آپٽيڪل ڪراس ڪنيڪٽ (OXC) جو ٽيڪنالاجيڪل ارتقا

او ايڪس سي (آپٽيڪل ڪراس ڪنيڪٽ) آر او اي ڊي ايم (ري ڪنفيگريبل آپٽيڪل ايڊ-ڊراپ ملٽي پلڪسر) جو هڪ ترقي يافته نسخو آهي.

آپٽيڪل نيٽ ورڪن جي بنيادي سوئچنگ عنصر جي حيثيت سان، آپٽيڪل ڪراس ڪنيڪٽس (OXCs) جي اسڪيليبلٽي ۽ قيمت جي اثرائتي نه رڳو نيٽ ورڪ ٽوپولاجيز جي لچڪ کي طئي ڪري ٿي پر وڏي پيماني تي آپٽيڪل نيٽ ورڪن جي تعمير ۽ آپريشن ۽ سار سنڀال جي خرچن تي پڻ سڌو سنئون اثر انداز ٿئي ٿي. مختلف قسمن جا OXCs آرڪيٽيڪچرل ڊيزائن ۽ فنڪشنل عملدرآمد ۾ اهم فرق ڏيکارين ٿا.

هيٺ ڏنل شڪل هڪ روايتي CDC-OXC (رنگين هدايتن کان سواءِ ڪنٽينشن کان سواءِ آپٽيڪل ڪراس ڪنيڪٽ) آرڪيٽيڪچر کي ظاهر ڪري ٿي، جيڪا طول موج جي چونڊ سوئچز (WSSs) استعمال ڪري ٿي. لائن جي پاسي تي، 1 × N ۽ N × 1 WSSs داخلا/خارج ٿيندڙ ماڊلز طور ڪم ڪن ٿا، جڏهن ته اضافو/ڇڏڻ واري پاسي تي M × K WSSs طول موج جي اضافي ۽ گهٽتائي کي منظم ڪن ٿا. اهي ماڊل OXC بيڪ پلين اندر آپٽيڪل فائبر ذريعي هڪٻئي سان ڳنڍيل آهن.

شڪل: روايتي سي ڊي سي-او ايڪس سي آرڪيٽيڪچر

اهو پڻ بيڪ پلين کي اسپينڪ نيٽ ورڪ ۾ تبديل ڪندي حاصل ڪري سگهجي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ اسان جو اسپينڪ-او ايڪس سي آرڪيٽيڪچر پيدا ٿيندو.

شڪل: اسپينڪ-او ايڪس سي آرڪيٽيڪچر

مٿي ڏنل شڪل ڏيکاري ٿي ته لائن جي پاسي تي، OXC ٻن قسمن جي بندرگاهن سان لاڳاپيل آهي: هدايتي بندرگاهن ۽ فائبر بندرگاهن. هر هدايتي بندرگاهه نيٽ ورڪ ٽوپولوجي ۾ OXC جي جاگرافيائي هدايت سان مطابقت رکي ٿو، جڏهن ته هر فائبر پورٽ هدايتي بندرگاهن اندر ٻه طرفي فائبرن جي هڪ جوڙي جي نمائندگي ڪري ٿو. هڪ هدايتي بندرگاهه ۾ ڪيترائي ٻه طرفي فائبر جوڙا (يعني، ڪيترائي فائبر بندرگاهن) شامل آهن.

جڏهن ته اسپينڪ تي ٻڌل OXC مڪمل طور تي هڪٻئي سان ڳنڍيل بيڪ پلين ڊيزائن ذريعي سختي سان غير بلاڪنگ سوئچنگ حاصل ڪري ٿو، ان جون حدون نيٽ ورڪ ٽرئفڪ جي واڌ سان گڏ اهم ٿي وينديون آهن. ڪمرشل ويولينٿ سليڪٽيو سوئچز (WSSs) جي پورٽ ڳڻپ جي حد (مثال طور، موجوده وڌ ۾ وڌ سپورٽ ٿيل 1×48 پورٽ آهي، جهڙوڪ Finisar جو FlexGrid Twin 1×48) جو مطلب آهي ته OXC طول و عرض کي وڌائڻ لاءِ سڀني هارڊويئر کي تبديل ڪرڻ جي ضرورت آهي، جيڪو مهانگو آهي ۽ موجوده سامان جي ٻيهر استعمال کي روڪي ٿو.

جيتوڻيڪ Clos نيٽ ورڪن تي ٻڌل هڪ اعليٰ طول و عرض واري OXC آرڪيٽيڪچر سان، اهو اڃا تائين مهانگي M×N WSSs تي ڀاڙي ٿو، جنهن جي ڪري وڌندڙ اپ گريڊ گهرجن کي پورو ڪرڻ ڏکيو ٿي پيو آهي.

هن چئلينج کي منهن ڏيڻ لاءِ، محققن هڪ ناول هائبرڊ آرڪيٽيڪچر تجويز ڪيو آهي: HMWC-OXC (هائبرڊ MEMS ۽ WSS Clos نيٽ ورڪ). مائڪرو اليڪٽروميڪينيڪل سسٽم (MEMS) ۽ WSS کي ضم ڪرڻ سان، هي آرڪيٽيڪچر "ايج-يو-گرو" صلاحيتن کي سپورٽ ڪندي، تقريبن غير بلاڪنگ ڪارڪردگي کي برقرار رکي ٿو، آپٽيڪل نيٽ ورڪ آپريٽرز لاءِ هڪ قيمتي-مؤثر اپ گريڊ رستو فراهم ڪري ٿو.

HMWC-OXC جو بنيادي ڊزائن ان جي ٽن پرتن واري Clos نيٽ ورڪ جي جوڙجڪ ۾ آهي.

شڪل: HMWC نيٽ ورڪن تي ٻڌل اسپنڪ-اوڪس سي آرڪيٽيڪچر

هاءِ ڊائمينشنل ايم اي ايم ايس آپٽيڪل سوئچز ان پٽ ۽ آئوٽ پُٽ ليئرز تي لڳايا ويا آهن، جيئن ته 512×512 اسڪيل جيڪو هن وقت موجوده ٽيڪنالاجي جي مدد سان آهي، هڪ وڏي گنجائش وارو پورٽ پول ٺاهڻ لاءِ. وچين پرت ۾ ڪيترائي ننڍا اسپنڪ-اوڪس سي ماڊلز شامل آهن، جيڪي اندروني ڪنجيشن کي گهٽائڻ لاءِ "ٽي-پورٽس" ذريعي هڪٻئي سان ڳنڍيل آهن.

شروعاتي مرحلي ۾، آپريٽر موجوده Spanke-OXC (مثال طور، 4×4 اسڪيل) جي بنياد تي انفراسٽرڪچر ٺاهي سگهن ٿا، صرف ان پٽ ۽ آئوٽ پُٽ پرتن تي MEMS سوئچز (مثال طور، 32×32) کي ترتيب ڏئي سگهن ٿا، جڏهن ته وچين پرت ۾ هڪ واحد Spanke-OXC ماڊيول برقرار رکي سگهن ٿا (هن صورت ۾، ٽي-پورٽس جو تعداد صفر آهي). جيئن نيٽ ورڪ جي گنجائش جون گهرجون وڌنديون آهن، نوان Spanke-OXC ماڊيول بتدريج وچين پرت ۾ شامل ڪيا ويندا آهن، ۽ ٽي-پورٽس کي ماڊلز کي ڳنڍڻ لاءِ ترتيب ڏنو ويندو آهي.

مثال طور، جڏهن وچين پرت جي ماڊلز جي تعداد کي هڪ کان ٻن تائين وڌايو وڃي ٿو، ته ٽي-پورٽس جو تعداد هڪ تي مقرر ڪيو ويندو آهي، جنهن سان ڪل طول و عرض چار کان ڇهه تائين وڌي ويندو آهي.

شڪل: HMWC-OXC مثال

هي عمل پيرا ميٽر جي پابندي M > N × (S − T) جي پيروي ڪري ٿو، جتي:

M MEMS بندرگاهن جو تعداد آهي،
N وچولي پرت ماڊلز جو تعداد آهي،
S هڪ واحد Spanke-OXC ۾ بندرگاهن جو تعداد آهي، ۽
T هڪ ٻئي سان ڳنڍيل بندرگاهن جو تعداد آهي.

انهن پيرا ميٽرز کي متحرڪ طور تي ترتيب ڏيڻ سان، HMWC-OXC هڪ ابتدائي پيماني کان هڪ ٽارگيٽ طول و عرض (مثال طور، 64×64) تائين بتدريج واڌ جي مدد ڪري سگهي ٿو بغير سڀني هارڊويئر وسيلن کي هڪ ڀيرو تبديل ڪرڻ جي.

هن فن تعمير جي حقيقي ڪارڪردگي جي تصديق ڪرڻ لاءِ، ريسرچ ٽيم متحرڪ آپٽيڪل رستي جي درخواستن جي بنياد تي سموليشن تجربا ڪيا.

شڪل: HMWC نيٽ ورڪ جي بلاڪنگ ڪارڪردگي

سموليشن هڪ ارلانگ ٽرئفڪ ماڊل استعمال ڪري ٿو، فرض ڪري ٿو ته سروس درخواستون پوئسن ورڇ جي پيروي ڪن ٿيون ۽ سروس هولڊ ٽائيم هڪ منفي ايڪسپونشنل ورڇ جي پيروي ڪن ٿا. ڪل ٽرئفڪ لوڊ 3100 ارلانگ تي مقرر ڪيو ويو آهي. ٽارگيٽ OXC طول و عرض 64×64 آهي، ۽ ان پٽ ۽ آئوٽ پٽ پرت MEMS اسڪيل پڻ 64×64 آهي. وچين پرت Spanke-OXC ماڊل ترتيبن ۾ 32×32 يا 48×48 وضاحتون شامل آهن. ٽي-پورٽس جو تعداد منظرنامي جي گهرجن جي لحاظ کان 0 کان 16 تائين آهي.

نتيجا ڏيکارين ٿا ته، D = 4 جي هدايتي طول و عرض سان منظرنامي ۾، HMWC-OXC جي بلاڪنگ امڪان روايتي Spanke-OXC بيس لائين (S(64,4)) جي ويجهو آهي. مثال طور، v(64,2,32,0,4) ترتيب استعمال ڪندي، بلاڪنگ امڪان صرف وچولي لوڊ هيٺ تقريبن 5٪ وڌي ٿو. جڏهن هدايتي طول و عرض D = 8 تائين وڌي ٿو، بلاڪنگ امڪان "ٽرنڪ اثر" ۽ هر طرف فائبر جي ڊيگهه ۾ گهٽتائي جي ڪري وڌي ٿو. جڏهن ته، هن مسئلي کي مؤثر طريقي سان ٽي-پورٽس جي تعداد کي وڌائڻ سان گهٽائي سگهجي ٿو (مثال طور، v(64,2,48,16,8) ترتيب).

خاص طور تي، جيتوڻيڪ وچين پرت جي ماڊلز جو اضافو ٽي-پورٽ تڪرار جي ڪري اندروني بلاڪنگ جو سبب بڻجي سگهي ٿو، مجموعي فن تعمير اڃا تائين مناسب ترتيب ذريعي بهتر ڪارڪردگي حاصل ڪري سگهي ٿو.

قيمت جو تجزيو HMWC-OXC جي فائدن کي وڌيڪ اجاگر ڪري ٿو، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.

شڪل: مختلف OXC آرڪيٽيڪچرز جي بلاڪنگ امڪان ۽ قيمت

80 طول موج/فائبر سان گڏ اعليٰ کثافت واري منظرنامي ۾، HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) روايتي اسپنڪ-OXC جي مقابلي ۾ 40٪ خرچ گھٽائي سگھي ٿو. گھٽ طول موج واري منظرنامي ۾ (مثال طور، 50 طول موج/فائبر)، گهربل ٽي-پورٽس جي گھٽ تعداد جي ڪري قيمت جو فائدو اڃا به وڌيڪ اهم آهي (مثال طور، v(64,2,36,4,64)).

هي معاشي فائدو MEMS سوئچز جي اعليٰ پورٽ کثافت ۽ هڪ ماڊيولر توسيع جي حڪمت عملي جي ميلاپ مان پيدا ٿئي ٿو، جيڪو نه رڳو وڏي پيماني تي WSS متبادل جي خرچ کان بچي ٿو پر موجوده Spanke-OXC ماڊلز کي ٻيهر استعمال ڪندي وڌندڙ خرچن کي به گھٽائي ٿو. سموليشن جا نتيجا اهو پڻ ڏيکارين ٿا ته وچين پرت جي ماڊلز جي تعداد ۽ ٽي-پورٽس جي تناسب کي ترتيب ڏيڻ سان، HMWC-OXC مختلف طول موج جي گنجائش ۽ هدايت جي ترتيبن جي تحت ڪارڪردگي ۽ قيمت کي لچڪدار طور تي متوازن ڪري سگهي ٿو، آپريٽرز کي گھڻ-جہتي اصلاح جا موقعا فراهم ڪري ٿو.

مستقبل جي تحقيق اندروني وسيلن جي استعمال کي بهتر بڻائڻ لاءِ متحرڪ ٽي-پورٽ مختص الگورتھم کي وڌيڪ ڳولي سگهي ٿي. ان کان علاوه، MEMS پيداوار جي عملن ۾ ترقي سان، اعليٰ-جہتي سوئچز جو انضمام هن فن تعمير جي اسڪيليبلٽي کي وڌيڪ وڌائيندو. آپٽيڪل نيٽ ورڪ آپريٽرز لاءِ، هي فن تعمير خاص طور تي غير يقيني ٽرئفڪ جي واڌ سان گڏ منظرنامي لاءِ موزون آهي، هڪ لچڪدار ۽ اسڪيلبل آل-آپٽيڪل بيڪ بون نيٽ ورڪ ٺاهڻ لاءِ هڪ عملي ٽيڪنيڪل حل فراهم ڪري ٿو.