Giải pháp Kỹ thuật Cáp Quang Chủ động NVIDIA Mellanox MFA1A00-C015 AOC: Tốc độ cao giữa các Rack Tầm ngắn

NVIDIA Mellanox MFA1A00-C015 AOC Cáp quang hoạt động Giải pháp kỹ thuật: Khối kết nối tốc độ cao và kiến trúc đơn giản hóa cáp

1- Phân tích các dự án và các yêu cầu

Khi các trung tâm dữ liệu phát triển hướng tới 100G và Ethernet tốc độ cao hơn, sự lựa chọn các giải pháp kết nối lớp vật lý có tác động sâu sắc đến hiệu suất mạng tổng thể, độ tin cậy,và chi phí hoạt độngTrong kiến trúc trung tâm dữ liệu hiện đại, các kết nối liên kết khoảng cách ngắn cả trong rack và rack liền kề chiếm một phần đáng kể của tất cả các kết nối vật lý.Cách tiếp cận truyền thống sử dụng các bộ thu quang QSFP28 riêng biệt kết hợp với dây cáp vá sợi MPO-to-LC, mặc dù kỹ thuật trưởng thành, mang lại nhiều thách thức trong việc triển khai quy mô lớn: chi phí vật liệu cao cho mỗi liên kết (hai máy thu cộng với một dây vá),tối đa sáu điểm kết nối quang cho mỗi liên kết (mỗi điểm có khả năng gây hỏng và làm suy giảm tín hiệu), và quản lý cáp khó khăn trong môi trường mật độ cao có thể cản trở luồng không khí và phức tạp các thủ tục bảo trì.

Các kiến trúc sư mạng và người quản lý hoạt động khẩn trương cần một giải pháp lớp vật lý cho các kết nối liên kết đường ngắn 100G cân bằng hiệu suất, độ tin cậy, chi phí và hiệu quả triển khai.CácNVIDIA Mellanox MFA1A00-C015Cáp quang hoạt động AOC được thiết kế chính xác để đáp ứng yêu cầu này như một giải pháp kết nối tích hợp.

2Thiết kế kiến trúc mạng/hệ thống tổng thể

Giải pháp này sử dụng công nghệ cáp quang hoạt động (AOC) như là thành phần lớp vật lý tiêu chuẩn cho các kết nối liên kết đường ngắn 100G,thay thế các tập hợp máy phát thanh độc lập truyền thống cộng với dây váNguyên tắc thiết kế cốt lõi là tích hợp các chức năng chuyển đổi optoelectronic tại nhà máy với phương tiện truyền tín hiệu sợi quang thành một gói thống nhất,loại bỏ các kết nối quang trường để đơn giản hóa việc triển khai và tăng độ tin cậy.

Các lớp kiến trúc:

• Lớp thiết bị (Server/Switch):Tất cả các cổng 100G QSFP28 sử dụng giao diện QSFP28 tiêu chuẩn với hỗ trợ cắm và chơi choMFA1A00-C015Không cần sửa đổi phần cứng hoặc firmware trên thiết bị hiện có.
• Lớp kết nối vật lý:CácCáp AOC MFA1A00-C015 100G QSFP28phục vụ như một thành phần tích hợp, trực tiếp kết nối các công tắc TOR và máy chủ giữa các giá đỡ liền kề hoặc trong cùng một giá đỡ.với động cơ quang tích hợp cung cấp chuyển đổi điện thành quang thành điện.
• Lớp quản lý và giám sát:Thông qua chức năng giám sát chẩn đoán kỹ thuật số (DDM) củaMFA1A00-C015, các thông số chính như công suất quang học, nhiệt độ và điện áp có thể được theo dõi trong thời gian thực và tích hợp vào các nền tảng quản lý mạng thống nhất để hình dung và hoạt động chủ động.

Kiến trúc này làm giảm cơ bản cả số lượng các thành phần và các điểm kết nối trên mỗi liên kết từ 3 thành phần độc lập (2 máy thu + 1 cáp vá) xuống 1 thành phần tích hợp,và từ 6 điểm kết nối đến 2 (chỉ các đầu nối QSFP28 ở mỗi đầu).

3Vai trò và các tính năng chính của NVIDIA Mellanox MFA1A00-C015 trong giải pháp

Là thành phần lớp vật lý cốt lõi của giải pháp này,NVIDIA Mellanox MFA1A00-C015thực hiện các chức năng quan trọng của chuyển đổi tín hiệu quang điện tử và truyền dữ liệu tốc độ cao.

TheoMFA1A00-C015, cáp hỗ trợ một phạm vi nhiệt độ hoạt động từ 0 °C đến 70 °C, hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu môi trường trung tâm dữ liệu.Thông số kỹ thuật MFA1A00-C015cũng bao gồm một thiết kế độ bền được đánh giá trên 100.000 chu kỳ chèn và hiệu suất bảo vệ EMI hàng đầu trong ngành.

4. Đề xuất triển khai và mở rộng quy mô (với Topology điển hình)

Đối với các tổ chức có kế hoạch triển khaiNVIDIA Mellanox MFA1A00-C015Đối với các kết nối liên kết đường ngắn 100G, phương pháp tiếp cận theo giai đoạn sau đây được khuyến cáo:

Giai đoạn 1  Việc triển khai thí điểm (20-30 liên kết):Chọn liên kết liên kết giữa các giá đỡ liền kề trong một hàng duy nhất cho xác thực ban đầu.MFA1A00-C015 Cáp quang hoạt động 100GbE, xác nhận các số liệu hiệu suất, tương thích và luồng công việc triển khai.Hoàn hợp với MFA1A00-C015Các bộ chuyển mạch và máy chủ được chứng nhận nhận và thiết lập liên kết đúng cách.

Giai đoạn 2 ¢ Mở rộng hàng (100 ¢ 200 liên kết):Mở rộng triển khai trên toàn bộ hàng rack, bao gồm cả kết nối giữa TOR-to-TOR và TOR-to-server (cross-rack).MFA1A00-C015là giải pháp được ưa thích cho kết nối rack liền kề, cập nhật tài liệu quản lý cáp và hệ thống ghi nhãn phù hợp.

Giai đoạn 3 ¢ Việc triển khai toàn bộ trung tâm dữ liệu (500 liên kết):Tích hợpMFA1A00-C015 Giải pháp cáp AOC 100G QSFP28thực hiện quản lý hàng tồn kho cho nhiều chiều dài cáp (3m, 5m, 7m, 10m,và các biến thể 15m) để phù hợp với các cấu hình khoảng cách kệ khác nhau.

Mô tả topology điển hình:Trong cấu hình hàng trung tâm dữ liệu tiêu chuẩn, mỗi công tắc TOR (48 x 100G cổng) được ghép nối với 48 máy chủ trên hai giá đỡ liền kề.MFA1A00-C015cáp kết nối cổng 100G QSFP28 của mỗi máy chủ với công tắc TOR trong phạm vi 515 mét.với các bộ thu quang tích hợp của cáp AOC tự động điều chỉnh để phù hợp với các yêu cầu về khoảng cách truyền của mỗi đường chạy cụ thể.

5. Hoạt động, giám sát, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Hoạt động hiệu quả của các kết nối liên kết dựa trên AOC đòi hỏi phải có thực tiễn giám sát và bảo trì thích hợp.MFA1A00-C015cung cấp các thiết bị toàn diện để hỗ trợ các hoạt động này:

• Giám sát chẩn đoán kỹ thuật số (DDM):Tận dụng các cảm biến tích hợp của cáp để theo dõi truyền và nhận năng lượng quang học, nhiệt độ và điện áp cung cấp trong thời gian thực.Thiết lập ngưỡng cảnh báo cho sự lệch so với giá trị danh nghĩa để cho phép phát hiện lỗi chủ động.
• Kiểm tra trạng thái liên kết:Tín hiệu lớp vật lý của cáp cho phép phát hiện trạng thái liên kết, cho phép thông báo tự động về các sự kiện mất tín hiệu (LOS) và suy giảm liên kết.Tích hợp dữ liệu này với các giao thức quản lý mạng tiêu chuẩn (SNMP), REST API) để hiển thị tập trung.
• Nhận dạng và tài liệu về cáp:Duy trì hồ sơ chính xác về chiều dài cáp, ngày triển khai, và các thiết bị được gắn.MFA1A00-C015cung cấp hướng dẫn về việc giải thích dữ liệu DDM và thiết lập hồ sơ hiệu suất cơ bản cho mỗi đường cáp.
• Trình khắc phục sự cố:Hầu hết các vấn đề liên kết với cáp AOC có thể được truy xuất đến ô nhiễm kết nối vật lý, bán kính uốn cong quá mức hoặc căng cơ khí không mong muốn.ethtool với hỗ trợ truy vấn mô-đun QSFP) có thể lấy dữ liệu DDM quan trọng để phân biệt giữa sự suy giảm tín hiệu và lỗi thành phần.
• Quản lý hàng tồn kho và phụ tùng:Do bản chất tích hợp của AOC, duy trì một danh mục tồn kho nhỏ các cáp dự phòng trong mỗi chiều dài được triển khai.Giá MFA1A00-C015nên được tính đến trong kế hoạch phụ tùng, với các tùy chọn mua khối lượng thường có sẵn choMFA1A00-C015 để bánthông qua các đối tác kênh được ủy quyền.

6Tóm lại và đánh giá giá trị

CácNVIDIA Mellanox MFA1A00-C015Cáp quang hoạt động AOC cung cấp giá trị có thể đo lường qua nhiều chiều cho các kết nối giữa trung tâm dữ liệu 100G:

Như một mục đích xây dựngMFA1A00-C015 Giải pháp cáp AOC 100G QSFP28, nó cho phép các tổ chức xây dựng cơ sở hạ tầng kết nối 100G đáng tin cậy, hiệu quả về chi phí và có thể quản lý.NVIDIA Mellanox MFA1A00-C015phục vụ như một thành phần chiến lược cho kiến trúc lớp vật lý của trung tâm dữ liệu, cung cấp một nền tảng vững chắc cho việc triển khai 100G hiện tại và một cách tiếp cận có thể mở rộng cho các nâng cấp tốc độ cao hơn trong tương lai.