Oikean 400 g:n optisen moduulin valinta

 

Muototekijäkysymys, joka ei kuole

 

QSFP-DD tai OSFP. Kaikilla on mielipiteitä. OFC-konferenssien keskustelut kiihtyvät tavalla, joka yllättää alan uudet tulokkaat.

Käytännön todellisuus on tässä: QSFP{0}}DD voitti volyymipelin. Taaksepäin yhteensopivuus olemassa olevan QSFP28-infrastruktuurin kanssa osoittautui vastustamattomaksi hankintatiimeille, jotka olivat jo investoineet voimakkaasti 100G-kaapelointiin ja kytkimien runkoon. Voit kirjaimellisesti laittaa QSFP28-moduulin QSFP-DD-porttiin ja se toimii. Tuo muuttotarina myi paljon laitteistoa.

OSFP:n kannattajat kertovat sinulle-oikein-, että heidän muototekijänsä käsittelee lämpöä paremmin. Ylimääräinen fyysinen äänenvoimakkuus (noin 50 % suurempi kuin QSFP-DD) mahdollistaa 15-20 W:n tehobudjetin QSFP-DD-moduulien tiukemman 12–14 W katon sijaan. Kun työnnät koherenttia ZR-optiikkaa metron DCI-sovelluksiin, tällä tilalla on valtava merkitys.

Mutta tässä on se, mitä kukaan ei mainitse markkinointimateriaaleissa: useimmat yrityskäytöt eivät vaadi ZR:ää. He tarvitsevat DR4:n 500-metrin lehti-selkälenkille, ehkä FR4 2 km:n rakennus---linkkeihin. Näillä tehotasoilla QSFP-DD toimii hyvin. OSFP:n lämpöeduista tulee akateemisia.

 

Reach Variants ja Alphabet Soup -ongelma

 

SR4, DR4, FR4, LR4, ER4, ZR-nimeämiskäytäntö on teknisesti järkevä, kun sen opettelee ulkoa, mutta on tuskallista nähdä nuoremman insinöörin yrittävän määrittää materiaaliluetteloa ensimmäistä kertaa.

SR4:llä pääset 100 metrin päähän monitilasta. Käyttää 850 nm VCSEL:iä, MPO-12-liitintä, toimii OM3/OM4-kuidun kanssa, joka on jo korotetussa lattiassasi. Halvin vaihtoehto tähän mennessä. Tämä on se, mitä otat käyttöön yhdessä palvelinkeskusrakennuksessa, kun telineen{10}}välit jäävät alle 100 metrin.

DR4 ulottuu 500 metriin yksi-moodissa käyttämällä rinnakkaisoptiikkaa-neljä erillistä kuitua 1310 nm:ssä, kukin 100 Gbps. Käyttää edelleen MPO-12:ta, mutta nyt tarvitset yksimuotoisen{10}}laitoksen. Ihana paikka lehtien{11}}selkärangan väliselle liittämiselle suuremmissa tiloissa.

FR4 ja LR4 käyttävät molemmat aallonpituuden multipleksointia puristaakseen kaikki neljä kanavaa yhdeksi kuitupariksi. FR4 saavuttaa 2 km, LR4 työntää 10 km. Duplex LC-liittimet. Nämä maksavat enemmän, koska CWDM4-optiikka ja multipleksointi/demultipleksointi lisäävät monimutkaisuutta.

Hämmennystä, jonka näen useimmiten? Joku määrittelee DR4:n, kun he todella tarvitsivat FR4:ää, koska he laskivat kuitunauhat väärin. DR4 vaatii 8 kuitua (4 TX, 4 RX). FR4 vaatii 2 kuitua (1 TX, 1 RX). Jos rakennusten välisessä kanavassasi on vain 12-säikeinen runko ja suunnittelet useita 400G:n linkkejä, laskelma ei toimi DR4:n kanssa.

Ja sitten on purkautumiskysymys.

 

Breakout-tilat: Hyödyllisiä, kunnes ne eivät ole

 

400 G-DR4-moduuli voi muodostaa 4 x 100 G-DR-liitännät. Teoriassa tämä tarjoaa siirtymisen joustavuutta-osta 400G-infrastruktuuri nyt, käytä sitä 4x100G-tilassa, kunnes liikennevaatimukset oikeuttavat täyden 400G-toiminnan.

Markkinointipuhe kuulostaa hyvältä. Todellisuus muuttuu sotkuisemmaksi.

Breakout vaatii erityisiä kuitukokoonpanoja. DR4--4x100G-DR-katkos tarvitsee 8 kuitua 400 G:n puolella, jotka leviävät neljään duplex-pariin 100 G:n puolella. Se ei ole kaapelilaatikossa oleva liitäntäjohto. Se on mukautettu kokoonpano, jossa on usein MPO-12 - 4xLC-katkaisu, ja sinun on parempi tilata oikea napaisuus tai vietät illan kuitujäljittimen kanssa ja paljon turhautumista.

 

 

PAM4 muutti kaiken (ei aina parempaan suuntaan)

 

Pre-400G-optiikassa käytettiin NRZ-modulaatiota. Kaksi signaalitasoa. Yksinkertainen. Luotettava. Laser on joko päällä tai pois päältä, korkea tai matala. Silmäkaaviot näyttivät puhtailta.

400G toi PAM4:n: neljä signaalitasoa, jotka koodaavat kaksi bittiä symbolia kohden. Saat kaksinkertaisen tiedonsiirtonopeuden kaksinkertaistamatta symbolinopeutta. Loistava ratkaisu fysiikan ongelmaan.

Paitsi PAM4 muutti perusteellisesti optisten linkkien virheominaisuuksia.

NRZ:llä signaalitasojen välinen kohinamarginaali oli noin 9,5 dB. PAM4:llä se laskee noin 4,8 dB:iin. Teoreettinen SNR-rangaistus on noin 10 dB-, joka lasketaan 20×log₁₀(1/3), jos haluat tarkan matematiikan. Se ei ole hienovarainen ero. Se heikentää dramaattisesti melunsietokykyä.

Tästä syystä Forward Error Correction tuli pakolliseksi 400G:lle. Ei valinnainen. Ei "suositellaan pitemmille matkoille". Pakollinen.

FEC-ylijännite lisää viivettä-kohdistaen noin 100 nanosekuntiin 802.3-spesifikaatioissa-ja kuluttaa ylimääräistä kaistanleveyttä, joka nostaa todelliset linjanopeudet 425 Gbps:iin puhtaan 400:n sijasta. Vielä tärkeämpää on, että 400 Gt:n linkkisi toimii aina}}}}zer-bittinopeudella, joka ei ole ECo{{7. käytännössä nolla-FEC.

Pre-FEC BER noin 2,4×10⁻⁴ katsotaan hyväksyttäväksi DR4:lle. Se olisi ollut katastrofaalista 100 Gt:n linkille. 400 G:lle Reed-Solomon FEC:n kanssa, se on hyvä. Post-FEC-kuvahäviö saavuttaa edelleen 10⁻¹²-tavoitteen.

Mutta tässä on se, mikä saa ihmiset kiinni: kun FEC ei pysy perässä,-kun pre-FEC-virheet ylittävät korjausalgoritmin kestävyyden-vika ei ole hieno. Linkki ei hitaasti hajoa. Se putoaa kalliolta. Yhtenä hetkenä kaikki näyttää hyvältä valvontakojelaudassa, seuraavalla hetkellä näet korjaamattomia kehysvirheitä ja pakettihäviöitä.

Likaiset liittimet, joita 100G-linkki sietäisi? He tappavat 400G:n linkin. Marginaalikuitu, jossa vaimennus on hieman korkeampi? Sama tarina. Virheenkorjaus peittää ongelmat, kunnes yhtäkkiä se ei tee sitä.

 

Lämpöiset painajaiset

 

32-porttinen 400G-kytkin, joka on täynnä FR4-moduuleita, tuottaa 320-384 W lämpöä pelkästään lähetin-vastaanottimista. Se on ennen kuin lasketaan ASIC-kytkin, virtalähteet, tuulettimet. Järjestelmän kokonaisteho voi lähestyä 1500-2000W 1RU-kotelossa.

Telinetiheyslaskelmat, jotka toimivat 100G-käyttöönotuksissa, vaativat täydellisen tarkistamisen.

Itse moduulien käyttölämpötila-alueet ovat{0}}yleensä 0–70 astetta kaupallisessa luokassa. Kuulostaa järkevältä, kunnes huomaat, että "moduulin lämpötila" mitataan kotelosta ja kotelo istuu missä tahansa ilmavirrassa, jonka kytkin tarjoaa. Täysin asutussa rungossa, jossa portit ylä- ja alapuolella ovat yhtä kuumat moduulit, tämä ilmavirtaus ei ole suuri.

Olen nähnyt käyttöönottoja, joissa etulevyn keskellä olevat moduulit ovat 8-10 astetta kuumempia kuin reunojen moduulit. Sama ympäristö, sama liikennekuorma, dramaattisesti erilaiset lämpöolosuhteet puhtaasti fyysisen sijainnin perusteella.

OSFP:n rivat-jäähdytyselementtisuunnittelu auttaa tässä. Rivat lisäävät pinta-alaa konvektiivisessa jäähdytyksessä, ja OSFP MSA määrittelee ilmavirtavaatimukset, jotka kytkimien suunnittelijoiden on täytettävä. QSFP-DD luottaa enemmän kytkimien valmistajan lämpösuunnitteluun, jonka laatu vaihtelee suuresti.

Osa AI/ML-klusterien käyttöönotoista on siirtynyt nestejäähdytykseen juuri tästä syystä. Suora-to-chip-jäähdytyssilmukat tai täysin upotusasetukset poistavat ilmavirran rajoitukset kokonaan. Mutta se on perustavanlaatuinen infrastruktuuripäätös, ei jotain, jonka ratkaiset valitsemalla erilaisia ​​optioita.

 

 

Kolmannen-osapuolen lähetin-vastaanotinkysymys

 

Ciscon tai Juniperin OEM-lähetin-vastaanottimet maksavat kolmesta viiteen kertaa vastaavat kolmannen osapuolen moduulit{0}}. Joskus enemmän. Hintaero on sen verran merkittävä, että se näkyy hankintakeskusteluissa jopa organisaatioissa, jotka tyypillisesti standardoivat yksittäisiä toimittajia.

Kolmas osapuoli{0}}toimii hyvin suurimman osan ajasta. MSA-määritykset ovat olemassa nimenomaan mahdollistamaan usean-toimittajan yhteentoimivuus. Yhteensopiva QSFP-DD-moduuli on yhteensopiva QSFP-DD-moduuli riippumatta siitä, kenen logo tarrassa on.

Suurimman osan ajasta.

Reunakotelot saavat sinut kyseenalaistamaan tämän luottamuksen. Vaihda laiteohjelmistopäivityksiä, jotka yhtäkkiä ilmoittavat aiemmin -toimineen kolmannen osapuolen{2}}optiikoista, että niitä ei tueta. DOM/DDM-tiedot, jotka täyttyvät väärin, koska EEPROM-kartoitus ei aivan vastaa kytkimen odotuksia. Ajoittain esiintyvät linkkien läpät, joita esiintyy vain tietyillä toimittajayhdistelmillä tietyissä liikennemalleissa.

Tukitilanne lisää teknistä epävarmuutta. Soita Cisco TAC:iin, jos sinulla on linkkiongelma, niin he tiedustelevat optiikkaasi. Jos käytät kolmannen osapuolen{2}}moduuleja, keskustelu usein päättyy siihen. "Vaihda tuetuilla lähetin-vastaanottimilla ja soita takaisin, jos ongelma jatkuu" on turhauttava mutta täysin ennustettavissa oleva vastaus.

Suositukseni: käytä laboratoriossa kolmatta osapuolta{0}}, ole erittäin varovainen tuotannossa. 70–80 %:n kustannussäästöt tuntuvat vähemmän houkuttelevilta, kun teet vianetsintää kello 2 yöllä, eivätkä voi sulkea pois optiikkaa muuttujana.

 

Millä valinnassa todella on väliä

 

Kaikkien teknisten yksityiskohtien jälkeen moduulien valinta koostuu yleensä muutamasta käytännön kysymyksestä:

Mikä etäisyys sinun todella täytyy kulkea? Ole täsmällinen. Mittaa kuitujen kulku. Lisää marginaali paikkakunnille ja jatkoksille. Valitse sitten halvin moduulityyppi, joka täyttää tämän etäisyyden ja tilaa jäljellä.

Mitä kuitukasvia on olemassa? Monimuoto rakennuksessa, yksi{0}}tila rakennusten välillä on yleinen malli. Älä taistele olemassa olevaa infrastruktuuriasi vastaan, ellei sinulla ole painavia syitä.

Mikä on kytkinalustasi? Portin tyyppi on todennäköisesti jo päätetty. QSFP-DD useimpiin yrityskäyttöönottoihin, OSFP joihinkin hyperskaalaukseen ja tietoliikennesovelluksiin.

Kuinka paljon luotat kaapelointiisi? 400G on vähemmän anteeksiantava kuin 100G. Jos strukturoitu kaapelointisi on kyseenalainen-vanha kuitu, epäilet päätyksiä tai paikat, jotka on liitetty uudelleen kymmeniä kertoja-ongelmia. Puhdista kaikki. Testaa kaikkea. Optinen tehomittari ja tarkastusalue eivät ole enää valinnaisia.

 

 

Tarvitsetko joustavuutta purkamiseen? Jos kyllä, ota se huomioon moduulien valinnassa ja kaapeloinnin suunnittelussa alusta alkaen. Katkaisukyvyn jälkiasennus on kallista ja häiritsevää.

AI/ML-rakennukset ovat jo kohti 800G:tä. Jotkut organisaatiot kyseenalaistavat, onko 400G järkevä käyttöönottokohteena vai pitäisikö heidän odottaa. Ei ole universaalia vastausta. Jos liikenteen kasvu oikeuttaa investoinnin nyt ja takaisinmaksuaika toimii taloudellisesti, ota käyttöön 400G. Jos voit venyttää 100G-infrastruktuuriasi toisen päivityssyklin, ehkä 800G:n ekosysteemi on valmis, kun sitä tarvitset.

Tylsä neuvo on yleensä oikea neuvo: sovita tekniikka todellisiin vaatimuksiin, osta myyjiltä, ​​joihin luotat tarpeeksi tukemaan sinua, kun asiat hajoavat, ja muista, että halvin vaihtoehto ei useinkaan ole halpa, kun otat huomioon vianetsintäajan.

Ketään ei koskaan irtisanottu vain toimivien lähetin-vastaanottimien määrittämisestä.