Pot fi relaxate standardele de fiabilitate pentru modulele/dispozitivele optice ale centrelor de date?
Dec 11, 2025|
◆Cerințe de consum de energie pentru modulul optic al centrului de date
Diferențele în mediile de lucru ale modulelor optice din telecomunicații și centre de date
Există trei diferențe principale:
Temperaturi de funcționare diferite
Aplicațiile de telecomunicații se confruntă cu variații zilnice de temperatură din cauza diferențelor de temperatură diurnă, precum și variații sezoniere de temperatură din cauza schimbărilor anotimpurilor. Modulele optice trebuie să se adapteze la aceste variații. Aplicațiile-de telecomunicații sunt împărțite în medii interioare și exterioare. Mediile interioare sunt de 0 ~ 70 de grade, cunoscute în mod obișnuit ca grad comercial; mediile exterioare necesită în general -40 ~ 85 de grade, cunoscute în mod obișnuit ca grad industrial.
Centrele de date sunt diferite; lormodule opticetrebuie doar să treacă printr-un ciclu de temperatură de 10 grade, care este extrem de stabil.
Putem reduce cerințele pentru testele de fiabilitate la-temperatură ridicată și umiditate ridicată-pentru durată de viață pe care le solicităm în fiecare zi în centrele de date?
Cicluri de viață diferite ale produselor
Aplicațiile de grad-de telecomunicații, odată implementate, sunt de așteptat să dureze zeci de ani; ciclurile de viață tipice de fiabilitate sunt proiectate și evaluate pe baza a 20 de ani.
Aplicațiile pentru centrele de date sunt de obicei înlocuite la fiecare doi până la trei ani.
Bine, deci fac ceva care nu se va defecta timp de 50 de ani, dar îl folosești doi ani și apoi îl arunci? Putem reduce puțin cerințele privind durata de viață?
Diferite modele de redundanță
Aplicațiile de telecomunicații au modele de redundanță de linie, dar redundanța nu este mare. Comutarea comunicațiilor de rezervă este utilizată pe liniile critice. Cu toate acestea, auzim adesea știri despre zeci de mii de utilizatori care sunt afectați de defecțiunea unui singur dispozitiv principal, care le afectează apelurile telefonice și accesul la internet. Pe scurt, incapacitatea modulelor optice de a funcționa este o problemă critică. Centrele de date au o redundanță mult mai largă, mai ales că peste 90% dintre servere sunt servere cloud. Prin urmare, utilizatorii aproape nu sunt conștienți de orice defecțiune a modulului optic. Pentru furnizori, chiar dacă unele module optice eșuează aleatoriu, acestea pot fi pur și simplu înlocuite.
Deci, cerințele de fiabilitate pentru modulele optice pot fi relaxate? Din perspectiva aplicației, relaxarea cerințelor de fiabilitate are un impact redus asupra clienților. Următoarea întrebare este: ce ar trebui să fie relaxat? Cum ar trebui să fie relaxat? Și de ce ar trebui să fie relaxat?
Componente majore de defecțiune și cauze ale defecțiunilor în modulele optice
Facebook a lansat statistici de eșec pentru aModul optic 100G, arătând că 97% dintre defecțiuni au fost legate de laser-, cele mai multe survin în decurs de trei luni de la funcționarea inițială a laserului. Dacă majoritatea defecțiunilor apar în decurs de trei luni, ar trebui ajustată definiția eșecului timpuriu? Dintre laserele eșuate, rata de defecțiune a DFB-urilor (Bcuri digitale) este semnificativ mai mare decât cea a EML-urilor (Laminate electromagnetice) (de câteva sute de ori mai mare). Acest lucru ridică întrebarea dacă Dr. Zeng de la Facebook consideră că DFB-urile în modul de modulare directă sunt mai predispuse la defecțiuni decât DFB-urile care emit lumină în mod continuu (la fel cum un fir staționar poate dura mult timp, dar îndoirea repetată îl va rupe cu ușurință).
Prin urmare, pentru lasere, care sunt ținta primară a defecțiunilor, ar trebui să fie crescută testarea fiabilității la nivelul plachetei laser? Dacă este legat de modul de modulare, testarea pe termen lung-ar trebui să includă verificarea în modul de modulare?
Relaxați cerințele de fiabilitate
Dacă cerințele de fiabilitate trebuie să fie relaxate, în special, ar trebui să reducem numărul de elemente de testare, să reducem condițiile de testare, să scurtăm timpul de testare sau să reducem numărul de probe de testare?
Reduceți numărul de articole de testare?
De fapt, nu există multe elemente de testare a fiabilității. Chiar dacă unul sau două sunt îndepărtate, acestea nu reprezintă testul de viață la temperatură ridicată și umiditate ridicată de care le pasă producătorii de dispozitive cu module optice. Mai degrabă, sunt niște elemente mai puțin importante. Reducerea numărului de itemi de testare este semnificativă, dar nu foarte semnificativă.
Reduceți condițiile de testare?
Acest lucru este posibil, dar cât de mult să reduceți necesită o analiză a datelor pentru a găsi condițiile de testare adecvate.
Comprimați timpul de testare?
Ce zici de 500 de ore, nu 5000 de ore, nu 2000 de ore, nu 1000 de ore, ci doar 500 de ore? În acest fel, testarea fiabilității nu va provoca un ciclu lung de lansare a produsului.
Intel a dat un răspuns interesant: pe baza factorului de accelerație al lui GR468, o durată de viață de 10 ani poate fi testată în 6 săptămâni, folosind un factor de accelerație de 100x.
Apoi, dacă creștem temperatura de testare a fiabilității la 130 de grade, factorul de accelerație devine de 1000x și o durată de viață de 17 ani poate fi testată într-o săptămână.
Asta pare să comprime timpul și mai mult, nu?
Am putea reduce durata lungă de testare a duratei de viață prin creșterea dimensiunii eșantionului, de exemplu, 500 de probe pentru 500 de ore de temperatură și umiditate ridicate?
Reduceți dimensiunea eșantionului pentru testarea fiabilității?
Broadcom are o analiză statistică a abaterii în predicția duratei de viață cauzată de diferite dimensiuni ale eșantionului. Concluzia este că „indiferent de tehnologia utilizată, nu se poate aștepta să se reducă numărul de eșantioane pentru a atinge obiectivul de reducere a cerințelor de fiabilitate”, deoarece o dimensiune mică a eșantionului în sine introduce părtinire.
Dacă cerințele de fiabilitate trebuie să fie relaxate, cum ar trebui definit standardul?
Acum 20 de ani, GR468 a fost un reper în industria comunicațiilor optice. De fapt, a existat un standard de fiabilitate numit GR3013 pentru cicluri de viață scurte încă din 2004.
Cu toate acestea, acest nou standard cu cerințe de fiabilitate relaxate este puțin cunoscut, cel puțin am auzit de el.
În această după-amiază, producătorii importanți încă foloseau GR468 pentru analiză.
Deci, standardul de fiabilitate relaxat ar trebui să fie o serie standard complet nouă? Acest lucru implică riscul apariției unui lucru similar cu GR3013 - industria petrece mult timp dezvoltând standarde, iar apoi acestea rămân necunoscute...
Opțiunea a doua: modificați GR3013 și implementați-l, apoi promovați-l.
Opțiunea trei: dezvoltați o versiune mai indulgentă a CR468, potrivită pentru centrele de date.
Aceasta este o problemă foarte specifică în lanțul industrial-cum să o implementăm?
Întrebarea fundamentală este: „Dacă standardele de fiabilitate sunt relaxate, costurile vor fi reduse?”
Pentru operatorii de centre de date, ce câștigă aceștia prin relaxarea cerințelor de fiabilitate? Costul redus este obiectivul lor principal. Laserele au cea mai mare rată de eșec. Cu toate acestea, producători precum Sumitomo și Broadcom, care produc lasere, au folosit text, formule și diagrame pentru a transmite mesajul că relaxarea cerințelor de fiabilitate nu reduce costurile. De fapt, crește costurile dacă procesul de verificare a fiabilității pentru plachetele laser este modificat.
Pentru lasere, fiabilitatea se bazează pe îmbunătățirea tehnologică continuă. Relaxarea cerințelor de fiabilitate nu este o modalitate de a reduce costurile. După cum spunea o propoziție din prezentarea Broadcom: „Gândește-te la alte modalități de a reduce costurile...”