የኦፕቲካል ክሮስ-ኮኔክት (OXC) የቴክኖሎጂ ዝግመተ ለውጥ

OXC (ኦፕቲካል ክሮስ-ኮኔክት) የተሻሻለ የROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) ስሪት ነው።

የኦፕቲካል ኔትወርኮች ዋና የመቀየሪያ አካል እንደመሆኑ መጠን የኦፕቲካል ክሮስ-ኮኔክተሮች (OXCs) ስፋት እና ወጪ ቆጣቢነት የኔትወርክ ቶፖሎጂዎችን ተለዋዋጭነት ብቻ ሳይሆን ለትላልቅ የኦፕቲካል ኔትወርኮች የግንባታ እና የአሠራር እና የጥገና ወጪዎችን በቀጥታ ይነካል ። የተለያዩ የኦክስሲ ዓይነቶች በሥነ-ሕንፃ ዲዛይን እና በተግባራዊ አተገባበር ላይ ጉልህ ልዩነቶችን ያሳያሉ።

ከታች ያለው ምስል የሞገድ ርዝመት መራጭ ማብሪያ / ማጥፊያዎችን (WSSs) የሚጠቀም ባህላዊ የሲዲሲ-ኦክስሲ (ቀለም አልባ አቅጣጫ አልባ ክርክር የሌለበት የኦፕቲካል ክሮስ-ኮኔክት) አርክቴክቸርን ያሳያል። በመስመር በኩል፣ 1 × N እና N × 1 WSSዎች እንደ መግቢያ/መውጣት ሞጁሎች ሆነው ያገለግላሉ፣ በመደመር/መጣል በኩል ደግሞ M × K WSSዎች የሞገድ ርዝመት መጨመር እና መውደቅን ያስተዳድራሉ። እነዚህ ሞጁሎች በOXC የኋላ መስመር ውስጥ ባሉ የኦፕቲካል ፋይበርዎች በኩል የተገናኙ ናቸው።

ምስል፡ ባህላዊ የሲዲሲ-ኦክስሲ አርክቴክቸር

ይህ ደግሞ የጀርባውን ፕላኔት ወደ ስፓንኬ ኔትወርክ በመቀየር ሊሳካ ይችላል፣ ይህም የኛን የስፓንኬ-ኦክስሲ አርክቴክቸር ያስከትላል።

ምስል፡ የስፓንኬ-ኦክስሲ አርክቴክቸር

ከላይ ያለው ምስል እንደሚያሳየው በመስመር በኩል፣ OXC ከሁለት አይነት ወደቦች ጋር የተቆራኘ ነው፡ የአቅጣጫ ወደቦች እና የፋይበር ወደቦች። እያንዳንዱ የአቅጣጫ ወደብ በኔትወርክ ቶፖሎጂ ውስጥ ካለው የOXC ጂኦግራፊያዊ አቅጣጫ ጋር የሚዛመድ ሲሆን እያንዳንዱ የፋይበር ወደብ በአቅጣጫ ወደብ ውስጥ ሁለት ባለሁለት አቅጣጫ ፋይበሮችን ይወክላል። የአቅጣጫ ወደብ በርካታ ባለሁለት አቅጣጫ ፋይበሮችን (ማለትም በርካታ የፋይበር ወደቦች) ይይዛል።

በስፓንኬ ላይ የተመሰረተው OXC ሙሉ በሙሉ የተገናኘ የኋላ አውሮፕላን ዲዛይን በመጠቀም ሙሉ በሙሉ የማያግድ መቀያየርን ቢያሳካም፣ የአውታረ መረብ ትራፊክ እየጨመረ ሲሄድ ገደቦቹ እየጨመሩ ይሄዳሉ። የንግድ የሞገድ ርዝመት መራጭ ማብሪያ / ማጥፊያዎች (WSSs) የወደብ ብዛት ገደብ (ለምሳሌ፣ የአሁኑ የሚደገፈው ከፍተኛ መጠን 1 × 48 ወደቦች ነው፣ እንደ ፊኒሳር ፍሌክስግሪድ መንትያ 1 × 48) ማለት የOXC ልኬትን ማስፋፋት ሁሉንም ሃርድዌር መተካት ይጠይቃል፣ ይህም ውድ እና ነባር መሳሪያዎችን እንደገና ጥቅም ላይ እንዳይውል ይከላከላል።

በክሎስ ኔትወርኮች ላይ የተመሰረተ ከፍተኛ መጠን ያለው የOXC አርክቴክቸር ቢኖርም፣ አሁንም ውድ በሆኑ የM×N WSSs ላይ የተመሰረተ ሲሆን ይህም የማሻሻያ መስፈርቶችን ማሟላት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

ይህንን ፈተና ለመፍታት ተመራማሪዎች አዲስ የተቀላቀለ አርክቴክቸር አቅርበዋል፡ HMWC-OXC (Hybrid MEMS እና WSS Clos Network)። ማይክሮኤሌክትሮሜካኒካል ሲስተሞችን (MEMS) እና WSSን በማዋሃድ፣ ይህ አርክቴክቸር “እንደሚያድጉ ክፍያ” ችሎታዎችን በመደገፍ የማይገታ አፈፃፀምን ይጠብቃል፣ ይህም ለኦፕቲካል ኔትወርክ ኦፕሬተሮች ወጪ ቆጣቢ የማሻሻያ መንገድ ይሰጣል።

የHMWC-OXC ዋና ዲዛይን የሚገኘው ባለ ሶስት ንብርብር የክሎስ ኔትወርክ አወቃቀሩ ላይ ነው።

ምስል፡ በHMWC አውታረ መረቦች ላይ የተመሠረተ የስፓንኬ-ኦክስሲ አርክቴክቸር

ከፍተኛ-ልኬት ያላቸው የMEMS ኦፕቲካል ማብሪያ / ማጥፊያዎች እንደ 512×512 ልኬት ባሉ የግቤት እና የውጤት ንብርብሮች ላይ ይተገበራሉ፣ ይህም በአሁኑ ጊዜ ባለው ቴክኖሎጂ የሚደገፈው 512×512 ልኬት ሲሆን ትልቅ አቅም ያለው የወደብ ገንዳ ይፈጥራል። መካከለኛው ንብርብር ውስጣዊ መጨናነቅን ለማስታገስ በ"ቲ-ፖርቶች" በኩል የተገናኙ በርካታ ትናንሽ የስፔንኬ-ኦክስሲ ሞጁሎችን ያካትታል።

በመጀመሪያው ደረጃ፣ ኦፕሬተሮች አሁን ባለው Spanke-OXC (ለምሳሌ፣ 4×4 ሚዛን) ላይ በመመስረት መሠረተ ልማቱን መገንባት ይችላሉ፣ በቀላሉ የMEMS ማብሪያ / ማጥፊያዎችን (ለምሳሌ፣ 32×32) በግቤት እና በውጤት ንብርብሮች ላይ ማሰማራት ይችላሉ፣ አንድ Spanke-OXC ሞጁል ደግሞ በመካከለኛው ንብርብር ውስጥ ማቆየት ይችላሉ (በዚህ ሁኔታ የT-ports ብዛት ዜሮ ነው)። የአውታረ መረብ አቅም መስፈርቶች ሲጨምሩ፣ አዳዲስ Spanke-OXC ሞጁሎች ቀስ በቀስ ወደ መካከለኛው ንብርብር ይታከላሉ፣ እና T-ports ሞጁሎችን ለማገናኘት ተዋቅረዋል።

ለምሳሌ፣ የመካከለኛ ደረጃ ሞጁሎችን ቁጥር ከአንድ ወደ ሁለት ሲያሰፋ፣ የቲ-ፖርቶች ብዛት ወደ አንድ ይቀናበራል፣ ይህም አጠቃላይ ልኬቱን ከአራት ወደ ስድስት ይጨምራል።

ምስል፡ የHMWC-OXC ምሳሌ

ይህ ሂደት የፓራሜትር ገደብ M > N × (S − T) ይከተላል፣ የትም፦

M የMEMS ወደቦች ብዛት ነው፣
N የመካከለኛ ደረጃ ሞጁሎች ብዛት ነው፣
ኤስ በአንድ Spanke-OXC ውስጥ ያሉ የፖርት ብዛት ነው፣ እና
ቲ የተገናኙ ወደቦች ብዛት ነው።

እነዚህን መለኪያዎች በተለዋዋጭነት በማስተካከል፣ HMWC-OXC ሁሉንም የሃርድዌር ሀብቶች በአንድ ጊዜ ሳይተኩ ከመጀመሪያው ልኬት ወደ ዒላማ ልኬት (ለምሳሌ፣ 64×64) ቀስ በቀስ መስፋፋትን መደገፍ ይችላል።

የዚህን አርክቴክቸር ትክክለኛ አፈጻጸም ለማረጋገጥ፣ የምርምር ቡድኑ በተለዋዋጭ የኦፕቲካል መንገድ ጥያቄዎች ላይ ተመስርተው የማስመሰል ሙከራዎችን አካሂዷል።

ምስል፡ የHMWC አውታረ መረብ አፈፃፀምን ማገድ

ማስመሰያው የኤርላንግ የትራፊክ ሞዴልን ይጠቀማል፣ የአገልግሎት ጥያቄዎች የፖይሰን ስርጭትን የሚከተሉ እና የአገልግሎት ማቆያ ጊዜዎች አሉታዊ የኤክስፖኔንታል ስርጭትን የሚከተሉ እንደሆኑ ከግምት ውስጥ በማስገባት። አጠቃላይ የትራፊክ ጭነት ወደ 3100 ኤርላንግስ ተቀናብሯል። የታለመው የOXC ልኬት 64×64 ሲሆን የግብዓት እና የውጤት ንብርብር MEMS ልኬትም 64×64 ነው። የመሃል ንብርብር Spanke-OXC ሞጁል ውቅሮች 32×32 ወይም 48×48 ዝርዝሮችን ያካትታሉ። የT-ports ብዛት እንደ ሁኔታው ​​መስፈርቶች ከ0 እስከ 16 ይደርሳል።

ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት፣ የD = 4 አቅጣጫዊ ልኬት ባለው ሁኔታ፣ የHMWC-OXC የማገጃ እድል ከባህላዊው የስፓንኬ-ኦክስሲ መነሻ መስመር (S(64,4)) ጋር ቅርብ ነው። ለምሳሌ፣ የv(64,2,32,0,4) ውቅርን በመጠቀም፣ የማገጃ እድሉ በአማካይ ጭነት በግምት 5% ብቻ ይጨምራል። የአቅጣጫ ልኬቱ ወደ D = 8 ሲጨምር፣ የማገጃ እድሉ በ"የግንዱ ውጤት" እና በእያንዳንዱ አቅጣጫ የፋይበር ርዝመት በመቀነሱ ምክንያት ይጨምራል። ሆኖም፣ ይህ ችግር የT-ports ብዛትን በመጨመር ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊቃለል ይችላል (ለምሳሌ፣ v(64,2,48,16,8) ውቅር)።

በተለይም፣ የመካከለኛ ደረጃ ሞጁሎች መጨመር በቲ-ፖርት ግጭት ምክንያት ውስጣዊ እገዳ ሊያስከትል ቢችልም፣ አጠቃላይ አርክቴክቸር አሁንም በተገቢው ውቅር በኩል የተመቻቸ አፈጻጸምን ሊያሳካ ይችላል።

የወጪ ትንተና ከዚህ በታች ባለው ስእል እንደሚታየው የHMWC-OXCን ጥቅሞች የበለጠ ያጎላል።

ምስል፡- የተለያዩ የኦክስሲ አርክቴክቸሮች የመገደብ ዕድል እና ወጪ

ከፍተኛ ጥግግት ባላቸው 80 የሞገድ ርዝመት/ፋይበር ሁኔታዎች፣ HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) ከባህላዊው የስፔንኬ-ኦክስሲ ጋር ሲነጻጸር ወጪዎችን በ40% ሊቀንስ ይችላል። በዝቅተኛ የሞገድ ርዝመት ሁኔታዎች (ለምሳሌ፣ 50 የሞገድ ርዝመት/ፋይበር)፣ የሚፈለጉት የቲ-ፖርቶች ብዛት በመቀነሱ ምክንያት የወጪ ጥቅሙ የበለጠ ጉልህ ነው (ለምሳሌ፣ v(64,2,36,4,64))።

ይህ የኢኮኖሚ ጥቅም የሚመነጨው ከፍተኛ የMEMS ማብሪያ / ማጥፊያዎች የወደብ ጥግግት እና የሞዱላር ማስፋፊያ ስትራቴጂ ጥምረት ሲሆን ይህም የትልቅ ደረጃ የWSS መተካት ወጪን ከማስወገድ ባለፈ አሁን ያሉትን የስፔንኬ-ኦክስሲ ሞጁሎችን እንደገና በመጠቀም ተጨማሪ ወጪዎችን ይቀንሳል። የማስመሰል ውጤቶች እንደሚያሳዩት የመካከለኛ ደረጃ ሞጁሎችን ብዛት እና የቲ-ፖርቶችን ጥምርታ በማስተካከል፣ HMWC-OXC አፈፃፀምን እና ወጪን በተለያዩ የሞገድ ርዝመት አቅም እና የአቅጣጫ ውቅሮች ውስጥ በተለዋዋጭ ሁኔታ ማመጣጠን ይችላል፣ ይህም ለኦፕሬተሮች ባለብዙ-ልኬት የማመቻቸት እድሎችን ይሰጣል።

የወደፊት ምርምር ውስጣዊ የሀብት አጠቃቀምን ለማመቻቸት ተለዋዋጭ የቲ-ፖርት ምደባ ስልተ ቀመሮችን የበለጠ ማሰስ ይችላል። በተጨማሪም፣ በMEMS የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች እድገት፣ የከፍተኛ ልኬት መቀየሪያዎች ውህደት የዚህን አርክቴክቸር ስፋት የበለጠ ያሻሽላል። ለኦፕቲካል ኔትወርክ ኦፕሬተሮች፣ ይህ አርክቴክቸር በተለይ እርግጠኛ ያልሆነ የትራፊክ እድገት ላላቸው ሁኔታዎች ተስማሚ ነው፣ ይህም ጠንካራ እና ሊሰፋ የሚችል ሁሉን አቀፍ የኦፕቲካል የጀርባ አጥንት አውታረ መረብ ለመገንባት ተግባራዊ ቴክኒካዊ መፍትሄ ይሰጣል።