NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS 데이터 센터 광 트랜시버 기술 솔루션

NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS 데이터센터 광적 송수신기술 솔루션 랩-투-랙 및 시설 간 링크에서 대역폭과 거리를 균형을 맞추기

1프로젝트 배경 및 요구사항 분석

25G 이더넷이 기업 및 하이퍼스케일 데이터 센터의 기본 액세스 계층 속도로서의 위치를 강화함에 따라 네트워크 아키텍트는 반복되는 물리적 계층 설계 과제에 직면합니다. how to provision 25G connectivity across varying distances — from adjacent racks within the same row (5–15 meters) to cross-aisle links (30–60 meters) and even inter-building campus connections (up to 100 meters) — without proliferating transceiver types, 인벤토리 비용을 증가시키거나 신호 무결성을 손상시킵니다. 각 거리 계층 (예를 들어, 단거리 SR,LR (Long Reach) 는 운영의 복잡성을 도입하고 잘못된 제공의 위험을 증가시킵니다., 단거리 모듈이 더 긴 링크에 실수로 배치되어 예측할 수 없는 비트 오류율 (BER) 을 유발하는 경우

이 과제는 3개의 동시 산업 추세에 의해 더욱 심화됩니다. 첫째, 스위치와 서버 NIC 모두에서 25G SFP28 형식 요소의 광범위한 채택은 대규모 설치 기반을 만들었습니다.그러나 모든 SFP28 트랜시버가 멀티모드 섬유 (MMF) 상에서 일관된 성능을 제공하지는 않습니다.둘째, 지속가능성 의무는 항구당 전력 소비를 줄이고 있습니다.왜냐하면 48 또는 64 포트를 가진 고밀도 스위치가 트랜시버가 최적화되지 않으면 상당한 전력을 소비 할 수 있기 때문입니다.셋째, 운영팀은 모니터링을 단순화하고 평균 수리 시간 (MTTR) 을 줄이기 위해 모든 광학 링크에 균일한 진단 능력을 요구합니다.구조화된 기술 솔루션이 필요합니다., 25G SR 트랜시버를 잘 특징으로 하며, 원격 계획, 링크 예산 검증 및 능동적인 건강 관리에 대한 명확한 지침을 제공합니다.

2전체 네트워크 / 시스템 아키텍처 설계

제안된 아키텍처는 25G SFP28 포트가 모든 컴퓨팅 및 스토리지 노드의 액세스 계층으로 사용되는 계층 된 척추 잎 토폴로지를 채택합니다. 각 ToR (Top-of-Rack) 잎 스위치는일반적으로 48개의 SFP28 포트가 장착되어 있습니다., 25G 링크를 통해 서버에 연결하고, 여러 100G 또는 400G 업링크는 잎 계층을 脊층으로 연결하여 인터팟 및 데이터 센터 인터 커넥트 (DCI) 트래픽을 제공합니다.주요 건축 원칙은 모든 25G 액세스 링크에서 일관된 광 송수신 SKU를 유지하는 것입니다., 스위치와 종점 사이의 거리에 관계없이, 그 거리가 선택된 모듈의 도달 능력 내에서 유지되는 조건에서.

이 건축물에는NVIDIA 멜라녹스 MMA2P00-AS100m까지의 모든 액세스 계층 링크에 유일한 25G 광 수신기로 선택됩니다.MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nm트랜시버는 듀플렉스 멀티모드 섬유 (OM3 또는 OM4) 를 통해 작동하며, OM3에서 70m, OM4에서 100m의 범위가 있습니다.데이터센터 내부 연결의 대부분을 커버합니다. 랙 내부 패치 케이블에서 가로 통로 구조 케이블, 심지어 캠퍼스 내의 짧은 건물 간 연결까지요.단일 트랜시버 SKU를 사용하는 것은 아키텍처 문서를 단순화합니다.NVIDIA 멜라녹스 MMA2P00-AS그MMA2P00-AS 호환성모든 NVIDIA 스펙트럼 스위치, 커넥트X 어댑터 및 블루필드 DPU, 그리고 SFF-8431 및 SFF-8472 사양을 준수하는 제3자 SFP28 호스트와 함께

아키텍처는 또한 표준화 된 광섬유 공장 디자인을 포함합니다. 모든 25G 액세스 링크는 양쪽 끝에서 구조화된 케이블 패널로 끝나는 듀플렉스 LC 커넥터와 함께 OM4 MMF를 사용합니다.이 디자인은 모든 서버 포트가 100 미터 범위 내에서 모든 스위치 포트에 연결될 수 있도록 보장합니다., 용량 재균형 및 하드웨어 갱신 주기에 대한 최대 유연성을 제공합니다. 설계 가이드MMA2P00-AS 사양굽기 반지름 (최소 30mm 동적), 커넥터 청결성 (IEC 61300-3-35에 따라) 및 삽입 손실 예산 (커넥터와 스플라이스를 포함하여 전체 링크에 최대 2.5 dB 총).

3. 솔루션에서 NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS의 역할 및 주요 기능

이 건축물 안에서,MMA2P00-AS 25G SFP28 광 수신기스위치 / 어댑터의 전기 영역과 광섬유 인프라를 연결하는 표준화 된 광학 인터페이스로 기능합니다.주요 기술 특징은 단일 SKU 전략의 성공에 결정적입니다.:

• IEEE 802.3by 25GBASE-SR 준수:모든 표준 25G 이더넷 포트와의 상호 운용성을 보장하고, 공급업체별 자격 주기를 제거합니다.
• 850nm VCSEL 송신기:신뢰성 있는 광출력 (-4 ~ + 4 dBm) 을 낮은 상대적 강도 소음 (RIN) 으로 제공하여 멀티모드 섬유를 통해 깨끗한 눈 다이어그램을 지원합니다.
• 높은 민감도 PIN 수신기:25.78Gbps에서 -8.5dBm의 전형적인 감도, 100m에서 OM4에서 적어도 3.0dB의 링크 마진을 제공하며 커넥터 손실과 노화를 계산합니다.
• 에너지 효율:1.5W 이하의 일반적인 소비, 열 예산을 초과하지 않고 밀도가 높은 포트 구성을 가능하게합니다.
• 통합 디지털 진단 모니터링 (DDM):표준 I2C 인터페이스를 통해 Tx 전력, Rx 전력, 온도, 전압 및 편향 전류를 실시간으로 보고하여 능동적인 고장 검출을 가능하게합니다.
• 넓은 작동 온도 범위:0°C에서 70°C의 온도, 높은 주변 온도와 고밀도 랙 환경에서 안정적인 작동을 보장합니다.

이러한 특징은MMA2P00-AS 데이터 시트, 눈 다이어그램 마스크, jitter 관용 곡선, 그리고 캐비닛 레이아웃 도구에 통합을 위한 기계적 도면.데이터 셰이트는 또한 각 링크의 전체 삽입 손실 (섬유 약화 포함) 을 검증하기 위해 건축 계획 단계에서 참조되는 상세한 링크 예산 테이블을 제공합니다., 커넥터 손실 및 스플라이스 손실) 는 모듈의 광적 예산 내에서 유지됩니다.

4배포 및 확장 권고 (유형 토폴로지 설명)

초기 배포를 위해, 우리는 표준화된 케이블링 유형에 거리의 계층을 매핑하고 모든 연결에서 일관된 링크 마진을 보장하는 구조화된 구역 접근 방식을 권장합니다.다음의 전형적인 토폴로지는 48 포트 잎 스위치에 사용되며, 6개의 캐비닛 (8개의 캐비닛 당 서버) 에서 48개의 서버를 서비스합니다., 5~25m의 장관 간 거리를 가진:

• A 구역 (인트라크, 2~5m):리프 스위치 (함께 캐비닛) 에서 서버에 직접 OM4 패치 케이블을 연결합니다. 링크 마진은 6 dB를 초과하여 중대 인 커넥터 저하에도 안정적인 작동을 보장합니다.
• 부지 B (접근 캐비닛, 8~15m):중간 패치 패널을 가진 오버헤드 파이버 트레이를 통한 구조화된 케이블링. 연결 장치 총 수: 링크 당 2 쌍의 결합. 링크 마진: 4 ∼ 5 dB, 모듈의 최소 3.0 dB 내에 있습니다.
• 부지 C (횡단로/열 사이, 20~50m):공장에서 닦은 커넥터와 함께 미리 종료 된 OM4 트렁크, 높인 바닥 아래로 이동. 링크 마진: 3.0 ∼ 4.0 dB, 5 년 이상 노화 최대 0.5 dB까지 계산해도 여전히 편안합니다.
• 구역 D (빌딩 간 캠퍼스, 70~100m):OM4 인프라가 존재하는 단 캠퍼스 연결에만 사용됩니다. 100m의 링크 마진은 대략 3.0 dB입니다.정교한 연결기 청소와 구부리 반지름 준수가 필요합니다.MMA2P00-AS 사양.

단일 팟을 초과하는 것은 동일한 구역화 원칙을 따르며, 여러 팟에서 25G 액세스 링크를 종료하는 중간 집합 스위치를 추가합니다.MMA2P00-AS 25G SFP28 광 수신기 솔루션단일 SKU를 사용해서 확장하면 거리에 따른 송신기 유형 예측이 필요하지 않습니다. 모든 링크는 동일하게 제공됩니다.이것은 물류를 단순화하고 운영 팀이 유지 보수 이벤트 중 신속한 교체를 위해 예비 송신기 (일반적으로 배치 된 단위의 5%) 의 작은 버퍼 재고를 유지할 수 있습니다..

거리를 계획하기 위해 다음 표는 광섬유 유형과 연결 예산에 따라 최대 도달에 대한 지침을 제공합니다.

최대 범위에 가까운 거리에 배치할 때, 우리는 광 광 공급원을 사용하여 시동 시 광 전력 측정을 수행하는 것이 좋습니다.측정된 손실을MMA2P00-AS 데이터 시트이 검증 단계는 연결 고리가 생산에 들어가기 전에 모든 케이블 결함이나 오염이 검출된다는 것을 보장합니다.

5운영 및 유지보수: 모니터링, 문제 해결 및 최적화

MMA2P00-AS 기반 광학 인프라의 운영 라이프 사이클은 모듈의 DDM 기능을 활용하여 모니터링 및 오류 관리에 대한 체계적인 접근을 요구합니다.우리는 표준 SFF-8472 MIB 또는 공급업체 특정 확장 프로그램을 사용하여 I2C 관리 인터페이스를 중앙 네트워크 관리 시스템 (NMS) 에 통합하는 것이 좋습니다.능동적 경고를 구성하는 주요 한계값은 다음을 포함합니다.

• Tx 전력 저하:출력 전력이 적정 전력보다 2.0dB 이상 떨어지면 경고하여 전송 쪽의 레이저 노화 또는 커넥터 오염을 나타냅니다.
• Rx 전력 마진:수신 전력이 -8.0 dBm (-8.5 dBm의 민감도) 에 접근하는 경우 경고, 과도한 연결 손실 또는 케이블 손상을 나타냅니다.
• 온도 탐사:방의 온도가 65°C를 초과하면 공기의 흐름을 차단하거나, 팬이 고장 났거나, 주변 온도가 상승하는 것을 시사합니다.
• 변동 전류 유동:레이저 편향 전류의 변화를 시간이 지남에 따라 모니터링합니다. 명소 전류의 30% 이상 지속되는 증가는 레이저 저하를 나타낼 수 있습니다.

연결 고장 또는 고장 발생 시 구조화된 문제 해결 프로토콜을 따라야 합니다.

1. DDM 판독을 검증하여 광전력 이상 현상을 배제합니다.MMA2P00-AS 사양.
2. QSFP/SFP28 커넥터를 끝자락 현미경으로 두 끝에 검사합니다. IEC 61300-3-35 표준에 따라 오염이 감지되면 깨끗합니다.
3. 잘 알려진 MMA2P00-AS 트랜시버로 연결을 테스트하여 오류가 모듈이나 섬유 플랜트에 있는지 확인합니다.
4. 문제가 계속되면 광학 시간 영역 반사계 (OTDR) 테스트를 수행하여 섬유 파열, 과도한 곡선 또는 스플라이스 고장을 찾아보십시오.

최적화 가능성은 케이블 관리에 대한 주기적인 감사를 포함하여 최소한의 곡선 반지름의 준수를 보장하고 케이블 팩이 압축되지 않거나 과도한 긴장에 노출되지 않았는지 확인합니다.추가로, 왜냐하면MMA2P00-AS 가격다른 자격을 갖춘 25G SR 모듈과 경쟁력을 갖춘우리는 빠른 교체와 MTTR를 최소화하기 위해 예비 트랜시버의 작은 양을 유지하는 것이 좋습니다.대용량 배포를 위해 모든 링크에서 DDM 데이터를 집계하는 자동 광학 건강 대시보드를 구현하는 것을 고려하여 예측 유지 관리 및 용량 계획이 가능합니다.

6요약 & 가치 평가

의NVIDIA 멜라녹스 MMA2P00-AS- 기반 기술 솔루션은 25G 데이터 센터 액세스 네트워크에서 대역폭과 거리를 균형 잡는 실용적이고 현장 검증 된 방법론을 제공합니다.IEEE-복합 SFP28 SR 트랜시버MMA2P00-AS 25G SFP28 광 수신기이 아키텍처는 다양한 거리 레벨에 대해 여러 SKU를 관리하는 복잡성을 제거하고, 예비 부품 재고를 줄이고, 배포 계획을 단순화합니다.모듈의 850nm VCSEL 기술, 고 민감성 PIN 수신기와 결합하여 100m까지의 OM3 및 OM4 MMF에서 신뢰할 수있는 성능을 제공하며 데이터 센터 내부 및 캠퍼스 링크의 대다수를 커버합니다.

비교 가능한 배포의 주요 가치 지표는 다음을 포함합니다.

• 재고 감축:단일 트랜시버 SKU는 두 개 또는 세 개의 거리 특정 부품 번호를 대체하여 물류 전반 비용을 40%~50% 줄입니다.
• 에너지 효율:모듈당 < 1.5W로, MMA2P00-AS는 냉각 비용을 낮추고 PUE를 개선하는 데 기여합니다.
• 운용 신뢰성:DDM를 지원하는 능동적 모니터링은 광층 오류에 대해 MTTR를 최대 60%까지 감소시킵니다.
• 비용 최적화:의MMA2P00-AS 가격다른 자격을 갖춘 25G SR 모듈과 경쟁력을 갖추고 있으며, 그 광범위한 호환성은 추가 자격 비용을 제거합니다.

네트워크 아키텍트 및 엔지니어링 리드에게 MMA2P00-AS는 온도 변동과 기계적 스트레스에도 불구하고 일관된 성능을 유지하는 "fit-and-forget" 광 인터페이스를 제공합니다.이 솔루션은 특히 표준화 된 25G 액세스 네트워크를 계획하는 녹색 데이터 센터에 권장됩니다., 그리고 기존 멀티모드 광섬유 인프라를 재사용하면서 10G에서 25G로 업그레이드하는 브라운필드 환경. 25G 이더넷이 AI, HPC에서 견인력을 계속 얻으면서,그리고 기업용 저장 환경, MMA2P00-AS 기반의 케이블링 아키텍처는 현재 운영 제약과 장기적 용량 로드맵을 모두 맞추는 견고하고 확장 가능한 기반을 제공합니다.

자세한 통합 지침, 열 시뮬레이션 데이터 및 적합성 인증 패키지 내용은 공식 제품 문서를 참조하십시오.