NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D Data Center Optical Transceiver Giải pháp kỹ thuật

July 9, 2026

NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D Data Center Optical Transceiver Giải pháp kỹ thuật

NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D Data Center Optical Transceiver Giải pháp kỹ thuật.

1. Xét nghiệm về dự án và các yêu cầu

Khi các kiến trúc trung tâm dữ liệu phát triển để hỗ trợ đào tạo AI ngày càng đòi hỏi, tính toán hiệu suất cao (HPC) và khối lượng công việc lưu trữ doanh nghiệp, kết nối lớp vật lý giữa các máy chủ,chuyển đổi, và hệ thống lưu trữ phải cung cấp cả băng thông cao và tính linh hoạt hoạt động.Tại lớp truy cập 25G where where the majority of server-to-switch connections occur network architects face a critical design challenge Các kiến trúc sư mạng phải đối mặt với thách thức thiết kế quan trọng: làm thế nào để cung cấp kết nối 25G qua các khoảng cách khác nhau (từ 5 mét đến 100 mét) trong khi hỗ trợ cả giao thức Ethernet và InfiniBand,mà không làm gia tăng các loại máy thu hoặc làm tổn hại đến tính toàn vẹn của tín hiệuCách tiếp cận truyền thống duy trì các SKU máy thu riêng biệt cho mỗi giao thức và cấp độ khoảng cách đưa ra chi phí hoạt động đáng kể,bởi vì Ethernet và InfiniBand các loại vải đòi hỏi các chu kỳ trình độ khác nhau, và các mô-đun tầm ngắn và tầm xa có cấu trúc chi phí khác nhau.

Thách thức này được tăng cường bởi hai xu hướng công nghiệp đồng thời. the growing adoption of mixed-fabric architectures in AI clusters — where Ethernet serves storage and management traffic while InfiniBand handles GPU-to-GPU communication — demands optical transceivers that can seamlessly operate across both protocol environmentsThứ hai, các nhiệm vụ bền vững đang thúc đẩy giảm tiêu thụ điện tại cảng,bởi vì các công tắc mật độ cao với 48 hoặc 64 cổng SFP28 có thể tiêu thụ năng lượng đáng kể nếu các bộ thu phát không được tối ưu hóa cho hiệu quả. Một giải pháp kỹ thuật có cấu trúc là cần thiết một giải pháp tiêu chuẩn hóa trên một máy thu 25G SFP28 duy nhất, có đặc điểm tốt với khả năng giao thức kép, hướng dẫn lập kế hoạch khoảng cách rõ ràng,liên kết các thủ tục xác nhận ngân sách, và giám sát sức khỏe chủ động trên cả các vải Ethernet và InfiniBand.

2Thiết kế kiến trúc mạng / hệ thống chung

Kiến trúc được đề xuất áp dụng một cấu trúc hai tầng với các cổng 25G SFP28 phục vụ như lớp truy cập cho tất cả các nút tính toán, lưu trữ và GPU.thường được trang bị 48 hoặc 64 cổng SFP28, kết nối với các máy chủ và bộ điều khiển lưu trữ thông qua các liên kết 25G, trong khi nhiều liên kết lên 100G hoặc 400G kết nối lớp lá với lớp cột sống cho giao thông liên kết giữa cỗ máy và trung tâm dữ liệu (DCI).Kiến trúc hỗ trợ cả Ethernet (đối với lưu trữ và quản lý) và InfiniBand (đối với GPU-to-GPU và HPC fabric) trong cùng một thiết kế lớp vật lý, sử dụng một SKU máy thu quang nhất quán cho tất cả các liên kết truy cập 25G bất kể giao thức.

Đối với kiến trúc này,NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150Dđược chọn là bộ thu quang quang 25G duy nhất cho tất cả các liên kết tầng truy cập lên đến 100 mét trên sợi OM4 và 70 mét trên sợi OM3.MMAIB00-B150D máy thu quanghoạt động trên sợi đa chế độ kép bằng công nghệ VCSEL 850nm, hỗ trợ cả 25GBASE-SR Ethernet và 25G InfiniBand HDR giao thức mà không cần cấu hình lại phần mềm cố định.Khả năng giao thức kép là rất quan trọng đối với chiến lược SKU thống nhất của kiến trúc, bởi vìNVIDIA Mellanox MMAIB00-B150DlàMMAIB00-B150D tương thíchvới cả switch NVIDIA Spectrum Ethernet và switch NVIDIA Quantum InfiniBand, cũng như bộ chuyển đổi dòng ConnectX và DPU BlueField.

Kiến trúc cũng kết hợp một thiết kế nhà máy sợi tiêu chuẩn sử dụng các đầu nối LC képlex và sợi multimode OM4 cho tất cả các cài đặt mới,với các quy định về tái sử dụng cơ sở hạ tầng OM3 hiện có cho các liên kết ngắn hơn khi tỷ lệ liên kết cho phépThiết kế này đảm bảo rằng bất kỳ cổng SFP28 nào cũng có thể được kết nối chéo với bất kỳ điểm cuối nào trong giới hạn tiếp cận 100 mét, cung cấp tính linh hoạt tối đa cho việc cân bằng lại công suất và các chu kỳ làm mới phần cứng.Hướng dẫn thiết kế tham chiếuThông số kỹ thuật MMAIB00-B150DĐối với bán kính uốn cong (tối thiểu động 30mm), độ sạch của kết nối (theo IEC 61300-3-35) và ngân sách mất tích chèn (tối đa 2,5 dB tổng cộng cho toàn bộ liên kết, bao gồm cả các kết nối và ghép nối).

3. Vai trò và các tính năng chính của NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D trong giải pháp

Trong kiến trúc này,MMAIB00-B150D máy thu quanghoạt động như giao diện quang chuẩn hóa nối kết phạm vi điện của bộ chuyển mạch / bộ điều chỉnh với cơ sở hạ tầng sợi quang,cung cấp hiệu suất nhất quán trên cả Ethernet và InfiniBandCác tính năng kỹ thuật chính của nó là rất quan trọng đối với sự thành công của chiến lược SKU duy nhất:

  • Hoạt động hai giao thức:Hỗ trợ cả 25GBASE-SR Ethernet và 25G InfiniBand HDR với tự động phát hiện, cho phép tồn kho bộ thu thống nhất trên các loại vải khác nhau.
  • Máy phát 850nm VCSEL:Cung cấp công suất đầu ra quang học đáng tin cậy (-4 đến +4 dBm) với tiếng ồn cường độ tương đối thấp (RIN), hỗ trợ sơ đồ mắt sạch qua sợi đa chế độ với tín hiệu NRZ 25,78 Gbps.
  • Máy nhận mã PIN nhạy cao:Độ nhạy điển hình là -8,5 dBm, cung cấp một biên liên kết ít nhất 3,0 dB trên OM4 ở 100 mét và 5,0 dB trên OM4 ở 70 mét, tính đến tổn thất kết nối và lão hóa.
  • Hiệu quả năng lượng:Tiêu thụ tiêu thụ thông thường dưới 1,5W, cho phép cấu hình cổng dày đặc mà không vượt quá ngân sách nhiệt.
  • Giám sát chẩn đoán kỹ thuật số tích hợp (DDM):Báo cáo thời gian thực về sức mạnh Tx, sức mạnh Rx, nhiệt độ, điện áp và dòng bias thông qua giao diện quản lý I2C tiêu chuẩn, cho phép phát hiện lỗi chủ động trên cả hai môi trường giao thức.
  • Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng:Nhiệt độ vỏ từ 0 °C đến 70 °C, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong môi trường kệ mật độ cao với nhiệt môi trường cao.
  • Chứng chỉ nhà máy cho cả Ethernet và InfiniBand:Loại bỏ sự cần thiết của các chu kỳ trình độ chuyên môn riêng biệt theo giao thức, giảm thời gian triển khai và rủi ro.

Những đặc điểm này được ghi chép đầy đủ trongMMAIB00-B150D, bao gồm mặt nạ sơ đồ mắt, đường cong dung nạp giật và bản vẽ cơ học để tích hợp vào các công cụ bố trí tủ. The datasheet also provides detailed link budget tables that are referenced during the architectural planning phase to validate that each link's total insertion loss remains within the module's optical budget.

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

Đối với việc triển khai ban đầu, chúng tôi khuyến cáo một cách tiếp cận phân vùng có cấu trúc mà bản đồ các tầng khoảng cách đến các loại cáp tiêu chuẩn hóa và đảm bảo biên liên kết nhất quán trên tất cả các kết nối,bất kể giao thức. Topology điển hình sau đây được sử dụng cho một công tắc lá 48 cổng phục vụ 48 máy chủ trên sáu tủ (8 máy chủ mỗi tủ), với khoảng cách giữa tủ từ 5 đến 90 mét:

  • Khu vực A (trong đường ray, 2,5 mét):Đường dây vá LC trực tiếp từ công tắc lá đến máy chủ.
  • Khu vực B (các tủ liền kề, 8 ̊25 mét):Cáp OM4 có cấu trúc thông qua các khay sợi trên cùng với các tấm vá trung gian. Tổng số kết nối: 2 cặp kết nối cho mỗi liên kết. Biên giới liên kết: 4,5 ∼ 5,0 dB, nằm trong mức tối thiểu 3,0 dB của mô-đun.
  • Khu vực C (trên lối đi / giữa hàng, 30 ∼ 70 mét):Các thân máy OM4 được kết thúc trước với các đầu nối được đánh bóng tại nhà máy, được định tuyến dưới sàn cao.
  • Khu vực D (giữa sảnh / khuôn viên trường, 70-100 mét):Chỉ được sử dụng cho các kết nối ngắn trong khuôn viên trường mà cơ sở hạ tầng OM4 tồn tại.và xác minh biên điện trong khi đưa vào sử dụng.

Tăng quy mô vượt ra ngoài một pods duy nhất theo nguyên tắc phân vùng tương tự, với việc thêm các công tắc tổng hợp trung gian kết thúc các liên kết truy cập 25G từ nhiều pods.Giải pháp máy thu quang MMAIB00-B150Dsử dụng một SKU duy nhất với khả năng hai giao thức, việc mở rộng không yêu cầu dự báo các loại máy thu truyền cho mỗi giao thức hoặc khoảng cáchĐiều này đơn giản hóa hậu cần và cho phép nhóm hoạt động duy trì một lượng dự trữ đệm nhỏ của máy thu dự phòng (thường là 5% các đơn vị được triển khai) để thay thế nhanh chóng trong các sự kiện bảo trì.

Đối với lập kế hoạch khoảng cách, bảng sau đây cung cấp các hướng dẫn về phạm vi tối đa dựa trên loại sợi và ngân sách liên kết:

Loại sợi Max Reach Tỷ lệ lợi nhuận liên kết điển hình Trường hợp sử dụng được khuyến cáo
OM3 (2000 MHz·km) 70 mét ~3,5 dB Trong hàng, cùng lối đi
OM4 (4700 MHz·km) 100 mét ~ 3,0 dB Phương ngang, giữa hàng, khuôn viên ngắn

Khi triển khai ở khoảng cách gần phạm vi tối đa, chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện đo năng lượng quang học trong khi đưa vào sử dụng một nguồn ánh sáng và máy đo năng lượng,so sánh tổn thất đo lường với ngân sách tính toán từMMAIB00-B150DBước xác nhận này đảm bảo rằng bất kỳ khiếm khuyết cáp hoặc ô nhiễm nào cũng được phát hiện trước khi nối kết được đưa vào sản xuất.

5. Hoạt động và bảo trì: Giám sát, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Chu kỳ hoạt động của cơ sở hạ tầng quang dựa trên MMAIB00-B150D đòi hỏi một cách tiếp cận có hệ thống để giám sát và quản lý lỗi,Tận dụng khả năng DDM của mô-đun trên cả Ethernet và InfiniBandChúng tôi khuyên bạn nên tích hợp giao diện quản lý I2C vào hệ thống quản lý mạng trung tâm (NMS) bằng cách sử dụng tiêu chuẩn SFF-8472 MIB cho các mô-đun SFP.Các ngưỡng chính để cấu hình cho cảnh báo chủ động bao gồm::

  • Sự suy giảm sức mạnh Tx:Cảnh báo nếu công suất đầu ra giảm hơn 2,0 dB so với tiêu chuẩn, cho thấy khả năng lão hóa VCSEL hoặc ô nhiễm đầu nối ở phía phát.
  • Rx biên điện:Cảnh báo nếu nhận được điện tiếp cận -8,0 dBm (với độ nhạy ở -8,5 dBm), cho thấy mất liên kết quá mức, tổn thương cáp hoặc sắp xếp kết nối kém.
  • Đi du lịch nhiệt độ:Cảnh báo nếu nhiệt độ phòng vượt quá 65 °C, cho thấy tắc nghẽn luồng không khí, lỗi quạt hoặc tăng nhiệt độ môi trường.
  • Bias drift hiện tại:Kiểm tra những thay đổi trong dòng thiên hướng laser theo thời gian; sự gia tăng bền vững vượt quá 30% số lượng danh nghĩa có thể chỉ ra sự suy giảm VCSEL.

Trong trường hợp suy giảm hoặc lỗi liên kết, nên tuân theo một giao thức khắc phục sự cố có cấu trúc:

  1. Kiểm tra các phép đọc DDM để cô lập lỗiThông số kỹ thuật MMAIB00-B150Dvà xác nhận xem vấn đề có ảnh hưởng đến cả Ethernet và InfiniBand fabric hay chỉ một giao thức.
  2. Kiểm tra các kết nối LC kép ở cả hai đầu bằng kính hiển vi mặt cuối; sạch nếu phát hiện ô nhiễm theo tiêu chuẩn IEC 61300-3-35.
  3. Kiểm tra liên kết với một máy thu MMAIB00-B150D được biết là tốt để xác nhận lỗi nằm trong mô-đun hoặc nhà máy sợi.
  4. Nếu vấn đề vẫn tiếp tục, hãy thực hiện thử nghiệm OTDR để xác định vị trí của bất kỳ vết nứt sợi, uốn cong quá mức hoặc lỗi ghép trong đường dây cáp có cấu trúc.
  5. Đối với các vấn đề cụ thể của giao thức, hãy xác minh rằng cấu hình chuyển mạch / điểm cuối phù hợp với chế độ giao thức tự phát hiện của máy thu; mặc dù MMAIB00-B150D hỗ trợ tự phát hiện,một số nền tảng cũ có thể yêu cầu cấu hình giao thức thủ công.

Các cơ hội tối ưu hóa bao gồm kiểm toán quản lý cáp định kỳ để đảm bảo tuân thủ bán kính uốn tối thiểu và để xác minh rằng các chùm sợi không bị nén hoặc bị căng quá mức.Ngoài ra, bởi vìGiá MMAIB00-B150Dcạnh tranh với các mô-đun 25G SR đủ điều kiện khác trong khi cung cấp khả năng hai giao thức,chúng tôi khuyên bạn nên duy trì một lượng nhỏ các bộ thu dự phòng (khoảng 5% tổng số đơn vị được triển khai) để cho phép thay thế nhanh chóng và giảm thiểu MTTRĐối với việc triển khai quy mô lớn, hãy xem xét triển khai bảng điều khiển sức khỏe quang học tự động tổng hợp dữ liệu DDM trên tất cả các liên kết trong cả Ethernet và InfiniBand,cho phép bảo trì dự đoán và lập kế hoạch năng lực.

6. Tóm lại & Đánh giá giá trị

CácNVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D- dựa trên giải pháp kỹ thuật cung cấp một phương pháp thực tế, được xác nhận trên thực địa để cân bằng băng thông, khoảng cách và tính linh hoạt của giao thức trên các mạng truy cập trung tâm dữ liệu 25G.Bằng cách chuẩn hóa trên một, IEEE phù hợp với SFP28 máy thuMMAIB00-B150D máy thu quang- kiến trúc loại bỏ sự phức tạp của việc quản lý nhiều SKU cho các giao thức khác nhau và cấp độ khoảng cách, giảm hàng tồn kho phụ tùng thay thế và đơn giản hóa lập kế hoạch triển khai.Công nghệ VCSEL 850nm của module, kết hợp với một máy thu PIN nhạy cao, cung cấp hiệu suất đáng tin cậy trên OM3 và OM4 sợi đa chế độ lên đến 100 mét,bao gồm phần lớn các liên kết nội bộ trung tâm dữ liệu và khuôn viên trong khi hỗ trợ cả Ethernet và InfiniBand.

Các chỉ số giá trị chính từ các triển khai so sánh bao gồm:

  • Giảm hàng tồn kho:Một SKU máy thu phát duy nhất thay thế hai số phần cụ thể theo giao thức và hai số phần cụ thể về khoảng cách, giảm chi phí logistics trên 60~70%.
  • Hiệu quả năng lượng:Với < 1,5W mỗi mô-đun, MMAIB00-B150D góp phần giảm chi phí làm mát và cải thiện PUE.
  • Độ tin cậy hoạt động:Theo dõi chủ động được kích hoạt bởi DDM làm giảm MTTR lên đến 60% đối với lỗi lớp quang trong cả hai loại vải.
  • Tối ưu hóa chi phí:CácGiá MMAIB00-B150Dcạnh tranh với các mô-đun 25G SR đủ điều kiện khác, trong khi khả năng giao thức kép và khả năng tương thích rộng của nó loại bỏ chi phí trình độ bổ sung và giảm chi phí huấn luyện.

Đối với các kiến trúc sư mạng và các lãnh đạo kỹ thuật, MMAIB00-B150D cung cấp một giao diện quang học "fit-and-forget" duy trì hiệu suất nhất quán trong biến đổi nhiệt độ, căng thẳng cơ học,và môi trường giao thứcGiải pháp đặc biệt được khuyến cáo cho các trung tâm dữ liệu AI xanh dự định mạng truy cập 25G tiêu chuẩn hóa với các loại Ethernet và InfiniBand hỗn hợp,cũng như môi trường brownfield nâng cấp từ 10G lên 25G trong khi tái sử dụng cơ sở hạ tầng sợi đa chế độ hiện cóKhi 25G Ethernet và 25G InfiniBand tiếp tục phục vụ như nền tảng tầng truy cập cho môi trường lưu trữ AI, HPC và doanh nghiệp, kiến trúc quang học dựa trên MMAIB00-B150D cung cấp một nền tảng mạnh mẽ,nền tảng có thể mở rộng phù hợp với cả các hạn chế hoạt động hiện tại và lộ trình năng lực dài hạn.

Để biết hướng dẫn tích hợp chi tiết, dữ liệu mô phỏng nhiệt và các gói chứng nhận tuân thủ, vui lòng tham khảo tài liệu sản phẩm chính thức.