OXC (connexio transversa optica) est versio evoluta ROADM (Multiplexoris Additionis et Depositionis Optici Reconfigurabilis).
Scalabilitas et sumptus-efficientia nexuum opticorum (OXCs), ut elementum commutationis principale retium opticarum, non solum flexibilitatem topologiarum retium determinant, sed etiam directe sumptus constructionis, operationis et sustentationis retium opticorum magnarum magnitudinis afficiunt. Genera varia OXCs differentias significantes in consilio architecturae et implementatione functionali exhibent.
Figura infra architecturam CDC-OXC (Colorless Directionless Contentionless Optical Cross-Connect) traditionalem illustrat, quae commutatores selectivos longitudinis undae (WSS) utitur. In latere lineae, 1 × N et N × 1 WSS ut moduli ingressus/egressus funguntur, dum M × K WSS in latere addendi/desistendi additionem et desistendi longitudinum undarum administrant. Hi moduli per fibras opticas intra planum posteriorem OXC inter se conexi sunt.
Figura: Architectura CDC-OXC Traditionalis
Hoc etiam effici potest convertendo planum posteriorem in retem Spanke, unde architectura nostra Spanke-OXC oritur.
Figura: Architectura Spanke-OXC
Figura supra ostendit, ex parte lineae, OXC cum duobus generibus portuum consociatum esse: portis directionalibus et portis fibrarum. Quaeque portus directionalis directioni geographicae OXC in topologia reti respondet, dum quaeque portus fibrarum par fibrarum bidirectionalium intra portum directionalem repraesentat. Portus directionalis plura paria fibrarum bidirectionalia (id est, plures portus fibrarum) continet.
Quamquam OXC, in Spanke fundatum, commutationem omnino non-obstruentem per designum plani posterioris plene interconnexi efficit, eius limitationes magis magisque significantes fiunt cum frequentia retium crescit. Finisar commutatorum selectivorum longitudinis undae (WSS) commercialium numerus portuum finitus (exempli gratia, numerus maximus portuum nunc sustentatus est 1×48, ut FlexGrid Twin 1×48 Finisar) significat amplificationem dimensionis OXC requirere substitutionem omnium apparatuum, quod sumptuosum est et impedit iterum uti apparatu exsistente.
Etiam cum architectura OXC magnae dimensionis in retibus Clos innixa, adhuc a carissimis M×N WSS nititur, quod requisitis emendationis incrementalis difficile reddit impleri.
Ad hanc difficultatem superandam, investigatores novam architecturam hybridam proposuerunt: HMWC-OXC (Hybrid MEMS and WSS Clos Network). Integrando systemata microelectromechanica (MEMS) et WSS, haec architectura efficaciam fere non obstruentem conservat, dum facultates "solve dum crescis" sustinet, viam emendationis sumptibus efficientem operatoribus retium opticarum praebens.
Nucleus designii HMWC-OXC in structura retiaria Clos trium stratorum iacet.
Figura: Architectura Spanke-OXC in Retibus HMWC Fundata
Commutatores optici MEMS magnae dimensionum in stratis input et output disponuntur, qualis scala 512×512 quam technologia hodierna sustinet, ut piscinam portuum magnae capacitatis forment. Stratum medium constat ex pluribus modulis Spanke-OXC minoribus, per "portus T" inter se connexis, ad congestionem internam minuendam.
In primo gradu, operatores infrastructuram construere possunt innixam Spanke-OXC iam existentibus (e.g., scala 4×4), simpliciter commutatores MEMS (e.g., 32×32) in stratis input et output disponentes, dum unum modulum Spanke-OXC in strato medio retinent (hoc in casu, numerus portuum T nullus est). Cum requisita capacitatis retialis crescunt, novi moduli Spanke-OXC paulatim strato medio adduntur, et portus T configurantur ad modulos connectendos.
Exempli gratia, cum numerus modulorum strati medii ab uno ad duo augetur, numerus portuum T ad unum statuitur, quo fit ut dimensiones totae a quattuor ad sex augeatur.
Figura: Exemplum HMWC-OXC
Hic processus condicionem parametri M > N × (S − T) sequitur, ubi:
M est numerus portuum MEMS,
N est numerus modulorum strati intermedii,
S est numerus portuum in uno Spanke-OXC, et
T est numerus portuum interconnexorum.
His parametris dynamicis adaptandis, HMWC-OXC expansionem gradatim a scala initiali ad dimensionem destinatam (e.g., 64×64) sustinere potest sine omnibus opibus ferramenta simul substituendis.
Ad veram huius architecturae perfunctionem verificandam, turma investigatoria experimenta simulationis in petitionibus viae opticae dynamicae fundata perfecit.
Figura: Impediens Efficaciam Retis HMWC
Simulatio exemplar negotiationis Erlang utitur, assumens petitiones servitii distributionem Poisson sequi et tempora retentionis servitii distributionem exponentialem negativam. Summa onus negotiationis ad 3100 Erlangs statuitur. Dimensio OXC proposita est 64×64, et scala MEMS strati input et output etiam est 64×64. Configurationes moduli Spanke-OXC strati medii specificationes 32×32 vel 48×48 includunt. Numerus portuum T a 0 ad 16 variat, secundum requisita scaenae.
Eventus ostendunt, in condicione cum dimensione directionali D = 4, probabilitatem obstructionis HMWC-OXC prope esse probabilitatem lineae basalis Spanke-OXC traditionalis (S(64,4)). Exempli gratia, utens configuratione v(64,2,32,0,4), probabilitas obstructionis augetur tantum circiter 5% sub onere moderato. Cum dimensio directionalis crescit ad D = 8, probabilitas obstructionis crescit propter "effectum trunci" et decrementum longitudinis fibrae in utraque directione. Attamen, haec difficultas efficaciter mitigari potest augendo numerum portuum T (exempli gratia, configuratione v(64,2,48,16,8)).
Notandum est, quamquam additio modulorum medii strati obstructionem internam propter contentionem portuum T causare potest, architectura tota tamen per configurationem aptam optimam efficacitatem consequi potest.
Analysis sumptuum porro commoda HMWC-OXC illustrat, ut in figura infra demonstratur.
Figura: Probabilitas Obstructionis et Sumptus Architecturarum OXC Diversarum
In condicionibus altae densitatis cum 80 longitudinibus undarum/fibra, HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) sumptus 40% reducere potest comparatus cum Spanke-OXC traditionali. In condicionibus longitudinum undarum humilium (e.g., 50 longitudines undarum/fibra), commodum sumptus etiam maioris momenti est propter numerum imminutum portuum T necessariorum (e.g., v(64,2,36,4,64)).
Hoc commodum oeconomicum ex coniunctione altae densitatis portuum commutatorum MEMS et consilii expansionis modularis oritur, quae non solum sumptum substitutionis WSS magnae scalae vitat, sed etiam sumptus incrementales per re-usum modulorum Spanke-OXC existentium minuit. Resultata simulationis etiam ostendunt, per adaptationem numeri modulorum medii strati et rationis portuum T, HMWC-OXC posse flexibiliter aequilibrare efficaciam et sumptum sub diversis configurationibus capacitatis longitudinis undae et directionis, operatoribus opportunitates optimizationis multidimensionales praebens.
Investigationes futurae algorithmos dynamicos assignationis portuum T ulterius explorare possunt ad usum opum internarum optimizandum. Praeterea, cum progressibus in processibus fabricationis MEMS, integratio commutatorum altioris dimensionalitatis scalabilitatem huius architecturae ulterius augebit. Operatoribus retium opticarum, haec architectura aptissima est ad casus cum incerta incremento negotiationis, solutionem technicam practicam praebens ad construendam retiaculum principale omnino opticum, robustum et scalabile.
Tempus publicationis: XXI Augusti, MMXXXV