OXC (optical cross-connect) ເປັນລຸ້ນທີ່ພັດທະນາຂອງ ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer).
ໃນຖານະເປັນອົງປະກອບສະຫຼັບຫຼັກຂອງເຄືອຂ່າຍ optical, ຂະຫນາດແລະປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ຂ້າມ optical (OXCs) ບໍ່ພຽງແຕ່ກໍານົດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງ topologies ເຄືອຂ່າຍ, ແຕ່ຍັງມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການກໍ່ສ້າງແລະການດໍາເນີນງານແລະການບໍາລຸງຮັກສາຂອງເຄືອຂ່າຍ optical ຂະຫນາດໃຫຍ່. ປະເພດຕ່າງໆຂອງ OXCs ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນໃນການອອກແບບສະຖາປັດຕະຍະກໍາແລະການປະຕິບັດທີ່ເປັນປະໂຫຍດ.
ຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຖາປັດຕະຍະກຳ CDC-OXC (Colorless Directionless Contentionless Optical Cross-Connect) ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊິ່ງໃຊ້ສະວິດເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນ (WSSs). ໃນດ້ານເສັ້ນ, 1 × N ແລະ N × 1 WSSs ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນໂມດູນ ingress / egress, ໃນຂະນະທີ່ M × K WSSs ຢູ່ດ້ານ add / drop ຈັດການການເພີ່ມແລະການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ. ໂມດູນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັນຜ່ານເສັ້ນໃຍແສງພາຍໃນ OXC backplane.
ຮູບ: ສະຖາປັດຕະຍະກໍາ CDC-OXC ແບບດັ້ງເດີມ
ນີ້ຍັງສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການປ່ຽນ backplane ເປັນເຄືອຂ່າຍ Spanke, ສົ່ງຜົນໃຫ້ສະຖາປັດຕະ Spanke-OXC ຂອງພວກເຮົາ.
ຮູບ: ສະຖາປັດຕະຍະກໍາ Spanke-OXC
ຕົວເລກຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນດ້ານເສັ້ນ, OXC ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບສອງປະເພດຂອງພອດ: ພອດທິດທາງແລະພອດເສັ້ນໄຍ. ແຕ່ລະພອດທິດທາງກົງກັນກັບທິດທາງພູມສາດຂອງ OXC ໃນ topology ເຄືອຂ່າຍ, ໃນຂະນະທີ່ແຕ່ລະພອດເສັ້ນໄຍເປັນຕົວແທນຂອງຄູ່ຂອງເສັ້ນໄຍ bidirectional ພາຍໃນພອດທິດທາງ. ພອດທິດທາງປະກອບດ້ວຍຄູ່ເສັ້ນໄຍຫຼາຍທິດທາງ (ເຊັ່ນ: ພອດເສັ້ນໄຍຫຼາຍອັນ).
ໃນຂະນະທີ່ OXC ທີ່ອີງໃສ່ Spanke ບັນລຸການສະຫຼັບທີ່ບໍ່ຂັດຂວາງຢ່າງເຂັ້ມງວດໂດຍຜ່ານການອອກແບບ backplane ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢ່າງເຕັມສ່ວນ, ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງມັນໄດ້ກາຍເປັນຄວາມສໍາຄັນເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າການຈະລາຈອນເຄືອຂ່າຍເພີ່ມຂຶ້ນ. ຂີດຈຳກັດການນັບພອດຂອງສະວິດເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນການຄ້າ (WSSs) (ຕົວຢ່າງ, ປະຈຸບັນສູງສຸດທີ່ຮອງຮັບແມ່ນ 1×48 ພອດ, ເຊັ່ນ FlexGrid Twin 1×48 ຂອງ Finisar) ໝາຍຄວາມວ່າການຂະຫຍາຍຂະໜາດ OXC ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປ່ຽນຮາດແວທັງໝົດ, ເຊິ່ງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍ ແລະປ້ອງກັນການນຳມາໃຊ້ໃໝ່ຂອງອຸປະກອນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.
ເຖິງແມ່ນວ່າມີສະຖາປັດຕະຍະກໍາ OXC ມິຕິລະດັບສູງໂດຍອີງໃສ່ເຄືອຂ່າຍ Clos, ມັນຍັງອີງໃສ່ M×N WSSs ລາຄາແພງ, ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຍົກລະດັບທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ.
ເພື່ອແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະເຫນີສະຖາປັດຕະຍະກໍາແບບປະສົມໃຫມ່: HMWC-OXC (Hybrid MEMS ແລະ WSS Clos Network). ໂດຍການລວມເອົາລະບົບກົນຈັກຈຸລະພາກ (MEMS) ແລະ WSS, ສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້ຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ບໍ່ສະກັດກັ້ນໃນຂະນະທີ່ສະຫນັບສະຫນູນຄວາມສາມາດ "ຈ່າຍຕາມທີ່ທ່ານເຕີບໂຕ", ສະຫນອງເສັ້ນທາງການຍົກລະດັບທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສໍາລັບຜູ້ປະກອບການເຄືອຂ່າຍ optical.
ການອອກແບບຫຼັກຂອງ HMWC-OXC ແມ່ນຢູ່ໃນໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍ Clos ສາມຊັ້ນຂອງມັນ.
ຮູບ: ສະຖາປັດຕະຍະກໍາ Spanke-OXC ອີງໃສ່ເຄືອຂ່າຍ HMWC
ສະວິດ optical MEMS ມິຕິລະດັບສູງຖືກນຳໃຊ້ຢູ່ໃນຊັ້ນປ້ອນຂໍ້ມູນ ແລະ ຜົນຜະລິດ, ເຊັ່ນ: ຂະໜາດ 512×512 ທີ່ຮອງຮັບໂດຍເທັກໂນໂລຍີປະຈຸບັນ, ເພື່ອສ້າງເປັນພອດພອດຄວາມຈຸຂະໜາດໃຫຍ່. ຊັ້ນກາງປະກອບດ້ວຍຫຼາຍໂມດູນ Spanke-OXC ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໂດຍຜ່ານ "T-ports" ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແອອັດພາຍໃນ.
ໃນໄລຍະເບື້ອງຕົ້ນ, ຜູ້ປະກອບການສາມາດສ້າງໂຄງສ້າງພື້ນຖານໂດຍອີງໃສ່ Spanke-OXC ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ (ຕົວຢ່າງ: ຂະຫນາດ 4 × 4), ພຽງແຕ່ນໍາໃຊ້ສະຫຼັບ MEMS (ຕົວຢ່າງ: 32 × 32) ໃນຊັ້ນປ້ອນຂໍ້ມູນແລະຜົນຜະລິດ, ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາໂມດູນ Spanke-OXC ດຽວຢູ່ໃນຊັ້ນກາງ (ໃນກໍລະນີນີ້, ຈໍານວນ T-ports ແມ່ນສູນ). ເມື່ອຄວາມຕ້ອງການຄວາມອາດສາມາດຂອງເຄືອຂ່າຍເພີ່ມຂຶ້ນ, ໂມດູນ Spanke-OXC ໃຫມ່ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນກາງ, ແລະ T-ports ໄດ້ຖືກຕັ້ງຄ່າເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ໂມດູນ.
ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອຂະຫຍາຍຈໍານວນໂມດູນຊັ້ນກາງຈາກຫນຶ່ງຫາສອງ, ຈໍານວນ T-ports ຖືກກໍານົດເປັນຫນຶ່ງ, ເພີ່ມຂະຫນາດທັງຫມົດຈາກສີ່ຫາຫົກ.
ຮູບ: ຕົວຢ່າງ HMWC-OXC
ຂະບວນການນີ້ປະຕິບັດຕາມຂໍ້ຈໍາກັດພາລາມິເຕີ M > N × (S − T), ບ່ອນທີ່:
M ແມ່ນຈໍານວນຂອງພອດ MEMS,
N ແມ່ນຈໍານວນຂອງໂມດູນຊັ້ນກາງ,
S ແມ່ນຈໍານວນຂອງພອດໃນ Spanke-OXC ດຽວ, ແລະ
T ແມ່ນຈໍານວນຂອງພອດເຊື່ອມຕໍ່ກັນ.
ໂດຍການປັບຕົວພາລາມິເຕີເຫຼົ່ານີ້ແບບເຄື່ອນໄຫວ, HMWC-OXC ສາມາດຮອງຮັບການຂະຫຍາຍເທື່ອລະກ້າວຈາກຂະໜາດເບື້ອງຕົ້ນໄປສູ່ມິຕິເປົ້າໝາຍ (ຕົວຢ່າງ: 64×64) ໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແທນຊັບພະຍາກອນຮາດແວທັງໝົດໃນເວລາດຽວກັນ.
ເພື່ອກວດສອບການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້, ທີມງານຄົ້ນຄ້ວາໄດ້ດໍາເນີນການທົດລອງ simulation ໂດຍອີງໃສ່ການຮ້ອງຂໍເສັ້ນທາງ optical ແບບເຄື່ອນໄຫວ.
ຮູບ: ການຂັດຂວາງການປະຕິບັດຂອງເຄືອຂ່າຍ HMWC
ການຈໍາລອງໃຊ້ຮູບແບບການຈາລະຈອນ Erlang, ສົມມຸດວ່າຄໍາຮ້ອງຂໍການບໍລິການປະຕິບັດຕາມການແຈກຢາຍ Poisson ແລະເວລາຖືການບໍລິການປະຕິບັດຕາມການແຈກຢາຍເລກກໍາລັງທາງລົບ. ການໂຫຼດການຈະລາຈອນທັງຫມົດແມ່ນຖືກກໍານົດເປັນ 3100 Erlangs. ຂະຫນາດ OXC ເປົ້າຫມາຍແມ່ນ 64 × 64, ແລະຊັ້ນຂໍ້ມູນເຂົ້າແລະຜົນຜະລິດຂະຫນາດ MEMS ແມ່ນ 64 × 64. ການຕັ້ງຄ່າໂມດູນ Spanke-OXC ຊັ້ນກາງປະກອບມີ 32×32 ຫຼື 48×48 ສະເພາະ. ຈໍານວນຂອງ T-ports ຕັ້ງແຕ່ 0 ຫາ 16 ຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງສະຖານະການ.
ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ, ໃນສະຖານະການທີ່ມີມິຕິທິດທາງຂອງ D = 4, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຂັດຂວາງຂອງ HMWC-OXC ແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບເສັ້ນພື້ນຖານຂອງ Spanke-OXC ແບບດັ້ງເດີມ (S(64,4)). ຕົວຢ່າງ, ການນໍາໃຊ້ການຕັ້ງຄ່າ v(64,2,32,0,4), ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຂັດຂວາງຈະເພີ່ມຂຶ້ນພຽງແຕ່ປະມານ 5% ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດປານກາງ. ເມື່ອມິຕິທິດທາງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ D = 8, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຂັດຂວາງເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກ "ຜົນກະທົບຂອງລໍາຕົ້ນ" ແລະການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນໄຍໃນແຕ່ລະທິດທາງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບັນຫານີ້ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍການເພີ່ມຈໍານວນ T-ports (ຕົວຢ່າງ, ການຕັ້ງຄ່າ v(64,2,48,16,8).
ເປັນທີ່ຫນ້າສັງເກດ, ເຖິງແມ່ນວ່າການເພີ່ມໂມດູນຊັ້ນກາງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຂັດຂວາງພາຍໃນເນື່ອງຈາກການໂຕ້ຖຽງ T-port, ສະຖາປັດຕະຍະກໍາໂດຍລວມຍັງສາມາດບັນລຸການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດໂດຍຜ່ານການຕັ້ງຄ່າທີ່ເຫມາະສົມ.
ການວິເຄາະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມຄວາມໄດ້ປຽບຂອງ HMWC-OXC, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.
ຮູບ: ການຂັດຂວາງຄວາມເປັນໄປໄດ້ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງສະຖາປັດຕະຍະກໍາ OXC ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ
ໃນສະຖານະການທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງທີ່ມີ 80 wavelengths/fiber, HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄດ້ 40% ເມື່ອທຽບກັບ Spanke-OXC ແບບດັ້ງເດີມ. ໃນສະຖານະການທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນຕ່ໍາ (ຕົວຢ່າງ: 50 wavelengths/fiber), ຜົນປະໂຫຍດດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍເນື່ອງຈາກການຫຼຸດຜ່ອນຈໍານວນ T-ports ທີ່ຕ້ອງການ (ຕົວຢ່າງ, v(64,2,36,4,64)).
ຜົນປະໂຫຍດທາງດ້ານເສດຖະກິດນີ້ແມ່ນມາຈາກການປະສົມປະສານຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພອດສູງຂອງສະຫຼັບ MEMS ແລະຍຸດທະສາດການຂະຫຍາຍແບບໂມດູນ, ເຊິ່ງບໍ່ພຽງແຕ່ຫລີກລ້ຽງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການທົດແທນ WSS ຂະຫນາດໃຫຍ່, ແຕ່ຍັງຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍການນໍາໃຊ້ໂມດູນ Spanke-OXC ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ. ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂດຍການປັບຈໍານວນໂມດູນຊັ້ນກາງແລະອັດຕາສ່ວນຂອງ T-ports, HMWC-OXC ສາມາດດຸ່ນດ່ຽງການປະຕິບັດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ຍືດຫຍຸ່ນພາຍໃຕ້ຄວາມອາດສາມາດ wavelength ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະການຕັ້ງຄ່າທິດທາງ, ໃຫ້ຜູ້ປະກອບການມີໂອກາດເພີ່ມປະສິດທິພາບຫຼາຍມິຕິລະດັບ.
ການຄົ້ນຄວ້າໃນອະນາຄົດສາມາດຄົ້ນຫາ algorithms ການຈັດສັນ T-port ແບບເຄື່ອນໄຫວຕື່ມອີກເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການນໍາໃຊ້ຊັບພະຍາກອນພາຍໃນ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າໃນຂະບວນການຜະລິດ MEMS, ການເຊື່ອມໂຍງຂອງສະຫວິດທີ່ມີຂະຫນາດທີ່ສູງຂຶ້ນຈະຊ່ວຍເພີ່ມຂະຫນາດຂອງສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້. ສໍາລັບຜູ້ປະຕິບັດການເຄືອຂ່າຍ optical, ສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້ແມ່ນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບສະຖານະການທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວການຈະລາຈອນທີ່ບໍ່ແນ່ນອນ, ສະຫນອງການແກ້ໄຂດ້ານວິຊາການປະຕິບັດສໍາລັບການກໍ່ສ້າງເຄືອຂ່າຍ backbone all-optical ທົນທານແລະສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້.
ເວລາປະກາດ: 21-08-2025