Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-AS Техническое решение оптического модуля центра обработки данных

Эта техническая книга предназначена для сетевых архитекторов, инженеров допроса и операционных менеджеров.Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASОптический приемопередатчик и предоставляет подробную методологию балансировки пропускной способности и расстояния между внутрираковыми и перекрестными связями центров обработки данных.

1. Анализ контекста и требований проекта

Современные архитектуры центра обработки данных требуют постоянной связи 25G от переключателей сверху решетки (ToR) до серверов, а также между соседними решетками и через границы модулей.Основная проблема заключается в физическом слое: пассивные медные DAC являются экономически эффективными только на расстоянии менее 5 метров,в то время как традиционные оптические связи 10G SR не имеют пропускной способности для поддержки рабочих нагрузок следующего поколения, таких как кластеры обучения ИИ и хранилища NVMe-over-Fabrics.

Ключевые требования, выявленные инфраструктурными группами, включают: поддержку 25 Гбит/с на канал, совместимость с существующими мультимодными волоконными кабелями (MMF), энергоэффективность менее 1 Вт на порт,и бесшовная совместимость с коммутаторами NVIDIA Mellanox Spectrum, а также сетевым оборудованием третьих сторон.MMA2P00-ASбыл выбран в качестве эталонного раствора после рассмотренияСпецификации MMA2P00-ASпротив этих оперативных критериев.

2. Общий дизайн сетевой и системной архитектуры

Предлагаемая архитектура использует двухуровневую топологию листья-позвоночника с портами доступа к серверам 25G.Каждый переключатель соединяется с серверами в пределах одного и того же стойки с использованием пассивных DAC (для расстояний ≤ 5 м) илиMMA2P00-AS 25G SFP28 оптические приемопередатчики(для расстояний 515 м).Для поперечных линий связи от 15 до 80 м между соседними стойками или через несколько рядовMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850 нммодуль служит основным физическим слоем раствора.

Типичные расчеты по бюджету связи предполагают OM4 МФП с максимальной дальностью действия 100 метров.Архитектура также поддерживает гибридные развертывания, где однолистный коммутатор одновременно обслуживает короткие связи DAC и более длинные оптические связи, благодаря возможностям SFP28 для автоматического взаимодействия.NVIDIA Mellanox MMA2P00-ASобеспечивает постоянную задержку менее 300 нс на ссылку, что имеет решающее значение для хранения и трафика RDMA.

3Роль и основные особенности MMA2P00-AS в этом решении

ВMMA2P00-ASФункционирует как стандартный оптический интерфейс 25G для всех подключений на базе MMF, превышающих 5 метров. Ключевые технические преимущества включают:

• Соответствие стандартам:Полностью соответствует стандарту 25GBASE-SR по IEEE 802.3by, обеспечивая совместимость с любым стандартом SFP28.Совместимость MMA2P00-ASСтатус распространяется на крупных поставщиков, включая Arista, Cisco и Juniper.
• Оптические характеристики:850nm VCSEL-передатчик с типичной мощностью запуска от -4 dBm до +2,5 dBm (см.Лист данных MMA2P00-ASЧувствительность приемника достигает -11 дБм, обеспечивая 3 ‰ 4 дБ расстояния между линиями на дистанции до 80 метров.
• Силовая и тепловая эффективность:Максимальное потребление энергии 1 Вт на модуль, позволяющее иметь высокую плотность портов (до 48 портов на переключатель) без активного охлаждения.
• Дигитальное диагностическое наблюдение (DDM):Доступ в режиме реального времени к температуре, напряжению питания, потоку смещения, мощности TX и RX через стандартный интерфейс I2C.

Для закупок и планирования жизненного цикла решение использует конкурентныеЦена MMA2P00-ASточек по объему, в то время какMMA2P00-AS для продажидоступность через нескольких дистрибьюторов обеспечивает устойчивость цепочки поставок.

4. Рекомендации по развертыванию и масштабированию (включая типичную топологию)

Развертывание следует модульной модели расширения, основанной на стойках.MMA2P00-AS 25G SFP28 оптопередатчиккомпоненты:

Для масштабирования за пределы 80 метров архитекторы должны оценивать однорегулярные решения (LR) или переключатели листов, расположенные ближе к кластерам серверов.MMA2P00-ASПоддерживает среды панелей с пластырями, при условии, что общая потеря вставки остается в пределах бюджета 2,5 дБ, определенного вЛист данных MMA2P00-AS.

5. Мониторинг операций, устранение неполадок и оптимизация

Управление производством ссылок с использованиемNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASмодули используют стандартные интерфейсы мониторинга SFP28.

• Предельный уровень тревоги:Установите сигналы DDM для мощности TX ниже -7 дБм или мощности RX ниже -10 дБм для выявления деградации волокон или грязных соединителей до возникновения ошибок связи.
• Выравнивание прошивки:Используйте инструменты прошивки NVIDIA Mellanox для проверки версии модуля EEPROM; это обеспечивает полную поддержку функций, включая режим малой мощности и расширенную отчетность FEC.
• Конфигурация ретимера ссылки:При длинных ходах OM4 70-80 м включить KR FEC на портах коммутатора хоста для исправления битовых ошибок и поддержания BER до FEC ниже 1 × 10^{- 12}.
• Управление запасами:ТрассаMMA2P00-AS для продажизакупки через уполномоченные каналы, чтобы избежать поддельных модулей, которые не имеют подлинной точности DDM.

Частые сценарии устранения неполадок включают чрезмерные ошибки CRC (обычно вызванные грязными конечными поверхностями волокна) или клапаны соединения (часто из-за недостаточного питания RX от поврежденных патч-кодов).Спецификации MMA2P00-ASперечислить четкие рабочие диапазоны; любое отклонение за их пределами должно привести к проверке физического слоя.

6. Резюме и оценка стоимости

ВMMA2P00-AS 25G SFP28 оптический приемопередатчикпредоставляет сбалансированное, готовое к производству решение для операторов центров обработки данных, переходящих с слоев агрегации 10G на 25G. Ключевые результаты включают:

• Эффективность затратПовторное использование существующих ОМ3/ОМ4 МРС исключает затраты на перекабелирование, обычно связанные с развертыванием 25G AOC.
• Операционная простота:Стандартный форм-фактор SFP28 и телеметрия DDM легко интегрируются с существующими стеками управления коммутаторами.
• МасштабируемостьЕдиный тип передатчика на всех линиях ППС снижает сложность запасного инвентаря по сравнению с поддержанием отдельных DAC, AOC и оптических SKU.
• Готовы к будущему:ВMMA2P00-ASподдерживает 25G на полосу при сохранении обратной совместимости с портами 10G SR при автоматическом подключении.

ПринятиеMellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASкак стандартный интерфейс 25G MMF, архитекторы сетей могут уверенно сбалансировать пропускную способность, расстояние и бюджет от межконтактных соединений на уровне стойки до перекрестных и под-под-под ссылок.Для полного руководства по применению, обратитесь к должностному лицуЛист данных MMA2P00-ASи интеграционные примечания, доступные через портал сетевой документации NVIDIA.