OXC (অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট) হলো ROADM (রিকনফিগারযোগ্য অপটিক্যাল অ্যাড-ড্রপ মাল্টিপ্লেক্সার)-এর একটি উন্নত সংস্করণ।
অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের মূল সুইচিং উপাদান হিসেবে, অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট (OXC)-এর পরিবর্ধনযোগ্যতা এবং ব্যয়-সাশ্রয়ীতা কেবল নেটওয়ার্ক টপোলজির নমনীয়তাই নির্ধারণ করে না, বরং বৃহৎ আকারের অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের নির্মাণ এবং পরিচালনা ও রক্ষণাবেক্ষণ ব্যয়ের উপরও সরাসরি প্রভাব ফেলে। বিভিন্ন ধরনের OXC-এর স্থাপত্য নকশা এবং কার্যকরী বাস্তবায়নের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখা যায়।
নিচের চিত্রটি একটি প্রচলিত সিডিসি-ওএক্সসি (বর্ণহীন, দিকহীন, দ্বন্দ্বহীন অপটিক্যাল ক্রস-কানেক্ট) আর্কিটেকচার তুলে ধরে, যা ওয়েভলেংথ সিলেক্টিভ সুইচ (ডব্লিউএসএস) ব্যবহার করে। লাইন সাইডে, ১ × N এবং N × ১ টি ডব্লিউএসএস ইনগ্রেস/ইগ্রেস মডিউল হিসেবে কাজ করে, অন্যদিকে অ্যাড/ড্রপ সাইডে M × K টি ডব্লিউএসএস ওয়েভলেংথের সংযোজন এবং বিয়োজন পরিচালনা করে। এই মডিউলগুলো ওএক্সসি ব্যাকপ্লেনের মধ্যে অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে পরস্পর সংযুক্ত থাকে।
চিত্র: ঐতিহ্যবাহী সিডিসি-ওএক্সসি স্থাপত্য
ব্যাকপ্লেনকে স্প্যাঙ্ক নেটওয়ার্কে রূপান্তর করার মাধ্যমেও এটি অর্জন করা যায়, যার ফলস্বরূপ আমাদের স্প্যাঙ্ক-ওএক্সসি আর্কিটেকচারটি তৈরি হয়েছে।
চিত্র: স্পাঙ্কে-ওএক্সসি স্থাপত্য
উপরের চিত্রটি দেখায় যে লাইন সাইডে, OXC দুই ধরনের পোর্টের সাথে যুক্ত থাকে: ডাইরেকশনাল পোর্ট এবং ফাইবার পোর্ট। প্রতিটি ডাইরেকশনাল পোর্ট নেটওয়ার্ক টপোলজিতে OXC-এর ভৌগোলিক দিক নির্দেশ করে, অন্যদিকে প্রতিটি ফাইবার পোর্ট ওই পোর্টের মধ্যে থাকা একজোড়া দ্বিমুখী ফাইবারকে প্রতিনিধিত্ব করে। একটি ডাইরেকশনাল পোর্টে একাধিক দ্বিমুখী ফাইবার জোড়া (অর্থাৎ, একাধিক ফাইবার পোর্ট) থাকে।
যদিও স্প্যাঙ্ক-ভিত্তিক OXC একটি সম্পূর্ণ আন্তঃসংযুক্ত ব্যাকপ্লেন ডিজাইনের মাধ্যমে কঠোরভাবে নন-ব্লকিং সুইচিং অর্জন করে, নেটওয়ার্ক ট্র্যাফিক বাড়ার সাথে সাথে এর সীমাবদ্ধতাগুলো ক্রমশ প্রকট হয়ে ওঠে। বাণিজ্যিক ওয়েভলেংথ সিলেক্টিভ সুইচ (WSS)-এর পোর্ট সংখ্যার সীমাবদ্ধতার কারণে (উদাহরণস্বরূপ, বর্তমানে সর্বোচ্চ ১×৪৮ পোর্ট সমর্থিত, যেমন ফিনিসারের ফ্লেক্সগ্রিড টুইন ১×৪৮) OXC-এর আকার বাড়াতে হলে সমস্ত হার্ডওয়্যার প্রতিস্থাপন করতে হয়, যা ব্যয়বহুল এবং বিদ্যমান সরঞ্জামের পুনঃব্যবহারকে বাধা দেয়।
ক্লোস নেটওয়ার্কের উপর ভিত্তি করে একটি উচ্চ-মাত্রিক OXC আর্কিটেকচার থাকা সত্ত্বেও, এটি এখনও ব্যয়বহুল M×N WSS-এর উপর নির্ভর করে, যার ফলে ক্রমবর্ধমান আপগ্রেডের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা কঠিন হয়ে পড়ে।
এই প্রতিবন্ধকতা মোকাবেলায় গবেষকরা একটি অভিনব হাইব্রিড আর্কিটেকচার প্রস্তাব করেছেন: HMWC-OXC (হাইব্রিড MEMS এবং WSS ক্লোজ নেটওয়ার্ক)। মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম (MEMS) এবং WSS-কে একীভূত করার মাধ্যমে এই আর্কিটেকচারটি প্রায়-ননব্লকিং পারফরম্যান্স বজায় রাখে এবং একই সাথে “পে-অ্যাজ-ইউ-গ্রো” সুবিধা সমর্থন করে, যা অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক অপারেটরদের জন্য একটি সাশ্রয়ী আপগ্রেড পথ তৈরি করে।
HMWC-OXC-এর মূল নকশাটি এর ত্রি-স্তরীয় ক্লোস নেটওয়ার্ক কাঠামোর উপর নির্ভর করে।
চিত্র: HMWC নেটওয়ার্ক ভিত্তিক স্পাঙ্কে-ওএক্সসি আর্কিটেকচার
একটি বৃহৎ-ধারণক্ষমতাসম্পন্ন পোর্ট পুল গঠনের জন্য ইনপুট এবং আউটপুট লেয়ারে উচ্চ-মাত্রিক MEMS অপটিক্যাল সুইচ স্থাপন করা হয়, যা বর্তমান প্রযুক্তি দ্বারা সমর্থিত ৫১২×৫১২ স্কেলের হয়ে থাকে। মধ্যবর্তী লেয়ারটি একাধিক ক্ষুদ্রতর স্প্যাঙ্কে-ওএক্সসি মডিউল দ্বারা গঠিত, যা অভ্যন্তরীণ জট কমাতে “টি-পোর্ট”-এর মাধ্যমে পরস্পর সংযুক্ত থাকে।
প্রাথমিক পর্যায়ে, অপারেটররা বিদ্যমান Spanke-OXC (যেমন, ৪×৪ স্কেল)-এর উপর ভিত্তি করে পরিকাঠামো তৈরি করতে পারে। এর জন্য ইনপুট এবং আউটপুট লেয়ারে কেবল MEMS সুইচ (যেমন, ৩২×৩২) স্থাপন করতে হয় এবং মিডল লেয়ারে একটিমাত্র Spanke-OXC মডিউল রাখা হয় (এক্ষেত্রে T-পোর্টের সংখ্যা শূন্য থাকে)। নেটওয়ার্কের ধারণক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা বাড়ার সাথে সাথে, মিডল লেয়ারে পর্যায়ক্রমে নতুন Spanke-OXC মডিউল যুক্ত করা হয় এবং মডিউলগুলোকে সংযুক্ত করার জন্য T-পোর্ট কনফিগার করা হয়।
উদাহরণস্বরূপ, মধ্যবর্তী স্তরের মডিউলের সংখ্যা এক থেকে দুই-এ সম্প্রসারণ করার সময়, টি-পোর্টের সংখ্যা একে সেট করা হয়, যার ফলে মোট মাত্রা চার থেকে ছয়-এ বৃদ্ধি পায়।
চিত্র: HMWC-OXC উদাহরণ
এই প্রক্রিয়াটি M > N × (S − T) প্যারামিটার সীমাবদ্ধতা অনুসরণ করে, যেখানে:
M হলো MEMS পোর্টের সংখ্যা,
N হলো মধ্যবর্তী স্তরের মডিউলের সংখ্যা,
S হলো একটি Spanke-OXC-তে থাকা পোর্টের সংখ্যা, এবং
T হলো পরস্পর সংযুক্ত পোর্টগুলোর সংখ্যা।
এই প্যারামিটারগুলোকে গতিশীলভাবে সমন্বয় করার মাধ্যমে, HMWC-OXC একবারে সমস্ত হার্ডওয়্যার রিসোর্স প্রতিস্থাপন না করেই প্রাথমিক স্কেল থেকে লক্ষ্যমাত্রার মাত্রায় (যেমন, ৬৪×৬৪) ক্রমান্বয়ে সম্প্রসারণকে সমর্থন করতে পারে।
এই আর্কিটেকচারের প্রকৃত কার্যকারিতা যাচাই করার জন্য, গবেষণা দলটি ডায়নামিক অপটিক্যাল পাথ রিকোয়েস্টের উপর ভিত্তি করে সিমুলেশন পরীক্ষা পরিচালনা করেছে।
চিত্র: HMWC নেটওয়ার্কের ব্লকিং পারফরম্যান্স
সিমুলেশনটি একটি আরল্যাং ট্র্যাফিক মডেল ব্যবহার করে, যেখানে ধরে নেওয়া হয় যে সার্ভিস রিকোয়েস্টগুলো পয়সন ডিস্ট্রিবিউশন এবং সার্ভিস হোল্ড টাইমগুলো নেগেটিভ এক্সপোনেনশিয়াল ডিস্ট্রিবিউশন অনুসরণ করে। মোট ট্র্যাফিক লোড ৩১০০ আরল্যাং নির্ধারণ করা হয়েছে। টার্গেট OXC ডাইমেনশন হলো ৬৪×৬৪, এবং ইনপুট ও আউটপুট লেয়ারের MEMS স্কেলও ৬৪×৬৪। মিডল লেয়ারের স্প্যাঙ্ক-OXC মডিউল কনফিগারেশনগুলোর মধ্যে ৩২×৩২ বা ৪৮×৪৮ স্পেসিফিকেশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। সিনারিওর প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে T-পোর্টের সংখ্যা ০ থেকে ১৬ পর্যন্ত হয়ে থাকে।
ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, D = 4 এর দিকনির্দেশক মাত্রার ক্ষেত্রে, HMWC-OXC এর ব্লকিং প্রোবাবিলিটি প্রচলিত Spanke-OXC বেসলাইন (S(64,4)) এর কাছাকাছি থাকে। উদাহরণস্বরূপ, v(64,2,32,0,4) কনফিগারেশন ব্যবহার করলে, মাঝারি লোডে ব্লকিং প্রোবাবিলিটি মাত্র প্রায় 5% বৃদ্ধি পায়। যখন দিকনির্দেশক মাত্রা বেড়ে D = 8 হয়, তখন “ট্রাঙ্ক এফেক্ট” এবং প্রতিটি দিকে ফাইবারের দৈর্ঘ্য কমে যাওয়ার কারণে ব্লকিং প্রোবাবিলিটি বেড়ে যায়। তবে, T-পোর্টের সংখ্যা বাড়িয়ে (উদাহরণস্বরূপ, v(64,2,48,16,8) কনফিগারেশন) এই সমস্যাটি কার্যকরভাবে সমাধান করা যেতে পারে।
উল্লেখ্য যে, যদিও মধ্যবর্তী স্তরের মডিউল যুক্ত করার ফলে টি-পোর্ট দ্বন্দ্বের কারণে অভ্যন্তরীণ প্রতিবন্ধকতা সৃষ্টি হতে পারে, তবুও যথাযথ কনফিগারেশনের মাধ্যমে সামগ্রিক স্থাপত্যটি সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে।
একটি ব্যয় বিশ্লেষণ HMWC-OXC-এর সুবিধাসমূহকে আরও তুলে ধরে, যা নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
চিত্র: বিভিন্ন OXC আর্কিটেকচারের ব্লকিং সম্ভাবনা এবং খরচ
৮০ ওয়েভলেংথ/ফাইবার বিশিষ্ট উচ্চ-ঘনত্বের ক্ষেত্রে, HMWC-OXC (v(64,2,44,12,64)) প্রচলিত Spanke-OXC-এর তুলনায় খরচ ৪০% পর্যন্ত কমাতে পারে। কম-ওয়েভলেংথের ক্ষেত্রে (যেমন, ৫০ ওয়েভলেংথ/ফাইবার), প্রয়োজনীয় T-পোর্টের সংখ্যা কমে যাওয়ার কারণে খরচের সুবিধা আরও বেশি তাৎপর্যপূর্ণ হয় (যেমন, v(64,2,36,4,64))।
এই অর্থনৈতিক সুবিধাটি MEMS সুইচের উচ্চ পোর্ট ঘনত্ব এবং একটি মডিউলার সম্প্রসারণ কৌশলের সমন্বয় থেকে উদ্ভূত হয়, যা কেবল বৃহৎ পরিসরে WSS প্রতিস্থাপনের ব্যয়ই এড়ায় না, বরং বিদ্যমান Spanke-OXC মডিউলগুলো পুনঃব্যবহারের মাধ্যমে অতিরিক্ত খরচও হ্রাস করে। সিমুলেশনের ফলাফল আরও দেখায় যে, মধ্য-স্তরীয় মডিউলের সংখ্যা এবং T-পোর্টের অনুপাত সমন্বয় করার মাধ্যমে, HMWC-OXC বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ক্ষমতা এবং দিকনির্দেশনা কনফিগারেশনের অধীনে কর্মক্ষমতা ও খরচের মধ্যে নমনীয়ভাবে ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে, যা অপারেটরদের বহুমাত্রিক অপ্টিমাইজেশনের সুযোগ প্রদান করে।
ভবিষ্যৎ গবেষণায় অভ্যন্তরীণ সম্পদের সর্বোত্তম ব্যবহার নিশ্চিত করতে ডাইনামিক টি-পোর্ট অ্যালোকেশন অ্যালগরিদম নিয়ে আরও অনুসন্ধান করা যেতে পারে। অধিকন্তু, MEMS উৎপাদন প্রক্রিয়ার অগ্রগতির সাথে সাথে, উচ্চতর মাত্রার সুইচের সংযোজন এই আর্কিটেকচারের প্রসারণযোগ্যতাকে আরও বাড়িয়ে তুলবে। অপটিক্যাল নেটওয়ার্ক অপারেটরদের জন্য, এই আর্কিটেকচারটি অনিশ্চিত ট্র্যাফিক বৃদ্ধির পরিস্থিতিগুলোর জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত, যা একটি স্থিতিস্থাপক এবং প্রসারণযোগ্য অল-অপটিক্যাল ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক তৈরির জন্য একটি বাস্তবসম্মত প্রযুক্তিগত সমাধান প্রদান করে।
পোস্ট করার সময়: ২১-আগস্ট-২০২৫