeń. W celach planistycznych zespół zauważył, że cena MFS1S50-H010E i dostępność MFS1S50-H010E do sprzedaży powinny być potwierdzone z autoryzowanymi partnerami handlowymi, aby zapewnić oryginalne dostawy NVIDIA Mellanox.

Podsumowanie i perspektywy

Wdrożenie pokazuje, gdzie najlepiej sprawdza się Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E: w mieszanych sieciach w fazie przejściowej, gdzie porty przełączników 200G muszą łączyć się z punktami końcowymi 100G na krótkich dystansach między szafami. Łącząc rozgałęzienie 200 Gb/s na 2x100 Gb/s QSFP56 na 2xQSFP56 w jednym fabrycznie zakończonym zespole 10-metrowym, zwiększa wykorzystanie portów, jednocześnie zmniejszając liczbę komponentów i wysiłek związany z instalacją.

Ponieważ klastry nadal są modernizowane etapami, a nie wszystkie naraz, połączenia rozgałęziające tego typu prawdopodobnie pozostaną praktycznym domyślnym rozwiązaniem do łączenia generacji. Zespoły planujące podobne wdrożenia powinny zweryfikować parametry w stosunku do karty katalogowej i specyfikacji MFS1S50-H010E podczas przeglądu projektu.