Giải pháp kỹ thuật cáp quang chủ động Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC

Giải pháp Cáp Quang Chủ động Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC

1. Bối cảnh dự án và phân tích yêu cầu

Các trung tâm dữ liệu AI, HPC và doanh nghiệp hiện đại ngày càng dựa vào kết nối 200Gb/s mỗi cổng, với InfiniBand HDR và Ethernet 200G được triển khai song song. Trong môi trường này, một phần đáng kể các liên kết là kết nối giữa các rack hoặc giữa các hàng ở khoảng cách vừa phải, nơi cáp đồng thụ động DAC trở nên hạn chế và các module quang rời cùng dây nhảy quang làm tăng chi phí và độ phức tạp.

Do đó, các kiến trúc sư mạng và kỹ sư tiền bán hàng cần một tùy chọn lớp vật lý bao phủ phạm vi từ ngắn đến trung bình, duy trì tín hiệu 200Gb/s ổn định và giảm số lượng thành phần trên mỗi liên kết. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V, một cáp quang chủ động AOC, được thiết kế để đáp ứng chính xác các yêu cầu này như một cáp AOC MFS1S00-H005V 200G QSFP56 tích hợp.

2. Thiết kế kiến trúc mạng và hệ thống tổng thể

Kiến trúc tham chiếu tuân theo cấu trúc liên kết spine-leaf với các liên kết lên và xuống 200Gb/s. Các switch spine kết nối với các switch leaf qua các hàng, trong khi các switch leaf kết nối với các máy chủ GPU, nút lưu trữ và nút tính toán trong hoặc giữa các rack liền kề. Trong thiết kế này, MFS1S00-H005V đóng vai trò là kết nối tiêu chuẩn cho tất cả các liên kết 200G giữa các rack và giữa các hàng.

Vì cáp được kết nối sẵn tại nhà máy với các bộ phận quang tích hợp, kiến trúc coi nó như một đơn vị có thể thay thế tại hiện trường thay vì hai module cộng với dây nhảy. Điều này đơn giản hóa danh sách vật liệu, nhãn dán và kế hoạch phụ tùng dự phòng trong khi vẫn giữ nguyên khả năng tương thích QSFP56 đầy đủ ở cả hai đầu.

3. Vai trò và các tính năng chính của Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V

Trong giải pháp này, NVIDIA Mellanox MFS1S00-H005V chiếm vị trí trung gian giữa cáp DAC đồng và các bộ thu phát quang rời. Là một cáp quang chủ động InfiniBand HDR 200Gb/s MFS1S00-H005V, nó mở rộng phạm vi vượt quá giới hạn của cáp đồng trong khi tránh cấu trúc hai module cộng với dây nhảy của các module quang rời.

• Thiết kế tích hợp: bộ phận quang và cáp quang được kết nối sẵn tại nhà máy như một cụm, giảm các điểm kết nối trên mỗi liên kết.
• Hỗ trợ 200G QSFP56: hoạt động như một cáp AOC MFS1S00-H005V 200G QSFP56 cho các liên kết 200Gb/s mỗi cổng.
• Sẵn sàng cho InfiniBand HDR: phù hợp làm cáp quang chủ động InfiniBand HDR 200Gb/s MFS1S00-H005V trong các fabric HDR.
• MFS1S00-H005V tương thích với các cổng QSFP56 tiêu chuẩn trên switch, adapter và máy chủ.
• Hiệu suất quang học có thể dự đoán: được ghi lại trong datasheet MFS1S00-H005V và thông số kỹ thuật MFS1S00-H005V cho việc lập ngân sách liên kết.

Đối với các nhóm chuẩn hóa trên giải pháp cáp AOC MFS1S00-H005V 200G QSFP56, các đặc điểm này giảm nhu cầu về các cụm tùy chỉnh và làm cho tài liệu lớp vật lý nhất quán hơn trên các pod. Kỹ sư tiền bán hàng có thể tham khảo datasheet MFS1S00-H005V và thông số kỹ thuật MFS1S00-H005V trong quá trình xem xét thiết kế, trong khi các nhóm mua hàng theo dõi giá MFS1S00-H005V và tính sẵn có của MFS1S00-H005V để bán thông qua các kênh được ủy quyền.

4. Khuyến nghị triển khai và mở rộng

Một triển khai điển hình kết nối các switch spine với các switch leaf qua các hàng, và các switch leaf với các nút tính toán hoặc lưu trữ qua các rack liền kề, sử dụng MFS1S00-H005V cho tất cả các liên kết trong phạm vi hỗ trợ của nó. Cáp nên được định tuyến qua các khay trên cao hoặc bộ quản lý cáp bên cạnh với bán kính uốn cong được tôn trọng, và mỗi liên kết được dán nhãn với quy ước nhất quán như hàng-rack-cổng-đối tác.

Để mở rộng, phương pháp được đề xuất là chuẩn hóa MFS1S00-H005V làm phương tiện mặc định cho các liên kết 200G giữa các rack, dành cáp đồng thụ động cho các đường chạy rất ngắn trong rack và cáp quang có cấu trúc cộng với module quang cho các đường đi xa hơn giữa các hàng. Khi các rack mới được thêm vào, các cụm MFS1S00-H005V được kết nối sẵn có thể được lắp đặt nhanh chóng mà không cần ghép nối module tại chỗ, rút ngắn thời gian hoạt động. Vì mô hình được chuẩn hóa, các đơn vị dự phòng có thể phục vụ bất kỳ vị trí nào trong pod.

5. Khuyến nghị giám sát hoạt động, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Việc giám sát các liên kết MFS1S00-H005V tập trung vào các cổng chủ động ở cả hai đầu, vì bản thân cáp là một cụm tích hợp được niêm phong. Công suất phát quang, công suất nhận và tỷ lệ lỗi bit nên được thiết lập đường cơ sở khi hoạt động và xem xét định kỳ. Sự sụt giảm đột ngột về công suất nhận trên một liên kết đơn lẻ thường chỉ ra một đầu nối bị bẩn hoặc cắm lỏng hoặc một khúc cua gấp, trong khi các lỗi không liên tục trên nhiều liên kết có thể cho thấy một vấn đề về định tuyến hoặc môi trường.

• Ghi lại công suất quang đường cơ sở và bộ đếm lỗi cho mỗi liên kết MFS1S00-H005V sau khi lắp đặt.
• Làm sạch các đầu nối QSFP56 trước khi kết nối và sau bất kỳ thay đổi vá lỗi nào.
• Tôn trọng bán kính uốn cong và giảm căng theo thông số kỹ thuật MFS1S00-H005V để tránh mất mát do uốn cong vi mô.
• Giữ tài liệu ánh xạ liên kết-cổng để tăng tốc độ cô lập lỗi và thay thế.
• Chuẩn hóa MFS1S00-H005V để giảm sự đa dạng của phụ tùng dự phòng và đơn giản hóa đào tạo tại hiện trường.

Để tối ưu hóa, các kiến trúc sư có thể hợp nhất các liên kết giữa các rack trên MFS1S00-H005V và dành cáp đồng cho các đường chạy ngắn nhất, đạt được sự cân bằng sạch hơn giữa chi phí và phạm vi. Xác minh các cổng tương thích MFS1S00-H005V trong quá trình xem xét thiết kế tránh sự không khớp, và nhóm các lần thay thế theo pod giúp các cửa sổ bảo trì hiệu quả.

6. Tóm tắt và đánh giá giá trị

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V cung cấp một giải pháp tích hợp, tuân thủ tiêu chuẩn cho các yêu cầu kết nối 200Gb/s giữa các rack. Là một cáp AOC MFS1S00-H005V 200G QSFP56, nó thay thế các đường chạy cáp đồng nhiều đoạn và các cặp module rời bằng một cụm được kết nối sẵn tại nhà máy duy nhất, đơn giản hóa việc đi dây và cải thiện khả năng dự đoán liên kết.

Từ góc độ giá trị, giải pháp này giảm các điểm kết nối và vị trí lỗi, mở rộng phạm vi vượt quá giới hạn của cáp đồng, rút ngắn thời gian triển khai thông qua cài đặt cắm và chạy, và đơn giản hóa việc mua sắm và dự phòng thông qua một mô hình tiêu chuẩn hóa. Đối với các trung tâm dữ liệu và mạng doanh nghiệp theo đuổi kết nối tốc độ cao tầm ngắn và đơn giản hóa việc đi dây, MFS1S00-H005V là một khối xây dựng thực tế cho lớp vật lý.