OXC-ն (օպտիկական խաչաձև միացում) ROADM-ի (վերակազմաձևվող օպտիկական ավելացման-թողնման մուլտիպլեքսոր) զարգացած տարբերակն է։
Որպես օպտիկական ցանցերի հիմնական կոմուտացիոն տարր, օպտիկական խաչաձև միացումների (OXC) մասշտաբայնությունը և ծախսարդյունավետությունը ոչ միայն որոշում են ցանցային տոպոլոգիաների ճկունությունը, այլև անմիջականորեն ազդում են մեծածավալ օպտիկական ցանցերի կառուցման, շահագործման և պահպանման ծախսերի վրա: OXC-ների տարբեր տեսակները զգալի տարբերություններ ունեն ճարտարապետական նախագծման և ֆունկցիոնալ իրականացման մեջ:
Ստորև բերված նկարը պատկերում է ավանդական CDC-OXC (անգույն ուղղություն չունեցող, անկոնտենցիոն օպտիկական խաչաձև միացում) ճարտարապետությունը, որն օգտագործում է ալիքի երկարության ընտրողական անջատիչներ (WSS): Գծային կողմում 1 × N և N × 1 WSS-ները ծառայում են որպես մուտքի/ելքի մոդուլներ, մինչդեռ ավելացման/անկման կողմում M × K WSS-ները կառավարում են ալիքի երկարությունների գումարումը և անկումը: Այս մոդուլները փոխկապակցված են OXC հետին պլանում գտնվող օպտիկական մանրաթելերի միջոցով:
Նկար՝ Ավանդական CDC-OXC ճարտարապետություն
Սա կարելի է նաև իրականացնել՝ հետին պլանը Spanke ցանցի վերածելով, որի արդյունքում ստացվում է մեր Spanke-OXC ճարտարապետությունը։
Նկար՝ Spanke-OXC ճարտարապետություն
Վերևում պատկերված նկարը ցույց է տալիս, որ գծի կողմում OXC-ն կապված է երկու տեսակի միացքների հետ՝ ուղղորդված միացքներ և մանրաթելային միացքներ: Յուրաքանչյուր ուղղորդված միացք համապատասխանում է ցանցային տոպոլոգիայում OXC-ի աշխարհագրական ուղղությանը, մինչդեռ յուրաքանչյուր մանրաթելային միացք ներկայացնում է երկկողմանի մանրաթելերի զույգ ուղղորդված միացքի ներսում: Ուղղորդված միացքը պարունակում է երկկողմանի մանրաթելերի մի քանի զույգեր (այսինքն՝ բազմաթիվ մանրաթելային միացքներ):
Մինչդեռ Spanke-ի վրա հիմնված OXC-ն ապահովում է խիստ ոչ արգելափակող կոմուտացիա՝ լիովին փոխկապակցված հետին պլանի դիզայնի միջոցով, դրա սահմանափակումները գնալով ավելի են նշանակալի դառնում ցանցային երթևեկության աճի հետ մեկտեղ: Առևտրային ալիքի երկարության ընտրողական կոմուտատորների (WSS) միացքների քանակի սահմանափակումը (օրինակ՝ ներկայումս աջակցվող առավելագույնը 1×48 միացք է, ինչպիսին է Finisar-ի FlexGrid Twin 1×48-ը) նշանակում է, որ OXC չափի ընդլայնումը պահանջում է բոլոր սարքավորումների փոխարինում, ինչը թանկ է և կանխում է առկա սարքավորումների վերօգտագործումը:
Նույնիսկ Clos ցանցերի վրա հիմնված բարձրաչափ OXC ճարտարապետությամբ, այն դեռևս հույսը դնում է թանկարժեք M×N WSS-ների վրա, ինչը դժվարացնում է աստիճանական արդիականացման պահանջները բավարարելը։
Այս խնդիրը լուծելու համար հետազոտողները առաջարկել են նորարարական հիբրիդային ճարտարապետություն՝ HMWC-OXC (Հիբրիդային MEMS և WSS Clos Network): Միկրոէլեկտրամեխանիկական համակարգերի (MEMS) և WSS-ի ինտեգրման միջոցով, այս ճարտարապետությունը պահպանում է գրեթե ոչ արգելափակող կատարողականություն՝ միաժամանակ աջակցելով «վճարիր աճին զուգընթաց» հնարավորություններին, ապահովելով ծախսարդյունավետ արդիականացման ուղի օպտիկական ցանցի օպերատորների համար:
HMWC-OXC-ի հիմնական դիզայնը կայանում է նրա եռաշերտ Clos ցանցային կառուցվածքում։
Նկար՝ Spanke-OXC ճարտարապետություն՝ հիմնված HMWC ցանցերի վրա
Բարձր չափի MEMS օպտիկական անջատիչները տեղակայված են մուտքային և ելքային շերտերում, ինչպիսին է 512×512 մասշտաբը, որն այժմ աջակցվում է ներկայիս տեխնոլոգիայով, մեծ տարողունակության միացք ստեղծելու համար: Միջին շերտը բաղկացած է մի քանի փոքր Spanke-OXC մոդուլներից, որոնք միացված են «T-պորտերի» միջոցով՝ ներքին գերբեռնվածությունը մեղմելու համար:
Սկզբնական փուլում օպերատորները կարող են կառուցել ենթակառուցվածքը՝ հիմնվելով առկա Spanke-OXC-ի վրա (օրինակ՝ 4×4 մասշտաբով), պարզապես տեղակայելով MEMS անջատիչներ (օրինակ՝ 32×32) մուտքային և ելքային շերտերում, միաժամանակ պահպանելով մեկ Spanke-OXC մոդուլ միջին շերտում (այս դեպքում T-պորտերի քանակը զրո է): Ցանցի հզորության պահանջների աճին զուգընթաց, միջին շերտին աստիճանաբար ավելացվում են նոր Spanke-OXC մոդուլներ, և T-պորտերը կարգավորվում են մոդուլները միացնելու համար:
Օրինակ, միջին շերտի մոդուլների քանակը մեկից երկուսի ընդլայնելիս, T-պորտերի քանակը սահմանվում է մեկի, ընդհանուր չափը չորսից մեծացնելով վեցի։
Նկար՝ HMWC-OXC օրինակ
Այս գործընթացը հետևում է M > N × (S − T պարամետրային սահմանափակմանը, որտեղ՝
M-ը MEMS միացքների քանակն է,
N-ը միջանկյալ շերտի մոդուլների քանակն է,
S-ը մեկ Spanke-OXC-ում պորտերի քանակն է, և
T-ն փոխկապակցված միացքների քանակն է։
Այս պարամետրերը դինամիկ կերպով կարգավորելով՝ HMWC-OXC-ն կարող է աջակցել աստիճանական ընդլայնմանը սկզբնական մասշտաբից մինչև նպատակային չափս (օրինակ՝ 64×64)՝ առանց բոլոր սարքային ռեսուրսները միանգամից փոխարինելու։
Այս ճարտարապետության իրական աշխատանքը ստուգելու համար հետազոտական խումբը սիմուլյացիոն փորձեր է անցկացրել՝ հիմնվելով դինամիկ օպտիկական ուղու հարցումների վրա։
Նկար՝ HMWC ցանցի արգելափակման կատարողականը
Սիմուլյացիան օգտագործում է Էրլանգի երթևեկության մոդելը՝ ենթադրելով, որ ծառայության հարցումները հետևում են Պուասոնի բաշխմանը, իսկ ծառայության պահպանման ժամանակները՝ բացասական էքսպոնենցիալ բաշխմանը։ Ընդհանուր երթևեկության ծանրաբեռնվածությունը սահմանվում է 3100 Էրլանգ։ OXC նպատակային չափսը 64×64 է, իսկ մուտքային և ելքային շերտերի MEMS մասշտաբը նույնպես 64×64 է։ Միջին շերտի Spanke-OXC մոդուլային կոնֆիգուրացիաները ներառում են 32×32 կամ 48×48 սպեցիֆիկացիաներ։ T-պորտերի քանակը տատանվում է 0-ից մինչև 16՝ կախված սցենարի պահանջներից։
Արդյունքները ցույց են տալիս, որ D = 4 ուղղորդված չափման դեպքում HMWC-OXC-ի արգելափակման հավանականությունը մոտ է ավանդական Spanke-OXC բազային գծի հավանականությանը (S(64,4)): Օրինակ՝ v(64,2,32,0,4) կոնֆիգուրացիան օգտագործելով՝ արգելափակման հավանականությունը մեծանում է ընդամենը մոտավորապես 5%-ով՝ չափավոր ծանրաբեռնվածության դեպքում: Երբ ուղղորդված չափումը մեծանում է մինչև D = 8, արգելափակման հավանականությունը մեծանում է «միջուկային էֆեկտի» և յուրաքանչյուր ուղղությամբ մանրաթելի երկարության նվազման պատճառով: Այնուամենայնիվ, այս խնդիրը կարող է արդյունավետորեն մեղմվել՝ ավելացնելով T-պորտերի քանակը (օրինակ՝ v(64,2,48,16,8) կոնֆիգուրացիան):
Հատկանշական է, որ չնայած միջին շերտի մոդուլների ավելացումը կարող է ներքին խցանում առաջացնել T-պորտի վիճաբանության պատճառով, ընդհանուր ճարտարապետությունը դեռևս կարող է հասնել օպտիմալացված աշխատանքի՝ համապատասխան կոնֆիգուրացիայի միջոցով։
Արժեքի վերլուծությունը լրացուցիչ ընդգծում է HMWC-OXC-ի առավելությունները, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում:
Նկար՝ Տարբեր OXC ճարտարապետությունների արգելափակման հավանականությունը և արժեքը
Բարձր խտության սցենարներում՝ 80 ալիքի երկարությամբ/մանրաթել, HMWC-OXC-ն (v(64,2,44,12,64)) կարող է 40%-ով կրճատել ծախսերը՝ համեմատած ավանդական Spanke-OXC-ի հետ։ Ցածր ալիքի երկարության սցենարներում (օրինակ՝ 50 ալիքի երկարություն/մանրաթել) գնային առավելությունն ավելի էական է՝ պայմանավորված անհրաժեշտ T-պորտերի քանակի նվազմամբ (օրինակ՝ v(64,2,36,4,64))։
Այս տնտեսական օգուտը բխում է MEMS անջատիչների բարձր միացքների խտության և մոդուլային ընդլայնման ռազմավարության համադրությունից, որը ոչ միայն խուսափում է WSS-ի լայնածավալ փոխարինման ծախսերից, այլև նվազեցնում է աճող ծախսերը՝ վերօգտագործելով առկա Spanke-OXC մոդուլները: Սիմուլյացիայի արդյունքները նաև ցույց են տալիս, որ միջին շերտի մոդուլների քանակը և T-միացքների հարաբերակցությունը կարգավորելով՝ HMWC-OXC-ն կարող է ճկունորեն հավասարակշռել արտադրողականությունը և արժեքը տարբեր ալիքի երկարության տարողունակության և ուղղության կոնֆիգուրացիաների դեպքում՝ օպերատորներին տրամադրելով բազմաչափ օպտիմալացման հնարավորություններ:
Ապագա հետազոտությունները կարող են հետագայում ուսումնասիրել դինամիկ T-պորտերի բաշխման ալգորիթմները՝ ներքին ռեսուրսների օգտագործումը օպտիմալացնելու համար: Ավելին, MEMS արտադրական գործընթացների առաջընթացի հետ մեկտեղ, ավելի բարձր չափսերի անջատիչների ինտեգրումը կբարձրացնի այս ճարտարապետության մասշտաբայնությունը: Օպտիկական ցանցի օպերատորների համար այս ճարտարապետությունը հատկապես հարմար է անորոշ երթևեկության աճով սցենարների համար՝ ապահովելով գործնական տեխնիկական լուծում՝ դիմացկուն և մասշտաբայնորեն լիովին օպտիկական մայրուղային ցանց կառուցելու համար:
Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոսի 21-2025