Switchrollen en topologieën: waar elke optische module terechtkomt
Dezelfde module van 100G is een goedkope DAC in één rack, een SR4 aan de andere kant van de ruimte, een LR4 tussen gebouwen en een DWDM-kanaal tussen steden. Welke module een poort krijgt, wordt bepaald door de rol van de switch in het netwerk en de topologie eromheen. Deze pagina koppelt de klassieke campuslagen en leaf–spine in het datacenter aan de optische modules, afstanden en aantallen die daaruit volgen, zodat een stuklijst rechtstreeks uit het ontwerp kan worden afgeleid.
Campus: access, distributie, core
| Laag | Rol | Gebruikelijke poorten | Downlinks | Uplinks en optische modules |
|---|---|---|---|---|
| Access | verbindt eindapparaten | 24–48 × RJ45 (1G/mGig, PoE) + 2–4 SFP+/SFP28-uplinks | koper | 10G/25G SR (MMF binnen gebouwen), LR (tussen gebouwen), soms 1G LX |
| Distributie / aggregatie | aggregeert accessswitches per gebouw of groep verdiepingen | 24–48 × SFP+/SFP28, 4–8 × QSFP28 | 10G/25G SR/LR | 40G/100G SR4/LR4 naar de core; CWDM/DWDM als glasvezel schaars is |
| Core | koppelt distributie aan elkaar, routeert | QSFP28/QSFP-DD | 100G/400G | LR4/FR4/ER4 tussen locaties; CWDM of DWDM over gehuurde glasvezel |
| Gecombineerde core | kleine locaties: distributie + core in één | gemengd | — | — |
Campusafstanden lopen van meters tot enkele kilometers: SR op OM3/OM4 binnen gebouwen, LR/LX op singlemode ertussen; de bereikklassen staan in de PMD-referentie.
Datacenter: leaf–spine (Clos)
| Rol | Ook genoemd | Poorten | Downlinks | Uplinks |
|---|---|---|---|---|
| Leaf | ToR (top of rack), access | 48 × SFP28/SFP56 + 8 × QSFP28/QSFP-DD, of 32 × QSFP-DD | servers: 25G/50G/100G — DAC in het rack (≤ 3 m), AOC/SR naar aangrenzende racks | naar elke spine: 100G/400G SR4/DR4/AOC (≤ 100 m) |
| Spine | aggregatie, fabric | 32–64 × QSFP28/QSFP-DD/OSFP | leafs | naar super-spine of border: DR4/FR4 (500 m–2 km) |
| Super-spine / core | koppeling tussen pods | 400G/800G met hoge radix | spines | DR/FR binnen de campus; ZR/ZR+ voor DCI (Coherente optiek voor lange afstanden) |
| Border leaf | rand naar WAN/internet | gemengd | — | LR/ER/CWDM/DWDM naar carriers |
| Beheer | out-of-band | 1G RJ45/SFP | BMC's, consoles | 1G/10G LR naar de OOB-core |
Vuistregels: leaf–spine-links hebben allemaal dezelfde snelheid en FEC; oversubscriptie (downlinkcapaciteit ÷ uplinkcapaciteit) van 3:1 komt veel voor voor algemene compute, 1:1 voor AI en opslag (GPU-fabrics).
Voor rails geoptimaliseerde AI-fabrics
GPU-nodes verbinden elke NIC met een andere leaf, zodat de meeste serverlinks het rack verlaten: AOC en optische modules in plaats van DAC. Het aantal kabels per GPU is één per laag (Bekabeling van een AI-cluster).
Opslag en SAN
Fibre Channel-switches vormen een eigen fabric (edge–core of core–edge–core) met 16/32/64GFC SW-optische modules in een ruimte en LW tussen ruimtes; Ethernetopslag gebruikt leaf–spine met lossless-klassen (SAN-ontwerp, Lossless Ethernet).
Afstand → optische module
| Segment | Afstand | Medium | Optische module |
|---|---|---|---|
| Server naar ToR | ≤ 3 m | koper | DAC (Kabelopbouw) |
| Server naar end-of-row-leaf | 3–30 m | AOC of MMF | AOC, SR |
| Leaf naar spine, dezelfde zaal | 10–100 m | OM4 of SMF | SR4/SR8, DR4/DR8 |
| Tussen zalen / gebouwen | 100 m – 2 km | SMF | DR, FR4, LR/LX |
| Campus / metro | 2–40 km | SMF | LR, ER, CWDM, 4WDM |
| Regionale DCI | 40–120 km | SMF, versterkt | ZR/ZR+, DWDM-transponders |
| Lange afstand | > 120 km | SMF, versterkt | DWDM-lijnsystemen (Netwerkontwerp en OTN) |
Trajecten met weinig glasvezels gebruiken CWDM of DWDM om de capaciteit per vezel te vergroten; BiDi op één vezel wanneer er slechts één vezel is.
Optische modules uit een ontwerp tellen
Voorbeeld: één pod van 16 racks, 32 servers per rack, 2 × 25G per server, 4 spines.
| Item | Aantal |
|---|---|
| Serverlinks (2 × 25G × 32 × 16) | 1 024 DAC |
| Leaf-uplinks (16 leafs × 4 spines × 2 × 100G) | 128 links → 256 QSFP28 SR4/DR4 + 128 MPO-trunks |
| Spine naar super-spine (4 spines × 8 × 100G) | 32 links → 64 modules |
| Border + OOB | 8–16 LR-modules, 48 1G |
| Reserveonderdelen (5 %) | ~20 |
Vermenigvuldig met twee voor de tweede fabric in een ontwerp met twee vlakken.
Rollen en beleid
De rol bepaalt ook hoe streng het platform is voor optische modules: carrier- en SAN-apparatuur handhaaft OEM-branding doorgaans strikt; leaf–spine in datacenters op merchant silicon is vaak toegeeflijk; campusaccess verschilt per fabrikant (Hoe elk NOS een module valideert, Fabrikantvergrendeling).
In CodingBox
Een rolgebonden stuklijst is een lijst met PMD's en artikelnummers; CodingBox controleert elke geleverde module hiertegen (type, bereik, golflengte, PN) en codeert identiteiten wanneer het ontwerp OEM-compatibele modules vraagt (Check transceiver, Code database).
Van ontwerp naar inkoop en een werkend rack: selectiecriteria, stuklijst voor optische modules, checklist voor ingebruikname en acceptatietest: Selecteren en in gebruik nemen; de L2/L3-mechanica achter deze topologieën: Basisprincipes van forwarding.
De bekabeling onder deze topologieën: hiërarchie van gestructureerde bekabeling, patronen voor datacenters (EoR, MoR, ToR, trunks en cassettes) en planning van vezelaantallen: Glasvezelnetwerktopologieën.