对于希望采用CPO这项新技术的最终用户来说,交换机的可靠性至关重要。面板连接器的光学损耗必须已知并得到合理控制。CPO交换机的面板上可能有多达 1024 根光纤,因此必须考虑损耗统计信息。如果使用标准损耗值(如IEC 61753-3-31中的损耗值),将导致连接器损耗预算高达1 dB。对于具有成本效益的低功耗共封装光学系统来说,这太高了。共封装交换机应仅使用损耗值优于标准值的面板连接器。这些连接器的名称可能类似于超低损耗,单模连接器的最大损耗值为 0.35 dB,多模连接器的最大损耗值为 0.2 dB。使用这些连接器将确保功率预算切实可行,并以高可靠性实现损耗目标。
与考虑可插拔模块的功率预算相比,额外多出的CPO连接器导致的损耗必须添加到发射功率和接收器灵敏度中。这对于确保与可插拔模块的互联互通是必要的。与两个可插拔模块之间的传输相比,CPO交换机和可插拔接收器传输的情况会因为面板和中板连接器而造成更大的损耗。可插拔模块的标准已经写好了,其接收灵敏度无法调整。唯一的选择是增加发射功率。同理,如果可插拔模块发送并且 CPO 交换机接收,则唯一可用的选择是提高 CPO 接收器的灵敏度以补偿额外的损耗。CPO连接器损耗将在功率预算中出现两次:发射功率的增加和接收灵敏度的提高。连接器损耗必须保持在合理的水平,以确保 CPO 交换机以低功耗运行且兼顾成本效益。
从光引擎到第一根光纤产生的任何损耗都不需要包含在应用功率预算中。与可插拔模块一样,在光引擎耦合到第一根光纤后,传输信号将得到表征。该损耗将包含在所需的发射功率中。
数据中心冷却系统分为五个级别:芯片级、服务器(设备)级、机架级、增压级和机房级。数据中心的设备级冷却系统是将运行中的电子设备产生的热量及时传递到机架级房间空气或冷却分配单元(CDU - Cooling Distribution Unit)。结合所有五个级别,数据中心冷却系统的重点是确保所有设备的温度稳定在安全范围内。设备级冷却系统应使用热设备与环境冷源之间的热预算正常工作,并采用有效的冷却方法。此处介绍的解决方案仅限于交换机组件的冷却过程,而不是整个数据中心,因为冷却方法可能因位置、大小和布局而异。
随着交换机ASIC(Application Specific Integrated Circuit)带宽和计算功耗的快速增长,如果冷却系统无法消除增加的热量,交换机中电子设备的温度就会升高。采用新设计后,由于热光学器件和ASIC交换机的紧凑布局,CPO交换机将对热管理提出挑战。理想的设备级冷却系统应该在发热的 CPO 部件和环境冷源之间稳健高效地工作,并且易于组装和维护。
在现有技术条件下,25.6 Tbps CPO组件和下一代51.2 Tbps CPO组件的功率估计分别达到1112 W和1854 W,不包括电变频消耗的功率。
下图显示了冷却方法的层次结构,从两种主要的冷却方法开始:空气冷却和液体冷却。根据热管理和热量分配的实现选择,空气冷却可以进一步分为固体金属空气冷却和两相增强空气冷却。对于液体冷却方法,分类取决于液体冷却剂保持单相或设计为两相冷却。
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