የኦፕቲካል ክሮስ-ግንኙነት (OXC) የቴክኖሎጂ ዝግመተ ለውጥ

OXC (optical cross-connect) የROADM (እንደገና ሊዋቀር የሚችል ኦፕቲካል አክል-ጠብታ መልቲፕሌክስ) የተሻሻለ ስሪት ነው።

የኦፕቲካል ኔትወርኮች ዋና መቀየሪያ አካል እንደመሆናችን መጠን የኦፕቲካል መስቀል መገናኛዎች (OXCs) መጠነ ሰፊነት እና ወጪ ቆጣቢነት የኔትወርክ ቶፖሎጂዎችን ተለዋዋጭነት ብቻ ሳይሆን የትላልቅ የጨረር ኔትወርኮችን የግንባታ እና አሠራር እና የጥገና ወጪዎችን በቀጥታ ይጎዳል። የተለያዩ የኦክስሲሲ ዓይነቶች በሥነ ሕንፃ ዲዛይን እና በተግባራዊ አተገባበር ላይ ጉልህ ልዩነቶች ያሳያሉ።

ከታች ያለው ምስል የሞገድ ርዝመት መራጭ መቀየሪያዎችን (WSSs) የሚጠቀመውን ባህላዊ የሲዲሲ-OXC (ቀለም-አልባ አቅጣጫ-አልባ ወሰን አልባ የጨረር ክሮስ-ግንኙነት) አርክቴክቸር ያሳያል። በመስመሩ በኩል፣ 1 × N እና N × 1 WSSs እንደ መግቢያ/ውጣ ሞጁሎች ሆነው ያገለግላሉ፣ M × K WSSs በ add/ drop side ላይ የሞገድ ርዝመቶችን መጨመር እና ጠብታ ያስተዳድራሉ። እነዚህ ሞጁሎች በOXC የጀርባ አውሮፕላን ውስጥ በኦፕቲካል ፋይበር በኩል የተገናኙ ናቸው።

ምስል፡ ባህላዊ ሲዲሲ-ኦክስሲ አርክቴክቸር

ይህ ደግሞ የኋለኛውን አውሮፕላን ወደ ስፓንኬ ኔትወርክ በመቀየር ማሳካት ይቻላል፣ ይህም የእኛን የ Spanke-OXC አርክቴክቸር ያስገኝልናል።

ምስል: Spanke-OXC አርክቴክቸር

ከላይ ያለው ምስል እንደሚያሳየው በመስመሩ በኩል OXC ከሁለት አይነት ወደቦች ጋር የተቆራኘ ነው፡ የአቅጣጫ ወደቦች እና የፋይበር ወደቦች። እያንዳንዱ የአቅጣጫ ወደብ በኔትወርክ ቶፖሎጂ ውስጥ ካለው የኦክስሲጂኦግራፊያዊ አቅጣጫ ጋር ይዛመዳል፣ እያንዳንዱ የፋይበር ወደብ በአቅጣጫ ወደብ ውስጥ ጥንድ ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ፋይበር ይወክላል። የአቅጣጫ ወደብ በርካታ ባለሁለት አቅጣጫዊ ፋይበር ጥንዶችን (ማለትም፣ በርካታ የፋይበር ወደቦች) ይይዛል።

በስፓንኬ ላይ የተመሰረተው OXC ሙሉ በሙሉ ተያያዥነት ባለው የጀርባ አውሮፕላን ንድፍ አማካኝነት የማያግድ ሽግግርን ቢያሳካም፣ የአውታረ መረብ ትራፊክ ሲጨምር ውስንነቱ እየጨመረ ነው። የንግድ የሞገድ መራጭ መቀያየርን (WSSs) የወደብ ቆጠራ ገደብ (ለምሳሌ አሁን ያለው ከፍተኛው የሚደገፈው 1×48 ወደቦች ነው እንደ Finisar's FlexGrid Twin 1×48) ማለት የ OXC ልኬትን ማስፋት ሁሉንም ሃርድዌር መተካትን ይጠይቃል ይህም ውድ እና ነባር መሳሪያዎችን እንደገና መጠቀምን ይከላከላል።

በክሎስ ኔትወርኮች ላይ የተመሰረተ ባለ ከፍተኛ መጠን ያለው OXC አርክቴክቸር እንኳን፣ አሁንም ውድ በሆኑ M×N WSSs ላይ ይተማመናል፣ ይህም ተጨማሪ የማሻሻያ መስፈርቶችን ለማሟላት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

ይህንን ፈተና ለመቅረፍ ተመራማሪዎች አዲስ ዲቃላ አርክቴክቸር፡ HMWC-OXC (Hybrid MEMS እና WSS Clos Network) ሀሳብ አቅርበዋል። የማይክሮ ኤሌክትሮ መካኒካል ሲስተሞች (MEMS) እና ደብሊውኤስኤስን በማዋሃድ፣ ይህ አርክቴክቸር የማይታገድ አፈጻጸምን ያቆያል፣ “እንደ-አደጉ” አቅምን እየደገፈ፣ ለኦፕቲካል ኔትወርክ ኦፕሬተሮች ወጪ ቆጣቢ የማሻሻያ መንገድ ይሰጣል።

የHMWC-OXC ዋና ንድፍ በሶስት-ንብርብር ክሎስ ኔትወርክ መዋቅር ውስጥ ነው።

ምስል፡ Spanke-OXC አርክቴክቸር በHMWC አውታረ መረቦች ላይ የተመሰረተ

ከፍተኛ መጠን ያለው MEMS ኦፕቲካል ማብሪያ / ማጥፊያዎች በግብአት እና የውጤት ንብርብሮች ላይ እንደ 512 × 512 ሚዛን በአሁኑ ጊዜ በቴክኖሎጂ የተደገፈ ትልቅ አቅም ያለው የወደብ ገንዳ እንዲፈጠር ይደረጋል። መካከለኛው ንብርብር የውስጥ መጨናነቅን ለማቃለል በ"T-ports" በኩል እርስ በርስ የተያያዙ በርካታ ትናንሽ የ Spanke-OXC ሞጁሎችን ያካትታል።

በመጀመርያው ደረጃ ኦፕሬተሮች መሠረተ ልማቱን አሁን ባለው Spanke-OXC (ለምሳሌ 4×4 ልኬት) ላይ በመመስረት በቀላሉ የ MEMS ማብሪያና ማጥፊያዎችን (ለምሳሌ 32×32) በግብአት እና ውፅዓት ንብርብሮች ላይ በማሰማራት አንድ የ Spanke-OXC ሞጁል በመሀከለኛ ንብርብ (በዚህ ሁኔታ የቲ-ወደቦች ቁጥር ዜሮ ነው) ይቆያሉ። የአውታረ መረብ አቅም መስፈርቶች ሲጨመሩ፣ አዲስ የSpanke-OXC ሞጁሎች ቀስ በቀስ ወደ መካከለኛው ንብርብር ይታከላሉ፣ እና T-ports ሞጁሎቹን ለማገናኘት ተዋቅረዋል።

ለምሳሌ የመካከለኛው ንብርብር ሞጁሎችን ከአንድ ወደ ሁለት ሲያሰፋ የቲ-ወደቦች ቁጥር ወደ አንድ ተቀናብሯል, አጠቃላይ ልኬትን ከአራት ወደ ስድስት ይጨምራል.

ምስል፡ HMWC-OXC ምሳሌ

ይህ ሂደት የግቤት ገደብ M> N × (S - T) ይከተላል፡

M የ MEMS ወደቦች ብዛት ነው ፣
N የመካከለኛ ንብርብር ሞጁሎች ብዛት ነው ፣
S በአንድ Spanke-OXC ውስጥ ያሉት ወደቦች ብዛት ነው፣ እና
ቲ እርስ በርስ የተያያዙ ወደቦች ቁጥር ነው.

እነዚህን መመዘኛዎች በተለዋዋጭ በማስተካከል፣HMWC-OXC ሁሉንም የሃርድዌር ሃብቶች በአንድ ጊዜ ሳይተኩ ከመነሻ ሚዛን ወደ ኢላማ ልኬት (ለምሳሌ 64×64) ቀስ በቀስ መስፋፋትን ሊደግፍ ይችላል።

የዚህን አርክቴክቸር ትክክለኛ አፈጻጸም ለማረጋገጥ የምርምር ቡድኑ በተለዋዋጭ የኦፕቲካል ዱካ ጥያቄዎች ላይ በመመስረት የማስመሰል ሙከራዎችን አድርጓል።

ምስል፡ የHMWC አውታረ መረብ አፈጻጸምን ማገድ

የአገልግሎት ጥያቄዎች የPoisson ስርጭት እና የአገልግሎት ማቆያ ጊዜዎች አሉታዊ ገላጭ ስርጭትን ይከተላሉ ተብሎ ግምት ውስጥ በማስገባት ማስመሰል የኤርላንግ ትራፊክ ሞዴልን ይጠቀማል። አጠቃላይ የትራፊክ ጭነት ወደ 3100 Erlang ተቀናብሯል። የታለመው OXC ልኬት 64×64 ነው፣ እና የግብአት እና የውጤት ንብርብር MEMS ልኬት እንዲሁ 64×64 ነው። የመካከለኛው ንብርብር Spanke-OXC ሞዱል ውቅሮች 32×32 ወይም 48×48 ዝርዝሮችን ያካትታሉ። የቲ-ወደቦች ብዛት እንደ ሁኔታው ​​መስፈርቶች ከ 0 ወደ 16 ይደርሳል.

ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ፣በአቅጣጫ ልኬት D = 4 ባለው ሁኔታ ፣የHMWC-OXC የመከልከል እድሉ ከባህላዊው የስፓንኬ-ኦክስሲ መነሻ መስመር (S(64፣4)) ቅርብ ነው። ለምሳሌ የv(64,2,32,0,4) አወቃቀሩን በመጠቀም የመከልከል እድሉ በመካከለኛ ጭነት በግምት 5% ይጨምራል። የአቅጣጫው መጠን ወደ D = 8 ሲጨምር, በ "trunk effect" እና በእያንዳንዱ አቅጣጫ የፋይበር ርዝመት በመቀነሱ ምክንያት የማገድ እድሉ ይጨምራል. ነገር ግን፣ ይህ ጉዳይ የቲ-ወደቦችን ቁጥር በመጨመር (ለምሳሌ የv(64፣2፣48፣16፣8) ውቅር) በማሳደግ ውጤታማ በሆነ መንገድ ማቃለል ይቻላል።

በተለይም የመካከለኛው ንብርብር ሞጁሎች መጨመር በቲ-ወደብ ውዝግብ ምክንያት ውስጣዊ እገዳን ሊያስከትል ቢችልም, አጠቃላይ አርክቴክቸር አሁንም በተገቢው ውቅር የተመቻቸ አፈፃፀምን ሊያመጣ ይችላል.

ከዚህ በታች ባለው ስእል እንደሚታየው የዋጋ ትንተና የHMWC-OXC ጥቅሞችን የበለጠ ያጎላል።

ምስል፡ የተለያዩ የ OXC አርክቴክቸር እድሎችን እና ወጪን ማገድ

በከፍተኛ ጥግግት 80 የሞገድ ርዝመት/ፋይበር፣ HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) ከባህላዊው Spanke-OXC ጋር ሲነጻጸር ወጪዎችን በ40% ሊቀንስ ይችላል። በዝቅተኛ የሞገድ ርዝማኔ ሁኔታዎች (ለምሳሌ፡ 50 የሞገድ ርዝመት/ፋይበር) የሚፈለጉት የቲ-ወደቦች ብዛት በመቀነሱ (ለምሳሌ፡ v(64,2,36,4,64)) የዋጋ ጥቅሙ የበለጠ ጉልህ ነው።

ይህ ኢኮኖሚያዊ ጥቅማጥቅም የከፍተኛ የወደብ ጥግግት የ MEMS ማብሪያና ማጥፊያ እና የሞጁል ማስፋፊያ ስትራቴጂ ጥምረት ሲሆን ይህም ለትላልቅ የ WSS ምትክ ወጪዎችን ከማስወገድ በተጨማሪ አሁን ያሉትን የ Spanke-OXC ሞጁሎች እንደገና ጥቅም ላይ በማዋል ተጨማሪ ወጪዎችን ይቀንሳል። የማስመሰል ውጤቶችም እንደሚያሳዩት የመሃል ንብርብር ሞጁሎችን ቁጥር እና የቲ-ወደቦችን ጥምርታ በማስተካከል ኤችኤምደብሊውሲ-ኦክስሲ በተለዋዋጭ የአፈፃፀም እና ወጪን በተለያየ የሞገድ ርዝመት አቅም እና የአቅጣጫ አወቃቀሮች በማመጣጠን ኦፕሬተሮችን ባለብዙ-ልኬት ማመቻቸት እድሎችን ይሰጣል።

የወደፊቶቹ ጥናት ውስጣዊ የሀብት አጠቃቀምን ለማመቻቸት ተለዋዋጭ ቲ-ወደብ ምደባ ስልተ ቀመሮችን የበለጠ ማሰስ ይችላል። በተጨማሪም ፣ በ MEMS የማምረት ሂደቶች እድገት ፣ ከፍተኛ-ልኬት ማብሪያ / ማጥፊያዎች ውህደት የዚህን አርክቴክቸር ስፋት የበለጠ ያሳድጋል። ለኦፕቲካል ኔትወርክ ኦፕሬተሮች፣ ይህ አርክቴክቸር በተለይ አስተማማኝ ያልሆነ የትራፊክ እድገት ላለባቸው ሁኔታዎች ተስማሚ ነው፣ ይህም የሚቋቋም እና ሊሰፋ የሚችል ሁለንተናዊ የጀርባ አጥንት አውታረ መረብ ለመገንባት ተግባራዊ ቴክኒካል መፍትሄ ይሰጣል።