Mogu li se standardi pouzdanosti za optičke module/uređaje podatkovnog centra ublažiti?
Dec 11, 2025|
◆Zahtjevi za potrošnju energije optičkog modula podatkovnog centra
Razlike u radnim okruženjima optičkih modula u telekomunikacijskim i podatkovnim centrima
Postoje tri glavne razlike:
Različite radne temperature
Telekomunikacijske aplikacije doživljavaju dnevne temperaturne varijacije zbog dnevnih temperaturnih razlika, kao i sezonske temperaturne varijacije zbog promjene godišnjih doba. Optički moduli moraju se prilagoditi ovim varijacijama. Telekomunikacijske-razredne aplikacije dijele se na unutarnja i vanjska okruženja. Unutarnja okruženja su 0~70 stupnjeva, obično poznata kao komercijalna razina; vanjska okruženja općenito zahtijevaju -40~85 stupnjeva, obično poznato kao industrijski stupanj.
Podatkovni centri su različiti; njihovoptički modulitreba samo proći temperaturni ciklus od 10 stupnjeva, što je izuzetno stabilno.
Možemo li smanjiti zahtjeve za ispitivanje pouzdanosti životnog vijeka pri visokim-temperaturama i visokoj{1}}vlažnosti koje zahtijevamo svaki dan u podatkovnim centrima?
Različiti životni ciklusi proizvoda
Očekuje se da će aplikacije-telekomunikacijske razine, nakon što budu postavljene, trajati desetljećima; tipični životni ciklusi pouzdanosti dizajnirani su i procijenjeni na temelju 20 godina.
Aplikacije podatkovnog centra obično se mijenjaju svake dvije do tri godine.
U redu, znači napravim nešto što se neće pokvariti 50 godina, ali ti to koristiš dvije godine i onda baciš? Možemo li malo smanjiti uvjete životnog vijeka?
Različiti dizajni zalihosti
Telekomunikacijske aplikacije imaju zalihost linija, ali redundancija nije velika. Prespajanje pričuvne komunikacije koristi se na kritičnim linijama. Međutim, često čujemo vijesti o desecima tisuća korisnika koji su pogođeni kvarom jednog glavnog uređaja, što utječe na njihove telefonske pozive i pristup internetu. Ukratko, nemogućnost rada optičkih modula kritičan je problem. Podatkovni centri imaju mnogo veću redundanciju, pogotovo jer su više od 90% poslužitelja poslužitelji u oblaku. Stoga korisnici gotovo da nisu svjesni bilo kakvog kvara optičkog modula. Za dobavljače, čak i ako neki optički moduli nasumično zakažu, mogu se jednostavno zamijeniti.
Dakle, mogu li se zahtjevi pouzdanosti za optičke module ublažiti? Iz perspektive primjene, smanjeni zahtjevi pouzdanosti imaju mali utjecaj na kupce. Sljedeće pitanje je: što treba opustiti? Kako bi trebalo biti opušteno? A zašto bi trebalo biti opušteno?
Glavni kvarovi komponenti i uzroci kvara u optičkim modulima
Facebook je objavio statistiku neuspjeha za a100G optički modul, pokazujući da je 97% kvarova bilo-povezano s laserom, a većina se dogodila unutar tri mjeseca od početnog rada lasera. Ako se većina kvarova dogodi unutar tri mjeseca, treba li prilagoditi definiciju ranog kvara? Među neispravnim laserima, stopa kvarova DFB (digitalnih žarulja) znatno je veća nego kod EML (elektromagnetskih laminata) (nekoliko stotina puta veća). Ovo postavlja pitanje vjeruje li dr. Zeng iz Facebooka da su DFB-i u načinu rada s izravnom modulacijom skloniji kvaru od DFB-a koji kontinuirano emitiraju svjetlost (kao što nepomična žica može trajati dugo, ali će je opetovano savijanje lako slomiti).
Stoga, za lasere, koji su primarni ciljevi kvarova, treba li povećati testiranje pouzdanosti na razini laserske ploče? Ako je povezano s načinom modulacije, treba li dugoročno-testiranje životnog vijeka uključivati provjeru u načinu modulacije?
Opustite zahtjeve za pouzdanošću
Ako se zahtjevi pouzdanosti trebaju ublažiti, konkretno, trebamo li smanjiti broj ispitnih predmeta, sniziti uvjete ispitivanja, skratiti vrijeme ispitivanja ili smanjiti broj ispitnih uzoraka?
Smanjiti broj ispitnih zadataka?
Zapravo, nema mnogo stavki za ispitivanje pouzdanosti. Čak i ako se jedan ili dva uklone, oni nisu test na visokoj temperaturi i visokoj vlažnosti do kojeg proizvođači optičkih modula brinu. Dapače, to su neke manje važne stavke. Smanjenje broja ispitnih zadataka je smisleno, ali ne previše značajno.
Smanjiti uvjete testiranja?
To je moguće, ali koliko smanjiti zahtijeva analizu podataka kako bi se pronašli odgovarajući uvjeti testiranja.
Sažimanje vremena testiranja?
Što kažete na 500 sati, ne 5000 sati, ne 2000 sati, ne 1000 sati, nego samo 500 sati? Na taj način testiranje pouzdanosti neće uzrokovati dugi ciklus lansiranja proizvoda.
Intel je dao zanimljiv odgovor: na temelju faktora ubrzanja GR468, životni vijek od 10 godina može se testirati u 6 tjedana, koristeći faktor ubrzanja od 100x.
Zatim, ako povećamo temperaturu testiranja pouzdanosti na 130 stupnjeva, faktor ubrzanja postaje 1000x, a životni vijek od 17 godina može se testirati u jednom tjednu.
Čini se da ovo još više sažima vrijeme, zar ne?
Možemo li smanjiti dugotrajno vrijeme ispitivanja povećanjem veličine uzorka, na primjer, 500 uzoraka za 500 sati visoke temperature i vlage?
Smanjiti veličinu uzorka za testiranje pouzdanosti?
Broadcom ima statističku analizu odstupanja u predviđanju životnog vijeka uzrokovanog različitim veličinama uzorka. Zaključak je da "bez obzira koja se tehnologija koristi, ne može se očekivati smanjenje broja uzoraka kako bi se postigao cilj smanjenja zahtjeva za pouzdanošću", jer mala veličina uzorka sama po sebi unosi pristranost.
Ako se zahtjevi pouzdanosti trebaju ublažiti, kako treba definirati standard?
Prije 20 godina, GR468 je bio mjerilo u industriji optičkih komunikacija. Zapravo, postojao je standard pouzdanosti nazvan GR3013 za kratke životne cikluse još 2004.
Međutim, ovaj novi standard s opuštenim zahtjevima pouzdanosti malo je poznat, barem sam ja čuo za njega.
Ovog poslijepodneva glavni proizvođači još uvijek koriste GR468 za analizu.
Dakle, treba li opušteni standard pouzdanosti biti potpuno nova standardna serija? To nosi rizik nečeg sličnog GR3013 - industrija provodi dugo vremena razvijajući standarde, a onda oni ostaju nepoznati...
Druga opcija: modificirati GR3013 i implementirati ga, zatim ga promovirati.
Opcija tri: razviti blažu verziju CR468 prikladnu za podatkovne centre.
Ovo je vrlo specifično pitanje u industrijskom lancu-kako ga implementirati?
Temeljno pitanje je: "Ako se standardi pouzdanosti ublaže, hoće li se troškovi smanjiti?"
Za operatere podatkovnih centara, što oni dobivaju smanjenjem zahtjeva za pouzdanošću? Niska cijena je njihov glavni cilj. Laseri imaju najveću stopu kvarova. Međutim, proizvođači poput Sumitoma i Broadcoma, koji proizvode lasere, upotrijebili su tekst, formule i dijagrame kako bi prenijeli poruku da opuštanje zahtjeva za pouzdanošću ne smanjuje troškove. Zapravo, to povećava troškove ako se modificira postupak provjere pouzdanosti za laserske pločice.
Za lasere, pouzdanost se oslanja na stalno tehnološko poboljšanje. Olakšavanje zahtjeva za pouzdanošću nije način da se smanje troškovi. Kako stoji u jednoj rečenici Broadcomove prezentacije: "Razmislite o drugim načinima smanjenja troškova..."