AI データセンター ファイバー ケーブル配線ガイド: 400G/800G MTP/MPO 設計、損失予算、BOM チェックリスト |グローリーオプティクス

60 秒でわかるデザインの答え

新しい AI データセンターの場合、「ファイバー ボックス」や「MPO ケーブル」などの製品名では、信頼性の高いファイバー プラントを定義するのに十分ではありません。から始めてください400G/800G 設計チェックリストと BOM パス: トランシーバー PMD を確認し、各ポートを必要なファイバー数にマッピングし、光レーンに一致する MTP/MPO ベースを選択し、文書化されたパッチ パネルを介してトランクをルーティングし、アップグレード パスが不確実な場合に OS2 バックボーン容量を予約し、損失バジェットを計算し、発注書がリリースされる前に受け入れテストを定義します。

見積もりを依頼する前の 400G/800G 設計チェックリスト

400G/800G ケーブル設計ワークフロー: スイッチ ポート → トランシーバー PMD → MTP/MPO ベースとファイバー数 → パッチ パネルとカセット極性 → OS2 バックボーン → 損失予算ワークシート → サプライヤー-準備完了 BOM。

AI ファブリック アーキテクチャ: ケーブル接続が GPU トポロジに従う必要がある理由

AI データセンターのケーブル接続は、通常のサーバーからコアへのケーブル接続ではありません。{0}{1}大規模な GPU クラスタは、トレーニング、推論のバッチ処理、ストレージ アクセスのためにトラフィックを絶えず東西に移動させます。-したがって、ファイバー プラントは、極性の曖昧さ、パッチング ゾーンの輻輳、文書化されていない予備ファイバーを発生させることなく、リーフ-スパインまたはレール-に最適化されたファブリック設計をサポートする必要があります。

NVIDIA は、Spectrum{0}X を、単一プレーンの制限を超えて AI ワークロードを拡張するマルチプレーン設計を含む AI ネットワーキング用に設計されたイーサネット プラットフォームであると公式に説明しています。{{1}{2}}ケーブル配線チームにとって、この教訓は実践的です。各レール、プレーン、またはリーフ スパイン パスには、物理​​ラベル、文書化されたファイバー マップ、およびテスト可能なリンク バジェットが必要です。{4}}NVIDIA Spectrum-X プラットフォーム リファレンス.

リーフ-スパイン AI ファブリック アーキテクチャ: GPU ラックは、Base{3}}8 または Base-16 MTP/MPO トランクを介して ToR リーフ スイッチに接続します。高密度パッチパネルは、各ホップでの極性とラベルの連続性を管理します。 OS2 バックボーンは、全体にレールごとのトポロジ ラベルを使用して、スパイン層とアグリゲーション層をリンクします。

異なる AI データセンター リンク グループに個別にラベルを付ける

トランシーバー-から-ファイバーへのマッピング: ケーブルを選択する前にここから始めてください

すべての BOM エラーはマッピング エラーとして始まります。トランシーバーは、レーン数、コネクタ インターフェイス、リーチ、研磨、および最大チャネル挿入損失を定義します。 MTP/MPO トランクとパッチ パネルはそのインターフェイスに従う必要があります。

のTIA 光ファイバー技術コンソーシアム 400GBASE-DR4 の概要400GBASE-DR4 の場合、3.0 dB の最大挿入損失と 500 m の OS2 動作範囲がリストされています。その800GBASE-DR8 の概要では、16 本のシングルモード ファイバを介した 800 Gb/s PAM4 並列伝送について説明しており、到達距離は少なくとも 500 m です。シスコの公開 800G OSFP データシートには、ベンダー-インターフェイスの確認が重要である理由も示されています。1 つの DR8 モデルはデュアル MPO{12}}12 APC を使用し、別の DR8P モデルは MPO-16 APC を使用しており、両方とも 800GBASE-DR8 と 2×400GBASE-DR4 ブレークアウトをサポートしています。Cisco 800G OSFP トランシーバのリファレンス.

MTP/MPO トランク設計: ベース、極性、性別、ポリッシュ

MTP/MPO は 1 つのケーブル タイプではありません。 400G/800G の場合、購買チームは少なくとも 4 つの変数を指定する必要があります。塩基/繊維数, 極性, 性別そして研磨。 「MPO トランク、OS2、30 m」のみの見積は不完全です。

ベースの選択により、すべてのファイバーが光レーンを伝送するかどうかが決まります。 Base-8 は 400GBASE- DR4 (4 つの Tx + 4 つの Rx レーン) に最適です。 MPO-16 またはデュアル MPO-12 は、モジュールに応じて通常 800GBASE-DR8 (8 つの Tx + 8 つの Rx) に一致します。 DR4 設計に Base-12 を盲目的に適用すると、トランクごとに 4 本のファイバが撚り合わされ、明確な利点が得られずに極性が複雑になる可能性があります。

パッチ パネル、カセット、ODF: AI データセンターのケーブル接続におけるパッチング層

AI データセンターでは、パッチ適用レイヤー -ラックマウントファイバーパッチパネル、MPOカセットエンクロージャまたはODF- は、MTP/MPO トランクが終端し、LC ブレークアウトが管理され、曲げ半径が制御され、バックボーンに影響を与えることなく将来の変更が行われる場所です。 400G および 800G AI ファブリック設計の場合、パネルの選択は、移動-追加-イベントごとにレーンの完全性、極性管理、および動作変更制御に直接影響します。

優先順位を付ける光ファイバーパッチパネル, MTP/MPO ケーブル配線システムそしてデータセンターのケーブル配線ソリューション並列光学密度と文書化された極性を考慮して設計されています。{0} AI データセンターのコンテキスト外のエンクロージャ カテゴリについては、ファイバーボックス購入者ガイド.

AI データセンターにおける OS2 と OM4: 新しいビルドのデフォルトをシングルモードにする理由

OM4 と OM5 は、短い SR アプリケーション、特にリンク距離が安定しており、シングルモードへのアップグレード パスが短期的に計画されていない行内では引き続き正しいままです。新しい構造化されたバックボーン ルートの場合、-脊椎-から-リーフ、行間、部屋間、または将来の速度ロードマップが不確実なルート-OS2 シングルモードは、Glory Optical エンジニアリングの推奨事項として、より安全な計画のデフォルトです。。より多くの到達距離を提供し、DR/FR/LR 光ファミリをサポートし、帯域幅のアップグレードがバックボーンの再配線プロジェクトになる可能性を減らします。

ファイバー選択決定パス: 安定した列内 SR リンクは、距離とアップグレード パスが固定されている OM4/OM5 を使用できます。-部屋規模-と建物規模-の DR または FR リンクはデフォルトで OS2 に設定されます。 800G または将来の 1.6T トラフィックを伝送する可能性のあるバックボーン ルートは、初日からパネル密度が予約された OS2 にする必要があります。

400G/800G 損失予算ワークシート: ケーブル設計を合否番号に変える

損失バジェットは、アーキテクチャが測定可能になる場所です。有用な BOM は、トランクとパネルをリストするだけではありません。リンク タイプごとに予想される挿入損失と予約マージンを記載する必要があります。

例: 400GBASE-DR4、OS2、120 m、2 つのパネルホップ

2 つのパネル ホップを備えた 120 m OS2 での 400GBASE-DR4 サンプル リンクの損失バジェットの内訳: ~0.048 dB のファイバ減衰 + 1.00 dB、4 つの嵌合 MPO ペア (それぞれ 0.25 dB)=1.05 dB の計画チャネル損失、3.0 dB のアプリケーション制限の前に ~1.95 dB のマージンを残します。追加のコネクタ ペア、カセット インターフェイス、または汚れたフェルールがあるたびに、このマージンは減少します。

受け入れテスト: AI クラスターが稼働する前にプラントを証明する

工場テスト レポートは貴重ですが、インストールされたリンクの承認に代わるものではありません。{0}} TIA-568.3-E は、性能、伝送、テストと測定の要件、極性遷移方法を含む光ファイバーのケーブル配線とコンポーネントをカバーしています。TIA-568.3-E の概要.

コネクタの清浄度は、受け入れ計画に別の行として記載する必要があります。 IEC 61300-3-35:2022 は、光ファイバーコネクタ端面の破片、傷、欠陥の観察と分類に関するものです。IEC 61300-3-35 参照。実際のクリーニング手順の詳細については、リーダーを Glory Optical にリンクしてください。光ファイバーコネクタのクリーニングガイド.

3 段階の受け入れ試験ワークフロー:-: (1) 嵌合前に、すべての MPO および LC コネクタの端面を IEC 61300-3-35 の合否基準に照らして検査します。 (2) OLTS Tier 1 挿入-プロジェクト損失予算目標に対する損失、長さ、極性テスト-。 (3) 長いバックボーン ルートと完全な現況記録に関する OTDR Tier 2 トレースとイベント テーブルのドキュメント。

400G/800G BOM チェックリスト: これを RFQ にコピーします

優れたサプライヤーは、BOM にエンジニアリングの意図が含まれている場合にのみ、正確な見積もりを行うことができます。以下の表を、Glory Optical またはその他の認定メーカーのコア RFQ チェックリストとして使用してください。

小規模 AI ファブリックの RFQ シナリオの例

公開事例: AI スケールで物理層の規律が重要な理由-

多くのワークロードが大規模な GPU プール間で同期して実行されるため、AI トレーニング ジョブはインフラストラクチャの中断の影響を受けやすくなります。 Data Center Dynamics は、16,384 個の NVIDIA H100 GPU を使用した Meta の Llama 3 トレーニング実行について報告しました。Meta は、54 日間で 419 件の予期せぬコンポーネント障害を記録し、ネットワーク スイッチとケーブルの問題による中断が 35 件 (8.4%) を占めました。データセンターダイナミクスのメタレポートの概要.

公開ベンダーの例では、注文前にインターフェイスの詳細を読む必要がある理由も示しています。 Cisco の 800G OSFP DR8 ドキュメントには、デュアル -MPO-12 APC と MPO-}16 APC の両方のバリアントがリストされており、どちらも 800GBASE-DR8 と 2×400GBASE-DR4 ブレークアウトをサポートしています。この 1 つの例は、より厳格な RFQ を正当化するのに十分です。正確なモジュール インターフェイスとブレークアウト マップなしで「800G MPO トランク」を注文しないでください。.

防止すべき一般的な 400G/800G ケーブル配線の間違い

1. Base-12は馴染みがあるので購入。DR4 設計では Base-12 がファイバーを撚り合わせる可能性があり、800G への移行が複雑になる可能性があります。
2. トランシーバー コネクタのバリエーションを無視します。800G DR8 は、ベンダーとモデルに応じて、MPO-16 またはデュアル MPO-12 として表示される場合があります。
3. 極性を後付けとして扱う。極性は、トランク、カセット、アダプター、パッチコードにわたって設計する必要があります。
4. 損失バジェットにはケーブル長のみがカウントされます。コネクタ ペアとカセット インターフェイスは、多くの場合、短いデータセンター リンクを支配します。
5. リフレッシュ プランをチェックせずにマルチモードをデフォルトのバックボーンとして使用します。OM4/OM5 は固定 SR リンクには適していますが、寿命が長いバックボーン ルートや不確実な AI ファブリックの移行には通常 OS2 の方が安全です。-
6. 端面検査をスキップします。-MPO コネクタは 1 つのフェルールで多数のレーンを伝送するため、リスクが倍増します。
7. BOM とテスト計画を分離します。見積書でテストレポートが定義されていない場合、受け入れは設置後の交渉となります。
8. トポロジーではなく、両端のみにラベルを付けます。AI ファブリックにはラック、パネル、ポート、レール/プレーン、遠端の識別子が必要です。{0}

Glory Optical BOM のレイヤー別出力

400G/800G 設計チェックリストは製品カテゴリに直接対応しています。 AI ファブリックの各レイヤー - 並列光学系、パッチング、バックボーン - は、定義されたテスト パッケージ、ラベル形式、移行の前提条件を含む BOM 出力として引用される必要があります。

よくある質問

Q: 新しい AI データセンターのバックボーンに最適なファイバーのタイプは何ですか?

A: Glory Optical エンジニアリングの推奨事項として、到達距離、将来のアップグレード パス、または 800G/1.6T 移行が不確実な新しい構造化バックボーン設計では、OS2 シングルモードがデフォルトの選択となります。 DR、FR、LR 光ファイバ ファミリをサポートし、再ケーブルのリスクを軽減します。 OM4 と OM5 は、距離とリフレッシュ プランが固定されている短い SR リンクに引き続き役立ちます。

Q: 400G/800G には Base-8 または Base-16 MTP/MPO を使用する必要がありますか?

A: ベースを光レーン数に合わせます. 400GBASE-DR4 は通常、MPO 上の 8 つのファイバーにマッピングされます-12 の機械的インターフェース. 800GBASE-DR8 は 16 本のファイバーを使用し、トランシーバーに応じて MPO-16 またはデュアル MPO-12 を使用する場合があります。単に古い在庫で一般的であるという理由だけで Base-12 を選択しないでください。

Q: AI データセンターのケーブル配線では、タイプ -B の極性は常に正しいのですか?

A: タイプ-Bは、ファイバーマップを端から端まで反転させるため、並列光学系に広く使用されています。ただし、これはトランシーバー、カセット、トランクが一緒に設計されている場合にのみ正しくなります。すべてのアセンブリにレーン マップと工場極性レポートが必要です。

Q: 400GBASE-DR4 リンクにはコネクタ ペアを何組含めることができますか?

A: アプリケーションの最大チャネル挿入損失から始めて、逆方向に作業します。 400GBASE-DR4 の場合、TIA FOTC の概要には最大挿入損失が 3.0 dB と記載されています。各嵌合ペアが 0.25 dB で計画されている場合、4 つのペアはファイバ損失とマージンの前に 1.0 dB を消費します。正確な許容数は、選択したコンポーネントのグレード、反射率、およびトランシーバーの要件によって異なります。

Q: 400G/800G ケーブル BOM には何を含める必要がありますか?

A: 完全な BOM には、トランシーバーの PMD とリーチ、ファイバの種類、MTP/MPO のベースとファイバの数、コネクタの性別、極性、研磨、トランクの長さ、ブレークアウト タイプ、パッチ パネルまたはカセットの構成、ケーブル ジャケット / 防火定格、ラベル付けスキーム、予備容量、損失予算目標、必要に応じて挿入損失、反射損失、極性、端面検査、OTDR レポートなどの必要なテスト文書が含まれている必要があります。{0}{1}}

Q: 400G/800G ファイバーの損失予算はどのように計算しますか?

A: トランシーバー規格またはデータシートからアプリケーションの最大チャネル挿入損失から始めます。長さに基づいてファイバーの減衰を追加し、次に各嵌合コネクタ ペア、カセット、アダプター インターフェイス、およびスプライスを追加します。合計を許容チャネル損失と比較し、汚染、取り扱い、将来のパッチ適用に対する予備マージンを比較します。並列シングルモード光学系の場合は、挿入損失だけでなく、反射率とコネクタの研磨も検証します。

Q: ファイバーケーブルサプライヤーはどのようなテストレポートを提供する必要がありますか?

A: 終端処理済みアセンブリの場合は、挿入損失、反射損失、極性、端面検査、および該当する場合は 3D 形状をリクエストしてください。-インストールされたリンクについては、プロジェクト所有者がイベント レベルの文書を必要とする場合は、Tier 1 の損失/長さ/極性の記録と Tier 2 OTDR トレースが必要です。-。

標準、公的情報源、および参考資料

• TIA FOTC: 400GBASE-DR4 アプリケーションの概要- 500 m OS2 到達距離と 3.0 dB の最大挿入損失-の基準。
• TIA FOTC: 800GBASE-DR8 アプリケーションの概要16 個のシングルモード ファイバーを介した - 800 Gb/s PAM4。
• TIA-568.3-E の概要- 光ファイバーのケーブル配線とコンポーネントの性能、伝送、テスト、極性の要件。嵌合-ペア挿入-の損失計画値についても参照されます。
• ITU-T G.652.D 勧告- シングルモード光ファイバーとケーブルの減衰特性は、OS2 バックボーン計画値に使用されます。
• IEC 61300-3-34- ランダム嵌合コネクタの減衰に関する基本的なテストおよび測定手順。-嵌合 MPO/LC ペアの損失グレーディングに参照されます。
• IEC 61300-3-4- 減衰に関する基本的なテストおよび測定手順。融着接続損失に使用される計画値をカバーします。
• IEC 61300-3-35:2022- 光ファイバーコネクタ端面の目視検査。
• Cisco OSFP 800G トランシーバ モジュール データ シート- デュアル MPO-12 および MPO{2}}G DR8 インターフェース バリアントの例。
• NVIDIA Spectrum-X イーサネット プラットフォーム- パブリック AI イーサネット ファブリック リファレンス。
• データセンターのダイナミクス: Meta Llama 3 トレーニングの中断- の公開ケースでは、AI クラスタ規模でのネットワーク スイッチとケーブルの問題が示されています。-