Evolisyon Teknolojik Koneksyon Optik Kwaze (OXC)

OXC (koneksyon kwaze optik) se yon vèsyon evolye nan ROADM (Multiplexè Ajoute-Dekonfigirab Optik).

Kòm eleman prensipal komitasyon rezo optik yo, évolutivité ak rentabilité koneksyon optik kwaze (OXC) yo pa sèlman detèmine fleksibilite topoloji rezo yo, men tou, yo gen yon enpak dirèk sou konstriksyon, operasyon ak antretyen rezo optik gwo echèl yo. Diferan kalite OXC yo montre diferans enpòtan nan konsepsyon achitekti ak aplikasyon fonksyonèl.

Figi ki anba a ilistre yon achitekti CDC-OXC tradisyonèl (Colorless Directionless Contentionless Optical Cross-Connect), ki itilize switch selektif longèdonn (WSS). Sou bò liy lan, 1 × N ak N × 1 WSS sèvi kòm modil antre/sòti, pandan ke M × K WSS sou bò ajoute/retire a jere adisyon ak retire longèdonn yo. Modil sa yo konekte atravè fib optik nan backplane OXC la.

Figi: Achitekti CDC-OXC tradisyonèl la

Sa kapab reyalize tou lè w konvèti backplane a an yon rezo Spanke, sa ki bay achitekti Spanke-OXC nou an.

Figi: Achitekti Spanke-OXC

Figi ki anwo a montre ke sou bò liy lan, OXC a asosye avèk de kalite pò: pò direksyonèl ak pò fib. Chak pò direksyonèl koresponn ak direksyon jewografik OXC a nan topoloji rezo a, pandan ke chak pò fib reprezante yon pè fib bidireksyonèl nan pò direksyonèl la. Yon pò direksyonèl gen plizyè pè fib bidireksyonèl (sa vle di, plizyè pò fib).

Malgre ke OXC ki baze sou Spanke a reyalize yon komitasyon ki pa bloke estrikteman atravè yon konsepsyon backplane ki konplètman konekte, limitasyon li yo vin pi plis enpòtan pandan trafik rezo a ap ogmante. Limit kantite pò switch selektif longèdonn komèsyal yo (WSS) (pa egzanp, maksimòm ki sipòte kounye a se 1×48 pò, tankou FlexGrid Twin 1×48 Finisar la) vle di ke elaji dimansyon OXC a mande pou ranplase tout pyès ki nan konpitè a, sa ki koute chè epi ki anpeche reyitilizasyon ekipman ki deja egziste yo.

Menm avèk yon achitekti OXC gwo dimansyon ki baze sou rezo Clos, li toujou depann sou WSS M×N ki chè, sa ki fè li difisil pou satisfè egzijans amelyorasyon ogmante.

Pou adrese defi sa a, chèchè yo te pwopoze yon nouvo achitekti ibrid: HMWC-OXC (Hybrid MEMS and WSS Clos Network). Lè yo entegre sistèm mikwoelektromekanik (MEMS) ak WSS, achitekti sa a kenbe yon pèfòmans prèske san blokaj pandan l ap sipòte kapasite "peye jan w ap grandi", sa ki bay yon chemen amelyorasyon pri-efikas pou operatè rezo optik yo.

Konsepsyon prensipal HMWC-OXC a chita nan estrikti rezo Clos twa kouch li a.

Figi: Achitekti Spanke-OXC ki baze sou rezo HMWC yo

Yo deplwaye switch optik MEMS gwo dimansyon nan kouch antre ak sòti yo, tankou echèl 512×512 ke teknoloji aktyèl la sipòte kounye a, pou fòme yon pisin pò gwo kapasite. Kouch mitan an konsiste de plizyè modil Spanke-OXC ki pi piti, ki konekte youn ak lòt atravè "pò T" pou soulaje konjesyon entèn.

Nan faz inisyal la, operatè yo ka bati enfrastrikti a ki baze sou Spanke-OXC ki deja egziste a (pa egzanp, echèl 4×4), tou senpleman deplwaye switch MEMS (pa egzanp, 32×32) nan kouch antre ak sòti yo, pandan y ap kenbe yon sèl modil Spanke-OXC nan kouch mitan an (nan ka sa a, kantite pò T yo se zewo). Ofiramezi bezwen kapasite rezo a ogmante, nouvo modil Spanke-OXC yo piti piti ajoute nan kouch mitan an, epi pò T yo konfigire pou konekte modil yo.

Pa egzanp, lè yo ogmante kantite modil kouch mitan yo soti nan youn a de, yo fikse kantite pò T yo a youn, sa ki ogmante dimansyon total la soti nan kat a sis.

Figi: Egzanp HMWC-OXC

Pwosesis sa a swiv kontrent paramèt M > N × (S − T), kote:

M se kantite pò MEMS yo,
N se kantite modil kouch entèmedyè yo,
S se kantite pò ki genyen nan yon sèl Spanke-OXC, epi
T se kantite pò ki konekte youn ak lòt.

Lè l ajiste paramèt sa yo dinamikman, HMWC-OXC ka sipòte ekspansyon gradyèl soti nan yon echèl inisyal rive nan yon dimansyon sib (pa egzanp, 64 × 64) san ranplase tout resous pyès ki nan konpitè yo an menm tan.

Pou verifye pèfòmans reyèl achitekti sa a, ekip rechèch la te fè eksperyans simulation ki baze sou demann chemen optik dinamik.

Figi: Pèfòmans Blokaj Rezo HMWC a

Similasyon an itilize yon modèl trafik Erlang, li sipoze demann sèvis yo swiv yon distribisyon Poisson epi tan kenbe sèvis yo swiv yon distribisyon eksponansyèl negatif. Chaj trafik total la fikse a 3100 Erlang. Dimansyon OXC sib la se 64×64, epi echèl MEMS kouch antre ak sòti a se tou 64×64. Konfigirasyon modil Spanke-OXC kouch mitan an gen ladan espesifikasyon 32×32 oswa 48×48. Kantite pò T yo varye ant 0 a 16 selon egzijans senaryo a.

Rezilta yo montre ke, nan senaryo a ak yon dimansyon direksyonèl D = 4, pwobabilite blokaj HMWC-OXC a pre pwobabilite blokaj tradisyonèl Spanke-OXC a (S(64,4)). Pa egzanp, lè w ap itilize konfigirasyon v(64,2,32,0,4) la, pwobabilite blokaj la ogmante sèlman apeprè 5% anba chaj modere. Lè dimansyon direksyonèl la ogmante rive nan D = 8, pwobabilite blokaj la ogmante akòz "efè trunk" la ak diminisyon nan longè fib la nan chak direksyon. Sepandan, pwoblèm sa a ka efektivman rezoud lè w ogmante kantite pò T yo (pa egzanp, konfigirasyon v(64,2,48,16,8) la).

Remakab, byenke adisyon modil kouch mitan yo ka lakòz blokaj entèn akòz kontestasyon pò T, achitekti jeneral la ka toujou reyalize pèfòmans optimize atravè konfigirasyon apwopriye.

Yon analiz pri plis mete aksan sou avantaj HMWC-OXC yo, jan yo montre nan figi ki anba a.

Figi: Pwobabilite Blokaj ak Pri Diferan Achitekti OXC yo

Nan senaryo ki gen gwo dansite ak 80 longèdonn/fib, HMWC-OXC a (v(64,2,44,12,64)) ka diminye depans yo pa 40% konpare ak Spanke-OXC tradisyonèl la. Nan senaryo ki gen ti longèdonn (pa egzanp, 50 longèdonn/fib), avantaj pri a pi enpòtan toujou akòz kantite pò T ki nesesè ki redwi (pa egzanp, v(64,2,36,4,64)).

Benefis ekonomik sa a soti nan konbinezon gwo dansite pò switch MEMS yo ak yon estrateji ekspansyon modilè, ki pa sèlman evite depans pou ranplasman WSS sou gwo echèl, men tou li diminye depans ogmantasyon yo lè yo reyitilize modil Spanke-OXC ki deja egziste yo. Rezilta similasyon yo montre tou ke lè yo ajiste kantite modil kouch mitan yo ak rapò pò T yo, HMWC-OXC ka balanse pèfòmans ak pri avèk fleksibilite anba diferan konfigirasyon kapasite ak direksyon longèdonn, sa ki bay operatè yo opòtinite optimize miltidimansyonèl.

Rechèch nan lavni ka eksplore plis algoritm alokasyon pò T dinamik pou optimize itilizasyon resous entèn yo. Anplis de sa, avèk pwogrè nan pwosesis fabrikasyon MEMS yo, entegrasyon switch ki gen pi gwo dimansyon yo pral amelyore plis toujou évolutivité achitekti sa a. Pou operatè rezo optik yo, achitekti sa a patikilyèman apwopriye pou senaryo ak kwasans trafik ensèten, li bay yon solisyon teknik pratik pou konstwi yon rezo zo rèldo tout optik ki rezistan ak évolutif.