OXC (оптикалык кайчылаш туташуу) ROADMдин (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) өнүккөн версиясы.
Оптикалык тармактардын негизги коммутациялык элементи катары, оптикалык кайчылаш туташуулардын (OXCs) масштабдуулугу жана экономикалык натыйжалуулугу тармак топологияларынын ийкемдүүлүгүн гана аныктабастан, ошондой эле ири масштабдуу оптикалык тармактарды курууга жана эксплуатациялоого жана тейлөөгө түздөн-түз таасир этет. OXC ар кандай түрлөрү архитектуралык дизайн жана функционалдык ишке ашырууда олуттуу айырмачылыктарды көрсөтөт.
Төмөнкү сүрөттө толкун узундуктагы тандалма өчүргүчтөрдү (WSSs) колдонгон салттуу CDC-OXC (түссүз багытсыз контентсиз оптикалык кайчылаш туташуу) архитектурасы көрсөтүлгөн. Сызыктын тарабында 1 × N жана N × 1 WSSs кирүү/чыгуу модулдары катары кызмат кылат, ал эми кошуу/тамчы тараптагы M × K WSSs толкун узундуктарын кошууну жана төмөндөтүүнү башкарат. Бул модулдар OXC арткы панелинин ичиндеги оптикалык була аркылуу бири-бирине туташтырылган.
Сүрөт: Салттуу CDC-OXC архитектурасы
Буга арткы панелди Spanke тармагына айландыруу аркылуу да жетишүүгө болот, натыйжада биздин Spanke-OXC архитектурасы пайда болот.
Сүрөт: Spanke-OXC архитектурасы
Жогорудагы сүрөттө сызык тарапта OXC порттордун эки түрү менен байланышканын көрсөтүп турат: багыттуу порттор жана була порттору. Ар бир багыттуу порт тармак топологиясындагы OXC географиялык багытына туура келет, ал эми ар бир була порту багыттуу порттун ичиндеги эки багыттуу жипчелердин жуптарын билдирет. Багыттуу порт бир нече эки багыттуу була жуптарын (б.а., бир нече була портторун) камтыйт.
Spanke негизделген OXC толугу менен бири-бирине туташтырылган арткы панелдин дизайны аркылуу катуу бөгөттөлбөгөн коммутацияга жетишсе да, тармак трафиги көбөйгөн сайын анын чектөөлөрү барган сайын маанилүү болуп баратат. Коммерциялык толкун узундуктагы тандалма өчүргүчтөрдүн (WSSs) порт санынын чеги (мисалы, учурдагы максималдуу колдоого алынган 1 × 48 порт, мисалы, Finisar's FlexGrid Twin 1 × 48) OXC өлчөмүн кеңейтүү бардык жабдыктарды алмаштырууну талап кылат, бул кымбатка турат жана учурдагы жабдууларды кайра колдонууга жол бербейт.
Clos тармактарына негизделген жогорку өлчөмдүү OXC архитектурасына карабастан, ал дагы эле кымбат M×N WSSтерге таянып, кошумча жаңыртуу талаптарын аткарууну кыйындатат.
Бул көйгөйдү чечүү үчүн изилдөөчүлөр жаңы гибрид архитектурасын сунушташты: HMWC-OXC (Hybrid MEMS жана WSS Clos Network). Микроэлектромеханикалык системаларды (MEMS) жана WSS интеграциялоо менен, бул архитектура оптикалык тармак операторлору үчүн үнөмдүү жаңыртуу жолун камсыз кылуу менен, "өскөн сайын төлөө" мүмкүнчүлүктөрүн колдоо менен дээрлик бөгөттөлбөйт.
HMWC-OXCнин негизги дизайны анын үч катмарлуу Clos тармак түзүмүндө жатат.
Сүрөт: HMWC тармактарына негизделген Spanke-OXC архитектурасы
Жогорку өлчөмдүү MEMS оптикалык өчүргүчтөрү чоң кубаттуулуктагы порт бассейнин түзүү үчүн учурдагы технология тарабынан колдоого алынган 512×512 масштабы сыяктуу киргизүү жана чыгаруу катмарларында жайгаштырылат. Ортоңку катмар ички тыгынды жоюу үчүн "T-порттор" аркылуу бири-бирине туташтырылган бир нече кичинекей Spanke-OXC модулдарынан турат.
Баштапкы фазада операторлор инфраструктураны учурдагы Spanke-OXC (мисалы, 4×4 шкала) негизинде кура алышат, жөн гана MEMS которгучтарын (мисалы, 32×32) киргизүү жана чыгаруу катмарларында жайгаштыруу менен, ортоңку катмарда жалгыз Spanke-OXC модулун сактап кала алышат (бул учурда, T-порттордун саны). Тармактын кубаттуулугуна талаптар көбөйгөн сайын, жаңы Spanke-OXC модулдары акырындык менен ортоңку катмарга кошулат жана модулдарды туташтыруу үчүн T-порттору конфигурацияланат.
Мисалы, орто катмардын модулдарынын санын бирден экиге чейин кеңейтүүдө T-порттордун саны бирге коюлуп, жалпы өлчөм төрттөн алтыга чейин көбөйөт.
Сүрөт: HMWC-OXC мисалы
Бул процесс M > N × (S − T) параметр чектөөсүнө ылайык жүрөт, мында:
M - MEMS портторунун саны,
N - аралык катмар модулдарынын саны,
S - бир Spanke-OXC портторунун саны, жана
T - өз ара байланышкан порттордун саны.
Бул параметрлерди динамикалык тууралоо менен, HMWC-OXC бир эле учурда бардык аппараттык ресурстарды алмаштырбастан, баштапкы масштабдан максаттуу өлчөмгө (мисалы, 64×64) акырындык менен кеңейүүнү колдой алат.
Бул архитектуранын иш жүзүндө аткарылышын текшерүү үчүн, изилдөө тобу динамикалык оптикалык жол суроо-талаптарынын негизинде симуляциялык эксперименттерди жүргүзгөн.
Сүрөт: HMWC тармагын бөгөттөө
Модельдештирүү Эрланг трафик моделин колдонот, анткени тейлөө суроо-талаптары Пуассон бөлүштүрүүдө жана тейлөөнү кармоо убакыттары терс экспоненциалдык бөлүштүрүүдө. Жалпы жол жүгү 3100 Erlangs белгиленген. Максаттуу OXC өлчөмү 64×64, ал эми киргизүү жана чыгаруу катмарынын MEMS шкаласы да 64×64. Орто катмар Spanke-OXC модулунун конфигурациялары 32×32 же 48×48 спецификацияларын камтыйт. T-порттордун саны сценарийдин талаптарына жараша 0дөн 16га чейин.
Натыйжалар D = 4 багыттуу өлчөмдүү сценарийде HMWC-OXCтин бөгөттөө ыктымалдыгы салттуу Spanke-OXC базалык сызыгына жакын экенин көрсөтүп турат (S(64,4)). Мисалы, v(64,2,32,0,4) конфигурациясын колдонуу менен, бөгөттөө ыктымалдыгы орточо жүктөмдө болжол менен 5% гана жогорулайт. Багыттуу өлчөм D = 8ге чейин көбөйгөндө, бөгөттөө ыктымалдыгы "магниттик эффектке" жана ар бир багытта жипче узундугунун азайышына байланыштуу жогорулайт. Бирок, бул маселени T-порттордун санын көбөйтүү менен натыйжалуу жеңилдетүүгө болот (мисалы, v(64,2,48,16,8) конфигурациясы).
Белгилей кетчү нерсе, орто катмардагы модулдардын кошулушу T-порттун карама-каршылыгынан улам ички блокадага алып келиши мүмкүн, бирок жалпы архитектура дагы эле тиешелүү конфигурация аркылуу оптималдаштырылган аткарууга жетише алат.
Чыгымдарды талдоо төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, HMWC-OXC артыкчылыктарын дагы баса белгилейт.
Сүрөт: Ар кандай OXC архитектураларынын бөгөт коюу ыктымалдыгы жана баасы
80 толкун узундуктары/була менен жогорку тыгыздыктагы сценарийлерде HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) салттуу Spanke-OXCге салыштырмалуу чыгымдарды 40% кыскарта алат. Төмөн толкун узундуктагы сценарийлерде (мисалы, 50 толкун узундуктары/була), талап кылынган T-порттордун санынын азайышынан (мисалы, v(64,2,36,4,64)) чыгымдардын артыкчылыгы андан да маанилүү.
Бул экономикалык пайда MEMS коммутаторлорунун портунун жогорку тыгыздыгынын жана модулдук кеңейтүү стратегиясынын айкалышынан келип чыгат, ал чоң масштабдагы WSS алмаштыруу чыгымдарын гана болтурбастан, ошондой эле учурдагы Spanke-OXC модулдарын кайра колдонуу менен кошумча чыгымдарды азайтат. Модельдештирүү натыйжалары ошондой эле орто катмардагы модулдардын санын жана T-порттордун катышын тууралоо менен HMWC-OXC ар кандай толкун узундуктарынын кубаттуулугу жана багыты конфигурацияларында өндүрүмдүүлүк менен бааны ийкемдүү тең салмактап, операторлорго көп өлчөмдүү оптималдаштыруу мүмкүнчүлүктөрүн камсыз кыла аларын көрсөтүп турат.
Келечектеги изилдөөлөр ички ресурстарды пайдаланууну оптималдаштыруу үчүн динамикалык T-портту бөлүштүрүү алгоритмдерин дагы изилдей алат. Андан тышкары, MEMS өндүрүш процесстериндеги жетишкендиктер менен, жогорку өлчөмдүү өчүргүчтөрдүн интеграциясы бул архитектуранын масштабдуулугун дагы жогорулатат. Оптикалык тармак операторлору үчүн бул архитектура өзгөчө трафиктин өсүшү белгисиз сценарийлер үчүн ылайыктуу, ал ийкемдүү жана масштабдуу бардык оптикалык магистралдык тармакты куруу үчүн практикалык техникалык чечимди камсыз кылат.
Посттун убактысы: 21-август-2025