Voidaanko datakeskuksen optisten moduulien/laitteiden luotettavuusstandardeja lieventää?
Dec 11, 2025|
◆Palvelinkeskuksen optisen moduulin virrankulutusvaatimukset
Erot optisten moduulien työympäristöissä tietoliikenne- ja datakeskuksissa
Siinä on kolme pääeroa:
Erilaiset käyttölämpötilat
Tietoliikennesovellukset kokevat päivittäisiä lämpötilavaihteluita vuorokausivaihteluista sekä vuodenaikojen vaihteluista johtuvia kausittaisia lämpötilavaihteluita. Optisten moduulien on mukauduttava näihin muunnelmiin. Tietoliikenne-luokan sovellukset jaetaan sisä- ja ulkoympäristöihin. Sisäympäristöt ovat 0–70 astetta, joka tunnetaan yleisesti nimellä kaupallinen laatu; ulkoympäristöt vaativat yleensä -40-85 astetta, joka tunnetaan yleisesti nimellä teollisuuslaatu.
Datakeskukset ovat erilaisia; niidenoptiset moduulittarvitsee vain käydä läpi 10 asteen lämpötilasykli, mikä on erittäin vakaa.
Voimmeko alentaa vaatimuksia korkean{0}}lämpötilan ja korkean-kosteuden käyttöiän luotettavuuden testaukselle, jota vaadimme päivittäin palvelinkeskuksissa?
Erilaiset tuotteiden elinkaaret
Tietoliikenne{0}}tason sovellusten odotetaan kestävän vuosikymmeniä, kun ne on otettu käyttöön. tyypilliset luotettavuuden elinkaarit suunnitellaan ja arvioidaan 20 vuoden perusteella.
Konesalisovellukset vaihdetaan yleensä kahden tai kolmen vuoden välein.
Okei, teen jotain, joka ei hajoa 50 vuoteen, mutta käytät sitä kaksi vuotta ja sitten heität sen pois? Voimmeko hieman alentaa elinikävaatimuksia?
Erilaisia redundanssimalleja
Tietoliikennesovelluksissa on linjaredundanssisuunnittelu, mutta redundanssi ei ole suuri. Varaviestinnän vaihtoa käytetään kriittisillä linjoilla. Kuulemme kuitenkin usein uutisraportteja kymmenistä tuhansista käyttäjistä, jotka kärsivät yksittäisen päälaitteen vioista, mikä vaikuttaa heidän puheluihinsa ja Internet-yhteyteensä. Lyhyesti sanottuna optisten moduulien kyvyttömyys toimia on kriittinen ongelma. Palvelinkeskuksissa on paljon laajempi redundanssi, varsinkin kun yli 90 % palvelimista on pilvipalvelimia. Siksi käyttäjät eivät ole läheskään tietoisia optisten moduulien vioista. Toimittajille, vaikka jotkin optiset moduulit epäonnistuvat satunnaisesti, ne voidaan yksinkertaisesti vaihtaa.
Joten voidaanko optisten moduulien luotettavuusvaatimuksia lieventää? Sovelluksen näkökulmasta luotettavuusvaatimusten lieventäminen ei juurikaan vaikuta asiakkaisiin. Seuraava kysymys kuuluu: mitä pitäisi rentoutua? Miten sitä pitäisi rentoutua? Ja miksi sen pitäisi olla rento?
Optisten moduulien suurimmat viat ja vikojen syyt
Facebook julkaisi epäonnistumistilastoja a100G optinen moduuli, joka osoittaa, että 97 % vioista johtui laserista-, ja useimmat tapahtuivat kolmen kuukauden sisällä laserin käyttöönotosta. Jos suurin osa vioista tapahtuu kolmen kuukauden sisällä, pitäisikö varhaisen vian määritelmää mukauttaa? Epäonnistuneet laserit DFB:iden (Digital Bulbs) vikaantuvuus on huomattavasti korkeampi kuin EML:n (Electromagnetic Laminates) (useita satoja kertoja suurempi). Tämä herättää kysymyksen siitä, uskooko Dr. Zeng Facebookista, että suorassa modulaatiotilassa olevat DFB:t ovat alttiimpia vikaantumiselle kuin DFB:t, jotka lähettävät valoa jatkuvasti (kuten paikallaan oleva johto voi kestää pitkään, mutta toistuva taivutus rikkoo sen helposti).
Pitäisikö laserkiekkojen luotettavuustestausta näin ollen lisätä laserkiekkojen tasolla? Jos se liittyy modulaatiotilaan, pitäisikö pitkän{0}}elinkaaritestauksen sisältyä modulaatiotilassa tapahtuva vahvistus?
Rentouta luotettavuusvaatimukset
Jos luotettavuusvaatimuksia halutaan lieventää, pitäisikö meidän vähentää testikohteiden määrää, alentaa testiolosuhteita, lyhentää testiaikaa vai vähentää testinäytteiden määrää?
Vähennetäänkö testikohteiden määrää?
Itse asiassa luotettavuustestikohteita ei ole paljon. Vaikka yksi tai kaksi poistetaan, ne eivät ole korkean lämpötilan ja korkean kosteuden kestotesti, josta optisten moduulien laitevalmistajat välittävät. Pikemminkin ne ovat joitain vähemmän tärkeitä kohteita. Testikohteiden määrän vähentäminen on mielekästä, mutta ei kovin merkittävää.
Vähentää testausolosuhteita?
Tämä on mahdollista, mutta kuinka paljon vähentää, vaatii data-analyysin sopivien testausolosuhteiden löytämiseksi.
Pakkaa testiaika?
Entä 500 tuntia, ei 5000 tuntia, ei 2000 tuntia, ei 1000 tuntia, vaan vain 500 tuntia? Näin luotettavuustestaus ei aiheuta pitkää tuotteen julkaisusykliä.
Intel antoi mielenkiintoisen vastauksen: GR468:n kiihtyvyyskertoimen perusteella 10 vuoden käyttöikä voidaan testata kuudessa viikossa 100-kertaisella kiihtyvyyskertoimella.
Sitten, jos nostamme luotettavuustestin lämpötilan 130 asteeseen, kiihtyvyyskerroin tulee 1000-kertaiseksi ja 17 vuoden käyttöikä voidaan testata viikossa.
Tämä näyttää tiivistävän aikaa entisestään, eikö?
Voisimmeko lyhentää pitkän käyttöiän testausaikaa suurentamalla näytekokoa, esimerkiksi 500 näytettä 500 tuntia korkeassa lämpötilassa ja kosteudessa?
Pienennetäänkö otoskokoa luotettavuustestausta varten?
Broadcomilla on tilastollinen analyysi eri otoskokojen aiheuttamista poikkeamista elinkaaren ennusteessa. Johtopäätös on, että "käytettäessä mitä tahansa tekniikkaa ei voida odottaa vähentävän näytteiden määrää luotettavuusvaatimusten vähentämisen tavoitteen saavuttamiseksi", koska pieni otoskoko itsessään aiheuttaa harhaa.
Jos luotettavuusvaatimuksia aiotaan lieventää, miten standardi määritellään?
20 vuotta sitten GR468 oli optisen viestinnän alan benchmark. Itse asiassa GR3013-niminen luotettavuusstandardi oli olemassa lyhyille elinkaareille jo vuonna 2004.
Tämä uusi standardi, jonka luotettavuusvaatimukset ovat lievemmät, on kuitenkin vähän tunnettu, ainakin minä olen kuullut siitä.
Tänä iltapäivänä suuret valmistajat käyttivät edelleen GR468:aa analysointiin.
Pitäisikö rento luotettavuusstandardin olla täysin uusi standardisarja? Se sisältää riskin jostain samankaltaisesta GR3013:sta - teollisuus viettää pitkän aikaa standardien kehittämiseen, ja sitten ne jäävät tuntemattomiksi…
Vaihtoehto kaksi: muokkaa GR3013:a ja ota se käyttöön ja mainosta sitä sitten.
Vaihtoehto kolme: kehitä CR468:sta kevyempi versio, joka sopii datakeskuksiin.
Tämä on hyvin erityinen ongelma toimialaketjussa,{0}}miten se otetaan käyttöön?
Peruskysymys on: "Jos luotettavuusstandardeja kevennetään, vähenevätkö kustannukset?"
Mitä palvelinkeskusoperaattorit hyötyvät luotettavuusvaatimusten lieventämisestä? Alhaiset kustannukset ovat heidän päätavoitteensa. Lasereilla on korkein epäonnistumisprosentti. Kuitenkin valmistajat, kuten Sumitomo ja Broadcom, jotka valmistavat lasereita, käyttivät tekstiä, kaavoja ja kaavioita välittääkseen viestin, että luotettavuusvaatimusten lieventäminen ei vähennä kustannuksia. Itse asiassa se lisää kustannuksia, jos laserkiekkojen luotettavuuden varmistusprosessia muutetaan.
Lasereiden luotettavuus perustuu jatkuvaan teknologiseen parantamiseen. Luotettavuusvaatimusten lieventäminen ei ole tapa vähentää kustannuksia. Kuten yksi lause Broadcomin esityksestä sanoi: "Ajattele muita tapoja vähentää kustannuksia..."