OXC (অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট) হল ROADM (রিকনফিগারেবল অপটিক্যাল অ্যাড-ড্রপ মাল্টিপ্লেক্সার) এর একটি বিকশিত সংস্করণ।
অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের মূল স্যুইচিং উপাদান হিসেবে, অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট (OXC) এর স্কেলেবিলিটি এবং খরচ-কার্যকারিতা কেবল নেটওয়ার্ক টপোলজির নমনীয়তা নির্ধারণ করে না বরং বৃহৎ-স্কেল অপটিক্যাল নেটওয়ার্কগুলির নির্মাণ, পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচের উপরও সরাসরি প্রভাব ফেলে। বিভিন্ন ধরণের OXC স্থাপত্য নকশা এবং কার্যকরী বাস্তবায়নে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য প্রদর্শন করে।
নিচের চিত্রটি একটি ঐতিহ্যবাহী CDC-OXC (রঙহীন দিকনির্দেশনাহীন কন্টেনশনলেস অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট) আর্কিটেকচারকে চিত্রিত করে, যা তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচনী সুইচ (WSS) ব্যবহার করে। লাইন সাইডে, 1 × N এবং N × 1 WSS গুলি প্রবেশ/প্রস্থান মডিউল হিসাবে কাজ করে, যেখানে অ্যাড/ড্রপ সাইডে M × K WSS গুলি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের যোগ এবং হ্রাস পরিচালনা করে। এই মডিউলগুলি OXC ব্যাকপ্লেনের মধ্যে অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে আন্তঃসংযুক্ত।
চিত্র: ঐতিহ্যবাহী সিডিসি-ওএক্সসি স্থাপত্য
ব্যাকপ্লেনটিকে একটি স্প্যানকে নেটওয়ার্কে রূপান্তর করেও এটি অর্জন করা যেতে পারে, যার ফলে আমাদের স্প্যানকে-ওএক্সসি আর্কিটেকচার তৈরি হবে।
চিত্র: স্প্যানকে-ওএক্সসি স্থাপত্য
উপরের চিত্রটি দেখায় যে লাইনের দিকে, OXC দুটি ধরণের পোর্টের সাথে যুক্ত: দিকনির্দেশক পোর্ট এবং ফাইবার পোর্ট। প্রতিটি দিকনির্দেশক পোর্ট নেটওয়ার্ক টপোলজিতে OXC এর ভৌগোলিক দিকের সাথে মিলে যায়, যখন প্রতিটি ফাইবার পোর্ট দিকনির্দেশক পোর্টের মধ্যে দ্বিমুখী ফাইবারের একটি জোড়া প্রতিনিধিত্ব করে। একটি দিকনির্দেশক পোর্টে একাধিক দ্বিমুখী ফাইবার জোড়া (অর্থাৎ, একাধিক ফাইবার পোর্ট) থাকে।
স্প্যানকে-ভিত্তিক OXC সম্পূর্ণরূপে আন্তঃসংযুক্ত ব্যাকপ্লেন ডিজাইনের মাধ্যমে কঠোরভাবে নন-ব্লকিং সুইচিং অর্জন করলেও, নেটওয়ার্ক ট্র্যাফিক বৃদ্ধির সাথে সাথে এর সীমাবদ্ধতাগুলি ক্রমশ তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে। বাণিজ্যিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচনী সুইচ (WSS) এর পোর্ট গণনা সীমা (উদাহরণস্বরূপ, বর্তমান সর্বাধিক সমর্থিত 1×48 পোর্ট, যেমন Finisar এর FlexGrid Twin 1×48) এর অর্থ হল OXC মাত্রা সম্প্রসারণের জন্য সমস্ত হার্ডওয়্যার প্রতিস্থাপন করতে হবে, যা ব্যয়বহুল এবং বিদ্যমান সরঞ্জামগুলির পুনঃব্যবহার রোধ করে।
এমনকি Clos নেটওয়ার্কের উপর ভিত্তি করে একটি উচ্চ-মাত্রিক OXC আর্কিটেকচার থাকা সত্ত্বেও, এটি এখনও ব্যয়বহুল M×N WSS-এর উপর নির্ভর করে, যার ফলে ক্রমবর্ধমান আপগ্রেড প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা কঠিন হয়ে পড়ে।
এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করার জন্য, গবেষকরা একটি অভিনব হাইব্রিড আর্কিটেকচার প্রস্তাব করেছেন: HMWC-OXC (হাইব্রিড MEMS এবং WSS Clos Network)। মাইক্রোইলেকট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম (MEMS) এবং WSS একীভূত করে, এই আর্কিটেকচারটি "পে-অ্যাজ-ইউ-গ্রো" ক্ষমতাগুলিকে সমর্থন করার সময় প্রায়-অবরুদ্ধ কর্মক্ষমতা বজায় রাখে, যা অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক অপারেটরদের জন্য একটি সাশ্রয়ী আপগ্রেড পথ প্রদান করে।
HMWC-OXC এর মূল নকশাটি এর তিন-স্তরের ক্লোস নেটওয়ার্ক কাঠামোর মধ্যে নিহিত।
চিত্র: HMWC নেটওয়ার্কের উপর ভিত্তি করে স্প্যানকে-OXC স্থাপত্য
উচ্চ-মাত্রিক MEMS অপটিক্যাল সুইচগুলি ইনপুট এবং আউটপুট স্তরগুলিতে স্থাপন করা হয়, যেমন 512×512 স্কেল যা বর্তমানে বর্তমান প্রযুক্তি দ্বারা সমর্থিত, একটি বৃহৎ-ক্ষমতার পোর্ট পুল তৈরি করে। মাঝের স্তরটিতে একাধিক ছোট স্প্যানকে-OXC মডিউল রয়েছে, যা অভ্যন্তরীণ যানজট কমাতে "টি-পোর্ট" এর মাধ্যমে আন্তঃসংযুক্ত।
প্রাথমিক পর্যায়ে, অপারেটররা বিদ্যমান স্প্যানকে-ওএক্সসি (যেমন, ৪×৪ স্কেল) এর উপর ভিত্তি করে অবকাঠামো তৈরি করতে পারে, কেবল ইনপুট এবং আউটপুট স্তরগুলিতে MEMS সুইচ (যেমন, ৩২×৩২) স্থাপন করে, মধ্যম স্তরে একটি একক স্প্যানকে-ওএক্সসি মডিউল ধরে রাখে (এই ক্ষেত্রে, টি-পোর্টের সংখ্যা শূন্য)। নেটওয়ার্ক ক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা বৃদ্ধির সাথে সাথে, নতুন স্প্যানকে-ওএক্সসি মডিউলগুলি ধীরে ধীরে মধ্যম স্তরে যুক্ত করা হয় এবং টি-পোর্টগুলি মডিউলগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য কনফিগার করা হয়।
উদাহরণস্বরূপ, মধ্যম স্তরের মডিউলের সংখ্যা এক থেকে দুই পর্যন্ত সম্প্রসারিত করার সময়, টি-পোর্টের সংখ্যা এক সেট করা হয়, যা মোট মাত্রা চার থেকে ছয় পর্যন্ত বৃদ্ধি করে।
চিত্র: HMWC-OXC উদাহরণ
এই প্রক্রিয়াটি প্যারামিটার সীমাবদ্ধতা M > N × (S − T) অনুসরণ করে, যেখানে:
M হলো MEMS পোর্টের সংখ্যা,
N হল মধ্যবর্তী স্তর মডিউলের সংখ্যা,
S হলো একটি একক স্প্যানকে-OXC-তে পোর্টের সংখ্যা, এবং
T হলো আন্তঃসংযুক্ত পোর্টের সংখ্যা।
এই পরামিতিগুলিকে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করে, HMWC-OXC সমস্ত হার্ডওয়্যার রিসোর্স একবারে প্রতিস্থাপন না করেই প্রাথমিক স্কেল থেকে লক্ষ্য মাত্রায় (যেমন, 64×64) ধীরে ধীরে সম্প্রসারণ সমর্থন করতে পারে।
এই স্থাপত্যের প্রকৃত কর্মক্ষমতা যাচাই করার জন্য, গবেষণা দলটি গতিশীল অপটিক্যাল পাথ অনুরোধের উপর ভিত্তি করে সিমুলেশন পরীক্ষা পরিচালনা করেছে।
চিত্র: HMWC নেটওয়ার্কের ব্লকিং পারফরম্যান্স
সিমুলেশনটি একটি Erlang ট্র্যাফিক মডেল ব্যবহার করে, ধরে নিয়ে যে পরিষেবা অনুরোধগুলি একটি Poisson বিতরণ অনুসরণ করে এবং পরিষেবা হোল্ড সময়গুলি একটি নেতিবাচক সূচকীয় বিতরণ অনুসরণ করে। মোট ট্র্যাফিক লোড 3100 Erlangs এ সেট করা হয়েছে। লক্ষ্য OXC মাত্রা হল 64×64, এবং ইনপুট এবং আউটপুট স্তর MEMS স্কেলও 64×64। মাঝারি স্তর Spanke-OXC মডিউল কনফিগারেশনে 32×32 বা 48×48 স্পেসিফিকেশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। পরিস্থিতির প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে T-পোর্টের সংখ্যা 0 থেকে 16 পর্যন্ত।
ফলাফলগুলি দেখায় যে, D = 4 এর দিকনির্দেশক মাত্রা সহ পরিস্থিতিতে, HMWC-OXC এর ব্লকিং সম্ভাব্যতা ঐতিহ্যবাহী স্প্যানকে-OXC বেসলাইন (S(64,4)) এর কাছাকাছি। উদাহরণস্বরূপ, v(64,2,32,0,4) কনফিগারেশন ব্যবহার করে, মাঝারি লোডের অধীনে ব্লকিং সম্ভাব্যতা প্রায় 5% বৃদ্ধি পায়। যখন দিকনির্দেশক মাত্রা D = 8 এ বৃদ্ধি পায়, তখন "ট্রাঙ্ক প্রভাব" এবং প্রতিটি দিকে ফাইবার দৈর্ঘ্য হ্রাসের কারণে ব্লকিং সম্ভাব্যতা বৃদ্ধি পায়। তবে, টি-পোর্টের সংখ্যা বৃদ্ধি করে (উদাহরণস্বরূপ, v(64,2,48,16,8) কনফিগারেশন) এই সমস্যাটি কার্যকরভাবে উপশম করা যেতে পারে।
উল্লেখযোগ্যভাবে, যদিও মিড-লেয়ার মডিউল যুক্ত করার ফলে টি-পোর্ট বিতর্কের কারণে অভ্যন্তরীণ ব্লকিং হতে পারে, তবুও সামগ্রিক স্থাপত্য যথাযথ কনফিগারেশনের মাধ্যমে অপ্টিমাইজড কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে।
একটি খরচ বিশ্লেষণ HMWC-OXC এর সুবিধাগুলি আরও তুলে ধরে, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
চিত্র: বিভিন্ন OXC স্থাপত্যের ব্লকিং সম্ভাবনা এবং খরচ
৮০ তরঙ্গদৈর্ঘ্য/ফাইবার সহ উচ্চ-ঘনত্বের পরিস্থিতিতে, HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) ঐতিহ্যবাহী স্প্যানকে-OXC এর তুলনায় ৪০% খরচ কমাতে পারে। কম-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিস্থিতিতে (যেমন, ৫০ তরঙ্গদৈর্ঘ্য/ফাইবার), প্রয়োজনীয় টি-পোর্টের সংখ্যা হ্রাসের কারণে খরচের সুবিধা আরও বেশি তাৎপর্যপূর্ণ (যেমন, v(64,2,36,4,64))।
এই অর্থনৈতিক সুবিধাটি MEMS সুইচগুলির উচ্চ পোর্ট ঘনত্ব এবং একটি মডুলার সম্প্রসারণ কৌশলের সংমিশ্রণ থেকে উদ্ভূত, যা কেবল বৃহৎ-স্কেল WSS প্রতিস্থাপনের ব্যয় এড়ায় না বরং বিদ্যমান Spanke-OXC মডিউলগুলি পুনঃব্যবহার করে ক্রমবর্ধমান খরচও হ্রাস করে। সিমুলেশন ফলাফলগুলি আরও দেখায় যে মিড-লেয়ার মডিউলগুলির সংখ্যা এবং টি-পোর্টগুলির অনুপাত সামঞ্জস্য করে, HMWC-OXC বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ক্ষমতা এবং দিকনির্দেশনা কনফিগারেশনের অধীনে নমনীয়ভাবে কর্মক্ষমতা এবং খরচের ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে, যা অপারেটরদের বহুমাত্রিক অপ্টিমাইজেশনের সুযোগ প্রদান করে।
ভবিষ্যতের গবেষণা অভ্যন্তরীণ সম্পদের ব্যবহারকে সর্বোত্তম করার জন্য গতিশীল টি-পোর্ট বরাদ্দকরণ অ্যালগরিদমগুলি আরও অন্বেষণ করতে পারে। তদুপরি, MEMS উৎপাদন প্রক্রিয়ার অগ্রগতির সাথে সাথে, উচ্চ-মাত্রিক সুইচগুলির একীকরণ এই স্থাপত্যের স্কেলেবিলিটি আরও বাড়িয়ে তুলবে। অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক অপারেটরদের জন্য, এই স্থাপত্যটি অনিশ্চিত ট্র্যাফিক বৃদ্ধির পরিস্থিতিতে বিশেষভাবে উপযুক্ত, যা একটি স্থিতিস্থাপক এবং স্কেলেবল অল-অপটিক্যাল ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক তৈরির জন্য একটি ব্যবহারিক প্রযুক্তিগত সমাধান প্রদান করে।
পোস্টের সময়: আগস্ট-২১-২০২৫