데이터센터 광모듈/장치의 신뢰성 기준을 완화할 수 있나요?
Dec 11, 2025|
통신 및 데이터 센터의 광 모듈 작업 환경의 차이
세 가지 주요 차이점이 있습니다.
다양한 작동 온도
통신 애플리케이션에서는 일별 온도 차이로 인한 일별 온도 변화는 물론 계절 변화로 인한 계절별 온도 변화도 경험합니다. 광학 모듈은 이러한 변화에 적응해야 합니다. 통신-등급 애플리케이션은 실내 환경과 실외 환경으로 구분됩니다. 실내 환경은 일반적으로 상업 등급으로 알려진 0~70도입니다. 실외 환경에서는 일반적으로 산업용 등급으로 알려진 -40~85도가 필요합니다.
데이터 센터는 다릅니다. 그들의광학 모듈10도 온도 주기만 거치면 매우 안정적입니다.
데이터 센터에서 매일 요구되는 고온 및{0}}고습-수명 신뢰성 테스트에 대한 요구 사항을 낮출 수 있을까요?
다양한 제품 수명주기
통신-등급 애플리케이션은 일단 배포되면 수십 년 동안 지속될 것으로 예상됩니다. 일반적인 신뢰성 수명주기는 20년을 기준으로 설계 및 평가됩니다.
데이터 센터 애플리케이션은 일반적으로 2~3년마다 교체됩니다.
알았어 그럼 50년 동안 고장나지 않는 걸 만들었는데 2년 동안 쓰고 버리는 거야? 수명 요구 사항을 조금 낮출 수 있나요?
다양한 이중화 설계
통신 애플리케이션에는 회선 이중화 설계가 있지만 이중화는 크지 않습니다. 백업 통신 스위칭은 중요한 회선에 사용됩니다. 그러나 우리는 수만 명의 사용자가 단일 기본 장치의 오류로 인해 영향을 받아 전화 통화 및 인터넷 액세스에 영향을 받았다는 뉴스 보도를 자주 듣습니다. 즉, 광학 모듈의 작동 불능은 중요한 문제입니다. 특히 서버의 90% 이상이 클라우드 서버이기 때문에 데이터 센터의 중복성은 훨씬 더 넓습니다. 따라서 사용자는 광모듈의 고장을 거의 인지하지 못합니다. 공급업체의 경우 일부 광학 모듈이 무작위로 고장나더라도 간단히 교체할 수 있습니다.
그렇다면 광모듈의 신뢰성 요구사항을 완화할 수 있을까? 애플리케이션 관점에서 보면 안정성 요구 사항을 완화해도 고객에게는 거의 영향을 미치지 않습니다. 다음 질문은 무엇을 완화해야 하는가입니다. 어떻게 풀어야 할까요? 그리고 왜 편안해야 합니까?
광모듈 주요 고장 부품 및 고장 원인
Facebook은 다음과 같은 실패 통계를 발표했습니다.100G 광 모듈, 오류의 97%가 레이저-와 관련이 있으며, 대부분은 레이저 초기 작동 후 3개월 이내에 발생함을 보여줍니다. 대부분의 고장이 3개월 이내에 발생하는 경우 조기 고장의 정의를 조정해야 합니까? 실패한 레이저 중 DFB(디지털 전구)의 실패율은 EML(전자기 적층판)의 실패율보다 훨씬 높습니다(수백 배 더 높음). 이는 Facebook의 Zeng 박사가 직접 변조 모드의 DFB가 지속적으로 빛을 방출하는 DFB보다 고장날 가능성이 더 높다고 믿는지 여부에 대한 의문을 제기합니다(고정 와이어가 오랫동안 지속될 수 있지만 반복적으로 구부리면 쉽게 부러지는 것과 같습니다).
그렇다면 주요 불량 대상인 레이저의 경우 레이저 웨이퍼 수준에서 신뢰성 테스트를 늘려야 할까요? 변조 모드와 관련된 경우 -장기 수명 테스트에 변조 모드에서의 검증이 포함되어야 합니까?
신뢰성 요구사항 완화
신뢰성 요구사항을 완화하려면 구체적으로 테스트 항목 수를 줄이고, 테스트 조건을 낮추고, 테스트 시간을 단축해야 할까요, 아니면 테스트 샘플 수를 줄여야 할까요?
테스트 항목 수를 줄이시겠습니까?
실제로 신뢰성 테스트 항목은 많지 않습니다. 한두 개를 떼어낸다고 해도 광모듈 소자 제조사가 신경 쓰는 고온·고습 수명 테스트는 아니다. 오히려 덜 중요한 항목입니다. 테스트 항목 수를 줄이는 것은 의미가 있지만 그다지 의미가 있는 것은 아닙니다.
테스트 조건을 줄이시겠습니까?
이는 가능하지만 얼마나 줄여야 하는지 적절한 테스트 조건을 찾으려면 데이터 분석이 필요합니다.
압축 테스트 시간?
5000시간도 아니고 5000시간도 아니고 2000시간도 아니고 1000시간도 아니고 딱 500시간이면 어때요? 이렇게 하면 신뢰성 테스트로 인해 제품 출시 주기가 길어지지 않습니다.
Intel은 흥미로운 대답을 했습니다. GR468의 가속 계수를 기반으로 100x의 가속 계수를 사용하여 10년 수명을 6주 안에 테스트할 수 있습니다.
그런 다음 신뢰성 테스트 온도를 130도로 높이면 가속도가 1000배가 되고 17년 수명을 일주일 만에 테스트할 수 있습니다.
이렇게 하면 시간이 더욱 단축되는 것 같죠?
예를 들어 고온다습 500시간 동안 500개 샘플로 샘플 크기를 늘려 긴 수명 테스트 시간을 줄일 수 있을까요?
신뢰성 테스트를 위해 표본 크기를 줄이시겠습니까?
Broadcom은 다양한 표본 크기로 인해 발생하는 수명 예측 편차에 대한 통계 분석을 제공합니다. 결론은 "어떤 기술을 사용하더라도 신뢰도 요구 사항을 줄이는 목표를 달성하기 위해 샘플 수를 줄일 수는 없다"는 것입니다. 작은 샘플 크기 자체가 편향을 도입하기 때문입니다.
신뢰성 요구사항을 완화하려면 표준을 어떻게 정의해야 합니까?
20년 전 GR468은 광통신 업계의 벤치마크였습니다. 실제로 2004년 초에 짧은 수명주기에 대한 GR3013이라는 신뢰성 표준이 있었습니다.
그러나 신뢰성 요구 사항이 완화된 이 새로운 표준은 거의 알려져 있지 않습니다. 적어도 제가 들어본 적은 있습니다.
오늘 오후에도 주요 제조업체에서는 분석을 위해 GR468을 사용하고 있었습니다.
그렇다면 완화된 신뢰성 표준은 완전히 새로운 표준 시리즈가 되어야 할까요? 이는 GR3013과 유사한 위험을 수반합니다. 업계에서는 표준을 개발하는 데 오랜 시간을 소비하지만 아직 알려지지 않은 상태입니다.
옵션 2: GR3013을 수정하고 구현한 다음 승격합니다.
옵션 3: 데이터 센터에 적합한 CR468의 보다 관대한 버전을 개발합니다.
이는 업계 체인에서 매우 특정한 문제입니다.-어떻게 구현하나요?
근본적인 질문은 '신뢰성 기준을 완화하면 비용이 절감될까?'이다.
데이터 센터 운영자의 경우 신뢰성 요구 사항을 완화하면 무엇을 얻을 수 있습니까? 저렴한 비용이 핵심 목표입니다. 레이저는 실패율이 가장 높습니다. 그러나 레이저를 생산하는 Sumitomo 및 Broadcom과 같은 제조업체에서는 텍스트, 공식 및 다이어그램을 사용하여 신뢰성 요구 사항을 완화해도 비용이 절감되지 않는다는 메시지를 전달했습니다. 실제로 레이저 웨이퍼의 신뢰성 검증 프로세스를 수정하면 비용이 증가합니다.
레이저의 경우 신뢰성은 지속적인 기술 개선에 달려 있습니다. 신뢰성 요구 사항을 완화하는 것은 비용을 줄이는 방법이 아닙니다. Broadcom 프레젠테이션의 한 문장은 다음과 같습니다. "비용을 절감할 수 있는 다른 방법을 생각해 보십시오..."