المخزن المؤقت البصري

في مجال الاتصالات ، يُعد المخزن الضوئي جهازًا قادرًا على تخزين الضوء مؤقتًا. وكما هو الحال في المخزن العادي ، فهو وسيط تخزين يُتيح تعويض الفرق الزمني في وقوع الأحداث.

وبشكل أكثر تحديداً، يعمل المخزن المؤقت البصري على تخزين البيانات التي تم إرسالها بصرياً (أي على شكل ضوء)، دون تحويلها إلى المجال الكهربائي. ^{[ 1 ]}

تتكون شبكات الحاسوب اليوم من وصلات ألياف ضوئية ، مترابطة عبر عقد كهربائية. ويتم نقل البيانات في العمود الفقري للشبكة على شكل ضوء، عادةً من مصابيح LED أو ليزر . وتتيح تقنيات DWDM معدلات نقل بيانات تتجاوز 1 تيرابت /ثانية. مع ذلك، عند العقد، يجب تحويل هذا الضوء إلى المجال الإلكتروني، لتوجيه جميع البيانات إلى وجهاتها المختلفة. ونظرًا للزيادة السريعة في سعات القنوات، أصبحت سعة التحويل هي عنق الزجاجة في النظام. وتركز الأبحاث حاليًا على تقنيات التحويل الضوئي ، التي تتضمن تحويلات أقل أو معدومة من المجال الضوئي إلى المجال الإلكتروني. إلا أن التخزين المؤقت يظل مشكلة مهمة.

عندما تصل حزمتان أو أكثر من حزم البيانات إلى عقدة الشبكة في الوقت نفسه وتتنافسان على المخرج نفسه، يحدث حجب خارجي. تُعتبر جميع الحزم، باستثناء واحدة، زائدة عن الحاجة، ويجب التعامل معها. إلى جانب الخيار الواضح المتمثل في إسقاط جميع الحزم الزائدة، تُقدم المراجع الأكاديمية عادةً ثلاثة حلول: التخزين المؤقت، وتوجيه الانحراف، أو تحويل الطول الموجي. يستخدم التخزين المؤقت البصري خطوط تأخير الألياف الضوئية لتأخير الضوء، ويُعتبر الأكثر فعالية، ولكنه يأتي بتكلفة إضافية تتمثل في خطوط تأخير الألياف الضوئية.

بما أن الضوء لا يمكن تجميده، فإن المخزن المؤقت البصري يُصنع من ألياف بصرية، وعادةً ما يكون أكبر بكثير من شريحة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ذات سعة مماثلة. يمكن أن تعمل ليف بصري واحد كمخزن مؤقت، ولكن عادةً ما تُستخدم مجموعة من أكثر من ليف. ومن الخيارات المتاحة، على سبيل المثال، اختيار طول محدد.${\displaystyle D}$بالنسبة لأصغر ليف، ثم دع الليف الثاني والثالث... يكون لهما أطوال${\displaystyle 2\cdot D,3\cdot D,\ldots }$ومن الأمثلة النموذجية الأخرى استخدام حلقة واحدة، حيث تدور البيانات عددًا متغيرًا من المرات.

تُجرى حاليًا أبحاثٌ حول المخازن الضوئية في مجالين منفصلين. الأول هو دراسة التطبيق التقني لهذا المخزن، ومحاولة تقليص حجمه باستخدام أجهزة الضوء البطيء . أما الثاني فهو تحسين الأداء العام باستخدام الأساليب العشوائية . (يمكن الاطلاع على مزيد من التفاصيل حول هذا النهج الأخير، على سبيل المثال، على الصفحة الرئيسية للمؤلف ).