NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 Solution: Interconnexion à grande vitesse de rack à rack à courte portée avec câblage simplifié

NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 Solution technique: Interconnexion à grande vitesse de rack à rack à courte portée avec câblage simplifié

Cette solution technique est conçue pour les architectes de réseaux de centres de données, les ingénieurs de prévente et les directeurs d'exploitation.NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 est un appareil de télécommunicationLa solution vise à créer un câble optique actif (AOC) et à relever les défis spécifiques de l'interconnexion à haute vitesse rack-to-rack à courte portée dans les tissus Ethernet 100G.faible complexité, et une couche physique évolutive entre les niveaux d'accès et d'agrégation, tout en réduisant considérablement la consommation d'espace des plateaux de câbles et l'effort d'installation sur site.

1. Analyse des antécédents et des besoins du projet

Les architectures modernes de centres de données migrent vers les uplinks d'accès 100G comme norme, entraînées par l'augmentation du trafic est-ouest des charges de travail AI / ML et des systèmes de stockage distribués.l'interconnexion entre les commutateurs TOR (top-of-rack) et les couches d'agrégation feuille/colonne vertébrale, généralement sur des distances de 5 à 30 mètres, constitue un point critique de conceptionLes câbles DAC passifs traditionnels deviennent physiquement ingérables au-delà de 7 mètres, avec des diamètres épais et des rayons de flexion limités qui obstruent les plateaux de câbles et le flux d'air.Les émetteurs-récepteurs optiques discrets avec câbles à fibre de patch introduisent des exigences de nettoyage par port, les frais généraux de validation de la compatibilité et les taux d'échec de champ plus élevés dus aux surfaces finales contaminées.

Les exigences clés identifiées dans les engagements typiques avec les clients comprennent:

• Fiabilité de la couche physique:b. équipement de traitement de l'énergie électrique, notamment les dispositifs de traitement de l'énergie électrique et les dispositifs de traitement de l'énergie électrique, y compris les dispositifs de traitement de l'énergie électrique et les dispositifs de traitement de l'énergie électrique.
• Densité et souplesse du câble:Le diamètre extérieur ≤ 5 mm avec un rayon de courbure minimum ≤ 50 mm pour coexister avec l'infrastructure d'alimentation et de refroidissement dans les plateaux aériens.
• Vitesse de déploiement:Installation en mode plug-and-play avec zéro nettoyage optique sur place ou correspondance des émetteurs-récepteurs, réduisant le temps de déploiement par liaison à moins de 10 minutes.
• Visibilité opérationnelle:Support pour la télémétrie de puissance optique, de tension et de température en temps réel.

2. Conception globale de l'architecture réseau/système

L'architecture proposée adopte une topologie à deux niveaux pour la couche d'accès 100G,avec des commutateurs TOR déployés dans chaque rack et interconnectés à deux commutateurs de colonne vertébrale redondants à la couche d'agrégation. LeNVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 est un appareil de télécommunicationsert d'interconnexion physique principale entre les ports TOR et les ports vertébraux dans une portée nominale de 15 mètres, couvrant les emplacements de rack adjacents et de même rangée.Chaque commutateur de colonne vertébrale regroupe jusqu'à 48 liaisons TOR via des ports QSFP28, avec l'ensemble du tissu fonctionnant selon une conception CLOS de couche 3 pour la latence déterministe et l'équilibrage de charge ECMP.

Les principes architecturaux clés sont les suivants:

• Type de câble uniforme:La normalisation sur leLe câble AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28 est utilisé pour les câbles AOC.pour tous les maillons feuille à colonne vertébrale simplifie la gestion des pièces de rechange et minimise les besoins de formation des équipes de câblage.
• Variantes de longueur codées par couleur:Différentes longueurs (10m, 15m, 20m, 50m) sont déployées avec des couleurs de bottes distinctes pour faciliter l'identification visuelle pendant la maintenance.
• Diversité de trajectoire redondante:Les liaisons primaires et secondaires sont acheminées à travers des plateaux de câbles séparés pour éviter les points de défaillance physique.

3. Rôle et caractéristiques clés du NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 dans la solution

LeNVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 est un appareil de télécommunicationfonctionne comme le "dernier mètre" et le "premier mètre" de la couche physique optique, reliant efficacement le domaine électrique de l'ASIC du commutateur au milieu de fibre multimode.Son rôle est de fournir une, assemblage optique scellé qui élimine les variables de champ inhérentes aux solutions d'émetteurs-récepteurs discrets. Les principales caractéristiques techniques qui le rendent adapté à cette architecture comprennent:

• Transcepteurs intégrés basés sur VCSEL:Optique multimode à 850 nm avec équalisation Tx/Rx prédéfinie réglée pour la longueur de fibre spécifique, assurant une amplitude de modulation optique cohérente (OMA) sur toute l'enveloppe de température.
• Faible latence:L'AOC introduit moins de 5ns de latence supplémentaire par rapport à la fibre directe, ce qui le rend compatible avec RoCEv2 et d'autres charges de travail sensibles à la latence.
• Évaluation du BER en usine:Chaque unité est testée à 100G avec des modèles PRBS31, garantissant une performance BER qui répond ou dépasse les spécifications IEEE 802.3bm.
• DDM complèteFournit une puissance Rx par canal, un courant de biais Tx et des lectures de température interne via l'interface I2C, permettant une surveillance proactive de l'état de la liaison.

Lors de l'évaluation de la compatibilitéLa valeur de l'indicateur doit être supérieure ou égale à:La matrice couvre tous les produits NVIDIA SpectrumTM et ConnectX®, ainsi que les ports QSFP28 de tiers qui respectent les spécifications MSA.La feuille de données MFA1A00-C050fournit des paramètres détaillés de sensibilité du récepteur et de puissance de lancement de l'émetteur qui peuvent être comparés aux spécifications optiques de la plateforme hôte.

4Recommandations de déploiement et de mise à l'échelle

Le déploiement suit une approche structurée pour minimiser les perturbations et assurer la cohérence dans l'ensemble du tissu.

• Validation avant le déploiement:Vérifiez que les ports de commutation sont configurés pour la vitesse 100G et le mode FEC approprié (par exemple, RS-FEC pour 100G-SR4).les spécifications MFA1A00-C050pour les réglages FEC recommandés.
• Routage physique:Maintenir un rayon de courbure minimum de 50 mm pendant le pansement du câble; utiliser des supports de câble verticaux avec barres de soulagement de la contrainte pour éviter la tension sur les connecteurs.
• Système d'étiquetage:Mettre en œuvre une convention d'étiquetage systématique comprenant le rack/port source, le rack/port de destination et la longueur du câble pour une résolution rapide des problèmes.

Pour une mise à l'échelle au-delà de 48 liaisons par colonne vertébrale, la conception s'adapte à une croissance incrémentielle en ajoutant des commutateurs de colonne vertébrale supplémentaires et en maintenant le même modèle d'interconnexion basé sur AOC.Solution de câble AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28les échelles sont linéaires car la longueur du câble et le budget optique sont fixes, ce qui élimine le besoin de calculs de puissance optique par liaison qui seraient autrement nécessaires avec des émetteurs-récepteurs discrets.Au fur et à mesure que le tissu grandit, la capacité du plateau de câbles doit être recalculée en utilisant le diamètre extérieur du câble de 4,2 mm pour assurer un débit d'air adéquat et une future place pour la tête d'expansion.

Une topologie de déploiement typique est illustrée conceptuellement ci-dessous (vue au niveau du rack):

5. Surveillance des opérations, dépannage et optimisation

La gestion opérationnelle de l'interconnexion basée sur un AOC tire parti des capacités DDM intégrées dans le système.MFA1A00-C050 100GbE câble optique actifLes pratiques recommandées sont les suivantes:

• Résultats de la collecte initiale:Enregistrez la puissance Rx, le biais Tx et la température pour chaque liaison pendant le déploiement initial.
• Contrôles de santé périodiques:Planifiez des sondages automatisés DDM par SNMP ou Redfish toutes les 5 minutes.Intégrer avec les plateformes de surveillance réseau existantes pour corréler la dégradation optique avec les anomalies de température de l'interrupteur ou de la vitesse du ventilateur.
• Flux de travail d'isolation des défauts:Si une liaison signale des erreurs CRC ou des événements de déconnexion, vérifiez d'abord les relevés DDM pour les deux extrémités.réinstaller les connecteurs QSFP28 et vérifier les violations du rayon de courbure.
• Alignement du firmware:Assurez-vous que le firmware du commutateur inclut les derniers pilotes I2C pour une bonne interprétation du DDM.MFA1A00-C050 à vendresi le système d'exploitation est fourni avec un firmware certifié, la validation de la compatibilité doit être répétée après les mises à niveau majeures du système d'exploitation de commutation.

Les possibilités d'optimisation comprennent l'exploitation des données de performance FEC du câble pour affiner les paramètres RS-FEC au niveau du commutateur,une réduction potentielle de la latence de 2 à 3% sur les liaisons avec un BER natif extrêmement faiblePour les déploiements en terrain brun, la solution peut être introduite progressivement en remplaçant d'abord les câbles DAC dans des plateaux encombrés,Prix de l'équipementLe point est conçu pour être compétitif par rapport au coût combiné des émetteurs-récepteurs séparés plus des câbles OM4 haut de gamme.

6Résumé et évaluation de la valeur

LeNVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 est un appareil de télécommunication- une solution technique basée sur le rack offre une proposition de valeur claire pour les opérateurs de centres de données qui cherchent à simplifier les interconnexions 100G rack-to-rack.Les avantages quantifiables comprennent une réduction de 60% du temps d'installation par liaison, une amélioration de 40% de la densité des plateaux de câbles par rapport au DAC, et une visibilité proactive de l'état de la liaison grâce à la télémétrie DDM.la solution réduit le coût total de possession sur un cycle de vie de 5 ans et réduit le temps moyen de réparation pour les problèmes de couche physique.

Pour les architectes de réseaux et les équipes d'exploitation, la solution fournit uneun modèle de couche physique répétable qui peut être étendu aux futurs tissus 200G et 400G, car les mêmes principes d'intégration AOC s'appliquent;. LeSolution de câble AOC MFA1A00-C050 100G QSFP28est recommandé pour tous les déploiements en terrain vert et pour les mises à niveau en terrain brun où la densité du câblage et la vitesse de déploiement sont des facteurs de succès essentiels.

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