Chọn mô-đun quang 400g phù hợp

 

Câu hỏi về yếu tố hình thức sẽ không chết

 

QSFP-DD hoặc OSFP. Mọi người đều có ý kiến. Các cuộc tranh luận tại hội nghị OFC trở nên sôi nổi theo những cách khiến những người mới tham gia vào ngành phải ngạc nhiên.

Đây là thực tế thực tế: QSFP{0}}DD đã thắng trò chơi về số lượng. Khả năng tương thích ngược với cơ sở hạ tầng QSFP28 hiện tại tỏ ra hấp dẫn đối với các nhóm mua sắm đã đầu tư rất nhiều vào khung chuyển đổi và cáp 100G. Theo nghĩa đen, bạn có thể đưa mô-đun QSFP28 vào cổng QSFP{6}}DD và nó hoạt động. Câu chuyện di cư đó đã bán được rất nhiều phần cứng.

Những người đề xuất OSFP sẽ cho bạn biết-chính xác-rằng kiểu dáng của họ xử lý nhiệt tốt hơn. Dung lượng vật lý bổ sung (lớn hơn khoảng 50% so với QSFP-DD) cho phép sử dụng ngân sách điện năng 15-20W thay vì mức trần 12-14W chặt chẽ hơn mà các mô-đun QSFP-DD gặp khó khăn. Khi bạn đẩy hệ thống quang học ZR nhất quán cho các ứng dụng metro DCI, khoảng trống đó rất quan trọng.

Nhưng đây là điều không ai đề cập đến trong tài liệu tiếp thị: hầu hết hoạt động triển khai của doanh nghiệp đều không cần ZR. Họ cần DR4 cho các đường chạy 500-mét lá{6}}, có thể là FR4 cho các tòa nhà dài 2 km-đến-xây dựng các liên kết. Ở những mức công suất đó, QSFP-DD hoạt động tốt. Những lợi thế về nhiệt của OSFP trở nên mang tính học thuật.

 

Các biến thể phạm vi tiếp cận và vấn đề về bảng chữ cái

 

SR4, DR4, FR4, LR4, ER4, ZR-về mặt kỹ thuật, quy ước đặt tên sẽ có ý nghĩa khi bạn ghi nhớ nó, nhưng việc xem một kỹ sư cấp dưới cố gắng xác định danh mục vật liệu lần đầu tiên thật khó khăn.

SR4 giúp bạn đi được 100 mét qua chế độ đa chế độ. Sử dụng VCSEL 850nm, đầu nối MPO-12, hoạt động với sợi OM3/OM4 đã có trong sàn nâng của bạn. Lựa chọn rẻ nhất cho đến nay. Đây là những gì bạn triển khai bên trong một tòa nhà trung tâm dữ liệu khi khoảng cách{10} giữa các giá đỡ của bạn duy trì dưới 100 mét.

DR4 mở rộng tới 500 mét qua-chế độ đơn sử dụng quang học song song-bốn sợi riêng biệt ở bước sóng 1310nm, mỗi sợi mang tốc độ 100Gbps. Vẫn sử dụng MPO-12 nhưng giờ bạn cần nhà máy{10}chế độ đơn. Điểm thú vị cho khả năng kết nối{11}từ lá tới cột sống trong các cơ sở lớn hơn.

FR4 và LR4 đều sử dụng ghép kênh bước sóng để ép tất cả bốn kênh vào một cặp sợi quang. FR4 đạt 2km, LR4 đẩy lên 10km. Đầu nối LC song công. Những chi phí này cao hơn vì quang học CWDM4 và ghép kênh/phân kênh làm tăng thêm độ phức tạp.

Sự nhầm lẫn tôi thấy thường xuyên nhất? Ai đó chỉ định DR4 khi họ thực sự cần FR4 vì họ đã đếm sai các sợi cáp. DR4 yêu cầu 8 sợi (4 TX, 4 RX). FR4 yêu cầu 2 sợi (1 TX, 1 RX). Nếu ống dẫn liên tòa nhà của bạn chỉ có đường trục 12 sợi và bạn dự định có nhiều liên kết 400G thì phép toán sẽ không đúng với DR4.

Và sau đó là câu hỏi đột phá.

 

Các chế độ đột phá: Hữu ích cho đến khi không còn hữu ích

 

Mô-đun DR4 400G-có thể chia thành các kết nối DR 4x100G-. Về lý thuyết, điều này mang lại sự linh hoạt khi di chuyển-mua cơ sở hạ tầng 400G ngay bây giờ, sử dụng cơ sở hạ tầng đó ở chế độ 4x100G cho đến khi nhu cầu lưu lượng truy cập đủ để vận hành toàn bộ 400G.

Âm thanh tiếp thị nghe có vẻ tuyệt vời. Thực tế trở nên hỗn loạn hơn.

Đột phá yêu cầu cấu hình sợi cụ thể. Đột phá DR4-đến 4x100G-DR của bạn cần 8 sợi ở phía 400G tỏa ra thành bốn cặp song công ở phía 100G. Đó không phải là dây vá bạn đang để trong ngăn kéo cáp. Đó là một tổ hợp tùy chỉnh, thường có đột phá MPO-12 đến 4xLC và tốt hơn hết bạn nên đặt đúng cực nếu không bạn sẽ mất một buổi tối với máy đánh dấu sợi quang và rất nhiều thất vọng.

 

 

PAM4 đã thay đổi mọi thứ (Không phải lúc nào cũng tốt hơn)

 

Quang học trước 400G sử dụng điều chế NRZ. Hai mức tín hiệu Đơn giản. Đáng tin cậy. Tia laser bật hoặc tắt, cao hay thấp. Sơ đồ mắt trông sạch sẽ.

400G mang đến PAM4: bốn mức tín hiệu mã hóa hai bit cho mỗi ký hiệu. Bạn nhận được gấp đôi tốc độ dữ liệu mà không cần tăng gấp đôi tốc độ ký hiệu. Giải pháp tuyệt vời cho một vấn đề vật lý.

Ngoại trừ PAM4 về cơ bản đã thay đổi đặc tính lỗi của liên kết quang.

Với NRZ, bạn có biên độ nhiễu xấp xỉ 9,5dB giữa các mức tín hiệu. Với PAM4, mức đó giảm xuống còn khoảng 4,8dB. Mức phạt SNR trên lý thuyết là khoảng 10dB-được tính bằng 20×log₁₀(1/3) nếu bạn muốn tính toán chính xác. Đó không phải là một sự khác biệt tinh tế. Đó là sự giảm đáng kể khả năng chống ồn.

Đây là lý do tại sao Sửa lỗi chuyển tiếp trở thành bắt buộc đối với 400G. Không tùy chọn. Không được "khuyên dùng cho khoảng cách xa hơn." Bắt buộc.

Chi phí FEC tăng thêm độ trễ-nhắm mục tiêu vào khoảng 100 nano giây trong thông số kỹ thuật 802.3-và tiêu thụ băng thông bổ sung để đẩy tốc độ đường truyền thực tế lên 425Gbps thay vì 400. Quan trọng hơn, điều đó có nghĩa là liên kết 400G của bạn luôn chạy với tỷ lệ lỗi bit FEC không-0 trước{8}}được sửa thành 0 bài một cách hiệu quả-FEC.

Pre-FEC BER khoảng 2,4×10⁻⁴ được coi là có thể chấp nhận được đối với DR4. Điều đó sẽ là thảm họa đối với liên kết 100G. Đối với 400G với Reed-Solomon FEC thì không sao. Tỷ lệ mất khung hình sau{9}}FEC vẫn đạt mục tiêu 10⁻¹².

Nhưng đây là điều khiến mọi người chú ý: khi FEC không thể theo kịp-khi lỗi trước-FEC vượt quá mức mà thuật toán sửa lỗi có thể xử lý-thì lỗi là không duyên dáng. Liên kết không bị suy giảm từ từ. Nó rơi khỏi một vách đá. Lúc trước mọi thứ đều ổn trong bảng điều khiển giám sát, lúc sau bạn lại thấy lỗi khung không thể sửa được và mất gói.

Đầu nối bẩn mà liên kết 100G có thể chịu được? Họ sẽ giết một liên kết 400G. Sợi cận biên có độ suy giảm hơi cao? Câu chuyện tương tự. Việc sửa lỗi che giấu các vấn đề cho đến khi đột nhiên nó không xảy ra.

 

Cơn ác mộng nhiệt

 

Bộ chuyển mạch 400G 32 cổng được trang bị đầy đủ các mô-đun FR4 tạo ra nhiệt lượng 320-384W chỉ từ các bộ thu phát. Đó là trước khi tính đến công tắc ASIC, bộ nguồn, quạt. Tổng công suất hệ thống có thể đạt tới 1500-2000W trong khung 1RU.

Tính toán mật độ giá phù hợp cho việc triển khai 100G cần được sửa đổi hoàn chỉnh.

Bản thân các mô-đun này có phạm vi nhiệt độ hoạt động-thường là từ 0 độ đến 70 độ đối với cấp thương mại. Nghe có vẻ hợp lý cho đến khi bạn nhận ra rằng "nhiệt độ mô-đun" được đo trên vỏ và vỏ nằm ở bất kỳ luồng không khí nào mà công tắc của bạn cung cấp. Trong một khung máy đầy đủ với các cổng bên trên và bên dưới được chiếm giữ bởi các mô-đun nóng tương tự, luồng không khí đó không lớn.

Tôi đã thấy các hoạt động triển khai trong đó các mô-đun ở giữa tấm mặt nóng hơn 8-10 độ so với các mô-đun ở các cạnh. Cùng một môi trường xung quanh, cùng lưu lượng giao thông, các điều kiện nhiệt độ khác nhau đáng kể hoàn toàn dựa trên vị trí vật lý.

Thiết kế tản nhiệt có vây của OSFP giúp ích ở đây. Các cánh tản nhiệt giúp tăng diện tích bề mặt để làm mát đối lưu và OSFP MSA chỉ định các yêu cầu về luồng không khí mà các nhà thiết kế công tắc phải đáp ứng. QSFP-DD phụ thuộc nhiều hơn vào thiết kế tản nhiệt của nhà cung cấp thiết bị chuyển mạch, thiết kế này có chất lượng rất khác nhau.

Một số hoạt động triển khai cụm AI/ML đã chuyển sang làm mát bằng chất lỏng vì lý do này. Các vòng làm mát trực tiếp-đến{2}}chip hoặc thiết lập nhúng hoàn toàn sẽ loại bỏ hoàn toàn các hạn chế về luồng khí. Nhưng đó là một quyết định cơ bản về cơ sở hạ tầng, không phải là điều bạn có thể giải quyết bằng cách chọn các hệ thống quang học khác nhau.

 

 

Câu hỏi-của bên thứ ba về bộ thu phát

 

Bộ thu phát OEM của Cisco hoặc Juniper có giá gấp 3 đến 5 lần so với mô-đun tương đương của bên thứ ba. Đôi khi nhiều hơn. Sự khác biệt về giá đủ lớn đến mức nó xuất hiện trong các cuộc thảo luận mua sắm ngay cả ở các tổ chức thường tiêu chuẩn hóa một nhà cung cấp duy nhất.

Bên thứ ba-trong hầu hết mọi trường hợp đều hoạt động tốt. Thông số MSA tồn tại chính xác là để cho phép khả năng tương tác của nhiều nhà cung cấp. Mô-đun QSFP-DD tuân thủ là mô-đun QSFP-DD tuân thủ bất kể logo của ai xuất hiện trên nhãn.

Hầu hết thời gian.

Các trường hợp khó khăn sẽ khiến bạn đặt câu hỏi về sự tự tin đó. Chuyển đổi các bản cập nhật chương trình cơ sở đột nhiên gắn cờ quang học-đang hoạt động của bên thứ ba-trước đó là không được hỗ trợ. Dữ liệu DOM/DDM được điền không chính xác do ánh xạ EEPROM không hoàn toàn khớp với những gì bộ chuyển mạch mong đợi. Các vạt liên kết không liên tục chỉ xảy ra với một số kết hợp nhà cung cấp nhất định theo các mẫu lưu lượng truy cập cụ thể.

Tình hình hỗ trợ làm tăng thêm sự không chắc chắn về mặt kỹ thuật. Hãy gọi cho Cisco TAC khi có vấn đề về kết nối và họ sẽ hỏi về hệ thống quang học của bạn. Nếu bạn đang chạy mô-đun của bên thứ ba-thì cuộc trò chuyện thường kết thúc ở đó. "Thay thế bằng bộ thu phát được hỗ trợ và gọi lại nếu sự cố vẫn tiếp diễn" là một phản hồi khó chịu nhưng hoàn toàn có thể đoán trước được.

Đề xuất của tôi, dù có giá trị gì: sử dụng-bên thứ ba trong phòng thí nghiệm, hãy thật cẩn thận trong quá trình sản xuất. Việc tiết kiệm chi phí 70-80% có vẻ kém hấp dẫn hơn khi bạn xử lý sự cố vào lúc 2 giờ sáng và không thể loại trừ yếu tố quang học là một biến số.

 

Điều thực sự quan trọng trong việc lựa chọn

 

Sau tất cả các chi tiết kỹ thuật, việc lựa chọn mô-đun thường dẫn đến một số câu hỏi thực tế:

Khoảng cách nào bạn thực sự cần phải vượt qua? Hãy cụ thể. Đo số lần chạy sợi. Thêm lề cho các miếng vá và mối nối. Sau đó chọn loại mô-đun rẻ nhất đáp ứng được khoảng cách đó và còn chỗ trống.

Cây sợi nào tồn tại? Nhiều chế độ trong tòa nhà,-chế độ đơn lẻ giữa các tòa nhà là mô hình phổ biến. Đừng chống lại cơ sở hạ tầng hiện có của bạn trừ khi bạn có lý do thuyết phục.

Nền tảng chuyển đổi của bạn là gì? Loại cổng có thể đã được quyết định. QSFP-DD cho hầu hết hoạt động triển khai của doanh nghiệp, OSFP cho một số ứng dụng viễn thông và siêu quy mô.

Bạn tin tưởng hệ thống cáp của mình đến mức nào? 400G ít ổn định hơn 100G. Nếu hệ thống cáp có cấu trúc của bạn có vấn đề về-sợi cáp cũ, nghi ngờ có điểm cuối, các bản vá đã được kết nối lại hàng chục lần-dự kiến ​​sẽ có sự cố. Làm sạch mọi thứ. Kiểm tra mọi thứ. Đồng hồ đo công suất quang và phạm vi kiểm tra không còn là tùy chọn nữa.

 

 

Bạn có cần sự linh hoạt đột phá? Nếu có, hãy tính đến việc lựa chọn mô-đun và thiết kế cáp ngay từ đầu. Việc trang bị thêm khả năng đột phá là tốn kém và gây rối.

Quá trình xây dựng AI/ML đang tiến tới 800G. Một số tổ chức đang đặt câu hỏi liệu 400G có hợp lý làm mục tiêu triển khai hay không hay họ nên chờ đợi. Không có câu trả lời phổ quát. Nếu tốc độ tăng trưởng lưu lượng truy cập của bạn phù hợp với khoản đầu tư hiện tại và thời gian hoàn vốn mang lại hiệu quả về mặt tài chính, hãy triển khai 400G. Nếu bạn có thể kéo dài cơ sở hạ tầng 100G của mình thêm một chu kỳ làm mới nữa, có thể hệ sinh thái 800G sẽ sẵn sàng khi bạn cần.

Lời khuyên nhàm chán thường là lời khuyên đúng đắn: kết hợp công nghệ với yêu cầu thực tế, mua từ nhà cung cấp mà bạn đủ tin tưởng để hỗ trợ bạn khi có sự cố và hãy nhớ rằng lựa chọn rẻ nhất thường không hề rẻ khi bạn tính đến thời gian khắc phục sự cố.

Không ai bị sa thải vì chỉ định các bộ thu phát hoạt động được.