OXC (optik çarpaz baglanyşyk) ROADM-iň (Gaýtadan konfigurirlenip bolýan optiki goşmaça multipleksor) ösen görnüşidir.
Optiki torlaryň esasy kommutasiýa elementi hökmünde, optiki çarpaz birikdirmeleriň (OXC) ölçeklenmegi we tygşytlylygy diňe bir tor topologiýalarynyň çeýeligini kesgitlemän, eýsem uly göwrümli optiki torlaryň gurluşygyna, işleýişine we tehniki hyzmat çykdajylaryna gönüden-göni täsir edýär. OXC-leriň dürli görnüşleri arhitektura dizaýnynda we funksional durmuşa geçirilişinde uly tapawutlary görkezýär.
Aşakdaky suratda tolkun uzynlygyny saýlaýan açarlary (WSS) ulanýan däp bolan CDC-OXC (Reňksiz Ugursuz Konwensiýasyz Optik Çarpaz Baglanyşyk) arhitekturasy görkezilýär. Çyzyk tarapynda 1 × N we N × 1 WSS-ler giriş/çykyş modullary hökmünde hyzmat edýär, goşmak/düşürmek tarapyndaky M × K WSS-ler bolsa tolkun uzynlyklarynyň goşulmagyny we düşmegini dolandyrýar. Bu modullar OXC arka tekizligindäki optiki süýümler arkaly özara baglanyşyklydyr.
Surat: Adaty CDC-OXC arhitekturasy
Muny arka plany Spanke ulgamyna öwürmek arkaly hem gazanyp bolýar, netijede Spanke-OXC arhitekturasy emele gelýär.
Surat: Spanke-OXC arhitekturasy
Ýokardaky suratda OXC-niň liniýa tarapynda iki görnüşli port bilen baglanyşyklydygy görkezilýär: ugurly portlar we süýümli portlar. Her bir ugurly port OXC-niň tor topologiýasyndaky geografik ugruna laýyk gelýär, her bir süýümli port bolsa ugurly portdaky iki ugurly süýümleriň jübütini görkezýär. Ugurly port birnäçe iki ugurly süýümli jübütleri öz içine alýar (ýagny, birnäçe süýümli portlar).
Spanke esasyndaky OXC doly baglanyşykly arka plan dizaýny arkaly berk blokirlemesiz geçişi gazansa-da, onuň çäklendirmeleri tor trafigi artdygyça has-da möhüm bolýar. Söwda tolkun uzynlygyny saýlama açarlarynyň (WSS) port sanynyň çägi (meselem, häzirki wagtda goldanylýan iň ýokary çäk 1×48 port, mysal üçin, Finisar-yň FlexGrid Twin 1×48) OXC ölçegini giňeltmek üçin ähli enjamlary çalşyrmagyň zerurdygyny aňladýar, bu bolsa gymmat we bar bolan enjamlaryň gaýtadan ulanylmagynyň öňüni alýar.
Clos torlaryna esaslanýan ýokary ölçegli OXC arhitekturasy bilen hem, ol henizem gymmat M×N WSS-lere daýanýar, bu bolsa inçe täzelenme talaplaryny kanagatlandyrmagy kynlaşdyrýar.
Bu meseläni çözmek üçin ylmy işgärler täze gibrid arhitekturany teklip etdiler: HMWC-OXC (Gibrid MEMS we WSS Clos Network). Mikroelektromehaniki ulgamlary (MEMS) we WSS-i birleşdirmek arkaly bu arhitektura optiki ulgam operatorlary üçin tygşytly täzelenme ýoluny üpjün edip, "ösüşiňiz ýaly töleg" mümkinçiliklerini goldap, blokirlemeýän öndürijiligi saklaýar.
HMWC-OXC-niň esasy dizaýny onuň üç gatly Clos tor gurluşynda ýerleşýär.
Surat: HMWC torlaryna esaslanýan Spanke-OXC arhitekturasy
Ýokary ölçegli MEMS optiki açarlary giriş we çykyş gatlaklarynda, meselem, häzirki tehnologiýa tarapyndan goldanylýan 512 × 512 ölçeginde, uly kuwwatly port howuzuny döretmek üçin ýerleşdirilýär. Orta gatlak içki dykylmany azaltmak üçin "T-portlar" arkaly özara baglanyşykly birnäçe kiçi Spanke-OXC modullaryndan ybaratdyr.
Ilkinji tapgyrda operatorlar bar bolan Spanke-OXC-e (meselem, 4×4 ölçegli) esaslanyp, giriş we çykyş gatlaklarynda MEMS açarlaryny (meselem, 32×32) ýerleşdirip, orta gatlakda ýeke-täk Spanke-OXC modulyny saklap bilerler (bu ýagdaýda T-portlaryň sany nola deňdir). Tor kuwwatyna bolan talaplar artansoň, täze Spanke-OXC modullary orta gatlaga kem-kemden goşulýar we T-portlar modullary birikdirmek üçin konfigurirlenýär.
Mysal üçin, orta gatlakly modullaryň sanyny birden iki çenli artdyrylanda, T-portlaryň sany bire goýulýar we umumy ölçeg dörtden alta çenli artýar.
Surat: HMWC-OXC Mysaly
Bu proses M > N × (S − T) parametr çäklendirmesine eýerýär, bu ýerde:
M MEMS portlarynyň sanydyr,
N aralyk gatlak modullarynyň sanydyr,
S bir Spanke-OXC-däki portlaryň sanydyr we
T – özara baglanyşykly portlaryň sany.
Bu parametrleri dinamiki taýdan sazlamak arkaly, HMWC-OXC ähli apparat serişdelerini birbada çalşyrmazdan, başlangyç ölçegden maksatly ölçege (meselem, 64 × 64) çenli tapgyrlaýyn giňelmegi goldap biler.
Bu arhitekturanyň hakyky işini barlamak üçin ylmy topar dinamiki optiki ýol talaplaryna esaslanýan simulýasiýa tejribelerini geçirdi.
Surat: HMWC ulgamynyň işini blokirleýär
Simulýasiýa hyzmat talaplarynyň Puasson paýlanyşyna eýerýändigini we hyzmat saklanyş wagtlarynyň negatiw eksponensial paýlanyşa eýerýändigini göz öňünde tutup, Erlang trafik modelini ulanýar. Umumy trafik ýükü 3100 Erlang-a deňdir. Maksatly OXC ölçegi 64 × 64, giriş we çykyş gatlagynyň MEMS ölçegi hem 64 × 64. Orta gatlagyň Spanke-OXC modul konfigurasiýalary 32 × 32 ýa-da 48 × 48 spesifikasiýalaryny öz içine alýar. T-portlarynyň sany ssenariý talaplaryna baglylykda 0-dan 16-a çenli üýtgeýär.
Netijeler görkezýär, ugur ölçegi D = 4 bolan senariýada HMWC-OXC-niň blokirleme ähtimallygy däp bolan Spanke-OXC esasy derejesine golaý (S(64,4)). Mysal üçin, v(64,2,32,0,4) konfigurasiýasyny ulanmak bilen, blokirleme ähtimallygy ortaça ýükde diňe takmynan 5% artýar. Ugur ölçegi D = 8-e çenli artanda, blokirleme ähtimallygy "magistral täsiri" we her ugurda süýümiň uzynlygynyň azalmagy sebäpli artýar. Şeýle-de bolsa, bu meseläni T-portlarynyň sanyny köpeltmek arkaly netijeli ýeňilleşdirip bolýar (meselem, v(64,2,48,16,8) konfigurasiýa).
Belli bir zat, orta gatlakly modullaryň goşulmagy T-port jedelleri sebäpli içki blokirleme döredip bilse-de, umumy arhitektura degişli konfigurasiýa arkaly optimizirlenen öndürijilige ýetip bilýär.
Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, çykdajylar seljermesi HMWC-OXC-niň artykmaçlyklaryny has-da nygtaýar.
Surat: Dürli OXC arhitekturalarynyň blokirleme ähtimallygy we bahasy
80 tolkun uzynlygy/süýümli ýokary dykyzlykly senariýalarda HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) adaty Spanke-OXC bilen deňeşdirilende çykdajylary 40% azaldyp biler. Pes tolkun uzynlygyly senariýalarda (meselem, 50 tolkun uzynlygy/süýüm), zerur T-portlaryň sanynyň azalmagy sebäpli çykdajy artykmaçlygy has-da möhümdir (meselem, v(64,2,36,4,64)).
Bu ykdysady peýda MEMS açarlarynyň ýokary port dykyzlygynyň we modul giňeltme strategiýasynyň utgaşmasyndan gelip çykýar, bu bolsa diňe bir uly möçberli WSS çalşygynyň çykdajylaryndan gaça durmak bilen çäklenmän, eýsem bar bolan Spanke-OXC modullaryny gaýtadan ulanmak arkaly goşmaça çykdajylary hem azaldýar. Simulýasiýa netijeleri şeýle hem orta gatlakly modullaryň sanyny we T-portlarynyň gatnaşygyny sazlamak arkaly HMWC-OXC-niň dürli tolkun uzynlygynyň kuwwatyny we ugur konfigurasiýalarynda öndürijiligi we çykdajylary çeýe deňleşdirip biljekdigini, operatorlara köp ölçegli optimizasiýa mümkinçiliklerini berýändigini görkezýär.
Geljekki barlaglar içerki serişdeleriň ulanylyşyny optimizirlemek üçin dinamiki T-port paýlama algoritmlerini has-da öwrenip biler. Mundan başga-da, MEMS önümçilik proseslerinde öňe gidişlikler bilen, ýokary ölçegli kommutatorlaryň integrasiýasy bu arhitekturanyň ölçeklenmegini has-da ýokarlandyrar. Optiki ulgam operatorlary üçin bu arhitektura, trafikiň ösüşi näbelli bolan senariýalar üçin has amatlydyr we çydamly we ölçeklenýän doly optiki magistral ulgamy gurmak üçin amaly tehniki çözgüt hödürleýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 21-nji awgusty