ئوپتىكىلىق كرېست ئۇلىنىشنىڭ (OXC) تېخنىكىلىق تەرەققىياتى

OXC (ئوپتىكىلىق كېسىشمە ئۇلىنىش) ROADM (قايتا تەڭشىگىلى بولىدىغان ئوپتىكىلىق قوشۇش-تاشلاش كۆپ ئىقتىدارلىق ئۈسكۈنىسى) نىڭ تەرەققىي قىلغان نۇسخىسى.

ئوپتىكىلىق تورلارنىڭ يادرولۇق ئالماشتۇرۇش ئېلېمېنتى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ئوپتىكىلىق كېسىشمە ئۇلىنىش (OXC) نىڭ كۆلەملىشىشچانلىقى ۋە تەننەرخىنىڭ ئۈنۈملۈكلۈكى تور توپولوگىيەسىنىڭ ئەۋرىشىمچانلىقىنى بەلگىلەپلا قالماي، يەنە چوڭ تىپتىكى ئوپتىكىلىق تورلارنىڭ قۇرۇلۇشى، ئىشلىتىش ۋە ئاسراش تەننەرخىگىمۇ بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ھەر خىل OXC لار ئارخىتېكتۇرا لايىھىسى ۋە فۇنكسىيە ئىجراسىدا زور پەرقلەرنى كۆرسىتىدۇ.

تۆۋەندىكى رەسىمدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقى تاللاش ئالماشتۇرغۇچلىرى (WSS) ئىشلىتىلگەن ئەنئەنىۋى CDC-OXC (رەڭسىز يۆنىلىشسىز، تالاشسىز ئوپتىكىلىق كېسىشمە ئۇلىنىش) قۇرۇلمىسى كۆرسىتىلگەن. سىزىق تەرىپىدە، 1 × N ۋە N × 1 WSS كىرىش/چىقىش مودۇلى سۈپىتىدە خىزمەت قىلىدۇ، قوشۇش/چۈشۈرۈش تەرىپىدىكى M × K WSS بولسا دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى قوشۇش ۋە چۈشۈرۈشنى باشقۇرىدۇ. بۇ مودۇللار OXC ئارقا يۈزىدىكى ئوپتىكىلىق تالا ئارقىلىق ئۆزئارا باغلىنىدۇ.

رەسىم: ئەنئەنىۋى CDC-OXC ئارخىتېكتۇرىسى

بۇنى يەنە ئارقا تاختىنى Spanke تورىغا ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە Spanke-OXC ئارخىتېكتۇرىسى ھاسىل بولىدۇ.

رەسىم: Spanke-OXC ئارخىتېكتۇرىسى

يۇقىرىدىكى رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، لىنىيە تەرىپىدە، OXC ئىككى خىل ئېغىز بىلەن مۇناسىۋەتلىك: يۆنىلىش ئېغىزلىرى ۋە تالا ئېغىزلىرى. ھەر بىر يۆنىلىش ئېغىز تور توپولوگىيەسىدىكى OXC نىڭ جۇغراپىيىلىك يۆنىلىشىگە ماس كېلىدۇ، ھەر بىر تالا ئېغىزى يۆنىلىش ئېغىز ئىچىدىكى بىر جۈپ قوش يۆنىلىشلىك تالانى ئىپادىلەيدۇ. يۆنىلىش ئېغىز كۆپ خىل قوش يۆنىلىشلىك تالا جۈپلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ (يەنى كۆپ تالا ئېغىزلىرى).

Spanke ئاساسلىق OXC تولۇق ئۆزئارا باغلىنىشلىق ئارقا تاختا لايىھەسى ئارقىلىق قاتتىق توسۇشسىز ئالماشتۇرۇشنى ئەمەلگە ئاشۇرغان بولسىمۇ، تور ئېقىمى ئېشىپ كەتكەنسىرى ئۇنىڭ چەكلىمىلىرى بارغانسېرى مۇھىملىشىپ بارىدۇ. سودا دولقۇن ئۇزۇنلۇقى تاللاش ئالماشتۇرۇشلىرىنىڭ (WSS) پورت سانى چەكلىمىسى (مەسىلەن، ھازىر قوللايدىغان ئەڭ چوڭ پورت 1×48، مەسىلەن Finisar نىڭ FlexGrid Twin 1×48) OXC ئۆلچىمىنى كېڭەيتىش ئۈچۈن بارلىق ئۈسكۈنىلەرنى ئالماشتۇرۇش كېرەكلىكىنى، بۇنىڭ قىممەت ئىكەنلىكىنى ۋە مەۋجۇت ئۈسكۈنىلەرنى قايتا ئىشلىتىشنىڭ ئالدىنى ئالىدىغانلىقىنى بىلدۈرىدۇ.

Clos تورىغا ئاساسلانغان يۇقىرى ئۆلچەملىك OXC ئارخىتېكتۇرىسى بولسىمۇ، ئۇ يەنىلا قىممەت باھالىق M×N WSS لارغا تايىنىدۇ، بۇ بولسا تەدرىجىي يېڭىلاش تەلىپىنى قاندۇرۇشنى قىيىنلاشتۇرىدۇ.

بۇ قىيىنچىلىقنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار يېڭى بىر خىل ئارىلاشما قۇرۇلمىنى ئوتتۇرىغا قويدى: HMWC-OXC (ئارىلاشما MEMS ۋە WSS Clos تورى). مىكرو ئېلېكترومېخانىكىلىق سىستېمىلار (MEMS) ۋە WSS نى بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق، بۇ قۇرۇلما دېگۈدەك توسۇشسىز ئىقتىدارنى ساقلاپ، «ئۆسۈشىڭىزگە ئەگىشىپ ھەق تۆلەش» ئىقتىدارىنى قوللايدۇ، ئوپتىكىلىق تور مەشغۇلاتچىلىرىغا ئۈنۈملۈك يېڭىلاش يولى بىلەن تەمىنلەيدۇ.

HMWC-OXC نىڭ ئاساسلىق لايىھىسى ئۇنىڭ ئۈچ قەۋەتلىك Clos تور قۇرۇلمىسىدا.

رەسىم: HMWC تورىغا ئاساسلانغان Spanke-OXC قۇرۇلمىسى

يۇقىرى ئۆلچەملىك MEMS ئوپتىكىلىق ئالماشتۇرغۇچلار كىرىش ۋە چىقىش قەۋەتلىرىگە، مەسىلەن، ھازىرقى تېخنىكا قوللاۋاتقان 512×512 ئۆلچەمگە ئورۇنلاشتۇرۇلغان بولۇپ، چوڭ سىغىملىق پورت كۆلچىكىنى شەكىللەندۈرىدۇ. ئوتتۇرا قەۋەت ئىچكى قىستاڭچىلىقنى پەسەيتىش ئۈچۈن «T-پورت» ئارقىلىق ئۆزئارا باغلىنىدىغان كۆپ كىچىك Spanke-OXC مودۇللىرىدىن تەركىب تاپقان.

دەسلەپكى باسقۇچتا، مەشغۇلاتچىلار مەۋجۇت Spanke-OXC (مەسىلەن، 4×4 كۆلەم) ئاساسىدا ئۇل ئەسلىھەلەرنى قۇرالايدۇ، پەقەت كىرىش ۋە چىقىش قەۋەتلىرىگە MEMS ئالماشتۇرغۇچلىرىنى (مەسىلەن، 32×32) ئورۇنلاشتۇرالايدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ئوتتۇرا قەۋەتتە بىرلا Spanke-OXC مودۇلىنى ساقلاپ قالىدۇ (بۇ ئەھۋالدا، T-پورت سانى نۆلگە تەڭ). تور سىغىمى تەلىپى ئاشقانسېرى، ئوتتۇرا قەۋەتكە يېڭى Spanke-OXC مودۇللىرى ئاستا-ئاستا قوشۇلىدۇ، ھەمدە T-پورتلار مودۇللارنى تۇتاشتۇرۇش ئۈچۈن سەپلىنىدۇ.

مەسىلەن، ئوتتۇرا قەۋەت مودۇللىرىنىڭ سانىنى بىردىن ئىككىگە كېڭەيتكەندە، T-پورتلىرىنىڭ سانى بىرلىكتە تەڭشىلىنىدۇ، بۇنىڭ بىلەن ئومۇمىي ئۆلچەم تۆتتىن ئالتىغا كۆپەيتىلىدۇ.

رەسىم: HMWC-OXC مىسالى

بۇ جەريان M > N × (S − T) پارامېتىر چەكلىمىسىگە ئەگىشىدۇ، بۇ يەردە:

M MEMS پورتلىرىنىڭ سانى،
N ئارىلىق قەۋەت مودۇللىرىنىڭ سانى،
S بىر Spanke-OXC دىكى پورتلارنىڭ سانى، ۋە
T ئۆزئارا باغلىنىشلىق پورتلارنىڭ سانى.

بۇ پارامېتىرلارنى دىنامىك تەڭشەش ئارقىلىق، HMWC-OXC بارلىق قاتتىق دېتال بايلىقلىرىنى بىراقلا ئالماشتۇرماي تۇرۇپ، دەسلەپكى كۆلەمدىن نىشان ئۆلچىمىگىچە (مەسىلەن، 64×64) تەدرىجىي كېڭەيتىشنى قوللىيالايدۇ.

بۇ ئارخىتېكتۇرىنىڭ ئەمەلىي ئىقتىدارىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن، تەتقىقات گۇرۇپپىسى دىنامىك ئوپتىكىلىق يول تەلىپىگە ئاساسەن سىمۇلياتسىيە تەجرىبىلىرىنى ئېلىپ باردى.

رەسىم: HMWC تورىنىڭ ئىقتىدارىنى توسۇش

بۇ سىمۇلياتسىيە Erlang قاتناش مودېلىنى ئىشلىتىدۇ، بۇنىڭدا مۇلازىمەت تەلەپلىرى Poisson تەقسىماتىغا ئەگىشىدۇ، مۇلازىمەت ساقلاش ۋاقتى بولسا مەنپىي ئېكسپونېنسىيەلىك تەقسىماتقا ئەگىشىدۇ دەپ پەرەز قىلىنىدۇ. ئومۇمىي قاتناش يۈكى 3100 Erlangs قىلىپ تەڭشەلدى. نىشان OXC ئۆلچىمى 64×64، كىرگۈزۈش ۋە چىقىرىش قەۋىتى MEMS كۆلىمىمۇ 64×64. ئوتتۇرا قەۋەت Spanke-OXC مودۇل سەپلىمىسى 32×32 ياكى 48×48 ئۆلچەملەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. T-پورت سانى سىنارىيە تەلىپىگە ئاساسەن 0 دىن 16 گىچە بولىدۇ.

نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، يۆنىلىش ئۆلچىمى D = 4 بولغان ئەھۋالدا، HMWC-OXC نىڭ توسۇش ئېھتىماللىقى ئەنئەنىۋى Spanke-OXC ئاساسىي سىزىقىنىڭكىگە يېقىن (S(64,4)). مەسىلەن، v(64,2,32,0,4) سەپلىمىسىنى ئىشلەتكەندە، ئوتتۇراھال يۈك ئاستىدا توسۇش ئېھتىماللىقى پەقەت تەخمىنەن %5 ئاشىدۇ. يۆنىلىش ئۆلچىمى D = 8 گە يەتكەندە، «ماگنال ئېففېكتى» ۋە ھەر بىر يۆنىلىشتىكى تالا ئۇزۇنلۇقىنىڭ ئازىيىشى سەۋەبىدىن توسۇش ئېھتىماللىقى ئاشىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ مەسىلىنى T-پورت سانىنى كۆپەيتىش ئارقىلىق ئۈنۈملۈك ھەل قىلغىلى بولىدۇ (مەسىلەن، v(64,2,48,16,8) سەپلىمىسى).

دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، ئوتتۇرا قەۋەت مودۇللىرىنى قوشۇش T-پورت مەسىلىسى سەۋەبىدىن ئىچكى توسۇلۇشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن بولسىمۇ، ئومۇمىي قۇرۇلما مۇۋاپىق سەپلىمە ئارقىلىق يەنىلا ئەلالاشتۇرۇلغان ئىقتىدارغا ئېرىشەلەيدۇ.

تۆۋەندىكى رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، تەننەرخ ئانالىزى HMWC-OXC نىڭ ئەۋزەللىكلىرىنى تېخىمۇ گەۋدىلەندۈرىدۇ.

رەسىم: ھەر خىل OXC ئارخىتېكتۇرىلىرىنىڭ توسۇش ئېھتىماللىقى ۋە تەننەرخى

80 دولقۇن ئۇزۇنلۇقى/تال بىلەن يۇقىرى زىچلىقتىكى ئەھۋاللاردا، HMWC-OXC (v(64،2،44،12،64)) ئەنئەنىۋى Spanke-OXC غا سېلىشتۇرغاندا چىقىمنى %40 تۆۋەنلىتىدۇ. تۆۋەن دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى ئەھۋاللاردا (مەسىلەن، 50 دولقۇن ئۇزۇنلۇقى/تال)، تەلەپ قىلىنىدىغان T-پورت سانىنىڭ ئازىيىشى سەۋەبىدىن (مەسىلەن، v(64،2،36،4،64)) چىقىم ئەۋزەللىكى تېخىمۇ مۇھىم.

بۇ ئىقتىسادىي پايدىغا MEMS ئالماشتۇرغۇچلىرىنىڭ يۇقىرى پورت زىچلىقى ۋە مودۇللۇق كېڭەيتىش ئىستراتېگىيىسىنىڭ بىرىكمىسى ئېرىشىدۇ، بۇ پەقەت چوڭ كۆلەملىك WSS ئالماشتۇرۇش چىقىمىدىن ساقلىنىپلا قالماي، يەنە مەۋجۇت Spanke-OXC مودۇللىرىنى قايتا ئىشلىتىش ئارقىلىق قوشۇمچە چىقىملارنى ئازايتىدۇ. سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى يەنە ئوتتۇرا قەۋەت مودۇللىرىنىڭ سانى ۋە T-پورت نىسبىتىنى تەڭشەش ئارقىلىق، HMWC-OXC نىڭ ئوخشىمىغان دولقۇن ئۇزۇنلۇقى سىغىمى ۋە يۆنىلىش سەپلىمىسى ئاستىدا ئىقتىدار ۋە چىقىمنى ماسلاشتۇرالايدىغانلىقىنى، مەشغۇلاتچىلارغا كۆپ ئۆلچەملىك ئەلالاشتۇرۇش پۇرسىتى يارىتىپ بېرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

كەلگۈسىدىكى تەتقىقاتلار ئىچكى بايلىقلاردىن پايدىلىنىشنى ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن دىنامىك T-پورت تەقسىملەش ئالگورىزىملىرىنى تېخىمۇ چوڭقۇر تەتقىق قىلالايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، MEMS ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىنىڭ تەرەققىياتىغا ئەگىشىپ، يۇقىرى ئۆلچەملىك ئالماشتۇرغۇچلارنى بىرلەشتۈرۈش بۇ ئارخىتېكتۇرانىڭ كۆلەملەشتۈرۈشچانلىقىنى تېخىمۇ ئاشۇرىدۇ. ئوپتىكىلىق تور مەشغۇلاتچىلىرى ئۈچۈن، بۇ ئارخىتېكتۇرا بولۇپمۇ قاتناش مىقدارىنىڭ ئېشىشى ئېنىق بولمىغان ئەھۋاللارغا ماس كېلىدۇ، بۇ چىداملىق ۋە كۆلەملەشتۈرگىلى بولىدىغان تولۇق ئوپتىكىلىق ئاساسىي تور قۇرۇش ئۈچۈن ئەمەلىي تېخنىكىلىق ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ.