تستخدم بطاقة الوصول إلى شبكة الخادم عادةً وحدات الألياف ذات واجهات LC مزدوجة (مثل SR4/FR4)، أو تستخدم كابل ألياف متصل مباشرة للمسافات القصيرة.

يعتمد هذا على مسافة الإرسال المحددة، والمبدأ الأساسي هو: <5 أمتار استخدم DAC، >5 أمتار استخدم الألياف الضوئية.

سيناريوهات التطبيق النموذجية لثلاثة أنواع من الموصلات

بعد تراكم خبرة طويلة، خلصت شركة YINGDA إلى أن أنواع الموصلات الثلاثة تختلف في إمكانية الوصول وسيناريوهات الاستخدام، ويتعين على المستخدمين اتخاذ القرارات بناءً على احتياجاتهم الفعلية وميزانيتهم. التفاصيل كالتالي:

الحلول	QSFP56 جرام DAC	وحدة ألياف ضوئية QSFP56 200G SR4 MM850 + كابل التصحيح MPO	وحدة ألياف ضوئية QSFP56 200G FR4 + سلك توصيل مزدوج LC
Tوسيلة الإرسال	كابل نحاسي (تويناكس)	الألياف متعددة الأنماط (OM3/OM4)	ألياف أحادية الوضع OS2
Iنوع الواجهة	QSFP56 (كابل مدمج، غير قابل للفصل)	موصل MPO-12 (يمكن فصل وحدة الألياف + وصلة الألياف)	موصل LC مزدوج (يمكن فصل وحدة الألياف + وصلة الألياف)
Tمسافة الإرسال	3-5 أمتار (DAC السلبي ≤ 3 أمتار، DAC النشط ≤ 5-7 أمتار)	OM3 70 متر، OM4 100 متر	2km
Pاستهلاك ower	منخفض للغاية (DAC السلبي <0.1 واط، DAC النشط ~1.5 واط)	<5 واط (القيمة النموذجية 4.5-5 واط)	<7 واط (أعلى)
DELAY	أقل من 100 نانوثانية (ذهابًا وإيابًا)	~200-600 نانوثانية (ذهابًا وإيابًا)	~130-2630 نانوثانية (ذهابًا وإيابًا)
مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي	رديء (كابلات النحاس عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي)	ممتاز (ألياف بصرية مقاومة تمامًا للتداخل الكهرومغناطيسي)	ممتاز (ألياف بصرية مقاومة تمامًا للتداخل الكهرومغناطيسي)
مرونة الكابل	خشن وصلب، مع نصف قطر انحناء كبير	رفيع، خفيف، مرن، سهل التوصيل بالأسلاك	رفيع، خفيف، مرن، سهل التوصيل بالأسلاك
Cمعاهدة الفضاء الخارجي	الحد الأدنى (بدون المكونات البصرية)	متوسط ​​(يتطلب مكونات بصرية)	أعلى (يتطلب مكونات بصرية)، من 2 إلى 3 أضعاف SR4
سيناريوهات التطبيق النموذجية	داخل خزانة الخادم ↔ مفتاح تور	رفوف متقاطعة (≤100 متر، متصلة داخل مركز البيانات)	إمكانية الوصول عبر غرفة الآلات/عبر المبنى، حتى مسافة 2 كم

الخيار 1: الوصول لمسافات قصيرة (أقل من 5 أمتار) – كابل ألياف ضوئية متصل مباشرة

يُعدّ كابل QSFP56 200G DAC مكونًا من كابلات نحاسية مُجهزة مسبقًا بواجهة QSFP56 في كلا الطرفين، ويحتوي على كابل نحاسي مزدوج المحور. تُنقل الإشارة مباشرةً كإشارة كهربائية داخل الكابل النحاسي دون تحويل كهروضوئي. يُعتبر هذا الحل الأكثر شيوعًا لتوصيل الخوادم، وهو مناسب لتوصيل الخوادم بمفاتيح التبديل العلوية في الخزائن. وبحسب نوع كابل الألياف الضوئية مزدوج المحور، يُمكن تقسيمه إلى كابل DAC نشط وكابل DAC سلبي، وفيما يلي الفروقات العامة بينهما:

أنواع محولات الصوت الرقمية إلى التناظرية	بعد انتقال	استهلاك الطاقة	شرح المميزات:
DAC السلبي	≤3 م		لا يحتوي على مكونات إلكترونية، استهلاك طاقة شبه معدوم، أقل تكلفة
محول رقمي تناظري نشط (AEC(ACC)	5-7 م	~ 1.5W	شريحة إعادة الإرسال/المؤقت المدمجة لتعويض ضعف الإشارة

نقاط القوة الأساسية

• انخفاض استهلاك الطاقة للغاية: استهلاك الطاقة السلبي لـ DAC يكاد يكون ضئيلاً (<0.1 واط)، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من PUE لمركز البيانات أثناء النشر على نطاق واسع.
• زمن استجابة منخفض للغاية: يتم إرسال الإشارة مباشرة في كابل نحاسي سلبي دون الحاجة إلى التحويل الكهروضوئي، مع تأخير ذهاب وإياب أقل من 100 نانوثانية.
• بأقل تكلفة: لا حاجة لوحدات الألياف أو الألياف الضوئية، مما يجعلها الحل الأكثر اقتصادية للربط قصير المدى داخل الخزانة.
• أشبك و ألعب: يتميز محول الإشارة الرقمية إلى التناظرية السلبي بتصميم متكامل، فلا حاجة لشراء وحدات ألياف بصرية إضافية وكابلات توصيل الألياف.

سيناريوهات قابلة للتطبيق

• الوصول القياسي إلى الخادم: توجد بطاقة شبكة الخادم ومفتاح التبديل العلوي (TOR) في نفس الخزانة، على مسافة لا تتجاوز 3 أمتار. → محول رقمي تناظري سلبي.
• وصلة أطول قليلاً داخل الخزانة: الخادم والمبدل ليسا في نفس الخزانة، لكن المسافة بينهما تتراوح بين 3 و7 أمتار → محول رقمي تناظري نشط (AEC/Aنسخة).

قيود الاستخدام

• اختناق المسافة: أقصى مسافة لتوصيل محول DAC السلبي بسرعة 200 جيجابت هي 3 أمتار، بينما لا تتجاوز المسافة القصوى لتوصيل محول DAC النشط 5-7 أمتار. لذا، لا يمكنني توصيله عبر الخزائن.
• كابلات خشنة: تتميز كابلات النحاس بأنها أكثر سمكًا وصلابة من كابلات الألياف الضوئية، وهناك ضغط أكبر على الأسلاك في الجزء الخلفي من الخزانة أثناء تركيب الكابلات عالية الكثافة.
• حساسية التداخل الكهرومغناطيسيفي بيئات التداخل الكهرومغناطيسي القوي (مثل المناطق القريبة من معدات الطاقة)، ​​قد تنخفض جودة الإشارة.

الخيار الثاني: الوصول لمسافات متوسطة إلى طويلة (أكثر من 5 أمتار) – واجهة MPO

عندما لا يكون الخادم والمحول في نفس الخزانة، أو عندما تكون هناك حاجة إلى كابلات عبر الخزانة، فإن الممارسة القياسية هي استخدام وحدات الألياف 200G SR4 + كابل توصيل MPO (معيار عبر الخزانة).

وحدة QSFP56 SR4 بسرعة 200 جيجابت في الثانية هي وحدة متعددة الأوضاع متوازية ذات 4 قنوات، وتتضمن تقنيات أساسية منها:

• تعديل PAM4: 4 قنوات × 50G PAM4 = عرض نطاق ترددي 200G، مع مضاعفة الكفاءة الطيفية مقارنة بـ NRZ.
• مصفوفة VCSEL بتردد 850 نانومتر: ليزر منخفض الطاقة وعالي الموثوقية مصمم خصيصًا للألياف متعددة الأنماط قصيرة المدى.
• واجهة الألياف المتوازية: يتم استخدام موصل MPO-12 APC لتحقيق نقل مزدوج كامل بسرعة 200 جيجابت عبر ألياف ذات 8 نوى (4 مستقبلات و 4 مرسلات).

نقاط القوة الأساسية

• مسافة الإرسال الطويلة: يمكن أن يصل طول الألياف متعددة الأوضاع OM4 إلى 100 متر، وهو ما يتجاوز بكثير DAC.
• مقاومة تمامًا للتداخل الكهرومغناطيسي: نقل الإشارات الضوئية عبر الألياف الضوئية، غير متأثرة بالتداخل الكهرومغناطيسي، ومناسبة للبيئات عالية الكثافة وعالية الطاقة.
• أسلاك مرنة: تتميز كابلات التوصيل MPO بأنها رفيعة وخفيفة ومرنة، مع نصف قطر انحناء صغير، مما يجعل من السهل إدارة الكابلات في الجزء الخلفي من الخزانة.
• دعم brالتسرب التطبيقات: يمكن تقسيم 1 × 200G إلى 2 × 100G أو 8 × 25G من خلال كابل MPO beakout لتحقيق شبكات مرنة.

معلومات تقنية

المعلمة	القيمة النموذجية
معدل الإرسال	212.5 جيجابت في الثانية (4 × 53.125 جيجابت في الثانية PAM4)، معدل نقل البيانات الفعلي 200 جيجابت في الثانية
مسافة الإرسال	ألياف متعددة الأنماط OM3: 70 مترًا، ألياف متعددة الأنماط OM4: 100 متر
استهلاك الطاقة	<5 واط (القيمة النموذجية 4.5-5 واط)
طول الموجة العاملة	850 نانومتر في سيسيل
الواجهة	إم بي أو-12 ناقلة جنود مدرعة
معيار البروتوكول	IEEE 802.3cd 200GBASE-SR4، متوافق مع تقنية InfiniBand HDR

سيناريوهات قابلة للتطبيق

• توصيل الخزانة المتقاطعة: لا يوجد الخادم والمبدل في نفس الخزانة، بل يفصل بينهما مسافة تتراوح بين 5 و100 متر → QSFP56 جرام SR200 + كابل توصيل MPO.
• مجموعة الذكاء الاصطناعي/وحدة معالجة الرسومات: الحل القياسي قصير المدى لشبكات NVIDIA InfiniBand HDR، ويدعم GPUDirect RDMA مع زمن انتقال أقل من 600 نانوثانية.
• بنية العمود الفقري لمركز البيانات: اتصال قصير المدى بسرعة 200 جيجابت بين محولات Leaf Spine.
• بيئة ذات تداخل كهرومغناطيسي عالٍ: مشاهد قريبة من مصادر تداخل قوية مثل معدات الطاقة وأجهزة تكييف الهواء.

الخيار 3: الوصول لمسافات طويلة (>100 متر) – واجهة بصرية LC

عندما لا يكون الخادم والمبدل في نفس مركز البيانات، ويجب توصيلهما عبر مراكز بيانات مختلفة، يجب استخدام وحدات ألياف FR4 بسرعة 200 جيجابت/ثانية وأسلاك توصيل LC ثنائية الاتجاه أحادية النمط . يُعد حل FR4 بسرعة 200 جيجابت/ثانية (أحادي النمط أحادي الطول الموجي) مع وصلات LC ثنائية الاتجاه حلاً متطوراً ومخصصاً للمسافات الطويلة للوصول إلى بطاقة شبكة الخادم.

نقاط القوة الأساسية

• مسافة إرسال فائقة الطول: مسافة نقل تبلغ 2 كم. وهذا يتجاوز القيود المادية لتقنية DAC 3m و SR4 100m، مما يسمح بتوزيع الخوادم والمحولات على طوابق مختلفة أو حتى في مبانٍ مختلفة.
• الاشارات بنية الأسلاك: كابل LC المزدوج يتكون من 2 نواة فقط من الألياف أحادية النمط، مما يوفر مساحة كبيرة في صينية الكابلات، ويسهل إدخاله وصيانته.
• توافق قوي مع البنية التحتية: عادةً ما تُغطى كابلات العمود الفقري لمراكز البيانات بألياف بصرية أحادية النمط (OS2). وباستخدام FR4، يمكن إعادة استخدام الألياف أحادية النمط الموجودة مباشرةً.
• جودة إشارة عالية (تشتت منخفض)لا تعاني تقنية نقل البيانات عبر الألياف أحادية النمط من مشكلة "التشتت بين الأنماط" الشائعة في الألياف متعددة الأنماط. عند ترددات 10 جيجاهرتز وما فوق، يكون اتساق الإشارة في ألياف FR4 أفضل، كما يسهل التحكم في معدل الخطأ.

سيناريوهات التطبيق

• مجموعة حوسبة مشتركة بين مراكز البيانات/الطوابق: عندما يتعين تقسيم مجموعة الحوسبة عالية الأداء (HPC) إلى مراكز بيانات مختلفة بسبب قيود الطاقة أو التبريد أو المساحة، فإن FR4 هو الحل الموثوق الوحيد للحفاظ على اتصال عالي السرعة 200G.
• استعادة البيانات عن بعد في حالات الكوارث والنسخ الاحتياطي المتزامن عالي السرعة: يستخدم لربط خوادم التخزين عالية السرعة في موقعين (في نطاق 2 كم)، مما يضمن مزامنة النسخ المتطابقة في الوقت الفعلي للبيانات الضخمة في غضون زمن استجابة يبلغ مستوى الميلي ثانية.
• الوصول إلى الحوسبة الطرفية على مستوى الحديقة: في المجمعات الصناعية الكبيرة، توجد المحولات الأساسية في المبنى أ، بينما يتم نشر خوادم الذكاء الاصطناعي عالية الأداء في المبنى ب. يمكن لمخطط FR4 تحقيق اتصال مباشر دون الحاجة إلى مفتاح ترحيل.
• متطلبات العزل المادي/الأمان العالييجب وضع الخادم في غرفة محمية مزودة بحماية خاصة أو عزل مادي، بينما يقع المحول في مركز بيانات عام. يمكن تحقيق الوصول عن بُعد من خلال خصائص الاتصال بعيد المدى لتقنية FR4.

الميزات التقنية

• CWDM4 تكنولوجيا: في تقنية FR4، يتم تجميع إشارات 50G ذات أربعة أطوال موجية مختلفة على ليف بصري واحد. بالنسبة لبطاقة الشبكة، فإنها ترى وحدة منطقية متكاملة (قناة 200G واحدة) بدلاً من أربع قنوات 50G مستقلة.
• لا يوجد اختراق: هذه هي الميزة الأبرز لهذا الحل. لا يمكن تقسيم جهاز FR4 إلى أربعة أجزاء. يجب أن تحتوي بطاقة الشبكة على واجهة 200G أصلية، ولا يمكن تقسيمها إلى 4 قنوات بسرعة 50G لأربعة أجهزة صغيرة الحجم مثل SR4.
• تصحيح الخطأ الأمامي القسري (FEC): استنادًا إلى إشارات تعديل PAM4، يجب أن يُمكّن مخطط FR4 وظيفة تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) في كل من بطاقة الشبكة وطرفي المحول لتصحيح تقلبات الإشارة أثناء الإرسال لمسافات طويلة، مما قد يؤدي إلى تأخير ثابت يبلغ حوالي 100-200 نانوثانية.
• التكلفة واستهلاك الطاقة: بسبب التكامل الداخلي لأربعة ليزرات وجهاز تعدد الإرسال/فك تعدد الإرسال، فإن تكلفة وحدة FR4 مرتفعة نسبيًا (حوالي ضعف تكلفة SR4)، واستهلاك الطاقة عادة ما يكون حوالي 4.5 وات - 5 وات، مما يتطلب متطلبات معينة لتبديد الحرارة لبطاقة الشبكة.

الخيار الرابع: سيناريو الخروج

إضافةً إلى الاتصال المباشر المذكور أعلاه، تدعم موصلات DAC وMPO أيضًا خاصية التوزيع. ولا يقتصر التوزيع هنا على مجرد تحويل الموصل المادي، بل يشمل وضع تقسيم المنافذ ويتطلب دعمًا من كلٍّ من بطاقات الشبكة والمحولات.

وحدات ألياف ضوئية بسرعة 200 جيجابت + كابل تفرع MPO

نوع الاختراق	نوع كابل MPO	جانب بطاقة الشبكة (وحدة الألياف الضوئية)	الطرف الآخر
1×200 غرام → 2×100 غرام	MPO-12 إلى 2×MPO-12	200G QSFP56 SR4	قم بتوصيل محولين أو خادمين بسرعة 100 جيجابت في الثانية
1×200 غرام → 8×25 غرام	MPO-16 إلى 8×LC	200G QSFP-DD SR8	قم بتوصيل ثمانية خوادم بسرعة 25 جيجابت في الثانية (يتطلب ذلك دعم الوحدة النمطية)

كابل توصيل محول رقمي تناظري 200G

يدعم كابل الألياف الضوئية ذو التوصيل المباشر أيضًا كابلات التفرع؛ ومع ذلك، نظرًا لقيود المسافة المتأصلة في كابل النحاس، فإن كابلات DAC السلبية محدودة بـ ≤3 أمتار، بينما تتراوح كابلات DAC النشطة من 5 إلى 7 أمتار.

نوع الاختراق	نوع كابل توصيل محول الإشارة الرقمية إلى التناظرية	نهاية بطاقة الشبكة	الطرف الآخر
1×200 غرام → 2×100 غرام	محول رقمي تناظري QSFP56 إلى 2×QSFP28	منفذ QSFP56 بسرعة 200 جيجابت	قم بتوصيل 2 أجهزة بسرعة 100 جيجابت في الثانية داخل نفس الخزانة
1×200 غرام → 4×50 غرام	محول رقمي تناظري QSFP56 إلى 4×SFP56	منفذ QSFP56 بسعة 200 جيجابايت	قم بتوصيل 4 أجهزة بسرعة 50 جيجابت في الثانية داخل نفس الخزانة
1×200 غرام → 8×25 غرام	محول رقمي تناظري QSFP56 إلى 8×SFP28	منفذ 200G QSFP-DD	قم بتوصيل 8 خوادم بسرعة 25 جيجابت في الثانية داخل نفس الخزانة

خاتمة

ما عليك سوى اختيار ما يناسبك بناءً على المسافة الفعلية وبيئة الكابلات.

• للاتصالات داخل الخزانة (أقل من 3 أمتار)، اختر DAC. يتفوق DAC من حيث فعالية التكلفة على مسافات قصيرة، حيث يتميز باستهلاك طاقة شبه معدوم وزمن استجابة أقل من 100 نانوثانية؛
• للتوصيلات بين الخزائن (≤ 100 متر)، اختر كابل 200G SR4 مع كابلات توصيل MPO. يُعدّ SR4 الحل الأمثل للوصلات بين الخزائن، حيث يوفر تغطية تصل إلى 100 متر، ومقاومة كاملة للتداخل، واستهلاك طاقة أقل من 5 واط.

ملاحظات حول الظروف الخاصة الأخرى:

• نشر عالي الكثافة أو مساحة كابلات محدودةتتميز حلول الألياف الضوئية (SR4/AOC) بكابلات أرق وأكثر مرونة، مما يجعلها متفوقة على محولات DAC.
• البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي القوي (مثل المناطق القريبة من معدات إمداد الطاقة)حلول الألياف الضوئية (SR4/AOC) إلزامية.
• التكامل مع شبكات 100G الحالية: اختر وحدات SR4 أو كابلات DAC التي تدعم تكوينات التفرع.
• التوافق مع شبكات InfiniBand HDR (أجهزة NVIDIA/Mellanox)يجب استخدام وحدات الألياف الضوئية المعتمدة من نوع SR4 أو كابلات الألياف الضوئية ذات التوصيل المباشر.