ما هو OSFP DAC وكيفية استخدامه؟

مع تزايد حاجة مراكز البيانات وبيئات الحوسبة عالية الأداء إلى اتصال أسرع وأكثر موثوقية، برزت كابلات OSFP DAC (النحاس الثماني صغير الحجم القابل للتوصيل المباشر) كركيزة أساسية للشبكات عالية السرعة. توفر هذه الكابلات نطاقًا تردديًا استثنائيًا، وزمن وصول منخفضًا، وحلولاً اقتصادية لنقل البيانات قصيرة المدى. في هذه المقالة، سنستكشف ماهية كابلات OSFP DAC، وميزاتها الرئيسية، ومقارنتها بالتقنيات الأخرى، وتطبيقاتها العملية، وإرشادات تفصيلية حول استخدامها. سواء كنت مهندس شبكات أو متخصصًا في تكنولوجيا المعلومات، سيساعدك هذا الدليل على فهم دور OSFP DAC في تشكيل مستقبل اتصال مراكز البيانات.

لفهم تصميم ووظائف كابلات OSFP DAC بشكل أفضل، من المفيد مشاهدتها أثناء عملها. يقدم الفيديو التالي نظرة مفصلة على كابلات OSFP DAC، موضحًا خصائصها الفيزيائية وكيفية دمجها في بيئات الشبكات عالية السرعة.

ما هو OSFP DAC؟

كابلات OSFP DAC هي كابلات نحاسية عالية السرعة مصممة للاتصال المباشر بين أجهزة الشبكات، مثل المحولات وأجهزة التوجيه والخوادم، داخل مراكز البيانات. باستخدام عامل الشكل الثماني الصغير القابل للتوصيل (OSFP)، تدعم هذه الكابلات ثمانية أزواج تفاضلية، كل منها قادر على نقل بيانات تصل سرعتها إلى 25 جيجابت في الثانية، مما ينتج عنه عرض نطاق ترددي إجمالي يبلغ 400 جيجابت في الثانية. بخلاف أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، تستخدم كابلات OSFP DAC موصلات نحاسية، مما يلغي الحاجة إلى مكونات بصرية إضافية، مما يقلل التكاليف ويُبسط عملية النشر.

لتوفير فهم أوضح لـ كابلات DAC OSFPيقدم الفيديو التالي مقدمة مرئية لتصميمها ووظائفها في بيئات الشبكات عالية السرعة.

يسلط هذا العرض التوضيحي الضوء على البنية المادية لكابلات DAC OSFP ودورها في مراكز البيانات الحديثة، مما يجعل من الأسهل فهم تطبيقاتها العملية.

هذه عبارة عن كابلات نحاسية ثنائية النواة، قد تتضمن أو لا تتضمن أسلاك GND لإعادة الإشارة. تستخدم بعض الكابلات رقائق معدنية واقية متصلة بـ GND لإعادة الإشارة بدلاً من موصلات GND.

الميزات الرئيسية لكابلات DAC OSFP

تم تصميم كابلات OSFP DAC لتلبية متطلبات الشبكات الحديثة من خلال الميزات البارزة التالية:

• سعة النطاق الترددي العالية: مع ثمانية مسارات تدعم 25 جيجابت في الثانية لكل منها، توفر كابلات OSFP DAC ما يصل إلى 400 جيجابت في الثانية، وهي مثالية للتطبيقات كثيفة النطاق الترددي مثل الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية وتحليلات البيانات الضخمة.
• كفاءة الوصول القصير: تم تحسين كابلات OSFP DAC لمسافات تتراوح من 0.5 إلى 2 متر، وهي مثالية للاتصالات داخل الرفوف وبين الرفوف في بيئات مراكز البيانات المدمجة.
• زمن انتقال منخفض: تعمل موصلات النحاس عالية الجودة وتصميمات الكابلات المحسّنة على تقليل فقدان الإشارة، مما يضمن نقلًا منخفض الزمن وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات في الوقت الفعلي.
• الفعالية من حيث التكلفة: من خلال القضاء على الحاجة إلى أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، تعمل كابلات OSFP DAC على تقليل تكاليف المعدات والتشغيل.
• التوافق: تم تصميم هذه الكابلات للاتصال مباشرة بمنافذ OSFP، وهي متوافقة مع مجموعة واسعة من معدات الشبكات، بما في ذلك بطاقات NVIDIA ConnectX-7 NIC ومفاتيح العلامات التجارية الرائدة.
• تصميم قوي: تم تصنيع كابلات OSFP DAC باستخدام مواد متينة، مما يجعلها تتحمل تقلبات درجات الحرارة والمتطلبات المادية لبيئات مراكز البيانات.

بالنسبة للإشارات عالية التردد، يعد الحفاظ على استمرارية المعاوقة أمرًا بالغ الأهمية. تتأثر هذه المعلمة بمادة الموصل، وقطر السلك، والمسافة بين الأسلاك، والثابت العازل للوسط العازل.

إن تصنيع الكابلات لتلبية هذه المتطلبات الصارمة يشكل تحديًا كبيرًا. على سبيل المثال، يمكن للمواد العازلة المحتوية على الفلور مثل التيفلون، والتي تصبح لينة عند تشكيلها بالرغوة، أن تسبب تشوهات هيكلية أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى تغيرات في المعاوقة وتشويه الإشارة.

بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة مستويات الصلابة المختلفة لحشوات الوسائط العازلة من أجل خصائص التوازن. ترتبط سرعة موجة الإشارة بثابت العزل الكهربائي، وقد يؤدي اختلال التوازن في ثابت العزل الكهربائي للإشارات التفاضلية إلى ضوضاء الوضع المشترك الناتجة عن التأخير، وبالتالي تدهور جودة الإشارة.

من الصعب تصنيع كابلات الإشارة عالية التردد، كما يتطلب تجميع هذه الكابلات أيضًا مراعاة عدم تطابق معاوقة وصلات اللحام وتأثيرات ذيل الطرف السلكي وما إلى ذلك.

فيما يلي مثال على محول رقمي إلى تناظري من FiberMall مع غلاف OSFP، والذي يُرى عادةً في الوحدات الضوئية.

داخليًا، تكون المحولات الرقمية إلى التناظرية بسيطة، وتحتوي على عدد قليل من الرقائق الإلكترونية. يتعين عليك أولاً فحص الغلاف الخارجي وأصابع التبديل الساخنة الداخلية للوحة الدوائر المطبوعة، إلى جانب نقاط لحام الكابلات.

كابلات OSFP DAC مقابل كابلات AOC

عند الاختيار بين OSFP DAC والكابلات الضوئية النشطة (AOC)، هناك عدة عوامل تلعب دورًا:

• التكلفة: كابلات DAC OSFP أكثر تكلفة بكثير من كابلات AOC، حيث أنها لا تتطلب مكونات بصرية نشطة، مما يجعلها خيارًا صديقًا للميزانية للاتصالات قصيرة المسافة.
• استهلاك الطاقة: تستهلك كابلات DAC OSFP، وخاصة النماذج السلبية، ما يقرب من الصفر من الطاقة، مقارنةً بكابلات AOC، التي تتطلب الطاقة للمكونات النشطة (حوالي 440 ميجاوات).
• المسافة: تعد كابلات DAC OSFP مثالية للمسافات القصيرة (0.5–2 متر)، بينما تدعم كابلات AOC مسافات أطول (تصل إلى 100 متر)، مما يجعلها مناسبة لتخطيطات مراكز البيانات الأكبر حجمًا.
• حالة الاستخدام: يتفوق OSFP DAC في البيئات عالية الكثافة وقصيرة المدى مثل الاتصالات داخل الرفوف، في حين أن AOCs أفضل للروابط بين الرفوف أو عبر مراكز البيانات.

يمكن فهم الفروق بين كابلات OSFP DAC وAOC بشكل أفضل من خلال العروض التوضيحية العملية. يستكشف الفيديو أدناه هذه التقنيات عمليًا، مسلطًا الضوء على تطبيقاتها العملية وخصائص أدائها في بيئات مراكز البيانات عالية السرعة.

تساعدك هذه المقارنة المرئية على توضيح متى يجب عليك اختيار OSFP DAC بدلاً من AOC لتلبية احتياجاتك الشبكية.

يجب أن تكون وصلات لحام PCB صغيرة قدر الإمكان لتجنب الرنين الناتج عن المعلمات الطفيلية L وC وR. تستخدم FiberMall وسادات التثبيت السطحي لضمان سلامة الإشارة بعد التجميع.

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن لوحة الدوائر المطبوعة مشبك كبل؛ ويتم لحام المشبك ولوحة الدوائر المطبوعة بطريقة تقليدية، بينما يتم ربط الكابل والمشبك باستخدام اللحام بالليزر لتجنب التشوه.

يحتوي السطح العلوي للوحة الدائرة المطبوعة على 8 أزواج من مشابك الكابلات التفاضلية، مع 8 أزواج أخرى في الجزء السفلي.

المواصفات الفنية لكابلات DAC OSFP

لتقدير قدرات كابلات DAC OSFP بشكل كامل، فإن فهم مواصفاتها الفنية أمر ضروري:

• معدل البيانات: يدعم ما يصل إلى 400 جيجابت في الثانية (8 مسارات × 25 جيجابت في الثانية) باستخدام تعديل PAM4، مع توفر تكوينات المنفذ المزدوج 800G الناشئة للشبكات من الجيل التالي.
• طول الكابل: يتراوح عادةً من 0.5 إلى 7 أمتار، مع محولات رقمية إلى تناظرية سلبية مُحسّنة لمسافات أقصر (0.5 إلى 2 متر) وكابلات نحاسية نشطة (ACC) تمتد حتى 7 أمتار.
• نوع الموصل: تكوينات OSFP إلى OSFP أو OSFP إلى QSFP-DD، مع تصميمات ذات سطح مسطح أو زعانف لتحسين الإدارة الحرارية.
• التحكم في المعاوقة: مصمم للحفاظ على استمرارية المعاوقة، وتقليل تشويه الإشارة وضمان أداء عالي التردد وموثوق به.
• الامتثال للمعايير: يلتزم بمعايير الصناعة مثل SFF-8431 وIEEE 802.3bs، مما يضمن التوافق مع العلامات التجارية الرئيسية لمعدات الشبكات.

عند تفكيك مشبك الكابل، يكشف الهيكل الداخلي عن محطات خط الإشارة.

يتميز الطرف الخلفي بفتحتين على شكل حرف U لتأمين نوى الأسلاك، والتي يتم تثبيتها بعد ذلك عن طريق الضغط على قطعتين معدنيتين واللحام بالليزر.

علاوة على ذلك، يتم استخدام قطعة معدنية لتوصيل GND؛ ويتم لحام الطرف الأمامي بلوحة الدوائر المطبوعة، ويستخدم الطرف الخلفي قطعة زنبركية للاتصال المرن بطبقة درع الكابل، مما يشكل مسار عودة إشارة كامل.

يُظهر المنظر الجانبي محاذاة الكابل والضغط عليه في مشبك الكابل.

كيفية تثبيت واستخدام كابلات OSFP DAC

تركيب كابلات OSFP DAC في مركز البيانات سهل، لكن التركيب الصحيح يضمن الأداء الأمثل. اتبع الخطوات التالية:

• التحضير: تأكد من توافق منافذ OSFP في أجهزتك مع كابل OSFP DAC. تأكد من اختيار طول الكابل المناسب (مثلاً، 0.5 متر، 1 متر، أو 2 متر) لإعداداتك.
• التوصيل: أدخل موصل OSFP DAC في منفذ OSFP الخاص بجهاز التبديل أو جهاز التوجيه أو الخادم حتى يُصدر صوت طقطقة. تجنب استخدام القوة المفرطة لتجنب التلف.
• إدارة الكابلات: وجّه الكابل لتجنب الانحناءات الحادة أو الشد، مما قد يؤثر على سلامة الإشارة. استخدم منظم الكابلات لتحسين تدفق الهواء وتقليل الفوضى.
• الاختبار: استخدم جهاز اختبار الشبكة لتأكيد الاتصال والتحقق من فقدان الإشارة أو وجود أخطاء. تأكد من أن الكابل يلبي النطاق الترددي المطلوب (مثلاً، ٤٠٠ جيجابت في الثانية).
• الصيانة: قم بفحص الموصلات بشكل دوري بحثًا عن الغبار أو التلف وقم بتنظيفها باستخدام مناديل مخصصة للبصريات للحفاظ على الأداء.

للحصول على دليل مرئي خطوة بخطوة حول كيفية تثبيت كابلات DAC OSFP، شاهد الفيديو التالي، الذي يوضح أفضل الممارسات للإعداد والصيانة.

يوفر هذا البرنامج التعليمي نصائح عملية لنشر كابلات DAC OSFP، مما يضمن التكامل السلس في شبكتك.

يضمن اللحام بالليزر لخطوط الإشارة الترابط المعدني ويزيل المحطات الزائدة، مما يتجنب الضوضاء الناتجة عن انعكاسات الموجات الكهرومغناطيسية الناجمة عن تأثيرات ذيل العقب.

يمكن أن تأتي مشابك الكابلات بأنواع مختلفة.

تطبيقات OSFP DAC

تُستخدم كابلات DAC OSFP على نطاق واسع في البيئات عالية الأداء، بما في ذلك:

• مراكز البيانات: ربط المفاتيح والخوادم داخل الرفوف لنقل البيانات بسرعة عالية وزمن وصول منخفض.
• الحوسبة عالية الأداء (HPC): دعم الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والمحاكاة العلمية ذات متطلبات النطاق الترددي الهائلة.
• الحوسبة السحابية: تمكين الترابطات السريعة لمقدمي الخدمات السحابية مثل AWS وGoogle Cloud وAzure.
• شبكات InfiniBand: تشغيل بطاقات NIC ConnectX-7 من NVIDIA ومفاتيح Quantum-2 لتطبيقات NDR 400G و800G.

مع تزايد الطلب على OSFP DAC، أصبحت هذه الكابلات ضرورية لحلول الشبكات القابلة للتطوير وعالية الكثافة.

اتجاهات الصناعة ومستقبل OSFP DAC

يتماشى نمو استخدام كابلات OSFP DAC مع التوجهات الصناعية الأوسع نحو زيادة عرض النطاق الترددي وكفاءة الطاقة. وتشمل التطورات الرئيسية ما يلي:

• الانتقال إلى 800G: تدعم حلول DAC OSFP الناشئة، مثل كابلات OSFP ثنائية المنفذ 800G من FiberMall، تكوينات 2x400G، لتلبية احتياجات مراكز البيانات الضخمة.
• تكامل فوتونيات السيليكون: تعمل التطورات في فوتونيات السيليكون على تحسين أداء OSFP DAC، مما يتيح معدلات بود أعلى وتحسين سلامة الإشارة.
• الاستدامة: يدعم استهلاك الطاقة المنخفض لكابلات OSFP DAC (قريبة من الصفر للنماذج السلبية) تصميمات مراكز البيانات الصديقة للبيئة.
• التوحيد القياسي: تعمل مجموعات الصناعة مثل OSFP MSA على ضمان قابلية التشغيل البيني، مما يؤدي إلى تعزيز التبني عبر البائعين مثل NVIDIA وCisco وArista.

بالنظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تدعم كابلات OSFP DAC اتصال 1.6T مع تكوينات OSFP-XD، مما سيؤدي إلى إحداث ثورة أخرى في الشبكات عالية السرعة.

تُعدّ كابلات OSFP DAC نقلة نوعية في مجال الاتصال عالي السرعة وقصير المدى في مراكز البيانات وبيئات الحوسبة عالية الأداء. بفضل نطاقها الترددي العالي، وزمن وصولها المنخفض، وفعاليتها من حيث التكلفة، تُلبي هذه الكابلات متطلبات التطبيقات الحديثة، مع توفير إمكانية التوسع للتحديثات المستقبلية. من خلال فهم ميزاتها، وأفضل ممارسات التركيب، واتجاهات الصناعة، يُمكنك الاستفادة من OSFP DAC لتحسين البنية التحتية لشبكتك. استكشف مجموعة FiberMall الكاملة من كابلات OSFP DAC لإيجاد الحل الأمثل لاحتياجات الاتصال لديك.