'S e dreach leasaichte de ROADM (Ioma-fhillteadair Cuir-Leigidh Optaigeach Ath-chumraichte) a th' ann an OXC (Ceangal-crois optaigeach).
Mar phrìomh eileamaid suidseachaidh lìonraidhean optaigeach, chan e a-mhàin gu bheil sùbailteachd agus èifeachdas cosgais cheanglaichean-croise optaigeach (OXCn) a’ dearbhadh sùbailteachd topologaidhean lìonra ach cuideachd a’ toirt buaidh dhìreach air cosgaisean togail, obrachaidh is cumail suas lìonraidhean optaigeach mòra. Tha diofar sheòrsaichean OXCn a’ nochdadh eadar-dhealachaidhean mòra ann an dealbhadh ailtireil agus cur an gnìomh gnìomhach.
Tha an dealbh gu h-ìosal a’ sealltainn ailtireachd thraidiseanta CDC-OXC (Colorless Directionless Contentless Optical Cross-Connect), a bhios a’ cleachdadh suidsichean roghnach tonn-fhaid (WSSn). Air taobh na loidhne, bidh 1 × N agus N × 1 WSSn nan modalan inntrigidh/fàgail, agus bidh M × K WSSn air an taobh cuir ris/leigeil às a’ riaghladh cur ris agus leigeil às tonn-fhaid. Tha na modalan seo ceangailte ri chèile tro shnàithleanan optaigeach taobh a-staigh cùl-phlèana OXC.
Figear: Ailtireachd Thraidiseanta CDC-OXC
Faodar seo a choileanadh cuideachd le bhith ag atharrachadh a’ phlèana chùil gu lìonra Spanke, agus mar thoradh air sin bidh sinn a’ faighinn ar n-ailtireachd Spanke-OXC.
Figear: Ailtireachd Spanke-OXC
Tha an dealbh gu h-àrd a’ sealltainn, air taobh na loidhne, gu bheil an OXC co-cheangailte ri dà sheòrsa puirt: puirt stiùiridh agus puirt snàithleach. Tha gach port stiùiridh a’ freagairt ri stiùireadh cruinn-eòlasach an OXC ann an topo-eòlas an lìonraidh, agus tha gach port snàithleach a’ riochdachadh paidhir de shnàithleachan dà-stiùiridh taobh a-staigh a’ phuirt stiùiridh. Tha iomadh paidhir snàithleach dà-stiùiridh ann am port stiùiridh (ie, iomadh puirt snàithleach).
Ged a bhios an OXC stèidhichte air Spanke a’ coileanadh suidseadh gun bhacadh gu tur tro dhealbhadh cùil-phlèana làn-cheangailte, bidh na crìochan aige a’ sìor fhàs cudromach mar a bhios trafaic lìonra ag àrdachadh. Tha crìoch cunntadh phuirt suidsichean roghnach tonn-fhaid malairteach (WSSn) (mar eisimpleir, is e 1 × 48 puirt an ìre as àirde a tha air an taic an-dràsta, leithid FlexGrid Twin 1 × 48 aig Finisar) a’ ciallachadh gu bheil leudachadh meud an OXC ag iarraidh a h-uile bathar-cruaidh a chuir na àite, rud a tha cosgail agus a chuireas casg air ath-chleachdadh uidheamachd a th’ ann mar-thà.
Fiù 's le ailtireachd OXC àrd-thaobhach stèidhichte air lìonraidhean Clos, tha e fhathast an urra ri WSSan M×N daor, ga dhèanamh duilich coinneachadh ri riatanasan ùrachaidh mean air mhean.
Gus dèiligeadh ris an dùbhlan seo, tha luchd-rannsachaidh air ailtireachd measgaichte ùr a mholadh: HMWC-OXC (MEMS Measgaichte agus Lìonra Dùinte WSS). Le bhith ag amalachadh shiostaman meanbh-eileagtro-mheacanaigeach (MEMS) agus WSS, bidh an ailtireachd seo a’ cumail suas coileanadh cha mhòr neo-bhacadh fhad ‘s a tha e a’ toirt taic do chomasan “pàigh-mar-a-fhàsas-tu”, a’ toirt seachad slighe ùrachaidh cosg-èifeachdach do luchd-obrachaidh lìonraidhean optigeach.
Tha prìomh dhealbhadh HMWC-OXC na laighe anns an structar lìonra Clos trì-shreathan aige.
Figear: Ailtireachd Spanke-OXC stèidhichte air lìonraidhean HMWC
Tha suidsichean optaigeach MEMS àrd-mheudach air an cleachdadh aig na sreathan cuir-a-steach is toraidh, leithid an sgèile 512 × 512 a tha air a chumail suas leis an teicneòlas làithreach, gus amar puirt mòr-chomasach a chruthachadh. Tha an sreath mheadhanach air a dhèanamh suas de iomadh modal Spanke-OXC nas lugha, eadar-cheangailte tro “phuirt-T” gus dùmhlachd a-staigh a lughdachadh.
Anns a’ chiad ìre, faodaidh luchd-obrachaidh am bun-structar a thogail stèidhichte air Spanke-OXC a tha ann mar-thà (me, sgèile 4 × 4), dìreach a’ cleachdadh suidsichean MEMS (me, 32 × 32) aig na sreathan cuir-a-steach agus toraidh, agus aon mhodal Spanke-OXC a chumail anns an t-sreath mheadhanach (sa chùis seo, tha an àireamh de phuirt-T neoni). Mar a bhios riatanasan comas lìonra ag àrdachadh, thèid modalan Spanke-OXC ùra a chur ris an t-sreath mheadhanach mean air mhean, agus thèid puirt-T a rèiteachadh gus na modalan a cheangal.
Mar eisimpleir, nuair a thèid àireamh nam modalan meadhan-ìre a leudachadh bho aon gu dhà, thèid àireamh nam puirt-T a shuidheachadh gu aon, ag àrdachadh na tomhasan iomlan bho cheithir gu sia.
Figear: Eisimpleir HMWC-OXC
Tha am pròiseas seo a’ leantainn a’ chuingealachaidh paramadair M > N × (S − T), far a bheil:
Is e M an àireamh de phuirt MEMS,
'S e N an àireamh de mhodalan sreath eadar-mheadhanach,
'S e S an àireamh phuirt ann an aon Spanke-OXC, agus
Is e T an àireamh de phuirt eadar-cheangailte.
Le bhith ag atharrachadh nam paramadairean seo gu daineamaigeach, faodaidh HMWC-OXC taic a thoirt do leudachadh mean air mhean bho sgèile tùsail gu tomhas targaid (me, 64 × 64) gun a bhith a’ cur nan goireasan bathar-cruaidh uile nan àite aig an aon àm.
Gus dearbhadh a dhèanamh air fìor choileanadh na h-ailtireachd seo, rinn an sgioba rannsachaidh deuchainnean samhlachaidh stèidhichte air iarrtasan slighe optigeach fiùghantach.
Figear: Coileanadh Bacadh Lìonra HMWC
Bidh an atharrais a’ cleachdadh modail trafaic Erlang, a’ gabhail ris gu bheil iarrtasan seirbheis a’ leantainn sgaoileadh Poisson agus gu bheil amannan cumail seirbheis a’ leantainn sgaoileadh eas-chruthach àicheil. Tha an luchd trafaic iomlan air a shuidheachadh gu 3100 Erlangs. Is e 64 × 64 meud targaid an OXC, agus tha sgèile MEMS an t-sreath cuir-a-steach is toraidh cuideachd 64 × 64. Tha rèiteachaidhean modúl Spanke-OXC an t-sreath mheadhanach a’ toirt a-steach sònrachaidhean 32 × 32 no 48 × 48. Tha an àireamh de phuirt-T eadar 0 agus 16 a rèir riatanasan an t-suidheachaidh.
Tha na toraidhean a’ sealltainn, anns an t-suidheachadh le tomhas treòrachaidh de D = 4, gu bheil coltachd bacadh HMWC-OXC faisg air coltachd bun-loidhne traidiseanta Spanke-OXC (S(64,4)). Mar eisimpleir, a’ cleachdadh an rèiteachadh v(64,2,32,0,4), chan eil coltachd bacadh ag àrdachadh ach mu 5% fo luchd meadhanach. Nuair a dh’àrdaicheas an tomhas treòrachaidh gu D = 8, bidh coltachd bacadh ag àrdachadh air sgàth “buaidh an stoc” agus an lùghdachadh ann am fad an t-snàithleach anns gach stiùireadh. Ach, faodar an duilgheadas seo a lughdachadh gu h-èifeachdach le bhith ag àrdachadh àireamh nam puirt-T (mar eisimpleir, an rèiteachadh v(64,2,48,16,8)).
Gu sònraichte, ged a dh’ fhaodadh cur-ris mhodalan meadhan-fhilleadh bacadh a-staigh adhbhrachadh air sgàth connspaid mu phort-T, faodaidh an ailtireachd iomlan fhathast coileanadh as fheàrr a choileanadh tro rèiteachadh iomchaidh.
Tha mion-sgrùdadh cosgais a’ soilleireachadh buannachdan HMWC-OXC tuilleadh, mar a chithear san fhigear gu h-ìosal.
Figear: Cothrom Bacadh agus Cosgais Ailtireachd OXC Eadar-dhealaichte
Ann an suidheachaidhean dùmhlachd àrd le 80 tonn-fhaid/snàithleach, faodaidh an HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) cosgaisean a lùghdachadh 40% an taca ri Spanke-OXC traidiseanta. Ann an suidheachaidhean tonn-fhaid ìosal (me, 50 tonn-fhaid/snàithleach), tha a’ bhuannachd cosgais eadhon nas cudromaiche air sgàth an àireamh nas lugha de phuirt-T a tha a dhìth (me, v(64,2,36,4,64)).
Tha a’ bhuannachd eaconamach seo a’ tighinn bhon chothlamadh de dhlùths àrd phuirt suidsichean MEMS agus ro-innleachd leudachaidh modúlach, a tha chan ann a-mhàin a’ seachnadh cosgais ath-chur WSS air sgèile mhòr ach cuideachd a’ lughdachadh chosgaisean mean air mhean le bhith ag ath-chleachdadh mhodalan Spanke-OXC a tha ann mar-thà. Tha toraidhean atharrais cuideachd a’ sealltainn, le bhith ag atharrachadh àireamh nam modalan meadhan-fhilleadh agus co-mheas nam puirt-T, gun urrainn dha HMWC-OXC cothromachadh sùbailte a dhèanamh air coileanadh agus cosgais fo dhiofar rèiteachaidhean comas agus stiùiridh tonn-fhaid, a’ toirt cothroman leasachaidh ioma-thaobhach do ghnìomhaichean.
Faodaidh rannsachadh san àm ri teachd tuilleadh rannsachaidh a dhèanamh air algorithmean riarachaidh fiùghantach T-port gus an cleachdadh a-staigh a bharrachadh. A bharrachd air an sin, le adhartasan ann am pròiseasan saothrachaidh MEMS, cuiridh amalachadh suidsichean nas àirde-mheudach ri comas sgèileachaidh an ailtireachd seo. Do luchd-obrachaidh lìonra optigeach, tha an ailtireachd seo gu sònraichte freagarrach airson suidheachaidhean le fàs trafaic mì-chinnteach, a’ toirt seachad fuasgladh teicnigeach practaigeach airson lìonra droma uile-optigeach seasmhach agus sgèileachail a thogail.
Àm puist: 21 Lùnastal 2025