OXC (оптикалык кайчылаш туташуу) - бул ROADMдин (Кайра конфигурациялануучу оптикалык кошуу-таштоо мультиплексорунун) өнүккөн версиясы.
Оптикалык тармактардын негизги коммутациялык элементи катары, оптикалык кайчылаш туташуулардын (OXC) масштабдалышы жана үнөмдүүлүгү тармактык топологиялардын ийкемдүүлүгүн гана аныктабастан, ири масштабдуу оптикалык тармактарды курууга, эксплуатациялоого жана техникалык тейлөөгө кеткен чыгымдарга да түздөн-түз таасир этет. OXCлердин ар кандай түрлөрү архитектуралык дизайнда жана функционалдык ишке ашырууда олуттуу айырмачылыктарды көрсөтөт.
Төмөндөгү сүрөттө толкун узундугун тандоочу которгучтарды (WSS) колдонгон салттуу CDC-OXC (Түссүз багытсыз, карама-каршылыксыз оптикалык кайчылаш туташуу) архитектурасы көрсөтүлгөн. Сызык тарабында 1 × N жана N × 1 WSSтер киргизүү/чыгуу модулдары катары кызмат кылат, ал эми кошуу/түшүрүү тарабындагы M × K WSSтер толкун узундуктарын кошууну жана түшүрүүнү башкарат. Бул модулдар OXC арткы бетиндеги оптикалык булалар аркылуу бири-бири менен байланышкан.
Сүрөт: Салттуу CDC-OXC архитектурасы
Муну ошондой эле арткы панелди Spanke тармагына айландыруу менен ишке ашырса болот, натыйжада биздин Spanke-OXC архитектурабыз пайда болот.
Сүрөт: Spanke-OXC архитектурасы
Жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй, линия тарабында OXC эки түрдөгү порттор менен байланышкан: багыттоочу порттор жана була-оптикалык порттор. Ар бир багыттоочу порт тармак топологиясындагы OXC географиялык багытына туура келет, ал эми ар бир була-оптикалык порт багыттоочу порттун ичиндеги эки багыттуу булалардын жубун билдирет. Багыттоочу порт бир нече эки багыттуу була жуптарын камтыйт (б.а., бир нече була-оптикалык порттор).
Spanke негизиндеги OXC толугу менен өз ара байланышкан арткы пландын дизайны аркылуу катуу бөгөт койбостон которулууга жетишсе да, анын чектөөлөрү тармактык трафик кескин көбөйгөн сайын барган сайын олуттуу болуп баратат. Коммерциялык толкун узундугун тандап алуучу которгучтардын (WSS) порттордун санынын чеги (мисалы, учурдагы колдоого алынган максималдуу порттор 1×48, мисалы, Finisar'дын FlexGrid Twin 1×48) OXC өлчөмүн кеңейтүү үчүн бардык жабдууларды алмаштыруу керек, бул кымбатка турат жана учурдагы жабдууларды кайра колдонууга жол бербейт дегенди билдирет.
Clos тармактарына негизделген жогорку өлчөмдүү OXC архитектурасы менен дагы эле кымбат баалуу M×N WSSтерге таянат, бул инкременталдык жаңыртуу талаптарын канааттандырууну кыйындатат.
Бул көйгөйдү чечүү үчүн изилдөөчүлөр жаңы гибриддик архитектураны сунушташты: HMWC-OXC (Гибриддик MEMS жана WSS Clos Network). Микроэлектромеханикалык системаларды (MEMS) жана WSSти интеграциялоо менен, бул архитектура дээрлик бөгөттөөсүз иштөөнү сактап, ошол эле учурда "өсүп жатканыңызга жараша төлөө" мүмкүнчүлүктөрүн колдоп, оптикалык тармак операторлору үчүн үнөмдүү жаңыртуу жолун камсыз кылат.
HMWC-OXCтин негизги дизайны анын үч катмарлуу Clos тармактык түзүлүшүндө жатат.
Сүрөт: HMWC тармактарына негизделген Spanke-OXC архитектурасы
Жогорку өлчөмдүү MEMS оптикалык которгучтары азыркы технология тарабынан колдоого алынган 512×512 масштабы сыяктуу киргизүү жана чыгаруу катмарларында чоң сыйымдуулуктагы порт пулун түзүү үчүн жайгаштырылат. Ортоңку катмар ички тыгынды азайтуу үчүн "Т-порттор" аркылуу бири-бирине туташкан бир нече кичирээк Spanke-OXC модулдарынан турат.
Баштапкы этапта операторлор инфраструктураны учурдагы Spanke-OXC (мисалы, 4×4 масштабы) негизинде кура алышат, жөн гана MEMS коммутаторлорун (мисалы, 32×32) киргизүү жана чыгаруу катмарларына жайгаштырып, ортоңку катмарда бир Spanke-OXC модулун сактап калышат (бул учурда T-портторунун саны нөлгө барабар). Тармактын кубаттуулугуна болгон талаптар көбөйгөн сайын, ортоңку катмарга жаңы Spanke-OXC модулдары акырындык менен кошулат жана T-порттор модулдарды туташтыруу үчүн конфигурацияланат.
Мисалы, ортоңку катмардагы модулдардын санын бирден экиге чейин кеңейткенде, Т-порттордун саны бирге коюлат, жалпы өлчөм төрттөн алтыга чейин көбөйөт.
Сүрөт: HMWC-OXC мисалы
Бул процесс M > N × (S − T) параметрдик чектөөсүнө ылайык жүрөт, мында:
M - MEMS портторунун саны,
N - ортоңку катмар модулдарынын саны,
S - бир Spanke-OXCдеги порттордун саны, жана
Т – бири-бири менен байланышкан порттордун саны.
Бул параметрлерди динамикалык түрдө тууралоо менен, HMWC-OXC бардык аппараттык ресурстарды бир эле учурда алмаштырбастан, баштапкы масштабдан максаттуу өлчөмгө (мисалы, 64 × 64) акырындык менен кеңейүүнү колдой алат.
Бул архитектуранын иш жүзүндөгү иштешин текшерүү үчүн, изилдөө тобу динамикалык оптикалык жол суроо-талаптарына негизделген симуляциялык эксперименттерди жүргүзгөн.
Сүрөт: HMWC тармагынын иштешин бөгөттөө
Моделдөөдө Эрланг трафик модели колдонулат, анда тейлөө суроо-талаптары Пуассон бөлүштүрүүсүн жана тейлөөнү кармоо убактысы терс экспоненциалдык бөлүштүрүүнү ээрчийт деп болжолдонот. Жалпы трафик жүгү 3100 Эрлангга коюлган. Максаттуу OXC өлчөмү 64×64, ал эми киргизүү жана чыгаруу катмарынын MEMS масштабы да 64×64. Ортоңку катмардагы Spanke-OXC модулунун конфигурациялары 32×32 же 48×48 спецификацияларын камтыйт. Т-портторунун саны сценарийдин талаптарына жараша 0дөн 16га чейин өзгөрөт.
Жыйынтыктар көрсөткөндөй, D = 4 багыттык өлчөмү бар сценарийде HMWC-OXC бөгөттөө ыктымалдуулугу салттуу Spanke-OXC базалык деңгээлине жакын (S(64,4)). Мисалы, v(64,2,32,0,4) конфигурациясын колдонууда, орточо жүктөм астында бөгөттөө ыктымалдуулугу болжол менен 5% га гана жогорулайт. Багыттык өлчөм D = 8ге чейин жогорулаганда, "магистралдык эффект" жана ар бир багытта буланын узундугунун азайышынан улам бөгөттөө ыктымалдуулугу жогорулайт. Бирок, бул көйгөйдү T-портторунун санын көбөйтүү менен натыйжалуу чечүүгө болот (мисалы, v(64,2,48,16,8) конфигурациясы).
Белгилей кетчү нерсе, ортоңку катмардагы модулдарды кошуу T-портунун талашынан улам ички бөгөттөөнү жаратышы мүмкүн болсо да, жалпы архитектура тиешелүү конфигурация аркылуу оптималдаштырылган иштөөгө жетише алат.
Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бааларды талдоо HMWC-OXC артыкчылыктарын дагы бир жолу баса белгилейт.
Сүрөт: Ар кандай OXC архитектураларынын бөгөттөө ыктымалдыгы жана баасы
80 толкун узундугу/була менен жогорку тыгыздыктагы сценарийлерде HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) салттуу Spanke-OXCге салыштырмалуу чыгымдарды 40% га азайта алат. Төмөнкү толкун узундугундагы сценарийлерде (мисалы, 50 толкун узундугу/була), талап кылынган T-портторунун санынын азайышынан улам чыгымдардын артыкчылыгы ого бетер маанилүү (мисалы, v(64,2,36,4,64)).
Бул экономикалык пайда MEMS коммутаторлорунун жогорку порт тыгыздыгынын жана модулдук кеңейтүү стратегиясынын айкалышынан келип чыгат, бул ири масштабдуу WSS алмаштыруу чыгымдарынан качууга гана эмес, ошондой эле бар болгон Spanke-OXC модулдарын кайра колдонуу менен кошумча чыгымдарды азайтууга мүмкүндүк берет. Моделдөөнүн жыйынтыктары ошондой эле ортоңку катмардагы модулдардын санын жана T-портторунун катышын тууралоо менен HMWC-OXC ар кандай толкун узундугунун сыйымдуулугун жана багыт конфигурацияларында иштөөнү жана чыгымдарды ийкемдүү түрдө тең салмактай аларын, операторлорго көп өлчөмдүү оптималдаштыруу мүмкүнчүлүктөрүн берерин көрсөтүп турат.
Келечектеги изилдөөлөр ички ресурстарды пайдаланууну оптималдаштыруу үчүн динамикалык Т-порт бөлүштүрүү алгоритмдерин андан ары изилдей алат. Андан тышкары, MEMS өндүрүш процесстериндеги жетишкендиктер менен жогорку өлчөмдүү коммутаторлорду интеграциялоо бул архитектуранын масштабдуулугун андан ары жогорулатат. Оптикалык тармак операторлору үчүн бул архитектура трафиктин өсүшү белгисиз болгон сценарийлер үчүн өзгөчө ылайыктуу, бул туруктуу жана масштабдуу толугу менен оптикалык магистралдык тармакты куруу үчүн практикалык техникалык чечимди камсыз кылат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 21-августу