Transceiver optyczny NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS do centrum danych w praktyce

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS Optyczny Odbiornik Centrum Danych w praktyce.

Temat i wyzwanie: Kompromitowanie przepustowości i odległości w nowoczesnej łączności centrów danych

W miarę ewolucji architektury centrów danych w kierunku 25G serwerowego dostępu i 100G / 400G spine uplinks, architekci sieci stoją w obliczu trwałego dylematu warstwy fizycznej:jak dostarczyć wystarczającą szerokość pasma na różne odległości bez rozprzestrzeniania się typów nadajników lub naruszania integralności sygnałuWyzwanie to jest szczególnie ostre w dwóch powszechnych scenariuszach: połączenia między rackami w obrębie tego samego rzędu (zwykle 5-15 metrów) oraz połączenia między budynkami lub między kampusami o długości 50-100 metrów.Podczas gdy nadajniki optyczne 25G SFP28 oferują wymaganą szybkość transmisji danych, nie wszystkie moduły są równe, jeśli chodzi o budżet łączenia, efektywność energetyczną i kompatybilność z zainstalowaną infrastrukturą światłowodową multimodową.

W typowym centrum danych brownfield wielu operatorów nadal używa nadajników 10G SR nad istniejącymi kablami OM3/OM4, ale aktualizacja do 25G wprowadza ściślejsze tolerancje optyczne.NVIDIA Mellanox MMA2P00-ASZostał opracowany właśnie w celu rozwiązania tego problemu:25G SFP28 nadajnik optyczny, który zapewnia solidną 850nm VCSEL wydajność na światłowłonie multimodowym przy zachowaniu kompatybilności z przeszłością z istniejącymi klatkami SFP + i roślinami światłowodowymiJednakże, selecting the right transceiver for each distance tier — and avoiding overspending on long-reach modules for short-reach links — remains a critical design decision that directly impacts both capital expenditure and operational reliability.

Rozwiązanie i wdrożenie: stopniowe podejście do łączności optycznej 25G

W celu rozwiązania równowagi szerokości pasma i odległości, wiodący dostawca usług w chmurze niedawno standaryzował swoją sieć dostępu 25G przy użyciu stopniowej strategii optycznej.Do połączeń wewnątrz stojówki i przyległych stojówek (do 30 m), zespół wdrożyłNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASPrzesyłacze i odbiorniki połączone z OM4 MMF.MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 nmkonfiguracja zapewnia zasięg 100 metrów na OM4 i 70 metrów na OM3 ‡ duże pole widzenia dla większości wdrożeń na poziomie rzędu, zapewniając jednocześnie standard przemysłowy 25.Prędkość transmisji danych 78 Gbps przy typowym zużyciu energii poniżej 1.5 W na port.

W przypadku łączy międzyporęcznych o długości 30 ̊70 m, takie sameMMA2P00-ASW celu uzyskania odpowiednich wyników, w przypadku gdy moduł jest włączony do sieci, wprowadzono urządzenia nadajników, ponieważ moc wyjściowa modułu optycznego (zwykle od -4 do +4 dBm) i czułość odbiornika (-8,5 dBm typowo) zapewniają margines połączenia co najmniej 3,0 dB na OM4 na odległości 70 metrów.Marża ta odpowiada za straty połączeń, straty splice i efekty starzenia, zapewniające długoterminową niezawodność bez konieczności korzystania z wysokiej jakości nadajników rozszerzonego zasięgu.Decyzja o wykorzystaniu jednego SKU nadajnika zarówno na krótkich, jak i średnich dystansach uproszczyła zarządzanie zapasami, ponieważMMA2P00-ASJest.Kompatybilny z MMA2P00-ASz wszystkimi przełącznikami NVIDIA Spectrum i adapterami ConnectX, a także zewnętrznymi hostami SFP28 obsługującymi 25GBASE-SR.

Wdrożenie obejmowało trzy odrębne strefy okablowania:

• Strefa A (wewnątrz toru):Przełącznik ToR do serwera 2 5 metrów przy użyciu przewodów patch OM4 z MMA2P00-AS na obu końcach.
• Strefa B (przyległe regały):Przełącznik liści w stojaku 1 do serwera w stojaku 3 15 25 metrów przy użyciu ustrukturyzowanego okablowania OM4, ponownie zakończonego przez nadajniki MMA2P00-AS.
• Strefa C (między rzędami / pomieszczeniami):Przełącznik liści na klaster magazynowy znajdujący się w oddzielnym korytarzu 45 60 metrów poprzez wstępnie zakończone pnia OM4, nadal w zasięgu 70 m OM3 / 100 m OM4 MMA2P00-AS.

Ta jednolita strategia nadajnika została udokumentowana w wewnętrznym przewodniku projektowym, w którym odwołuje się doArkusz danych MMA2P00-AS, który dostarczył obliczeń budżetu łącza i wytycznych dotyczących promienia zakrętu niezbędnych do zapewnienia spójnej jakości instalacji.Zespół skorzystał również z możliwości cyfrowego monitorowania diagnostycznego (DDM) modułu., umożliwiające weryfikację w czasie rzeczywistym marginesów mocy optycznej podczas uruchamiania.

Wyniki i korzyści: Zmierzalne zyski w kosztach, prostocie i niezawodności

Analiza po wdrożeniu w 1200 połączonych ze sobą portach wykazała kilka wymiarowych zalet.Rozwiązanie nadajnika optycznego MMA2P00-AS 25G SFP28, organizacja wyeliminowała potrzebę oddzielnych SKU nadajników krótkiego i średniego zasięgu, zmniejszając zapasy części zamiennych o 40% i upraszczając procesy zamawiania.Cena MMA2P00-AS, w porównaniu z porównywalnymi modułami rozszerzonego zasięgu, osiągnęły 35% oszczędności kosztów na łącze na odległości poniżej 70 metrów, ponieważ nie płacono premii za możliwości, które nie były wymagane.

Po drugie, wskaźnik awarii operacyjnej w ciągu pierwszych sześciu miesięcy był znacznie niższy niż w poprzednich wdrożeniach 10G,w dużej mierze wynika z optycznego ustawienia optycznego optycznego i rygorystycznej kontroli jakości MMA2P00-ASWystarczyło wymienić tylko trzy nadajniki z 1200 jednostek, przy czym wskaźnik awarii wynosił 0,25%, a wszystkie awarie były spowodowane zanieczyszczeniem złącza, a nie wadami modułu.Zwiększenie znaczenia odpowiednich procedur czyszczenia, zalecanych wSpecyfikacje MMA2P00-AS.

Po trzecie, efektywność energetycznaNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASW przypadku całej rozmieszczonej floty 1200 nadajników i odbiorników zużyło łącznie około 1,8 kW.w porównaniu z szacunkowym 2Zmniejszenie mocy o 25% w połączeniu ze zmniejszoną złożonością zapasówZwiększenie efektywności zużycia energii (PUE) o około0,02 punktu.

Z inżynieryjnego punktu widzenia interfejs DDM okazał się nieoceniony podczas rozwiązywania problemów.umożliwiając zespołowi operacyjnemu planowanie czyszczenia złącza podczas okna konserwacji, zamiast reagować na nieoczekiwany upadek połączeniaTakie podejście prewencyjne zmniejszyło średni czas naprawy (MTTR) o około 60% w przypadku incydentów w warstwie optycznej.

Podsumowanie i perspektywy: Plan zrównoważonej architektury optycznej 25G

Doświadczenie z wykorzystaniemNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASw wielu strefach okablowania wyraźnie wykazuje, że jeden, well-chosen 25G SFP28 optical transceiver can effectively address the bandwidth-distance trade‑off in modern data centers — provided its specifications are carefully matched to the installed fiber plant and distance requirementsWykorzystując zasięg 100 metrówMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 nmW celu zapewnienia równowagi pomiędzy systemami optycznymi i systemami nadajników i odbiorników, architekci mogą uniknąć kosztów i złożoności wielokrotnych optycznych SKU przy jednoczesnym zachowaniu integralności sygnału i prostoty operacyjnej wewnątrz, między,i nawet łącza między wierszami.

Patrząc w przyszłość, ponieważ 25G Ethernet nadal zyskuje na popularności w klastrach szkoleniowych AI, środowiskach komputerowych i sieciach transportowych 5G, zapotrzebowanie na niezawodne,Kosztowo efektywne nadajniki optyczne będą rosnąćMMA2P00-AS jest dobrze ustawiony na tej trajektorii.ponieważ jego kompatybilność zarówno z istniejącą infrastrukturą OM3 jak i światłem OM5 (wielospęsowe światło wielofunkcyjne) nowej generacji zapewnia przyszłościową elastycznośćW przypadku organizacji planujących podobne migracje z 10G na 25G, podziałowe podejście zatwierdzone w tym wdrożeniu oferuje praktyczny plan działania:Standaryzacja na MMA2P00-AS dla wszystkich połączeń krótkiego i średniego zasięgu, rezerwa modułów rozszerzonego zasięgu (takich jak warianty LR lub BiDi) tylko dla połączeń przekraczających 100 metrów,i utrzymywać jednolite ramy monitorowania, które wykorzystują dane DDM do proaktywnego zarządzania zdrowiem optycznym.

Szczegółowe szablony budżetowe, listy kontrolne instalacji i protokoły czyszczenia znajdują się wArkusz danych MMA2P00-ASi notatki o zastosowaniach optycznych NVIDIA Mellanox.