Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC actieve optische kabel in de praktijk

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC Active Optical Cable in Practice | Short-Reach High-Speed Inter-Rack Interconnect and Cabling Simplification

Achtergrond en Uitdagingen

In een typisch gefaseerd upgrade-scenario voltooide het netwerkteam van een AI-trainingscluster eerst de implementatie van 200G QSFP56-poorten aan de leaf-switchzijde, terwijl de compute- en opslagknooppunten binnen de racks voornamelijk op 100G QSFP56-poorten bleven. Deze generatiekloof creëerde een direct bekabelingsprobleem: als één 200G-switchpoort slechts met één 100G-knooppunt verbonden was, zou de helft van de bandbreedte voor onbepaalde tijd ongebruikt blijven.

Wachten op een volledige serververnieuwing was niet acceptabel, aangezien de cluster op korte termijn extra capaciteit nodig had. Het alternatief, het toevoegen van discrete breakout-optiek plus aparte glasvezelpatchkabels, introduceerde zijn eigen complicaties: meer onderdelen om op voorraad te hebben en te koppelen, extra stappen voor het reinigen van connectoren, fragiele breakout-kabels die gemakkelijk konden worden verstoord tijdens onderhoud, en extra kabelvolume in racks waar de luchtstroom al krap was. De afstanden tussen racks in de getroffen rijen varieerden van ongeveer 3 tot 10 meter, een afstand waar passieve koperen breakout-assemblages omvangrijk en moeilijk te routeren werden.

Het team had daarom een in de fabriek afgewerkte breakout-verbinding nodig die één 200 Gb/s-poort kon splitsen in twee 100 Gb/s-verbindingen, de volledige afstand tussen racks kon overbruggen en de bekabelingscomplexiteit kon verminderen in plaats van vergroten.

Oplossing en Implementatieaanpak

Het team standaardiseerde op de Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E, een AOC actieve optische kabel die een enkele 200G QSFP56-connector aan de switchzijde en twee 100G QSFP56-connectoren aan de knooppuntzijde presenteert. Met een bereik van 10 meter overbrugde de MFS1S50-H010E 200G QSFP56 breakout AOC-kabel elke inter-rack verbinding in de doelrijen zonder tussenliggende patchpanelen.

De implementatie volgde een vast patroon per rack. Eén poot van de assemblage verbond met de 200G-poort van de leaf-switch, en de twee breakout-poten verbonden met een paar 100G-knooppunten, met poortmapping vooraf gedocumenteerd zodat elke fysieke verbinding alleen al aan de hand van de labeling kon worden getraceerd. Omdat de assemblage vooraf is afgewerkt en in de fabriek is getest, hoefden technici geen modules te plaatsen of glasvezeluiteinden in het rack te reinigen.

• Gestandaardiseerde lengte van 10 meter voor alle getroffen inter-rack afstanden
• Eén 200 Gb/s naar 2x100 Gb/s QSFP56 naar 2xQSFP56 assemblage per switchpoort, die twee 100G knooppunten bedient
• Vooraf afgewerkte, in de fabriek geteste constructie voor plug-and-play installatie
• Batchuitrol per rij, met verificatie van de verbinding na elk rack

Vóór de uitrol beoordeelden ingenieurs de specificaties van de MFS1S50-H010E en het MFS1S50-H010E-datasheet om het optische budget, de buigradius en de omgevingstoleranties te bevestigen, en valideerden ze MFS1S50-H010E compatibele switch- en adaptermodellen tegen de bestaande stuklijst.

Resultaten en Voordelen

De belangrijkste winst was de poortbenutting. Elke 200G leaf-poort bediende nu twee 100G knooppunten, waardoor het aantal aangesloten eindpunten per switchpoort effectief verdubbelde en de cluster capaciteit kon toevoegen zonder te hoeven wachten op serververvanging. De MFS1S50-H010E 200G QSFP56 breakout AOC-kabeloplossing verminderde ook het aantal componenten per verbinding in vergelijking met discrete optiek plus patchkabels, wat zowel de staging als de planning van reserveonderdelen vereenvoudigde.

De bekabelingsvereenvoudiging was eveneens zichtbaar in de racks. Eén assemblage verving een combinatie van modules en glasvezel, waardoor het aantal koppelpunten en de tijd die nodig was om elke verbinding te installeren en te labelen, werd verminderd. De dunnere, flexibelere optische constructie verbeterde de routering en luchtstroom, en technici meldden dat de breakout-kabels gemakkelijker te beheren waren dan koperen alternatieven tijdens nabijgelegen onderhoudswerkzaamheden.

Operationeel kwamen de verbindingen voorspelbaar tot stand tijdens de ingebruikname, en het verminderde aantal fysieke koppelpunten verlaagde het aantal verbindingsproblemen dat kon worden toegeschreven aan kabelbehandeling. Het beheer van reserveonderdelen verbeterde ook: één SKU dekte het volledige bereik van de getroffen verbindingen. Voor de planning merkte het team op dat de prijs van de MFS1S50-H010E en de beschikbaarheid van de MFS1S50-H010E te koop bevestigd moeten worden met geautoriseerde kanaalpartners om een echte levering van NVIDIA Mellanox te garanderen.

Samenvatting en Vooruitzichten

De implementatie laat zien waar de Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E het beste past: gemengde snelheidsnetwerken in transitie, waar 200G switchpoorten moeten worden verbonden met 100G eindpunten over korte afstanden tussen racks. Door een 200 Gb/s naar 2x100 Gb/s QSFP56 naar 2xQSFP56 breakout te combineren in één in de fabriek afgewerkte assemblage van 10 meter, verhoogt het de poortbenutting terwijl het aantal componenten en de installatie-inspanning wordt verminderd.

Aangezien clusters in fasen blijven upgraden in plaats van allemaal tegelijk, zullen breakout-verbindingen van dit type waarschijnlijk een praktische standaard blijven voor het overbruggen van generaties. Teams die vergelijkbare uitrolplannen maken, moeten parameters valideren tegen het MFS1S50-H010E-datasheet en de specificaties tijdens de ontwerpevaluatie.