NVIDIA Mellanox MFP7E20-N010 Giải pháp kỹ thuật: Kết nối liên kết độ tin cậy cao và tối ưu hóa hoạt động

NVIDIA Mellanox MFP7E20-N010 Giải pháp kỹ thuật: Kết nối liên kết đáng tin cậy cao và tối ưu hóa hoạt động cho các trung tâm dữ liệu và mạng doanh nghiệp

Giải pháp kỹ thuật này được thiết kế cho các kiến trúc sư mạng, kỹ sư bán hàng trước và quản lý hoạt động.NVIDIA Mellanox MFP7E20-N010MPO splitter cáp sợi và giải quyết các thách thức có hệ thống của việc thực hiện hiệu quả 400G-to-2 × 200G kết nối đột phá trong 400GbE Ethernet và NDR InfiniBand môi trường trung tâm dữ liệu.Giải pháp tập trung vào việc giải quyết các vấn đề liên quan đến các điểm kết nối quá nhiều, mất tích chèn tích lũy, tắc nghẽn khay cáp, và quản lý cực độ, cung cấp một khuôn khổ tiêu chuẩn hóa lặp lại cho việc triển khai đột phá trong vải mật độ cao.

1- Phân tích các dự án và các yêu cầu

Các cụm đào tạo AI / ML hiện đại và môi trường máy tính hiệu suất cao ngày càng phụ thuộc vào kiến trúc tốc độ hỗn hợp, nơi các cổng chuyển mạch 400G phải kết nối với các điểm cuối 200G hoặc 100G.Trong việc triển khai Ethernet 400G InfiniBand hoặc Spectrum TM thông thường của NVIDIA Quantum-2 NDR, mỗi cổng 400G thường cần phải được chia thành hai kết nối 200G để tối đa hóa việc sử dụng cổng và tối ưu hóa chi phí cho mỗi băng thông.Các giải pháp breakout truyền thống sử dụng các bộ thu breakout riêng biệt và nhiều cáp vá đưa ra những thách thức về lớp vật lý đáng kể: sự mất tích tích lũy thường vượt quá 1,0dB do nhiều điểm kết nối; tắc nghẽn khay cáp trở nên tồi tệ hơn khi mỗi lần vỡ tiêu thụ ba đến bốn cáp riêng biệt;và quản lý cực trở nên dễ mắc lỗi, dẫn đến quá trình sửa đổi và triển khai chậm.

Các yêu cầu chính được xác định thông qua sự tham gia của khách hàng bao gồm:

• Mất tích lũy thấp:Tổng tổn thất đột phá phải ở dưới 0,6dB để duy trì biên giới liên kết đủ trong chế độ điều chế PAM4 trên cả hai nhánh đầu ra.
• Điểm kết nối vật lý giảm:Giảm thiểu số lượng cặp kết nối kết nối cho mỗi sự cố để giảm nguy cơ nhiễm trùng và cải thiện độ tin cậy.
• Tăng mật độ cáp:Tập hợp nhiều cáp vá riêng biệt thành một tập hợp tích hợp để giảm việc sử dụng khay cáp và cải thiện lưu lượng không khí.
• Tiêu chuẩn hóa cực:Loại bỏ lỗi cực trường thông qua các cấu hình cực đã được xác minh trước.
• Khả năng quan sát hoạt động:Dữ liệu cơ bản của nhà máy cho mỗi bước đầu ra để cho phép theo dõi hiệu suất chủ động và cô lập lỗi nhanh chóng.

2Thiết kế kiến trúc mạng/hệ thống tổng thể

Kiến trúc được đề xuất áp dụng một cấu trúc hai tầng lá xương sống, trong đó các chuyển đổi xương sống được trang bị các cổng 400G và các chuyển đổi lá hoặc các nút tính toán hoạt động ở 200G.Mỗi cổng cột sống 400G được kết nối với hai cổng 200G hạ lưu thông qua mộtMFP7E20-N010 Cáp sợi chia MPO. Cáp có một đầu nối nữ MPO-12 ở phía cột sống, kết hợp trực tiếp với máy thu quang 400G SR8 hoặc DR4 và kết thúc trong hai đầu nối nữ MPO-4 ở phía dưới,kết nối với máy thu 200G ở phía lá hoặc HCA.

Thiết kế lớp vật lý tuân theo các nguyên tắc sau:

• Loại cáp tháo rời thống nhất:Tiêu chuẩn hóa trênNVIDIA Mellanox MFP7E20-N010Đối với tất cả các ứng dụng đột phá 400G đến 200G, với chiều dài cố định 10 mét (được chỉ định bằng hậu tố "N010") bao gồm khoảng cách đột phá bên trong và bên cạnh rack.
• Kiến trúc điểm kết nối giảm:Thiết kế tích hợp củng cố những điểm kết nối 4 ′′ 6 vào chỉ 3 (một MPO-12 và hai MPO-4), làm giảm đáng kể nguy cơ nhiễm trùng và mất tích chèn.
• Độ cực được cấu hình sẵn:Nhà máy kết thúc với tính cực loại B (thông qua), loại bỏ các lỗi lập bản đồ tính cực tại chỗ và đảm bảo sự sắp xếp cặp sợi nhất quán trên cả hai nhánh đầu ra.
• Nhãn hiệu chi nhánh mã hóa màu sắc:Mỗi nhánh đầu ra (A và B) được đánh dấu rõ ràng để đơn giản hóa bản đồ cổng và giảm các lỗi cài đặt.

Một mô hình kết nối đột phá điển hình được minh họa dưới đây:

3Vai trò và các tính năng chính của NVIDIA Mellanox MFP7E20-N010 trong giải pháp

CácNVIDIA Mellanox MFP7E20-N010phục vụ như một phương tiện đột phá tích hợp kết nối các cổng cột sống 400G với hai điểm cuối 200G hạ lưu.Không giống như các giải pháp đột phá được lắp ráp trong lĩnh vực mà giới thiệu sự biến đổi tại mọi điểm kết nối, bộ MPO-12 đến 2 × MPO-4 được kết thúc tại nhà máy này cung cấp bộ phân tách được hiệu chỉnh và các đường cơ sở hiệu suất được ghi lại cho mỗi nhánh đầu ra. Các thuộc tính kỹ thuật chính của nó bao gồm:

• MPO-12 đến 2 × MPO-4 topology đột phá:Một đầu nối nữ MPO-12 duy nhất ở phía cột sống chia thành hai đầu nối nữ MPO-4 ở phía dưới, cho phép một fan-out 1-to-2 sạch sẽ với phân chia quang học được hiệu chỉnh tại nhà máy.
• Máy quang chia cắt kết thúc nhà máy:Máy phân chia nội bộ và đường dẫn sợi được hiệu chỉnh tại nhà máy để đảm bảo năng lượng quang cân bằng trên cả hai nhánh đầu ra, với tổn thất chèn mỗi chân được kiểm soát chặt chẽ để duy trì biên kết nối.
• OM4 sợi đa chế độ không nhạy uốn cong:Được tối ưu hóa cho truyền VCSEL 850nm, hỗ trợ 400G SR8 và NDR InfiniBand với sợi không nhạy với uốn cong cho phép định tuyến dày đặc thông qua khay cáp.
• Độ cực được xác định tại nhà máy:Được cấu hình sẵn với độ cực loại B phù hợp với TIA-604-5, loại bỏ các lỗi lập bản đồ độ cực tại chỗ và đảm bảo sự liên kết liên tục các cặp sợi trên cả hai nhánh đột phá.
• Dữ liệu thử nghiệm theo chuỗi với các phép đo tổn thất mỗi chân:Mỗi bộ máy cáp được vận chuyển với một báo cáo thử nghiệm toàn diện ghi lại sự mất mát chèn cho mỗi cặp sợi cho mỗi chân đầu ra,cung cấp một đường cơ sở cho việc theo dõi hiệu suất vòng đời quan trọng đối với các ứng dụng đột phá, nơi tổn thất tích lũy trên nhiều chi nhánh.

Đối với các đặc điểm kỹ thuật quang học và cơ học chi tiết, các kỹ sư có thể tham khảo cácMFP7E20-N010, bao gồm các đặc điểm kỹ thuật tỷ lệ chia và đặc điểm mất mát phụ thuộc nhiệt độ.Thông số kỹ thuật MFP7E20-N010cũng phác thảo các chỉ dẫn về an toàn cháy và tải trọng kéo của cáp cần thiết cho việc xử lý cáp đúng cách trong quá trình lắp đặt.

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

Việc triển khai theo một cách tiếp cận theo giai đoạn, dựa trên xác thực để đảm bảo tính nhất quán trên tất cả các kết nối thoát.

• Bản đồ cảng trước khi triển khai:Định nghĩa bản đồ cổng logic-to-physical cho mỗi sự đột phá, bao gồm cả cổng cột sống cho phân nhánh A (Leaf A) và phân nhánh B (Leaf B).Sử dụng số serial nhà máy để theo dõi dữ liệu mất mát cơ bản của mỗi cáp.
• Nhận kiểm tra:Sau khi giao hàng, xác minh báo cáo thử nghiệm của mỗi cáp so với các yêu cầu ngân sách liên kết đã chỉ định.
• Đường dẫn và trang bị:Các thân đơn MPO-12 đơn giản hóa định tuyến; duy trì một bán kính uốn cong tối thiểu là 30mm ở tất cả các đường rẽ.giảm nhu cầu về các mô-đun quạt tách biệt.
• Kiểm tra mặt cuối và kết hợp:Trước khi kết nối mỗi đầu nối MPO với máy thu, thực hiện một cuộc kiểm tra đầu tiên nhanh chóng bằng cách sử dụng một phạm vi MPO cầm tay.Đảm bảo mỗi thiết bị được kết nối với cổng hạ lưu chính xác (đặt A/B).
• Xác nhận sau khi lắp đặt:Kiểm tra mỗi nhánh từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng một nguồn ánh sáng MPO và đồng hồ điện, so sánh mất mát đo với đường cơ sở nhà máy được cung cấp trongMFP7E20-N010.

Để mở rộng quy mô vượt ra ngoài việc triển khai ban đầu,MFP7E20-N010 Giải pháp cáp sợi phân chia MPOhỗ trợ tăng trưởng gia tăng bằng cách đơn giản thêm các cáp phân chia mới khi các cổng 400G mới được trực tuyến.Loại cáp tiêu chuẩn hóa và ngân sách mất mát loại bỏ nhu cầu tính toán công suất quang cho mỗi nhánh, vì giá trị mất mát được thử nghiệm tại nhà máy cung cấp một hằng số được biết. Khi mở rộng sang các cổng cột sống bổ sung hoặc giá đỡ mới, cùng một SKU cáp có thể được sử dụng lại,giảm sự phức tạp của việc mua sắm và tiết kiệm chi phí chung.

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

Quản lý hoạt động củaNVIDIA Mellanox MFP7E20-N010- cơ sở hạ tầng đột phá dựa trên tận dụng dữ liệu thử nghiệm cơ bản được thu thập trong quá trình triển khai.

• Kiểm tra mất mát định kỳ theo chi nhánh:Sử dụng một nguồn ánh sáng MPO và đồng hồ điện để đo mất tích chèn từ đầu đến cuối cho mỗi nhánh đầu ra hàng quý. So sánh các giá trị đo với dữ liệu cơ bản của nhà máy.Một sai lệch lớn hơn 0.2dB trên một trong hai nhánh đòi hỏi phải kiểm tra thêm.
• Lịch kiểm tra lại mặt cuối:Lên lịch kiểm tra mặt cuối sau khi bất kỳ thao tác cáp. trong cấu hình breakout, ô nhiễm trên giao diện MPO-12 duy nhất ảnh hưởng đến cả hai nhánh,làm cho cuộc kiểm tra này đặc biệt quan trọng.
• Luồng công việc cô lập lỗi:Nếu một liên kết báo cáo tỷ lệ lỗi bit cao hoặc các sự kiện liên kết xuống, trước tiên kiểm tra các đọc DDM của máy thu quang cho mỗi đầu.nghi ngờ có vấn đề với đầu nối nhánh MPO-4 cụ thể hoặc máy thu phát hạ lưuNếu cả hai nhánh thất bại, kiểm tra các kết nối MPO-12 ở phía cột sống.
• Chiến lược tiết kiệm thay thế:Duy trì một danh mục đầu tư nhỏ của các cáp MFP7E20-N010 được kiểm tra trước như phụ tùng nóng.Hoàn hợp với MFP7E20-N010Với các bộ thu QSFP-DD / OSFP tiêu chuẩn, một cáp dự phòng duy nhất có thể thay thế bất kỳ liên kết thoát nào bị thất bại.

Đối với việc triển khai quy mô lớn với hơn 100 cáp thoát, hãy xem xét tích hợp dữ liệu thử nghiệm cơ bản vào hệ thống quản lý lớp vật lý (PLM).Điều này cho phép cảnh báo tự động khi mất mát đo vượt quá ngưỡng được xác định bởi người dùng trên một trong hai chi nhánh và hỗ trợ các quyết định dựa trên dữ liệu về thời điểm thay thế chủ động các cáp vỡ cũ.Giá MFP7E20-N010nên được đánh giá không chỉ so với chính cáp mà còn so với chi phí hoạt động giảm từ ít điểm kết nối, giải quyết lỗi nhanh hơn và quản lý cáp đơn giản.

6Tóm lại và đánh giá giá trị

CácNVIDIA Mellanox MFP7E20-N010- dựa trên giải pháp kỹ thuật cung cấp một đề xuất giá trị rõ ràng cho các tổ chức triển khai các loại vải 400G / NDR với các yêu cầu đột phá:nó chuyển đổi kết nối đột phá phức tạp từ một rủi ro được lắp ráp trên thực địa thành một rủi ro có thể dự đoán được, tài liệu, và dễ quản lý tài sản. lợi ích định lượng chính bao gồm giảm 60~70% thời gian triển khai cho mỗi đột phá, loại bỏ việc tái chế liên quan đến cực,giảm mất tích chèn tích lũy từ hơn 1.0dB xuống dưới 0.5dB, và cải thiện có thể đo lường trong thời gian sửa chữa trung bình thông qua cách ly lỗi dựa trên đường chuẩn.Thiết kế tích hợp cũng làm giảm việc sử dụng khay cáp bằng cách hợp nhất 3 ¢ 4 cáp riêng biệt vào một tập hợp duy nhất, cải thiện luồng không khí và đơn giản hóa việc bổ sung cáp trong tương lai.

Đối với các kiến trúc sư mạng và các nhà lãnh đạo hoạt động, áp dụngMFP7E20-N010 để bánthông qua các kênh được ủy quyền của NVIDIA cung cấp một con đường đến tiêu chuẩn hóa lớp vật lý có quy mô với sự phát triển của trung tâm dữ liệu.Khi ngành công nghiệp di chuyển về phía 800G và xa hơn với các yêu cầu tốc độ hỗn hợp tiếp tục, các nguyên tắc tương tự của sự đột phá tích hợp, hiệu suất phân tách được xác nhận tại nhà máy và khả năng quan sát cơ bản sẽ vẫn phù hợp, làm cho MFP7E20-N010 trở thành một thành phần cơ bản cho linh hoạt,kết nối quang học độ tin cậy cao.

Từ khóa: MFP7E20-N010, NVIDIA Mellanox MFP7E20-N010, MFP7E20-N010 cáp phân chia sợi MPO, MFP7E20-N010 400GbE / NDR MPO-12 đến 2xMPO-4 đột phá, trang dữ liệu MFP7E20-N010, thông số kỹ thuật MFP7E20-N010,Giá MFP7E20-N010, MFP7E20-N010 để bán, MFP7E20-N010 tương thích, MFP7E20-N010 giải pháp cáp sợi chia MPO