OXC (optik oʻzaro bogʻlanish) ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) ning rivojlangan versiyasidir.
Optik tarmoqlarning asosiy kommutatsiya elementi sifatida optik o'zaro bog'liqliklarning (OXC) miqyosi va iqtisodiy samaradorligi nafaqat tarmoq topologiyalarining moslashuvchanligini aniqlabgina qolmay, balki keng ko'lamli optik tarmoqlarni qurish va ishlatish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlariga bevosita ta'sir qiladi. Har xil turdagi OXClar me'moriy dizayn va funktsional amalga oshirishda sezilarli farqlarni namoyish etadi.
Quyidagi rasmda to'lqin uzunligini tanlash kalitlari (WSS) dan foydalanadigan an'anaviy CDC-OXC (Rangsiz yo'nalishsiz qarama-qarshiliksiz optik o'zaro bog'lanish) arxitekturasi tasvirlangan. Chiziq tomonida 1 × N va N × 1 WSS kirish/chiqish modullari bo'lib xizmat qiladi, qo'shish/tashlash tomonidagi M × K WSS esa to'lqin uzunliklarini qo'shish va tushirishni boshqaradi. Ushbu modullar OXC orqa panelidagi optik tolalar orqali o'zaro bog'langan.
Rasm: an'anaviy CDC-OXC arxitekturasi
Bunga orqa panelni Spanke tarmog'iga aylantirish orqali ham erishish mumkin, natijada bizning Spanke-OXC arxitekturamiz paydo bo'ladi.
Rasm: Spanke-OXC arxitekturasi
Yuqoridagi rasm chiziq tomonida OXC ikki turdagi portlar bilan bog'langanligini ko'rsatadi: yo'nalishli portlar va tolali portlar. Har bir yo'nalishli port tarmoq topologiyasidagi OXC ning geografik yo'nalishiga to'g'ri keladi, har bir tolali port esa yo'nalishli port ichida bir juft ikki tomonlama tolalarni ifodalaydi. Yo'nalishli port bir nechta ikki tomonlama tolali juftlarni (ya'ni, bir nechta tolali portlarni) o'z ichiga oladi.
Spanke-ga asoslangan OXC to'liq o'zaro bog'langan orqa panel dizayni orqali qat'iy bloklanmagan kommutatsiyaga erishsa-da, tarmoq trafigining ko'payishi bilan uning cheklovlari tobora muhim bo'lib bormoqda. Tijoriy to'lqin uzunligi selektiv kalitlarining (WSS) portlar soni chegarasi (masalan, joriy maksimal qo'llab-quvvatlanadigan portlar 1 × 48, masalan, Finisar's FlexGrid Twin 1 × 48) OXC o'lchamini kengaytirish barcha jihozlarni almashtirishni talab qilishini anglatadi, bu qimmatga tushadi va mavjud uskunalardan qayta foydalanishni oldini oladi.
Clos tarmoqlariga asoslangan yuqori o'lchamli OXC arxitekturasiga ega bo'lsa ham, u hali ham qimmat M × N WSS-larga tayanadi, bu esa bosqichma-bosqich yangilanish talablariga javob berishni qiyinlashtiradi.
Ushbu muammoni hal qilish uchun tadqiqotchilar yangi gibrid arxitekturani taklif qilishdi: HMWC-OXC (Gybrid MEMS va WSS Clos Network). Mikroelektromexanik tizimlar (MEMS) va WSS ni birlashtirgan holda, ushbu arxitektura deyarli bloklanmaydigan ishlashni ta'minlaydi va "o'sganingizda to'lash" imkoniyatlarini qo'llab-quvvatlaydi va optik tarmoq operatorlari uchun iqtisodiy jihatdan samarali yangilanish yo'lini ta'minlaydi.
HMWC-OXC ning asosiy dizayni uning uch qatlamli Clos tarmoq tuzilishida yotadi.
Rasm: HMWC tarmoqlariga asoslangan Spanke-OXC arxitekturasi
Yuqori o'lchamli MEMS optik kalitlari kirish va chiqish qatlamlarida, masalan, hozirgi texnologiya tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan 512 × 512 shkalasi kabi katta sig'imli port hovuzini yaratish uchun o'rnatiladi. O'rta qatlam ichki tiqilib qolishni engillashtirish uchun "T-portlar" orqali o'zaro bog'langan bir nechta kichikroq Spanke-OXC modullaridan iborat.
Dastlabki bosqichda operatorlar mavjud Spanke-OXC (masalan, 4×4 shkalasi) asosida infratuzilmani qurishlari mumkin, bunda kirish va chiqish qatlamlarida MEMS kalitlarini (masalan, 32×32) o‘rnatish va o‘rta qatlamda bitta Spanke-OXC modulini saqlab qolish mumkin (bu holda, T-portlar soni). Tarmoq sig‘imiga bo‘lgan talablar ortishi bilan o‘rta qatlamga yangi Spanke-OXC modullari asta-sekin qo‘shiladi va modullarni ulash uchun T-portlar sozlanadi.
Misol uchun, o'rta qatlam modullari sonini birdan ikkitaga kengaytirganda, T-portlar soni bittaga o'rnatiladi va umumiy o'lchamni to'rtdan oltitaga oshiradi.
Rasm: HMWC-OXC misoli
Bu jarayon M > N × (S − T) parametr chekloviga amal qiladi, bunda:
M - MEMS portlarining soni,
N - oraliq qatlam modullari soni,
S - bitta Spanke-OXC dagi portlar soni va
T - o'zaro bog'langan portlar soni.
Ushbu parametrlarni dinamik ravishda sozlash orqali HMWC-OXC bir vaqtning o'zida barcha apparat resurslarini almashtirmasdan boshlang'ich o'lchovdan maqsadli o'lchamga (masalan, 64×64) bosqichma-bosqich kengayishni qo'llab-quvvatlaydi.
Ushbu arxitekturaning haqiqiy ishlashini tekshirish uchun tadqiqot guruhi dinamik optik yo'l so'rovlari asosida simulyatsiya tajribalarini o'tkazdi.
Rasm: HMWC tarmog'ining ishlashini bloklash
Simulyatsiya Erlang trafik modelidan foydalanadi, chunki xizmat so'rovlari Puasson taqsimotiga mos keladi va xizmatni ushlab turish vaqti salbiy eksponensial taqsimotga mos keladi. Umumiy trafik yuki 3100 Erlangga o'rnatiladi. Maqsadli OXC o'lchami 64 × 64, kirish va chiqish qatlami MEMS shkalasi ham 64 × 64. O'rta qatlam Spanke-OXC moduli konfiguratsiyasi 32 × 32 yoki 48 × 48 spetsifikatsiyalarni o'z ichiga oladi. T-portlar soni stsenariy talablariga qarab 0 dan 16 gacha.
Natijalar shuni ko'rsatadiki, yo'nalish o'lchami D = 4 bo'lgan stsenariyda HMWC-OXC blokirovka ehtimoli an'anaviy Spanke-OXC (S(64,4))ga yaqin. Misol uchun, v(64,2,32,0,4) konfiguratsiyasidan foydalangan holda, blokirovka ehtimoli o'rtacha yuk ostida faqat taxminan 5% ga oshadi. Yo'nalish o'lchami D = 8 ga ko'tarilganda, "magistral effekt" va har bir yo'nalishda tola uzunligining kamayishi tufayli blokirovka qilish ehtimoli ortadi. Biroq, bu muammoni T-portlar sonini ko'paytirish orqali samarali ravishda engillashtirish mumkin (masalan, v(64,2,48,16,8) konfiguratsiyasi).
Shunisi e'tiborga loyiqki, o'rta qatlam modullarining qo'shilishi T-port ziddiyati tufayli ichki blokirovkaga olib kelishi mumkin bo'lsa-da, umumiy arxitektura hali ham tegishli konfiguratsiya orqali optimallashtirilgan ishlashga erishishi mumkin.
Xarajatlarni tahlil qilish quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, HMWC-OXC ning afzalliklarini yanada ta'kidlaydi.
Rasm: Turli OXC arxitekturalarini blokirovka qilish ehtimoli va narxi
80 to'lqin uzunligi / tolali yuqori zichlikdagi stsenariylarda HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) an'anaviy Spanke-OXC bilan solishtirganda xarajatlarni 40% ga kamaytirishi mumkin. Past to'lqin uzunligi stsenariylarida (masalan, 50 to'lqin uzunligi/tolali), talab qilinadigan T-portlar sonining kamayishi (masalan, v(64,2,36,4,64)) tufayli xarajat afzalligi yanada muhimroqdir.
Ushbu iqtisodiy foyda MEMS kalitlarining yuqori port zichligi va modulli kengaytirish strategiyasining kombinatsiyasidan kelib chiqadi, bu nafaqat keng miqyosdagi WSS-ni almashtirish xarajatlaridan qochadi, balki mavjud Spanke-OXC modullarini qayta ishlatish orqali qo'shimcha xarajatlarni kamaytiradi. Simulyatsiya natijalari shuni ko'rsatadiki, o'rta qatlam modullari sonini va T-portlar nisbatini sozlash orqali HMWC-OXC turli to'lqin uzunligi sig'imi va yo'nalishi konfiguratsiyasi ostida ishlash va narxni moslashuvchan tarzda muvozanatlashi mumkin, bu esa operatorlarga ko'p o'lchovli optimallashtirish imkoniyatlarini taqdim etadi.
Kelgusi tadqiqotlar ichki resurslardan foydalanishni optimallashtirish uchun dinamik T-port ajratish algoritmlarini yanada o'rganishi mumkin. Bundan tashqari, MEMS ishlab chiqarish jarayonlaridagi yutuqlar bilan yuqori o'lchamli kalitlarning integratsiyasi ushbu arxitekturaning miqyosliligini yanada oshiradi. Optik tarmoq operatorlari uchun ushbu arxitektura, ayniqsa, noaniq trafik o'sishi bo'lgan stsenariylar uchun mos keladi, bu moslashuvchan va kengaytiriladigan to'liq optik magistral tarmoqni qurish uchun amaliy texnik echimni ta'minlaydi.
Yuborilgan vaqt: 21-avgust 2025-yil