האם ניתן להקל על תקני האמינות של מודולים/מכשירים אופטיים של מרכז נתונים?
Dec 11, 2025|
◆דרישות צריכת חשמל של מודול אופטי במרכז נתונים
הבדלים בסביבות העבודה של מודולים אופטיים בטלקומוניקציה ובמרכזי נתונים
ישנם שלושה הבדלים עיקריים:
טמפרטורות הפעלה שונות
יישומי טלקומוניקציה חווים שינויי טמפרטורה יומיומיים עקב הפרשי טמפרטורות יומיומיים, כמו גם שינויים בטמפרטורה עונתית עקב העונות המשתנות. מודולים אופטיים צריכים להסתגל לווריאציות הללו. יישומים בדרגת טלקומוניקציה- מחולקים לסביבות פנימיות וחיצוניות. סביבות פנימיות הן 0 ~ 70 מעלות, המכונה בדרך כלל כיתה מסחרית; סביבות חיצוניות דורשות בדרך כלל -40 ~ 85 מעלות, המכונה בדרך כלל כיתה תעשייתית.
מרכזי נתונים שונים; שֶׁלָהֶםמודולים אופטייםצריך רק לעבור מחזור טמפרטורה של 10 מעלות, שהוא יציב במיוחד.
האם נוכל להפחית את הדרישות לבדיקת אמינות תוחלת חיים-גבוהה- ולחות{1} גבוהה שאנו דורשים מדי יום במרכזי נתונים?
מחזורי חיים שונים של מוצר
יישומים בדרגת טלקומוניקציה-, לאחר פריסה, צפויים להחזיק מעמד במשך עשרות שנים; מחזורי חיים טיפוסיים של אמינות מתוכננים ומוערכים על סמך 20 שנה.
יישומי מרכז נתונים מוחלפים בדרך כלל כל שנתיים עד שלוש שנים.
אוקיי, אז אני מכין משהו שלא יתקלקל במשך 50 שנה, אבל אתה משתמש בו במשך שנתיים ואז זורק אותו? האם נוכל להוריד מעט את דרישות תוחלת החיים?
עיצובי יתירות שונים
ליישומי טלקומוניקציה יש עיצובים של יתירות קו, אך היתירות אינה גדולה. מיתוג תקשורת גיבוי משמש בקווים קריטיים. עם זאת, לעתים קרובות אנו שומעים דיווחים בחדשות על עשרות אלפי משתמשים שהושפעו מתקלה של מכשיר ראשי יחיד, מה שמשפיע על שיחות הטלפון והגישה לאינטרנט. בקיצור, חוסר היכולת של מודולים אופטיים לתפקד הוא נושא קריטי. למרכזי נתונים יש יתירות הרבה יותר רחבה, במיוחד מכיוון שלמעלה מ-90% מהשרתים הם שרתי ענן. לכן, המשתמשים כמעט אינם מודעים לכשל כלשהו במודול האופטי. עבור ספקים, גם אם חלק מהמודולים האופטיים נכשלים באופן אקראי, ניתן פשוט להחליף אותם.
אז האם ניתן להקל על דרישות האמינות עבור מודולים אופטיים? מנקודת מבט של יישום, דרישות אמינות מרגיעות משפיעות מעט על הלקוחות. השאלה הבאה היא: מה צריך להירגע? איך זה צריך להיות רגוע? ולמה זה צריך להיות רגוע?
רכיבי כשל עיקריים וסיבות לכשל במודולים אופטיים
פייסבוק פרסמה סטטיסטיקות כישלון עבור אמודול אופטי 100G, המראה ש-97% מהכשלים היו קשורים ללייזר-, כאשר רובם התרחשו בתוך שלושה חודשים מהפעולה הראשונית של הלייזר. אם רוב הכשלים מתרחשים תוך שלושה חודשים, האם יש להתאים את ההגדרה של כישלון מוקדם? בין הלייזרים הכושלים, שיעור הכשל של DFBs (Digital Bulbs) גבוה משמעותית מזה של EMLs (לבדים אלקטרומגנטיים) (גדול פי כמה מאות). זה מעלה את השאלה האם ד"ר זנג מפייסבוק מאמין ש-DFBs במצב אפנון ישיר נוטים יותר לכישלון מאשר DFBs שפולטים אור ברציפות (כמו שחוט נייח יכול להחזיק מעמד זמן רב, אבל כיפוף חוזר ישבור אותו בקלות).
לכן, עבור לייזרים, שהם יעדי הכשל העיקריים, יש להגביר את בדיקת האמינות ברמת פרוס הלייזר? אם זה קשור למצב אפנון, האם בדיקות לטווח ארוך-לאורך חיים אמורות לכלול אימות במצב אפנון?
הרגע את דרישות האמינות
אם יש להקל על דרישות האמינות, ספציפית, האם עלינו להפחית את מספר פריטי הבדיקה, להוריד את תנאי הבדיקה, לקצר את זמן הבדיקה או להפחית את מספר דגימות הבדיקה?
להקטין את מספר פריטי הבדיקה?
למעשה, אין הרבה פריטי בדיקת אמינות. גם אם מסירים אחד או שניים, הם אינם מבחן חיי הטמפרטורה הגבוהה והלחות הגבוהה שיצרני מכשירי המודול האופטי אכפת ממנו. במקום זאת, הם כמה פריטים פחות חשובים. הפחתת מספר פריטי הבדיקה היא משמעותית, אך לא מאוד משמעותית.
להפחית את תנאי הבדיקה?
זה אפשרי, אבל כמה להפחית דורש ניתוח נתונים כדי למצוא את תנאי הבדיקה המתאימים.
דחוס זמן בדיקה?
מה דעתך על 500 שעות, לא 5000 שעות, לא 2000 שעות, לא 1000 שעות, אלא רק 500 שעות? בדרך זו, בדיקת אמינות לא תגרום למחזור השקת מוצר ארוך.
אינטל נתנה תשובה מעניינת: בהתבסס על מקדם התאוצה של ה-GR468, ניתן לבדוק תוחלת חיים של 10 שנים תוך 6 שבועות, באמצעות מקדם תאוצה של פי 100.
לאחר מכן, אם נעלה את טמפרטורת בדיקת האמינות ל-130 מעלות, מקדם התאוצה הופך פי 1000, וניתן לבדוק תוחלת חיים של 17 שנים בשבוע אחד.
נראה שזה דוחס את הזמן עוד יותר, נכון?
האם נוכל להפחית את זמן הבדיקה של תוחלת החיים הארוכה על ידי הגדלת גודל המדגם, למשל, 500 דגימות במשך 500 שעות של טמפרטורה ולחות גבוהות?
להקטין את גודל המדגם לבדיקת מהימנות?
לברודקום יש ניתוח סטטיסטי של הסטייה בחיזוי תוחלת החיים הנגרמת על ידי גדלי מדגם שונים. המסקנה היא ש"לא משנה באיזו טכנולוגיה משתמשים, אי אפשר לצפות לצמצם את מספר הדגימות כדי להשיג את המטרה של הפחתת דרישות האמינות", מכיוון שגודל מדגם קטן בעצמו מציג הטיה.
אם יש להקל על דרישות האמינות, כיצד יש להגדיר את התקן?
לפני 20 שנה, GR468 היה אמת מידה בתעשיית התקשורת האופטית. למעשה, היה תקן אמינות בשם GR3013 למחזורי חיים קצרים כבר ב-2004.
עם זאת, התקן החדש הזה עם דרישות אמינות רגועות אינו ידוע, לפחות שמעתי עליו.
היום אחר הצהריים, יצרנים גדולים עדיין השתמשו ב-GR468 לניתוח.
אז, האם תקן האמינות הרגוע צריך להיות סדרה סטנדרטית חדשה לחלוטין? זה טומן בחובו סיכון של משהו דומה ל-GR3013 - התעשייה משקיעה זמן רב בפיתוח תקנים, ואז הם נשארים לא ידועים...
אפשרות שנייה: שנה את GR3013 והטמיע אותו, ואז קדם אותו.
אפשרות שלישית: לפתח גרסה מקלה יותר של CR468 המתאימה למרכזי נתונים.
זו בעיה מאוד ספציפית בשרשרת התעשייה-איך ליישם אותה?
השאלה הבסיסית היא: "אם תקני האמינות יורפו, האם עלויות יופחתו?"
עבור מפעילי מרכזי נתונים, מה הם מרוויחים על ידי הקלת דרישות האמינות? עלות נמוכה היא מטרת הליבה שלהם. ללייזרים יש את שיעור הכשלים הגבוה ביותר. עם זאת, יצרנים כמו Sumitomo וברודקום, המייצרים לייזרים, השתמשו בטקסט, נוסחאות ודיאגרמות כדי להעביר את המסר שדרישות אמינות מרגיעות אינן מפחיתות עלויות. למעשה, זה מגדיל עלויות אם תהליך אימות האמינות עבור פרוסות לייזר משתנה.
עבור לייזרים, האמינות מסתמכת על שיפור טכנולוגי מתמיד. דרישות אמינות מרגיעות איננה דרך להוזיל עלויות. כפי שאמר משפט אחד במצגת של ברודקום: "חשבו על דרכים אחרות להוזיל עלויות..."