OXC (оптик кросс-коннект) - ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)ның эшләнгән версиясе.
Оптик челтәрләрнең төп коммутация элементы буларак, оптик кросс-тоташтыргычларның (OXC) масштаблануы һәм чыгымнарның нәтиҗәлелеге челтәр топологияләренең сыгылмалылыгын гына түгел, ә зур масштаблы оптик челтәрләрне төзү, эксплуатацияләү һәм хезмәт күрсәтү чыгымнарына да турыдан-туры йогынты ясый. Төрле OXC төрләре архитектура дизайны һәм функциональ гамәлгә ашыруда зур аермалар күрсәтә.
Түбәндәге рәсемдә дулкын озынлыгын сайлап алучы күчергечләр (WSS) кулланыла торган традицион CDC-OXC (Төссез юнәлешсез конфликтсыз оптик кросс-тоташтыру) архитектурасы күрсәтелгән. Сызык ягында 1 × N һәм N × 1 WSS керү/чыгу модульләре булып хезмәт итә, ә өстәү/түшү ягындагы M × K WSS дулкын озынлыкларын өстәү һәм төшерүне идарә итә. Бу модульләр OXC арткы яссылыгында оптик җепселләр аша тоташтырылган.
Рәсем: Традицион CDC-OXC архитектурасы
Моңа шулай ук арткы планны Spanke челтәренә үзгәртү юлы белән дә ирешеп була, нәтиҗәдә безнең Spanke-OXC архитектурасы барлыкка килә.
Рәсем: Spanke-OXC архитектурасы
Югарыдагы рәсем күрсәткәнчә, линия ягында OXC ике төр порт белән бәйле: юнәлеш портлары һәм оптик җепсел портлары. Һәр юнәлеш порты челтәр топологиясендә OXC географик юнәлешенә туры килә, ә һәр оптик җепсел порты юнәлеш порты эчендәге ике юнәлешле җепсел парын күрсәтә. Юнәлеш порты берничә ике юнәлешле җепсел парын үз эченә ала (ягъни, берничә оптик җепсел порты).
Spanke нигезендәге OXC тулысынча бәйләнгән арткы план дизайны аша катгый блоклаусыз коммутациягә ирешсә дә, аның чикләүләре челтәр трафигы арткан саен тагын да әһәмиятлерәк була бара. Коммерция дулкын озынлыгы сайлап алучы коммутаторларның (WSS) портлар саны чиге (мәсәлән, хәзерге вакытта хупланган максималь күләм 1 × 48 порт, мәсәлән, Finisar'ның FlexGrid Twin 1 × 48) OXC үлчәмен киңәйтү өчен барлык җиһазларны алыштыру кирәклеген аңлата, бу кыйммәткә төшә һәм булган җиһазларны кабат куллануны булдырмый.
Clos челтәрләренә нигезләнгән югары үлчәмле OXC архитектурасы белән дә, ул һаман да кыйммәтле M×N WSSларга таяна, бу исә өстәмә яңарту таләпләрен үтәүне катлауландыра.
Бу проблеманы хәл итү өчен, тикшеренүчеләр яңа гибрид архитектура тәкъдим иттеләр: HMWC-OXC (Гибрид MEMS һәм WSS Clos Network). Микроэлектромеханик системаларны (MEMS) һәм WSSны интеграцияләү аша, бу архитектура блоклаусыз диярлек эшчәнлекне саклый, шул ук вакытта "үсеш белән түләү" мөмкинлекләрен хуплый, оптик челтәр операторлары өчен экономияле яңарту юлын тәэмин итә.
HMWC-OXC-ның төп дизайны аның өч катламлы Clos челтәр структурасында ята.
Рәсем: HMWC челтәрләренә нигезләнгән Spanke-OXC архитектурасы
Зур сыйдырышлы порт пулын формалаштыру өчен, югары үлчәмле MEMS оптик коммутаторлары керү һәм чыгу катламнарында, мәсәлән, хәзерге технологияләр тарафыннан хупланган 512 × 512 масштабында урнаштырыла. Урта катлам эчке тыгызлыкны киметү өчен "Т-портлар" аша тоташтырылган берничә кечерәк Spanke-OXC модуленнән тора.
Башлангыч этапта операторлар инфраструктураны гамәлдәге Spanke-OXC нигезендә төзи алалар (мәсәлән, 4×4 масштаблы), керү һәм чыгу катламнарында MEMS коммутаторларын (мәсәлән, 32×32) урнаштырып кына, урта катламда бер Spanke-OXC модулен саклап кала алалар (бу очракта T-портлары саны нульгә тигез). Челтәр сыйдырышлыгы таләпләре арткан саен, урта катламга яңа Spanke-OXC модульләре әкренләп өстәлә, һәм T-портлары модульләрне тоташтыру өчен конфигурацияләнә.
Мәсәлән, урта катлам модульләре санын бердән икегә кадәр арттырганда, Т-портлар саны бергә куела, гомуми үлчәм дүрттән алтыга кадәр арта.
Рәсем: HMWC-OXC мисалы
Бу процесс M > N × (S − T) параметр чикләүләренә туры килә, монда:
M - MEMS портлары саны,
N - арадаш катлам модульләре саны,
S - бер Spanke-OXC'тагы портлар саны, һәм
T - үзара тоташкан портлар саны.
Бу параметрларны динамик рәвештә көйләү аша, HMWC-OXC барлык аппарат ресурсларын берьюлы алыштырмыйча, башлангыч масштабтан максатлы үлчәмгә (мәсәлән, 64 × 64) әкренләп киңәйтүне хуплый ала.
Бу архитектураның чынбарлыктагы эшчәнлеген тикшерү өчен, тикшеренү төркеме динамик оптик юл сорауларына нигезләнгән симуляция экспериментлары үткәрде.
Рәсем: HMWC челтәренең эшчәнлеген блоклау
Симуляциядә Эрланг трафик моделе кулланыла, хезмәт сораулары Пуассон бүленеше буенча, ә хезмәтне тоту вакытлары тискәре экспоненциаль бүленеш буенча бара дип фаразлана. Гомуми трафик йөкләмәсе 3100 Эрланг итеп билгеләнә. Максатчан OXC үлчәме 64×64, ә керү һәм чыгу катламының MEMS масштабы да 64×64. Урта катлам Spanke-OXC модуль конфигурацияләре 32×32 яки 48×48 спецификацияләрен үз эченә ала. Т-портлар саны сценарий таләпләренә карап 0 дән 16 га кадәр була.
Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, D = 4 юнәлеш үлчәме булган сценарийда HMWC-OXC блоклау ихтималы традицион Spanke-OXC базаль сызыгына якын (S(64,4)). Мәсәлән, v(64,2,32,0,4) конфигурациясен кулланып, блоклау ихтималы уртача йөкләнеш астында якынча 5% ка гына арта. Юнәлеш үлчәме D = 8 гә кадәр артканда, "магистраль эффекты" һәм һәр юнәлештә җепсел озынлыгы кимү аркасында блоклау ихтималы арта. Ләкин бу проблеманы T-портлар санын арттыру юлы белән нәтиҗәле рәвештә хәл итәргә мөмкин (мәсәлән, v(64,2,48,16,8) конфигурациясе).
Шунысы игътибарга лаек, урта катлам модульләрен өстәү T-порт каршылыклары аркасында эчке блоклауга китерергә мөмкин булса да, гомуми архитектура тиешле конфигурация ярдәмендә оптимальләштерелгән эшчәнлеккә ирешә ала.
Чыгымнар анализы, түбәндәге рәсемдә күрсәтелгәнчә, HMWC-OXC өстенлекләрен тагын да ачыклый.
Рәсем: Төрле OXC архитектураларының блоклау ихтималы һәм бәясе
80 дулкын озынлыгы/җепсел булган югары тыгызлыклы сценарийларда HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) традицион Spanke-OXC белән чагыштырганда чыгымнарны 40% ка киметә ала. Түбән дулкын озынлыгындагы сценарийларда (мәсәлән, 50 дулкын озынлыгы/җепсел), кирәкле T-портлар саны кимү сәбәпле (мәсәлән, v(64,2,36,4,64)) чыгым өстенлеге тагын да зуррак.
Бу икътисади файда MEMS коммутаторларының югары порт тыгызлыгы һәм модульле киңәйтү стратегиясенең берләшүеннән килеп чыга, бу зур күләмле WSS алыштыру чыгымнарыннан котылу гына түгел, ә булган Spanke-OXC модульләрен кабат куллану аркасында өстәмә чыгымнарны да киметә. Модельләштерү нәтиҗәләре шулай ук урта катлам модульләре санын һәм T-портлары нисбәтен көйләү аша HMWC-OXC төрле дулкын озынлыгы сыйдырышлыгы һәм юнәлеш конфигурацияләре шартларында эшчәнлекне һәм чыгымнарны сыгылмалы рәвештә тигезли ала, операторларга күп үлчәмле оптимизация мөмкинлекләре бирә.
Киләчәктәге тикшеренүләр эчке ресурсларны куллануны оптимальләштерү өчен динамик Т-порт бүлү алгоритмнарын тагын да тирәнрәк өйрәнергә мөмкин. Моннан тыш, MEMS җитештерү процессларындагы алгарыш белән, югарырак үлчәмле коммутаторларны интеграцияләү бу архитектураның масштабланучанлыгын тагын да арттырачак. Оптик челтәр операторлары өчен бу архитектура, бигрәк тә, трафик үсеше билгесез булган сценарийлар өчен яраклы, ул ныклы һәм масштабланырлык тулысынча оптик магистраль челтәр төзү өчен практик техник чишелеш тәкъдим итә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 21 августы