OXC (оптик хөндлөн холболт) нь ROADM (Дахин тохируулах боломжтой оптик нэмэлт дуслын мультиплексор)-ийн хөгжүүлсэн хувилбар юм.
Оптик сүлжээний гол шилжүүлэгч элемент болох оптик хөндлөн холболтын (OXC) өргөтгөх чадвар болон өртөг хэмнэлт нь зөвхөн сүлжээний топологийн уян хатан байдлыг тодорхойлохоос гадна том хэмжээний оптик сүлжээний барилга байгууламж, ашиглалт, засвар үйлчилгээний зардалд шууд нөлөөлдөг. OXC-ийн янз бүрийн төрлүүд нь архитектурын дизайн болон үйл ажиллагааны хэрэгжилтэд мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг.
Доорх зурагт долгионы уртын сонголтын унтраалга (WSS) ашигладаг уламжлалт CDC-OXC (Өнгөгүй чиглэлгүй, зөрчилгүй оптик хөндлөн холболт) архитектурыг харуулав. Шугамын тал дээр 1 × N ба N × 1 WSS нь оролт/гаралтын модулиуд болж үйлчилдэг бол нэмэх/унах тал дээрх M × K WSS нь долгионы уртын нэмэх болон бууралтыг удирддаг. Эдгээр модулиуд нь OXC арын хавтгай доторх оптик шилэн кабелиар холбогддог.
Зураг: Уламжлалт CDC-OXC архитектур
Үүнийг мөн арын хавтанг Spanke сүлжээ болгон хувиргаж, Spanke-OXC архитектурыг бий болгосноор хийж болно.
Зураг: Spanke-OXC архитектур
Дээрх зурагт шугамын тал дээр OXC нь хоёр төрлийн порттой холбоотой болохыг харуулж байна: чиглэлтэй портууд болон шилэн кабелийн портууд. Чиглэлтэй порт бүр нь сүлжээний топологи дахь OXC-ийн газарзүйн чиглэлтэй тохирч байгаа бол шилэн кабелийн порт бүр нь чиглэлтэй порт доторх хоёр чиглэлтэй шилэн кабелийн хосыг илэрхийлнэ. Чиглэлтэй порт нь олон хоёр чиглэлтэй шилэн кабелийн хосыг (өөрөөр хэлбэл олон шилэн кабелийн портууд) агуулдаг.
Spanke дээр суурилсан OXC нь бүрэн холбогдсон арын хавтангийн загвараар дамжуулан хатуу хаалтгүй шилжүүлэлтийг хийдэг боловч сүлжээний урсгал нэмэгдэхийн хэрээр түүний хязгаарлалтууд улам бүр чухал болж байна. Арилжааны долгионы уртын сонгомол унтраалга (WSS)-ийн портын тооны хязгаар (жишээлбэл, одоогийн хамгийн их дэмжигдсэн хэмжээ нь 1×48 порт, тухайлбал Finisar-ийн FlexGrid Twin 1×48) нь OXC хэмжээсийг өргөжүүлэхэд бүх тоног төхөөрөмжийг солих шаардлагатай бөгөөд энэ нь үнэтэй бөгөөд одоо байгаа тоног төхөөрөмжийг дахин ашиглахаас сэргийлдэг гэсэн үг юм.
Clos сүлжээнд суурилсан өндөр хэмжээст OXC архитектуртай байсан ч үнэтэй M×N WSS-үүдээс хамааралтай хэвээр байгаа нь үе шаттай шинэчлэлтийн шаардлагыг хангахад хэцүү болгодог.
Энэхүү сорилтыг шийдвэрлэхийн тулд судлаачид HMWC-OXC (Hybrid MEMS болон WSS Clos Network) гэсэн шинэ эрлийз архитектурыг санал болгосон. Микроэлектромеханик систем (MEMS) болон WSS-ийг нэгтгэснээр энэхүү архитектур нь бараг л хаалтгүй гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ "өсөх тусам төлөх" чадварыг дэмжиж, оптик сүлжээний операторуудад зардал багатай шинэчлэлтийн замыг бий болгодог.
HMWC-OXC-ийн гол загвар нь гурван давхаргат Clos сүлжээний бүтцэд оршдог.
Зураг: HMWC сүлжээнд суурилсан Spanke-OXC архитектур
Өндөр хэмжээст MEMS оптик унтраалгыг одоогийн технологиор дэмжигдсэн 512×512 масштаб гэх мэт оролт болон гаралтын давхаргууд дээр байрлуулж, том багтаамжтай портын санг үүсгэдэг. Дунд давхарга нь дотоод түгжрэлийг бууруулахын тулд "T-портууд"-аар холбогдсон олон жижиг Spanke-OXC модулиудаас бүрдэнэ.
Эхний үе шатанд операторууд одоо байгаа Spanke-OXC (жишээ нь, 4×4 масштаб) дээр үндэслэн дэд бүтцийг бий болгож, оролт болон гаралтын давхаргад MEMS унтраалга (жишээ нь, 32×32) байрлуулж, дунд давхаргад ганц Spanke-OXC модулийг хадгалж чадна (энэ тохиолдолд T-портын тоо тэг байна). Сүлжээний багтаамжийн шаардлага нэмэгдэхийн хэрээр шинэ Spanke-OXC модулиудыг дунд давхаргад аажмаар нэмж, T-портуудыг модулиудыг холбохоор тохируулдаг.
Жишээлбэл, дунд давхаргын модулиудын тоог нэгээс хоёр болгон өргөжүүлэх үед Т-портын тоог нэг болгож, нийт хэмжээсийг дөрвөөс зургаа болгон нэмэгдүүлдэг.
Зураг: HMWC-OXC жишээ
Энэ процесс нь M > N × (S − T) параметрийн хязгаарлалтыг дагадаг бөгөөд энд:
M нь MEMS портуудын тоо,
N нь завсрын давхаргын модулиудын тоо,
S нь ганц Spanke-OXC дахь портуудын тоо бөгөөд
T нь хоорондоо холбогдсон портуудын тоо юм.
Эдгээр параметрүүдийг динамикаар тохируулснаар HMWC-OXC нь бүх техник хангамжийн нөөцийг нэг дор солихгүйгээр анхны хэмжээсээс зорилтот хэмжээс хүртэл (жишээ нь, 64×64) аажмаар өргөтгөхийг дэмжиж чадна.
Энэхүү архитектурын бодит гүйцэтгэлийг баталгаажуулахын тулд судалгааны баг динамик оптик замын хүсэлт дээр үндэслэн симуляцийн туршилтуудыг явуулсан.
Зураг: HMWC сүлжээний гүйцэтгэлийг хааж байна
Симуляци нь үйлчилгээний хүсэлтүүд нь Пуассоны тархалтыг дагаж мөрддөг бөгөөд үйлчилгээний хүлээлтийн хугацаа нь сөрөг экспоненциал тархалтыг дагадаг гэж үзвэл Эрлангийн урсгалын загварыг ашигладаг. Нийт урсгалын ачааллыг 3100 Эрланг болгож тохируулсан. Зорилтот OXC хэмжээс нь 64×64 бөгөөд оролт болон гаралтын давхаргын MEMS масштаб нь мөн 64×64 байна. Дунд давхаргын Spanke-OXC модулийн тохиргоонд 32×32 эсвэл 48×48 үзүүлэлтүүд багтдаг. Т-портын тоо нь нөхцөл байдлын шаардлагаас хамааран 0-ээс 16 хүртэл хэлбэлздэг.
Үр дүнгээс харахад чиглэлийн хэмжээс D = 4 байгаа тохиолдолд HMWC-OXC-ийн хаах магадлал нь уламжлалт Spanke-OXC суурь шугамынхтай ойролцоо байна (S(64,4)). Жишээлбэл, v(64,2,32,0,4) тохиргоог ашиглавал дунд зэргийн ачааллын үед хаах магадлал ердөө 5%-иар нэмэгддэг. Чиглэлийн хэмжээс D = 8 хүртэл нэмэгдэхэд "их биеийн нөлөө" болон чиглэл бүрт шилэн кабелийн урт буурснаас болж хаах магадлал нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч энэ асуудлыг T-портын тоог нэмэгдүүлэх замаар үр дүнтэйгээр арилгаж болно (жишээлбэл, v(64,2,48,16,8) тохиргоо).
Дунд түвшний модулиудыг нэмэх нь T-портын зөрчилдөөнөөс болж дотоод хаалт үүсгэж болзошгүй ч нийт архитектур нь зохих тохиргооны тусламжтайгаар оновчтой гүйцэтгэлд хүрч чадна гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Доорх зурагт үзүүлсэн шиг өртгийн шинжилгээ нь HMWC-OXC-ийн давуу талуудыг илүү тодотгож өгч байна.
Зураг: Өөр өөр OXC архитектурын хаалтын магадлал ба өртөг
80 долгионы урт/шилэн кабель бүхий өндөр нягтралтай нөхцөлд HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) нь уламжлалт Spanke-OXC-тэй харьцуулахад зардлыг 40%-иар бууруулж чадна. Бага долгионы урттай нөхцөлд (жишээлбэл, 50 долгионы урт/шилэн кабель) шаардлагатай T-портын тоо цөөрсөн тул өртгийн давуу тал нь бүр ч их ач холбогдолтой юм (жишээлбэл, v(64,2,36,4,64)).
Энэхүү эдийн засгийн ашиг тус нь MEMS унтраалгын өндөр портын нягтрал болон модульчлагдсан өргөтгөлийн стратегийн хослолоос үүдэлтэй бөгөөд энэ нь зөвхөн томоохон хэмжээний WSS солих зардлаас зайлсхийхээс гадна одоо байгаа Spanke-OXC модулиудыг дахин ашиглах замаар нэмэгдэл зардлыг бууруулдаг. Симуляцийн үр дүнгээс харахад дунд давхаргын модулиудын тоо болон T-портын харьцааг тохируулснаар HMWC-OXC нь янз бүрийн долгионы уртын багтаамж болон чиглэлийн тохиргооны дор гүйцэтгэл болон зардлыг уян хатан тэнцвэржүүлж, операторуудад олон хэмжээст оновчлолын боломжийг олгодог.
Ирээдүйн судалгаагаар дотоод нөөцийн ашиглалтыг оновчтой болгохын тулд динамик Т-порт хуваарилалтын алгоритмуудыг цаашид судлах боломжтой. Цаашилбал, MEMS үйлдвэрлэлийн процессын дэвшлийн ачаар өндөр хэмжээст унтраалга нэгтгэх нь энэхүү архитектурын өргөтгөх чадварыг улам бүр нэмэгдүүлэх болно. Оптик сүлжээний операторуудын хувьд энэхүү архитектур нь хөдөлгөөний өсөлт тодорхойгүй байгаа тохиолдолд тохиромжтой бөгөөд уян хатан, өргөтгөх боломжтой бүх оптик гол сүлжээг бий болгох практик техникийн шийдлийг өгдөг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 21