Giải pháp NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050: Kết nối tốc độ cao tầm ngắn giữa các rack với cáp đơn giản

NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 Giải pháp kỹ thuật: Kết nối tốc độ cao từ rack đến rack với cáp đơn giản

Giải pháp kỹ thuật này được thiết kế cho các kiến trúc sư mạng trung tâm dữ liệu, kỹ sư bán hàng trước và quản lý hoạt động.NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050cáp quang hoạt động (AOC) và giải quyết các thách thức cụ thể của kết nối tốc độ cao rack-to-rack trong các vải Ethernet 100G.phức tạp thấp, và lớp vật lý có thể mở rộng giữa các tầng truy cập và tổng hợp, đồng thời giảm đáng kể lượng không gian sử dụng trên khay cáp và nỗ lực lắp đặt tại chỗ.

1- Phân tích các dự án và các yêu cầu

Các kiến trúc trung tâm dữ liệu hiện đại đang di chuyển sang các liên kết truy cập lên 100G như tiêu chuẩn, được thúc đẩy bởi tăng lưu lượng đông-tây từ khối lượng công việc AI / ML và hệ thống lưu trữ phân tán.kết nối giữa các công tắc trên cùng (TOR) và các lớp tổng hợp lá / cột sống, thường trải dài khoảng cách từ 5 đến 30 mét, là một điểm thiết kế quan trọngCác dây cáp DAC thụ động truyền thống trở nên không thể quản lý được ngoài 7 mét, với đường kính dày và bán kính uốn cong hạn chế cản trở khay cáp và luồng không khí.Các máy thu quang rời rạc với dây cáp vá sợi đưa ra các yêu cầu làm sạch mỗi cổng, chi phí xác thực tương thích và tỷ lệ thất bại trường cao hơn do các mặt cuối bị ô nhiễm.

Các yêu cầu chính được xác định trong các giao dịch khách hàng điển hình bao gồm:

• Độ tin cậy của lớp vật lý:Tỷ lệ lỗi bit (BER) tốt hơn 1E-15 ở 100G trong phạm vi nhiệt độ hoạt động đầy đủ (0 ± 70 °C).
• Mật độ và độ linh hoạt của cáp:Độ kính bên ngoài ≤ 5mm với bán kính uốn cong tối thiểu ≤ 50mm để cùng tồn tại với cơ sở hạ tầng điện và làm mát trong khay trên trời.
• Tốc độ triển khai:Cài đặt plug-and-play với không có việc làm sạch quang học tại chỗ hoặc khớp bộ thu phát, giảm thời gian triển khai mỗi liên kết xuống dưới 10 phút.
• Khả năng hiển thị hoạt động:Hỗ trợ Digital Diagnostics Monitoring (DDM) cho điện năng quang học, điện áp và nhiệt độ theo thời gian thực.

2Thiết kế kiến trúc mạng/hệ thống tổng thể

Kiến trúc được đề xuất áp dụng một cấu trúc hai tầng cho lớp truy cập 100G,với các công tắc TOR được triển khai trong mỗi giá đỡ và kết nối với hai công tắc xương sống dư thừa ở lớp tổng hợp.NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050phục vụ như là kết nối vật lý chính giữa các cổng TOR và các cổng cột sống trong phạm vi danh nghĩa 15 mét, bao gồm các vị trí kệ liền kề và cùng hàng.Mỗi bộ chuyển đổi cột sống tổng hợp tối đa 48 liên kết TOR thông qua các cổng QSFP28, với toàn bộ vải hoạt động theo thiết kế CLOS Lớp 3 cho độ trễ xác định và cân bằng tải ECMP.

Các nguyên tắc kiến trúc chính bao gồm:

• Loại cáp đồng nhất:Tiêu chuẩn hóaCáp AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28cho tất cả các liên kết lá đến cột sống đơn giản hóa quản lý phụ tùng thay thế và giảm thiểu yêu cầu đào tạo cho các đội dây cáp.
• Các biến thể chiều dài có mã màu:Các chiều dài khác nhau (10m, 15m, 20m, 50m) được triển khai với màu sắc giày khác nhau để tạo điều kiện nhận dạng trực quan trong quá trình bảo trì.
• Sự đa dạng đường dẫn dư thừa:Các liên kết chính và thứ cấp được định tuyến thông qua các khay cáp riêng biệt để tránh các điểm duy nhất của sự cố vật lý.

3Vai trò và các tính năng chính của NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 trong giải pháp

CácNVIDIA Mellanox MFA1A00-C050Chức năng là "mét cuối cùng" và "mét đầu tiên" của lớp vật lý quang học, kết nối hiệu quả phạm vi điện của ASIC chuyển đổi đến môi trường sợi đa chế độ.Vai trò của nó là cung cấp một nhà máy tối ưu hóa, bộ kết hợp quang học kín loại bỏ các biến trường vốn có của các giải pháp máy thu riêng biệt. Các tính năng kỹ thuật chính khiến nó phù hợp với kiến trúc này bao gồm:

• Máy thu truyền tích hợp dựa trên VCSEL:Ánh sáng đa chế độ 850nm với sự cân bằng Tx / Rx đã được đặt trước được điều chỉnh cho chiều dài sợi cụ thể, đảm bảo độ khuếch đại điều chế quang học nhất quán (OMA) trên toàn bộ dải nhiệt độ.
• Tốc độ trễ thấp:AOC giới thiệu ít hơn 5ns độ trễ bổ sung so với sợi trực tiếp, làm cho nó tương thích với RoCEv2 và các khối lượng công việc nhạy cảm với độ trễ khác.
• Kiểm tra BER tại nhà máy:Mỗi đơn vị được thử nghiệm ở 100G với các mẫu PRBS31, đảm bảo hiệu suất BER đáp ứng hoặc vượt quá các thông số kỹ thuật IEEE 802.3bm.
• DDM toàn diện:Cung cấp điện Rx mỗi kênh, dòng nghiêng Tx và đo nhiệt độ bên trong thông qua giao diện I2C, cho phép giám sát tình trạng liên kết chủ động.

Khi đánh giá tính tương thích,MFA1A00-C050 tương thíchmatrix bao gồm tất cả các sản phẩm NVIDIA SpectrumTM và ConnectX®, cũng như các cổng QSFP28 của bên thứ ba tuân thủ các thông số kỹ thuật MSA.MFA1A00-C050cung cấp các thông số chi tiết về độ nhạy của máy thu và công suất phóng của máy phát có thể so sánh với các thông số kỹ thuật quang học của nền tảng chủ.

4. Các khuyến nghị triển khai và mở rộng quy mô

Việc triển khai theo một cách tiếp cận có cấu trúc để giảm thiểu sự gián đoạn và đảm bảo tính nhất quán trên toàn bộ cấu trúc.

• Xác nhận trước khi triển khai:Kiểm tra rằng các cổng chuyển đổi được cấu hình cho tốc độ 100G và chế độ FEC thích hợp (ví dụ: RS-FEC cho 100G-SR4).Thông số kỹ thuật MFA1A00-C050cho các cài đặt FEC được khuyến cáo.
• Đường dẫn vật lý:Duy trì bán kính uốn cong tối thiểu là 50 mm trong khi buộc dây cáp; sử dụng các bộ quản lý dây cáp thẳng đứng với các thanh giảm căng để tránh căng thẳng trên các đầu nối.
• Kế hoạch ghi nhãn:Thực hiện một quy ước dán nhãn có hệ thống bao gồm rack nguồn / cổng, rack đích / cổng và chiều dài cáp để khắc phục sự cố nhanh chóng.

Để mở rộng quy mô vượt quá 48 liên kết mỗi cột sống, thiết kế chứa tăng trưởng gia tăng bằng cách thêm các công tắc cột sống bổ sung và duy trì cùng một mô hình kết nối dựa trên AOC.Giải pháp cáp AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28quy mô tuyến tính bởi vì chiều dài cáp và ngân sách quang được cố định, loại bỏ nhu cầu tính toán công suất quang cho mỗi liên kết mà nếu không sẽ được yêu cầu với các máy thu riêng biệt.Khi vải phát triển, dung lượng khay cáp nên được tính lại bằng cách sử dụng đường kính bên ngoài 4,2 mm của cáp để đảm bảo lưu lượng không khí đầy đủ và không gian mở rộng trong tương lai.

Một cấu trúc triển khai điển hình được minh họa khái niệm dưới đây (đánh nhìn ở mức giá đỡ):

5. Giám sát hoạt động, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Quản lý hoạt động của kết nối liên kết dựa trên AOC tận dụng các khả năng DDM được xây dựng trongMFA1A00-C050 Cáp quang hoạt động 100GbECác phương pháp khuyến cáo bao gồm:

• Thu thập điểm khởi đầu:Ghi lại sức mạnh Rx, khuynh hướng Tx và nhiệt độ cho mỗi liên kết trong quá trình triển khai ban đầu.
• Kiểm tra sức khỏe định kỳ:Lên lịch tự động DDM thăm dò qua SNMP hoặc Redfish mỗi 5 phút.Tích hợp với các nền tảng giám sát mạng hiện có để tương quan sự suy thoái quang học với nhiệt độ chuyển đổi hoặc biến thể tốc độ quạt.
• Luồng công việc cô lập lỗi:Nếu một liên kết báo cáo lỗi CRC hoặc các sự kiện liên kết xuống, trước tiên xác minh các phép đọc DDM cho cả hai đầu.đặt lại các đầu nối QSFP28 và kiểm tra vi phạm bán kính uốn cong.
• Phân chỉnh phần mềm:Đảm bảo rằng firmware chuyển đổi bao gồm các trình điều khiển I2C mới nhất để giải thích DDM đúng.MFA1A00-C050 để bántừ các kênh chính thức được cung cấp với firmware được chứng nhận, việc xác nhận tương thích nên được lặp lại sau khi nâng cấp hệ điều hành chuyển đổi lớn.

Các cơ hội tối ưu hóa bao gồm tận dụng dữ liệu hiệu suất FEC của cáp để điều chỉnh các cài đặt RS-FEC ở mức chuyển mạch,có khả năng giảm độ trễ 2-3% trên các liên kết với BER gốc cực kỳ thấpĐối với việc triển khai brownfield, giải pháp có thể được triển khai dần dần bằng cách thay thế các cáp DAC trong các khay tắc nghẽn đầu tiên, nhưGiá MFA1A00-C050Điểm được thiết kế để cạnh tranh với tổng chi phí của các máy thu riêng biệt cộng với dây cắm OM4 cao cấp.

6Tóm lại và đánh giá giá trị

CácNVIDIA Mellanox MFA1A00-C050- dựa trên giải pháp kỹ thuật cung cấp một đề xuất giá trị rõ ràng cho các nhà khai thác trung tâm dữ liệu tìm cách đơn giản hóa các kết nối liên kết rack-to-rack 100G.Lợi ích có thể định lượng bao gồm giảm 60% thời gian cài đặt mỗi liên kết, một sự cải thiện 40% về mật độ khay cáp so với DAC, và khả năng hiển thị tình trạng liên kết chủ động thông qua đo từ xa DDM. Bằng cách loại bỏ các biến trường liên quan đến các máy thu quang riêng biệt,Giải pháp giảm tổng chi phí sở hữu trong vòng 5 năm và giảm thời gian sửa chữa trung bình cho các vấn đề về lớp vật lý.

Đối với các kiến trúc sư mạng và các nhóm hoạt động, giải pháp cung cấp một tiêu chuẩn,bản thiết kế lớp vật lý lặp lại có thể được mở rộng sang các loại vải 200G và 400G trong tương lai vì các nguyên tắc tích hợp AOC tương tự được áp dụng.Giải pháp cáp AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28được khuyến cáo cho tất cả các triển khai trong khu vực xanh và nâng cấp khu vực xanh, nơi mật độ cáp và tốc độ triển khai là yếu tố thành công quan trọng.

Từ khóa: MFA1A00-C050, NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050, MFA1A00-C050 100G QSFP28 AOC cáp, MFA1A00-C050 100GbE cáp quang hoạt động, MFA1A00-C050 trang dữ liệu, MFA1A00-C050 thông số kỹ thuật,Giá MFA1A00-C050, MFA1A00-C050 để bán, MFA1A00-C050 tương thích, MFA1A00-C050 giải pháp cáp AOC 100G QSFP28