White paper tecnico sul ricetrasmettitore ottico per data center NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS Data Center Optical Transceiver Libro bianco tecnico.

1. Analisi del contesto e dei requisiti del progetto

I moderni data center stanno subendo un aggiornamento strutturale da 10G a connettività a livello di accesso 25G.e le architetture di microservizi pongono richieste senza precedenti sulla larghezza di banda del traffico est-ovest, mentre i vincoli delle infrastrutture fisiche – gli impianti di fibra multimode esistenti, i limiti di densità dei rack e i bilanci di raffreddamento – impongono limiti rigorosi alla portata ottica.Gli architetti di rete devono affrontare contemporaneamente due casi d'uso distinti ma interconnessi: collegamenti inter-rack a corto raggio (in genere 5 ̇ 20 metri) che richiedono una capacità massima per la comunicazione da elaboratore a storage,e connessioni inter-campus di media portata (50 ‰ 100 metri) che devono sostenere i tassi di linea 25G sulla fibra OM3 / OM4 legacy con più pannelli di patch e perdite di connettori.

IlNVIDIA Mellanox MMA2P00-AScome un transceiver ottico 25G SFP28 che opera a 850nm su fibra multimode,fornisce la larghezza di banda richiesta nel rispetto dei limiti fisici dell'infrastruttura installataQuesto libro bianco illustra un approccio tecnico globale per l'implementazione delMMA2P00-AS 25G SFP28 trasmettitore otticoin scenari sia inter-rack che inter-campus, comprendenti la progettazione dell'architettura, le caratteristiche tecniche chiave, le migliori pratiche di implementazione e le strategie di monitoraggio operativo.

2. Progettazione complessiva dell'architettura di rete e sistema

L'architettura proposta segue una topologia a due livelli con connettività ottica stratificata come segue:

• Strato di foglie (sovviatori ToR):Ogni rack ospita uno o due switch top-of-rack dotati di 48 porte SFP28.MMA2P00-ASsu fibra multimode.
• Strato spinale (interruttori di aggregazione):Per i collegamenti inter-rack entro 30 metri, ilMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 nmil trasmettitore è distribuito alle due estremità.
• Interconnessione centrale (tra campus):Per le connessioni di lunghezza compresa tra 50 e 100 metri tra edifici, la stessaMMA2P00-ASIl modulo è utilizzato, sfruttando la fibra riser OM4 esistente con un'attenta contabilizzazione del budget del collegamento.

Questa progettazione unificata dello strato ottico semplifica il risparmio e riduce la proliferazione di SKU.Le porte 10G SFP+ esistenti accettanoMMA2P00-ASin modalità 10G (auto-negoziata), consentendo aggiornamenti graduali senza interrompere i servizi in esecuzione.

3. Ruolo e caratteristiche chiave del NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS nella soluzione

IlNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASserve come base ottica per l'intero tessuto multimode 25G. I suoi attributi tecnici chiave che affrontano direttamente l'equilibrio larghezza di banda-distanza sono:

Per ilfoglio dati MMA2P00-AS, il modulo mantiene una gamma di potenza ottica di trasmissione da -7,0 a +2,0 dBm e una sensibilità del ricevitore di -11,1 dBm (a 25G).Questo fornisce un ampio margine di bilancio di collegamento (in genere 3 ‰ 5 dB) per i collegamenti intra-campus, anche dopo aver tenuto conto delle perdite dei connettori e dell'invecchiamento delle fibre.Specificativi MMA2P00-ASInoltre, garantiscono il funzionamento a 0 ̊70°C, coprendo sia le sale dei data center controllati che gli ambienti di distribuzione più caldi.

4. Raccomandazioni di distribuzione e scalabilità (con topologie tipiche)

Per ottenere risultati ottimali, raccomandiamo le seguenti pratiche di implementazione nell'implementazione del programma di ricercaSoluzione di trasmettitore ottico MMA2P00-AS 25G SFP28:

• Inter-rack (stessa riga / file adiacenti):ImpiegareMMA2P00-ASutilizzare fibra OM4 con connettori LC-LC. mantenere la lunghezza totale inferiore a 30 metri per mantenere il margine massimo del segnale. per topologie con più di due pannelli di patch,eseguire una prova di perdita di collegamento end-to-end prima del taglio.
• Intercampus (edificio a edificio):Permette di effettuare una caratterizzazione approfondita delle fibre, misurare l'attenuazione totale, la riflettività e la dispersione.MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 nmpuò supportare fino a 100 m su OM4; si suggerisce un limite di progettazione conservativo di 80 m con una perdita totale ≤ 2,5 dB. Utilizzare cassette MPO-to-LC solo se necessario, poiché ogni connessione aggiuntiva aggiunge 0,3 ‰ 0.Perdita di 5 dB.
• Rapporto tra sovrascrizione e spina dorsale:Per un tipico tessuto a 4 spine e 48 foglie, distribuire quattro uplink 25G per foglia (usando quattroMMA2P00-ASQuesto permette di ottenere un rapporto di sovra-sottoscrizione 4:1 al livello spinale, adeguato per la maggior parte dei carichi di lavoro di uso generale, pur restando entro il budget termico dell'interruttore.

Descrizione tipica della topologia:Un pod di 1.000 server con 25 rack (40 server per rack) utilizza 25 switch ToR, ciascuno con 4 uplink a 4 switch spine.MMA2P00-ASI moduli (25 leghe × 4 collegamenti ascendenti), mentre la connessione inter-campus a un pod secondario utilizza 2 moduli aggiuntivi (uno per fine) su fibra riser OM4 dedicata.Compatibile con MMA2P00-AScon la serie NVIDIA Mellanox Spectrum SN3700 e verificata con switch 25G di terze parti dei principali OEM.

Per quanto riguarda la scalabilità, la soluzione supporta un modello "pay-as-you-grow":MMA2P00-ASi moduli possono essere acquistati con l'aumento del numero di rack, conMMA2P00-AS in venditaNon sono richiesti aggiornamenti di controller o licenze, i moduli sono plug-and-play dopo la programmazione EEPROM (già configurata in fabbrica).

5. Monitoraggio delle operazioni, risoluzione dei problemi e ottimizzazione

Un monitoraggio efficace è fondamentale per mantenere l'equilibrio tra larghezza di banda e distanza nel tempo.

• Monitoraggio della soglia di DDM:Configurare le trappole SNMP per la potenza Tx, la potenza Rx e le soglie di temperatura basate sulSpecificativi MMA2P00-AS. Impostare soglie di allarme a ± 2,5 dB rispetto alla potenza nominale Rx per rilevare precocemente la degradazione della fibra o la contaminazione dei connettori.
• Test del BER del collegamento:Eseguire test biennali di tasso di errore di bit PRBS-31 a 25G. Un BER > 1e-12 indica un'erosione potenziale del margine di collegamento; indagare con un OTDR prima di sostituire ilMMA2P00-ASil trasmettitore (il modulo è raramente la causa principale).
• Controlli di versione del firmware e dell'EEPROM:NVIDIA Mellanox rilascia periodicamente profili EEPROM aggiornati per migliorare l'interoperabilità con il nuovo firmware degli switch.foglio dati MMA2P00-ASle note di revisione relative alle raccomandazioni specifiche di versione.
• Protocollo di pulizia delle fibre:Stabilire una procedura obbligatoria di ispezione e pulizia della superficie finale per ogni accoppiamento di fibre, in particolare per i collegamenti tra campus che attraversano i pannelli di patch.La riduzione della perdita di 5 dB da una singola pulizia può prolungare la vita utile di un collegamento marginale.

Per risolvere problemi comuni:

• Collegamento a 25G ma funziona a 10G:Questo indica in genere un budget di collegamento insufficiente.MMA2P00-ASRx potenza tramite DDM· se inferiore a -10 dBm, pulire i connettori o abbreviare il percorso della fibra.Prezzo MMA2P00-ASIl costo del ricablaggio è molto più elevato rispetto al costo del ricablaggio, si dovrebbe considerare l'aggiornamento a OM4 o spostare il punto di aggregazione più vicino.
• Flap di collegamento intermittente:Monitorare le letture di temperatura dal DDM del modulo. Se la temperatura supera i 65°C, considerare l'aggiunta di vassoi ventilatori o la separazione degli interruttori per migliorare ilMMA2P00-ASLa temperatura di riferimento rimane fissata a 70°C, ma le prestazioni si deteriorano vicino al limite superiore.

6. Riassunto e valutazione del valore

IlNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASfornisce uno strato ottico unificato e conveniente per i tessuti 25G dei data center che devono bilanciare la larghezza di banda rispetto alla distanza sia tra i collegamenti inter-rack che tra i campus.In questo caso, il tipo di trasmettitoreMMA2P00-AS 25G SFP28 trasmettitore otticoL'architettura del modulo, combinata con una robusta conformità DDM e MSA, consente di gestire i sistemi di comunicazione multi-modo a corto e medio raggio.fornisce prestazioni prevedibili nell'intervallo di 0-100 m mantenendo un basso consumo energetico e un'elevata interoperabilità.

Dal punto di vista del costo totale di proprietà, laMMA2P00-ASLa soluzione evita la spesa di capitale per la riimplementazione della fibra mono-mode e le spese generali operative di gestione degli ecosistemi ottici misti.MMA2P00-AS in venditaLa Commissione europea ha adottato un programma di ricerca e di sviluppo (PIC) per l'Europa.foglio dati MMA2P00-AS- eSpecificativi MMA2P00-AS) disponibile, questo approccio tecnico offre un percorso chiaro e scalabile per gli operatori di data center che effettuano l'aggiornamento alla connettività multimode 25G senza compromettere la capacità di trasmissione o la portata.