OXC (optical cross-connect) သည် ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) ၏ တိုးတက်ပြောင်းလဲလာသော ဗားရှင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
optical network များ၏ core switching element အနေဖြင့် optical cross-connects (OXCs) များ၏ scalability နှင့် cost-efficiency သည် network topology များ၏ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှုကို ဆုံးဖြတ်ပေးရုံသာမက ကြီးမားသော optical network များ၏ တည်ဆောက်မှု၊ လည်ပတ်မှုနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု ကုန်ကျစရိတ်များကိုလည်း တိုက်ရိုက်အကျိုးသက်ရောက်စေပါသည်။ OXC အမျိုးအစား အမျိုးမျိုးသည် ဗိသုကာဒီဇိုင်းနှင့် လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ အကောင်အထည်ဖော်မှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားချက်များကို ပြသသည်။
အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် ရိုးရာ CDC-OXC (Colorless Directionless Contentionless Optical Cross-Connect) ဗိသုကာကို ပုံဖော်ထားပြီး၊ ၎င်းသည် wavelength selective switches (WSSs) များကို အသုံးပြုသည်။ လိုင်းဘက်တွင်၊ 1 × N နှင့် N × 1 WSS များသည် ingress/egress module များအဖြစ် ဆောင်ရွက်ပြီး add/drop ဘက်ရှိ M × K WSS များသည် wavelength များ၏ addition နှင့် drop ကို စီမံခန့်ခွဲသည်။ ဤ module များကို OXC backplane အတွင်းရှိ optical fiber များမှတစ်ဆင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။
ပုံ: ရိုးရာ CDC-OXC ဗိသုကာ
၎င်းကို backplane ကို Spanke network သို့ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့်လည်း ပြုလုပ်နိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် ကျွန်ုပ်တို့၏ Spanke-OXC ဗိသုကာကို ရရှိစေပါသည်။
ပုံ: Spanke-OXC ဗိသုကာ
အထက်ပါပုံက လိုင်းဘက်ခြမ်းမှာ OXC ဟာ port အမျိုးအစားနှစ်မျိုးနဲ့ ဆက်စပ်နေတာကို ပြသထားပါတယ်- directional port တွေနဲ့ fiber port တွေပါ။ directional port တစ်ခုစီဟာ network topology မှာ OXC ရဲ့ geographic direction နဲ့ ကိုက်ညီပြီး fiber port တစ်ခုစီဟာ directional port အတွင်းရှိ bidirectional fiber တစ်စုံကို ကိုယ်စားပြုပါတယ်။ directional port တစ်ခုမှာ bidirectional fiber pair များစွာ (ဆိုလိုသည်မှာ fiber port များစွာ) ပါရှိပါတယ်။
Spanke-based OXC သည် အပြည့်အဝချိတ်ဆက်ထားသော backplane ဒီဇိုင်းမှတစ်ဆင့် ပိတ်ဆို့ခြင်းမရှိသော switching ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သော်လည်း၊ ကွန်ရက်အသွားအလာ မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ ၎င်း၏ကန့်သတ်ချက်များသည် ပိုမိုသိသာထင်ရှားလာပါသည်။ စီးပွားဖြစ် wavelength selective switches (WSSs) များ၏ port count limit (ဥပမာ၊ လက်ရှိအများဆုံးထောက်ပံ့ထားသော port များမှာ Finisar's FlexGrid Twin 1×48 ကဲ့သို့ 1×48 port များဖြစ်သည်) OXC dimension ကိုချဲ့ထွင်ရန် hardware အားလုံးကို အစားထိုးရန် လိုအပ်ပြီး ၎င်းသည် စျေးကြီးပြီး ရှိပြီးသား equipment များကို ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်းကို တားဆီးပေးပါသည်။
Clos ကွန်ရက်များကို အခြေခံသည့် မြင့်မားသော OXC ဗိသုကာဖြင့်ပင်၊ ၎င်းသည် စျေးကြီးသော M×N WSS များကို မှီခိုနေရဆဲဖြစ်သောကြောင့် incremental upgrade လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် ခက်ခဲစေသည်။
ဤစိန်ခေါ်မှုကို ဖြေရှင်းရန်အတွက် သုတေသီများသည် ထူးခြားသော hybrid architecture တစ်ခုကို အဆိုပြုခဲ့ကြသည်- HMWC-OXC (Hybrid MEMS နှင့် WSS Clos Network)။ microelectromechanical systems (MEMS) နှင့် WSS တို့ကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ဤ architecture သည် “ကြီးထွားလာသည်နှင့်အမျှ ငွေပေးချေခြင်း” စွမ်းရည်များကို ပံ့ပိုးပေးနေစဉ်တွင် near-nonblocking စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားပြီး optical network operator များအတွက် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော အဆင့်မြှင့်တင်မှုလမ်းကြောင်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
HMWC-OXC ၏ အဓိကဒီဇိုင်းသည် ၎င်း၏ အလွှာသုံးလွှာပါ Clos ကွန်ရက်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် တည်ရှိသည်။
ပုံ- HMWC ကွန်ရက်များအပေါ် အခြေခံထားသော Spanke-OXC ဗိသုကာ
လက်ရှိနည်းပညာဖြင့် ပံ့ပိုးပေးထားသော 512×512 စကေးကဲ့သို့သော input နှင့် output အလွှာများတွင် မြင့်မားသော ရှုထောင့် MEMS optical switch များကို ကြီးမားသော capacity port pool တစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် ဖြန့်ကျက်ထားသည်။ အလယ်အလွှာတွင် အတွင်းပိုင်းပိတ်ဆို့မှုကို လျှော့ချရန် “T-ports” များမှတစ်ဆင့် ချိတ်ဆက်ထားသော Spanke-OXC မော်ဂျူးငယ်များစွာ ပါဝင်သည်။
ကနဦးအဆင့်တွင် အော်ပရေတာများသည် ရှိပြီးသား Spanke-OXC (ဥပမာ 4×4 စကေး) ကို အခြေခံ၍ အခြေခံအဆောက်အအုံကို တည်ဆောက်နိုင်ပြီး၊ အဝင်နှင့် အထွက်အလွှာများတွင် MEMS ခလုတ်များ (ဥပမာ 32×32) ကို ရိုးရှင်းစွာ ဖြန့်ကျက်နိုင်ပြီး အလယ်အလွှာတွင် Spanke-OXC မော်ဂျူးတစ်ခုတည်းကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည် (ဤကိစ္စတွင် T-port အရေအတွက်မှာ သုညဖြစ်သည်)။ ကွန်ရက်စွမ်းရည်လိုအပ်ချက်များ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ Spanke-OXC မော်ဂျူးအသစ်များကို အလယ်အလွှာသို့ တဖြည်းဖြည်းထည့်သွင်းပြီး မော်ဂျူးများကို ချိတ်ဆက်ရန် T-port များကို ပြင်ဆင်သတ်မှတ်သည်။
ဥပမာအားဖြင့်၊ အလယ်အလွှာ မော်ဂျူးအရေအတွက်ကို တစ်ခုမှ နှစ်ခုသို့ တိုးချဲ့သောအခါ၊ T-port အရေအတွက်ကို တစ်ခုသို့ သတ်မှတ်ထားပြီး စုစုပေါင်းအတိုင်းအတာကို လေးမှ ခြောက်အထိ တိုးစေသည်။
ပုံ- HMWC-OXC ဥပမာ
ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် parameter constraint M > N × (S − T) ကို လိုက်နာသည်၊ ဤတွင်-
M သည် MEMS port အရေအတွက်ဖြစ်သည်။
N သည် အလယ်အလတ်အလွှာ မော်ဂျူးများ၏ အရေအတွက်ဖြစ်ပြီး၊
S သည် Spanke-OXC တစ်ခုတည်းရှိ port အရေအတွက်ဖြစ်ပြီး၊
T သည် ချိတ်ဆက်ထားသော port အရေအတွက်ဖြစ်သည်။
ဤ parameters များကို dynamically ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် HMWC-OXC သည် hardware resources အားလုံးကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း အစားထိုးခြင်းမရှိဘဲ ကနဦး scale မှ target dimension (ဥပမာ 64×64) သို့ တဖြည်းဖြည်းတိုးချဲ့မှုကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်သည်။
ဤဗိသုကာ၏ တကယ့်စွမ်းဆောင်ရည်ကို အတည်ပြုရန်အတွက် သုတေသနအဖွဲ့သည် dynamic optical path requests များအပေါ်အခြေခံ၍ simulation experiments များကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။
ပုံ- HMWC ကွန်ရက်၏ ပိတ်ဆို့ခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်
ဝန်ဆောင်မှုတောင်းဆိုမှုများသည် Poisson ဖြန့်ဖြူးမှုနောက်သို့ လိုက်ပြီး ဝန်ဆောင်မှုထိန်းသိမ်းချိန်များသည် အနုတ်လက္ခဏာ exponential ဖြန့်ဖြူးမှုနောက်သို့ လိုက်သည်ဟု ယူဆကာ ဤ simulation သည် Erlang traffic model ကို အသုံးပြုသည်။ စုစုပေါင်း traffic load ကို 3100 Erlangs ဟု သတ်မှတ်ထားသည်။ target OXC dimension သည် 64×64 ဖြစ်ပြီး input နှင့် output layer MEMS scale သည်လည်း 64×64 ဖြစ်သည်။ အလယ်အလွှာ Spanke-OXC module configuration များတွင် 32×32 သို့မဟုတ် 48×48 specifications များ ပါဝင်သည်။ T-port အရေအတွက်သည် scenario လိုအပ်ချက်များပေါ် မူတည်၍ 0 မှ 16 အထိ ရှိသည်။
ရလဒ်များအရ D = 4 ၏ ဦးတည်ချက်အတိုင်းအတာရှိသော အခြေအနေတွင် HMWC-OXC ၏ ပိတ်ဆို့ခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေသည် ရိုးရာ Spanke-OXC အခြေခံ (S(64,4)) နှင့် နီးစပ်ကြောင်း ပြသထားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ v(64,2,32,0,4) ဖွဲ့စည်းမှုကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ပိတ်ဆို့ခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေသည် အလယ်အလတ်ဝန်အောက်တွင် ၅% ခန့်သာတိုးလာသည်။ ဦးတည်ချက်အတိုင်းအတာသည် D = 8 သို့တိုးလာသောအခါ၊ “trunk effect” နှင့် ဦးတည်ချက်တစ်ခုစီတွင် fiber အရှည်လျော့ကျခြင်းကြောင့် ပိတ်ဆို့ခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေတိုးလာသည်။ သို့သော်၊ ဤပြဿနာကို T-port အရေအတွက်တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် (ဥပမာ၊ v(64,2,48,16,8) ဖွဲ့စည်းမှု) ထိရောက်စွာလျှော့ချနိုင်သည်။
မှတ်သားစရာမှာ အလယ်အလတ်အလွှာ မော်ဂျူးများ ထည့်သွင်းခြင်းသည် T-port ယှဉ်ပြိုင်မှုကြောင့် အတွင်းပိုင်းပိတ်ဆို့ခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သော်လည်း၊ အလုံးစုံဗိသုကာလက်ရာသည် သင့်လျော်သော ဖွဲ့စည်းမှုမှတစ်ဆင့် အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိနိုင်ဆဲဖြစ်သည်။
အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း HMWC-OXC ၏ အားသာချက်များကို ကုန်ကျစရိတ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုက ထပ်မံမီးမောင်းထိုးပြသည်။
ပုံ: OXC ဗိသုကာပုံစံအမျိုးမျိုး၏ ပိတ်ဆို့ခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေနှင့် ကုန်ကျစရိတ်
လှိုင်းအလျား ၈၀/ဖိုက်ဘာပါသော မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆအခြေအနေများတွင် HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) သည် ရိုးရာ Spanke-OXC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကုန်ကျစရိတ် ၄၀% လျှော့ချနိုင်သည်။ လှိုင်းအလျားနည်းသော အခြေအနေများတွင် (ဥပမာ- လှိုင်းအလျား ၅၀/ဖိုက်ဘာ)၊ လိုအပ်သော T-port အရေအတွက် လျော့နည်းသွားခြင်းကြောင့် (ဥပမာ- v(64,2,36,4,64)) ကုန်ကျစရိတ်အားသာချက်သည် ပို၍ပင်သိသာထင်ရှားသည်။
ဤစီးပွားရေးအကျိုးကျေးဇူးသည် MEMS switches များ၏ မြင့်မားသော port density နှင့် modular expansion strategy ပေါင်းစပ်မှုမှ ပေါက်ဖွားလာခြင်းဖြစ်ပြီး၊ ကြီးမားသော WSS အစားထိုးမှုကုန်ကျစရိတ်ကို ရှောင်ရှားရုံသာမက ရှိပြီးသား Spanke-OXC modules များကို ပြန်လည်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် တိုးပွားလာသောကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချပေးပါသည်။ Simulation ရလဒ်များက mid-layer modules အရေအတွက်နှင့် T-ports အချိုးကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် HMWC-OXC သည် မတူညီသော wavelength capacity နှင့် direction configurations များအောက်တွင် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ် ဟန်ချက်ညီစေနိုင်ပြီး operator များအား multi-dimensional optimization အခွင့်အလမ်းများ ပေးစွမ်းကြောင်း ပြသထားသည်။
အနာဂတ်သုတေသနပြုချက်သည် အတွင်းပိုင်းအရင်းအမြစ်အသုံးချမှုကို အကောင်းဆုံးဖြစ်စေရန် dynamic T-port allocation algorithms များကို ထပ်မံစူးစမ်းလေ့လာနိုင်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ MEMS ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် တိုးတက်မှုများနှင့်အတူ၊ higher-dimensional switches များပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ဤဗိသုကာ၏ scalability ကို ပိုမိုမြှင့်တင်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ optical network operator များအတွက်၊ ဤဗိသုကာသည် traffic တိုးတက်မှုမသေချာသော အခြေအနေများအတွက် အထူးသင့်လျော်ပြီး ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာပြီး တိုးချဲ့နိုင်သော all-optical backbone network တစ်ခုတည်ဆောက်ရန်အတွက် လက်တွေ့ကျသော နည်းပညာဆိုင်ရာဖြေရှင်းချက်ကို ပေးစွမ်းပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ သြဂုတ်လ ၂၁ ရက်