अभ्यास में NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS डेटा सेंटर ऑप्टिकल ट्रांसीवर

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS डाटा सेंटर ऑप्टिकल ट्रांससीवर प्रैक्टिस में∙ रैक और इंटर कैंपस लिंक के बीच बैंडविड्थ और दूरी को संतुलित करना

पृष्ठभूमि और चुनौतीः आधुनिक डेटा सेंटर कनेक्टिविटी में बैंडविड्थ-दूरी व्यापार-ऑफ

जैसे-जैसे डेटा सेंटर आर्किटेक्चर 25G सर्वर एक्सेस और 100G/400G स्पाइन अपलिंक की ओर विकसित होते हैं, नेटवर्क आर्किटेक्ट्स को लगातार भौतिक-स्तर दुविधा का सामना करना पड़ता हैःट्रांससीवर प्रकारों को फैलाए बिना या सिग्नल अखंडता को खतरे में डाले बिना विभिन्न दूरी पर पर्याप्त बैंडविड्थ कैसे वितरित करेंयह चुनौती दो सामान्य परिदृश्यों में विशेष रूप से तीव्र हैः एक ही पंक्ति के भीतर इंटर-रैक कनेक्शन (आमतौर पर 5 ̊15 मीटर) और 50 ̊100 मीटर तक फैलने वाली इंटर-बिल्डिंग या इंटर-कैंपस लिंक।जबकि 25G SFP28 ऑप्टिकल ट्रांससीवर आवश्यक डेटा दर प्रदान करते हैं, सभी मॉड्यूल समान नहीं बनाए जाते हैं जब यह लिंक बजट, बिजली दक्षता, और स्थापित मल्टीमोड फाइबर बुनियादी ढांचे के साथ संगतता की बात आती है।

एक विशिष्ट ब्राउनफील्ड डेटा सेंटर में, कई ऑपरेटर मौजूदा OM3/OM4 केबलिंग पर 10G SR ट्रांससीवर का उपयोग करना जारी रखते हैं, लेकिन 25G में अपग्रेड करने से सख्त ऑप्टिकल सहिष्णुता आती है।NVIDIA Mellanox MMA2P00-ASइस संक्रमण को ठीक से संबोधित करने के लिए विकसित किया गया था:एक 25G SFP28 ऑप्टिकल ट्रांससीवर जो मौजूदा SFP+ पिंजरों और फाइबर संयंत्रों के साथ पिछड़े संगतता बनाए रखते हुए मल्टीमोड फाइबर पर मजबूत 850nm VCSEL प्रदर्शन प्रदान करता हैहालांकि, selecting the right transceiver for each distance tier — and avoiding overspending on long-reach modules for short-reach links — remains a critical design decision that directly impacts both capital expenditure and operational reliability.

समाधान और तैनातीः 25G ऑप्टिकल कनेक्टिविटी के लिए एक स्तरित दृष्टिकोण

बैंडविड्थ-दूरी संतुलन को दूर करने के लिए, एक प्रमुख क्लाउड सेवा प्रदाता ने हाल ही में एक स्तरीय ऑप्टिकल रणनीति का उपयोग करके अपने 25G एक्सेस नेटवर्क को मानकीकृत किया।रैक के भीतर और आसन्न रैक कनेक्शन के लिए (30 मीटर तक), टीम नेNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASOM4 MMF के साथ युग्मित ट्रांससीवर।MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmयह कॉन्फ़िगरेशन ओएम4 पर 100 मीटर और ओएम3 पर 70 मीटर की पहुंच प्रदान करता है।78 जीबीपीएस डेटा दर 1 से कम की विशिष्ट बिजली की खपत के साथ.5W प्रति पोर्ट.

30 से 70 मीटर की दूरी पर रैक के बीच के लिंक के लिए, वहीMMA2P00-ASट्रांससीवरों को तैनात किया गया था, क्योंकि मॉड्यूल की ऑप्टिकल आउटपुट शक्ति (आमतौर पर -4 से +4 डीबीएम) और रिसीवर संवेदनशीलता (-8.5 डीबीएम विशिष्ट) 70 मीटर पर ओएम 4 पर कम से कम 3.0 डीबी का लिंक मार्जिन सुनिश्चित करती है।यह मार्जिन कनेक्टर हानि के लिए जिम्मेदार है, स्प्लिट हानि, और उम्र बढ़ने के प्रभाव, प्रीमियम विस्तारित-रेंज ट्रांससीवर की आवश्यकता के बिना दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान करते हैं।छोटी और मध्यम दूरी दोनों पर एक एकल ट्रांससीवर एससीयू का उपयोग करने के निर्णय ने स्टॉक प्रबंधन को सरल बनाया, क्योंकिMMA2P00-ASहैMMA2P00-AS संगतसभी NVIDIA स्पेक्ट्रम स्विच और कनेक्टएक्स एडेप्टर के साथ, साथ ही 25GBASE-SR का समर्थन करने वाले तीसरे पक्ष के SFP28 होस्ट के साथ।

इस परियोजना में तीन अलग-अलग केबलिंग क्षेत्र शामिल थे:

• ज़ोन ए (इनट्रा-ट्रैक):दोनो छोरों पर एमएमए2पी00-एएस के साथ ओएम4 पैच कॉर्ड का उपयोग करके सर्वर पर टोर स्विच 2-5 मीटर।
• क्षेत्र बी (समीपस्थ रैक):रैक 1 में लीफ स्विच रैक 3 में सर्वर के लिए 15 25 मीटर संरचनात्मक OM4 केबलिंग का उपयोग करके, फिर से MMA2P00-AS ट्रांससीवरों के साथ समाप्त।
• क्षेत्र सी (अंतर-पंक्ति / क्रॉस-कैबिनेट):पत्ती स्विच एक अलग गलियारे में स्थित स्टोरेज क्लस्टर के लिए 45 से 60 मीटर पूर्व-समाप्त OM4 ट्रंक के माध्यम से, अभी भी MMA2P00-AS के 70 मीटर OM3 / 100 मीटर OM4 पहुंच के भीतर।

इस एक समान ट्रांससीवर रणनीति का दस्तावेजीकरण एक आंतरिक डिजाइन गाइड में किया गया था जिसमेंMMA2P00-AS डेटाशीट, जिसने निरंतर स्थापना गुणवत्ता के लिए आवश्यक लिंक बजट गणना और मोड़ त्रिज्या दिशानिर्देश प्रदान किए।टीम को मॉड्यूल की डिजिटल डायग्नोस्टिक मॉनिटरिंग (डीडीएम) क्षमताओं से भी लाभ हुआ।, जो चालू होने के दौरान ऑप्टिकल पावर मार्जिन का वास्तविक समय में सत्यापन करने में सक्षम बनाता है।

परिणाम और लाभ: लागत, सरलता और विश्वसनीयता में मापने योग्य लाभ

1200 परस्पर जुड़े बंदरगाहों में तैनाती के बाद के विश्लेषण से कई मात्रात्मक फायदे सामने आए।MMA2P00-AS 25G SFP28 ऑप्टिकल ट्रांससीवर समाधान, संगठन ने लघु और मध्यम दूरी के ट्रांससीवर एसकेयू की आवश्यकता को समाप्त कर दिया, स्पेयर पार्ट्स इन्वेंट्री को 40% तक कम कर दिया और ऑर्डर प्रक्रियाओं को सरल बना दिया।MMA2P00-AS कीमत, जब तुलनीय विस्तारित पहुंच मॉड्यूल के मुकाबले मूल्यांकन किया गया, तो 70 मीटर से कम दूरी के लिए प्रति लिंक 35% लागत बचत हुई, क्योंकि ऐसी क्षमताओं के लिए कोई प्रीमियम नहीं दिया गया था जिनकी आवश्यकता नहीं थी।

दूसरा, पहले छह महीनों के दौरान परिचालन विफलता दर पिछले 10G तैनाती की तुलना में काफी कम थी,मुख्य रूप से कारखाने-अनुकूलित ऑप्टिकल संरेखण और कठोर गुणवत्ता नियंत्रण के लिए जिम्मेदार MMA2P00-AS1,200 इकाइयों में से केवल तीन ट्रांससीवर प्रतिस्थापन की आवश्यकता थी, विफलता दर 0.25% थी और सभी विफलताओं को मॉड्यूल दोषों के बजाय कनेक्टर संदूषण के कारण किया गया था।उचित सफाई प्रक्रियाओं के महत्व को मजबूत करनाMMA2P00-AS विनिर्देश.

तीसरा, ऊर्जा दक्षताNVIDIA Mellanox MMA2P00-AS¥ प्रति मॉड्यूल 1.5W से कम की खपत ¥ ने ठंडा करने की मापने योग्य बचत में योगदान दिया। पूरे तैनात बेड़े में, 1,200 ट्रांससीवरों ने कुल 1.8 किलोवाट की खपत की,की तुलना में अनुमानित 2.4 किलोवाट यदि अधिक शक्ति खपत वाले वैकल्पिक मॉड्यूल का चयन किया गया था। यह 25% शक्ति में कमी, इन्वेंट्री की जटिलता में कमी के साथ संयुक्त,प्रत्यक्ष रूप से एक अनुमानित 0 द्वारा सुविधा के बिजली उपयोग प्रभावशीलता (PUE) मीट्रिक में सुधार किया.02 अंक.

इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, डीडीएम इंटरफेस समस्या निवारण के दौरान अमूल्य साबित हुआ। एक उदाहरण में सक्रिय निगरानी के माध्यम से प्राप्त ऑप्टिकल शक्ति में क्रमिक कमी का पता लगाया गया था,परिचालन टीम को एक अप्रत्याशित लिंक ड्रॉप पर प्रतिक्रिया करने के बजाय रखरखाव विंडो के दौरान कनेक्टर सफाई का समय निर्धारित करने की अनुमति देता हैइस निवारक दृष्टिकोण ने ऑप्टिकल परत की घटनाओं के लिए मरम्मत के लिए औसत समय (एमटीटीआर) को लगभग 60% तक कम कर दिया।

सारांश और दृष्टिकोण: संतुलित 25जी ऑप्टिकल आर्किटेक्चर के लिए एक खाका

इसके साथ तैनाती का अनुभवNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASकई केबलिंग क्षेत्रों में स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि एक एकल, well-chosen 25G SFP28 optical transceiver can effectively address the bandwidth-distance trade‑off in modern data centers — provided its specifications are carefully matched to the installed fiber plant and distance requirements. 100 मीटर की पहुंच का लाभ उठाकरMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmट्रांससीवर, आर्किटेक्ट कई ऑप्टिकल एसकेयू की लागत और जटिलता से बच सकते हैं जबकि संकेत अखंडता और ऑपरेशनल सादगी को इंट्रा-रैक, इंटर-रैक,और यहां तक कि inter-row लिंक.

आगे देखते हुए, जैसा कि 25G ईथरनेट एआई प्रशिक्षण समूहों, एज कंप्यूटिंग वातावरण और 5 जी परिवहन नेटवर्क में कर्षण प्राप्त करना जारी रखता है, विश्वसनीय,लागत प्रभावी ऑप्टिकल ट्रांससीवर केवल बढ़ेगा. MMA2P00-AS इस प्रक्षेपवक्र के लिए अच्छी स्थिति में है,क्योंकि इसकी संगतता मौजूदा OM3 बुनियादी ढांचे और अगली पीढ़ी के OM5 (वाइडबैंड मल्टीमोड) फाइबर दोनों के साथ भविष्य की लचीलापन सुनिश्चित करती है. संगठनों के लिए समान 10G-to-25G माइग्रेशन की योजना बनाने के लिए इस तैनाती में मान्य स्तरित दृष्टिकोण एक व्यावहारिक रोडमैप प्रदान करता हैःसभी लघु और मध्यम दूरी के लिंक के लिए MMA2P00-AS पर मानकीकृत, केवल 100 मीटर से अधिक के लिंक के लिए विस्तारित-प्रवाह मॉड्यूल (जैसे LR या BiDi संस्करण) आरक्षित करें,और एक एकीकृत निगरानी ढांचा बनाए रखें जो ऑप्टिकल स्वास्थ्य को सक्रिय रूप से प्रबंधित करने के लिए डीडीएम डेटा का लाभ उठाता है.

विस्तृत लिंक बजट टेम्पलेट, स्थापना चेकलिस्ट और सफाई प्रोटोकॉल के लिए, देखेंMMA2P00-AS डेटाशीटऔर NVIDIA Mellanox ऑप्टिकल अनुप्रयोग नोट्स।