คลาสและฟอร์มแฟกเตอร์ของสวิตช์: แบบคงที่ แบบโมดูลาร์ แบบสแต็กได้ แบบอุตสาหกรรม และ white-box

ASIC ตัวเดียวกันสำหรับส่งต่อข้อมูลถูกนำไปใช้ทั้งในกล่องพิซซ่า 1U, สวิตช์แคมปัสที่ทำสแตกได้, ไลน์การ์ดของแชสซี 16 สล็อต และยูนิตอุตสาหกรรมแบบราง DIN บรรจุภัณฑ์เป็นตัวกำหนดว่าตัวเครื่องรองรับออปติกได้กี่ตัว จ่ายไฟและระบายความร้อนอย่างไร อากาศไหลจากด้านพอร์ตออกไปหรือไหลเข้าหาด้านพอร์ต โมดูลถูกเปลี่ยนอย่างไร และนโยบายของผู้ผลิตที่มีต่อโมดูลเหล่านั้นเป็นแบบใด เพจนี้จัดหมวดหมู่สวิตช์ตามฟอร์มแฟกเตอร์และตลาด แสดงรายการชิ้นส่วนของระบบแชสซี และอธิบายการไหลของอากาศ ความซ้ำซ้อน และข้อจำกัดด้านสภาพแวดล้อมจากมุมมองของทรานซีฟเวอร์

คลาสแยกตามตลาดและการจัดการ

คลาส	การจัดการ	พอร์ต	นโยบายด้านออปติก	ตัวอย่างการใช้งาน
ไม่มีการจัดการ	ไม่มี	RJ45 5–24 พอร์ต, SFP 1–2 พอร์ต	รับทุกอย่างที่ลิงก์ขึ้นได้; ไม่มี DDM ให้ดู	เดสก์ท็อป, ออฟฟิศขนาดเล็ก
สมาร์ต/จัดการผ่านเว็บ	เว็บ UI, CLI แบบจำกัด	RJ45 8–48 พอร์ต, SFP/SFP+ 2–4 พอร์ต	ผ่อนปรน; บางครั้งแสดง DDM	ธุรกิจ SMB, ขอบเครือข่าย
จัดการได้ระดับองค์กร (แคมปัส)	CLI/API เต็มรูปแบบ, ทำสแตกได้	แอ็กเซส 24–48 พอร์ต + อัปลิงก์ 2–8 พอร์ต	ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต มักเข้มงวด (แต่ละ NOS ตรวจสอบโมดูลอย่างไร)	สำนักงาน, แคมปัส
ดาต้าเซ็นเตอร์แบบฟิกซ์	CLI/API, ระบบอัตโนมัติ	32–64 × 100G–800G	มักผ่อนปรนบนเมอร์แชนต์ซิลิคอน	ลีฟ, สไปน์
ดาต้าเซ็นเตอร์แบบแชสซี	CLI/API, ซูเปอร์ไวเซอร์สำรอง	พอร์ตหลายร้อยพอร์ตบนไลน์การ์ด	ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต	คอร์, สไปน์ขนาดใหญ่
เราเตอร์ผู้ให้บริการ/รวมสัญญาณที่มีออปติก	เต็มรูปแบบ	ผสมกันตั้งแต่ 1G–400G, โคฮีเรนต์	เข้มงวด, ใช้รายการของ OEM	เมโทร, แบ็กฮอลของโครงข่ายมือถือ
อุตสาหกรรม	CLI/เว็บ, โปรโตคอลวงแหวน	8–28 พอร์ต, ราง DIN, −40…+75 °C	ผ่อนปรน; ต้องการออปติกเกรดอุตสาหกรรม (เกรดอุณหภูมิ)	โรงงาน, รถไฟ, พลังงาน
ไวท์บ็อกซ์/แยกส่วน	SONiC, Cumulus, NOS แบบเปิดอื่น ๆ	เหมือนดาต้าเซ็นเตอร์แบบฟิกซ์	ปลั๊กอินของแพลตฟอร์ม, ผ่อนปรน (ภาพรวม NOS)	ไฮเปอร์สเกล, คลาวด์
เบลด/แบบฝังตัว	ผ่านตัวจัดการแชสซี	มิดเพลนภายใน + อัปลิงก์	ตามผู้ผลิต	เซิร์ฟเวอร์เบลด
PON OLT (สวิตช์แฝงตัว)	เต็มรูปแบบ	พอร์ต PON SFP/XFP + อัปลิงก์	เข้มงวดกับคลาสออปติกของ PON	ผู้ให้บริการการเข้าถึง

ฟอร์มแฟกเตอร์

ฟอร์มแฟกเตอร์	ความสูง	พอร์ต	พลังงาน	หมายเหตุ
ฟิกซ์ 1U (กล่องพิซซ่า)	1U	24–64	PSU 1–2 ตัว, 150–2 000 W	สวิตช์ส่วนใหญ่; พัดลมเรียงแถวด้านหลัง
ฟิกซ์ 2U	2U	64–128 หรือแบบดีพบัฟเฟอร์/กำลังสูง (400G/800G, โคฮีเรนต์)	PSU 2–4 ตัว	ตัวเครื่อง 800G และแพลตฟอร์มที่ใช้ ZR จำนวนมาก
ทำสแตกได้	1U ต่อตัว รวมได้สูงสุด 8–10 ตัวต่อสแตก	48 พอร์ตต่อยูนิต	ต่อยูนิต	มีเพลนการจัดการเดียว (การทำสแตกและ MLAG)
ฟิกซ์แบบโมดูลาร์	1U ที่มีสล็อตโมดูลอัปลิงก์/ขยาย	—	—	โมดูลอัปลิงก์มีรายการออปติกของตัวเอง
แชสซี	4–21U	สล็อตไลน์การ์ด 4–18 สล็อต + ซูเปอร์ไวเซอร์/โปรเซสเซอร์จัดเส้นทาง 2 ตัว + การ์ดฟาบริก	PSU แบบ N+1 / N+N, ระดับ kW	เปลี่ยนไลน์การ์ดได้ขณะเครื่องทำงาน; ออปติกแยกตามการ์ด
อุตสาหกรรมแบบราง DIN	ขนาดกะทัดรัด ไม่มีพัดลม	8–28	12–48 V DC, สองแหล่งจ่ายไฟเข้า	ระบายความร้อนด้วยการนำความร้อน; ความร้อนของโมดูลมีผล
แร็กแบบทนทานพิเศษ	1U, ไม่มีพัดลมหรือมีแผ่นกรอง	24–28	AC/DC	ช่วงอุณหภูมิกว้างขึ้น
โมดูลแชสซีแบบเบลด	ต่อสล็อตเบลด	ภายใน + อัปลิงก์ 4–8 พอร์ต	จ่ายจากแชสซี	—

โครงสร้างของระบบแชสซี

ส่วนประกอบ	หน้าที่	ความเกี่ยวข้องกับออปติก
ไลน์การ์ด	พอร์ต + PHY + ส่วนหนึ่งของการส่งต่อข้อมูล	แต่ละการ์ดมีรายการออปติกที่รองรับและรุ่นของเคจเป็นของตัวเอง; การผสมรุ่นในแชสซีเดียวกันเป็นเรื่องปกติ
ซูเปอร์ไวเซอร์/โปรเซสเซอร์จัดเส้นทาง/การ์ดควบคุม	คอนโทรลเพลน, การจัดการ	อ่านค่าทุกโมดูลผ่าน CPLD ของการ์ด
การ์ดฟาบริก/สวิตช์ฟาบริก	เชื่อมต่อไลน์การ์ดเข้าด้วยกัน	ไม่มีออปติก (บางดีไซน์ใช้ออปติกภายใน และในอนาคตอาจใช้ CPO)
มิดเพลน/การเชื่อมต่อแบบออร์โทโกนัลโดยตรง	การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างการ์ด ↔ ฟาบริก	—
โมดูลไฟเข้า, PSU	N+1 หรือ N+N	การ์ดที่มีออปติก 36 × 400G เพิ่มโหลดประมาณ 400 W
ถาดพัดลม	ไหลจากหน้าไปหลังหรือจากด้านหนึ่งไปอีกด้าน	เปลี่ยนได้ขณะเครื่องทำงาน; หากถาดล้มเหลว ออปติกในแถวนั้นจะร้อนเกินก่อนส่วนอื่น

ทิศทางการไหลของอากาศและออปติก

การไหลของอากาศ	ความหมาย	ที่ใช้งาน	ผลต่อโมดูล
ดูดอากาศเข้าทางด้านพอร์ต (หน้าไปหลัง)	อากาศเย็นเข้าทางด้านพอร์ต ออกทาง PSU/พัดลม	มาตรฐานของดาต้าเซ็นเตอร์ แถวเย็นอยู่ด้านหน้า	โมดูลอยู่ในอากาศที่เย็นที่สุด; กรณีที่ดีที่สุด
ระบายอากาศออกทางด้านพอร์ต (หลังไปหน้า)	อากาศเข้าทางด้านหลัง ออกทางด้านพอร์ต	สวิตช์ลีฟติดตั้งโดยหันพอร์ตเข้าหาแถวร้อน (ด้านหลังแร็ก) เพื่อให้ DAC ของเซิร์ฟเวอร์สั้นลง	โมดูลอยู่ในอากาศระบายออกที่ร้อนกว่า 10–20 °C; อุณหภูมิ DDM สูง; ต้องเลือก SKU ทิศทางลมให้เหมาะสม
ด้านหนึ่งไปอีกด้าน	ดูดอากาศเข้าด้านหนึ่ง	แคมปัส, แร็กโทรคมนาคม, ไลน์การ์ดของแชสซีในบางดีไซน์	ต้องเว้นระยะด้านข้าง; แผงข้างที่ถูกปิดกั้นทำให้ปลายการ์ดด้านหนึ่งร้อนเกิน
พัดลมที่สลับทิศทางได้	ถาดพัดลมหรือ PSU ที่สั่งเป็น “AFO”/“AFI” (ลมออก/ลมเข้าทางด้านพอร์ต)	แพลตฟอร์มดาต้าเซ็นเตอร์หลายรุ่น	การผสมทิศทางในตัวเครื่องเดียวกันจะถูก NOS ปฏิเสธ หรือทำให้เครื่องร้อนเกิน

กฎ: เลือก SKU ทิศทางลมของสวิตช์ให้ตรงกับแถวร้อน/เย็นของแร็กและทิศทางของเซิร์ฟเวอร์ที่เชื่อมต่ออยู่; ตรวจสอบว่าฮีตซิงก์ของโมดูลหันเข้าหาเส้นทางระบายความร้อนของเคจ (กำลังไฟฟ้าและการใช้พลังงาน, กำลังไฟฟ้าและความร้อน)

ข้อจำกัดด้านสภาพแวดล้อมของตัวเครื่องเอง

รายการ	องค์กร/ดาต้าเซ็นเตอร์	อุตสาหกรรม
อุณหภูมิใช้งาน (โดยรอบ)	0…40 °C (บางรุ่น 45)	−40…+75 °C
การจัดเก็บ	−40…+70 °C	−40…+85 °C
ความชื้น	10–90 % ไม่มีการควบแน่น	5–95 %
ระดับความสูง	สูงสุด 3 000 m (ลดพิกัดเมื่อสูงกว่า 1 800)	—
เสียง	50–75 dBA ที่ความเร็วพัดลมเต็มที่	ไม่มีพัดลม
การสั่นสะเทือน/แรงกระแทก	มาตรฐานแร็ก	IEC 60068, EN 50155 (รถไฟ)

ออปติกเกรดพาณิชย์ในสวิตช์ที่อุณหภูมิโดยรอบขึ้นถึง 40 °C จะมีอุณหภูมิตัวเครื่องใกล้ขีดจำกัด 70 °C; สวิตช์อุตสาหกรรมต้องใช้ออปติกเกรดอุตสาหกรรม

ความซ้ำซ้อน

องค์ประกอบ	ความซ้ำซ้อนโดยทั่วไป	ผลเมื่อขาดไป
PSU	1+1 (แบบฟิกซ์), N+1 / N+N (แชสซี)	ทั้งเครื่องล่มเมื่อ PSU หรือแหล่งจ่ายไฟล้มเหลว
พัดลม	N+1 ในถาด	เครื่องดับเพราะความร้อนภายในไม่กี่นาที
ซูเปอร์ไวเซอร์	1+1 พร้อมการสลับแบบรักษาสถานะ (แชสซี)	คอนโทรลเพลนหยุด; การส่งต่อข้อมูลอาจดำเนินต่อได้ (NSF)
อัปลิงก์	2+ เส้นบนโมดูล/การ์ดคนละตัว, LAG หรือ ECMP	ทั้งบล็อกแอ็กเซสถูกตัดขาด
สมาชิกสแตก	โทโพโลยีวงแหวน	สแตกแยกออกจากกันเมื่อสายล้มเหลว
ออปติก	มีอะไหล่ในพื้นที่ (5–10 %)	เสียเวลาหลายชั่วโมงเพราะโมดูลราคาแค่กาแฟหนึ่งแก้ว

ไวท์บ็อกซ์และการแยกส่วน

ฮาร์ดแวร์ ODM (Edgecore/Accton, Celestica, UfiSpace, Delta, Wistron, Quanta) รัน SONiC, Cumulus/NVUE หรือ NOS ของผู้ผลิตที่เลือกแยกต่างหาก สำหรับออปติก: ปลั๊กอินของแพลตฟอร์ม (ไม่ใช่นโยบาย) เป็นตัวอ่านโมดูล การรองรับ CMIS ขึ้นอยู่กับรุ่นของ NOS และการทดสอบความเข้ากันได้เป็นหน้าที่ของผู้ดูแลระบบเอง — จึงเป็นเหตุผลที่ผู้ให้บริการระดับไฮเปอร์สเกลเผยแพร่รายการออปติกที่ผ่านการรับรองของตัวเอง (ตารางความเข้ากันได้และเฟิร์มแวร์)

ใน CodingBox

คลาสของสวิตช์บอกได้ว่าควรคาดหวังนโยบายแบบใด อุปกรณ์แคมปัสและผู้ให้บริการตรวจสอบข้อมูลระบุตัวตน อุปกรณ์ดาต้าเซ็นเตอร์และไวท์บ็อกซ์ส่วนใหญ่แค่อ่านผ่าน อุปกรณ์อุตสาหกรรมต้องการโมดูลเกรดอุณหภูมิ I-temp CodingBox แสดงไบต์ข้อมูลระบุตัวตนที่คลาสเข้มงวดตรวจสอบ และค่าเกณฑ์ที่บ่งชี้เกรดอุณหภูมิของโมดูล (Check transceiver)

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ