La multiplazione a divisione di lunghezza d’onda grossa (CWDM) e la multiplazione a divisione di lunghezza d’onda densa (DWDM) sono le due tecnologie principali sviluppate sulla base della multiplazione a divisione di lunghezza d’onda (WDM), ma con modelli di lunghezza d’onda e applicazioni diverse.
CWDM e DWDM sono entrambi metodi efficaci per risolvere le crescenti esigenze di capacità di banda e massimizzare l’utilizzo delle risorse in fibra esistenti e nuove, ma le due tecnologie differiscono tra loro per molti aspetti.
Per capire al meglio come decidere quale di queste due tecnologie WDM può essere l’opzione migliore quando si pianifica una rete, è essenziale avere una comprensione di base di come funziona ogni tecnologia e quali sono le differenze.
CWDM
Un sistema CWDM supporta comunemente otto lunghezze d’onda per fibra ed è progettato per comunicazioni a corto raggio, utilizzando frequenze ad ampio raggio con lunghezze d’onda distanziate.
Siccome il CWDM si basa su una spaziatura dei canali di 20-nm da 1470 a 1610 nm, è tipicamente distribuito su fibre fino a 80 km o meno, perché gli amplificatori ottici non possono essere usati con canali a grande spaziatura. Questa ampia spaziatura dei canali permette l’uso di ottiche di prezzo moderato. Tuttavia, la capacità dei collegamenti così come la distanza supportata sono inferiori con il CWDM rispetto al DWDM.
Generalmente, il CWDM è usato per applicazioni a basso costo, bassa capacità (sub-10G) e a breve distanza dove il costo è un fattore importante.
Di recente, i prezzi dei componenti CWDM e DWDM sono diventati ragionevolmente comparabili. Le lunghezze d’onda CWDM sono attualmente in grado di trasportare fino a 10 Gigabit Ethernet e 16G Fiber Channel, ed è abbastanza improbabile che questa capacità aumenti ulteriormente in futuro.
DWDM
Nei sistemi DWDM, il numero di canali multiplexati è molto più denso del CWDM perché DWDM usa una spaziatura più stretta delle lunghezze d’onda per inserire più canali in una singola fibra.
Invece della spaziatura dei canali di 20 nm utilizzata nel CWDM (equivalente a circa 15 milioni di GHz), i sistemi DWDM utilizzano una varietà di canali specificati con spaziatura da 12,5 GHz a 200 GHz nella banda C e talvolta nella banda L.
I sistemi DWDM di oggi supportano in genere 96 canali spaziati a 0,8 nm l’uno dall’altro nello spettro della banda C da 1550 nm. Grazie a questo, i sistemi DWDM possono trasmettere un’enorme quantità di dati attraverso un singolo collegamento in fibra, poiché consentono di impacchettare molte più lunghezze d’onda sulla stessa fibra.
DWDM è ottimale per le comunicazioni a lunga distanza fino a 120 km e oltre grazie alla sua capacità di sfruttare gli amplificatori ottici, che possono amplificare in modo economico l’intero spettro di 1550 nm o di banda C comunemente usato nelle applicazioni DWDM. Questo supera le lunghe distanze di attenuazione o di distanza e quando viene potenziato da amplificatori in fibra drogata all’erbio (EDFA), i sistemi DWDM hanno la capacità di trasportare elevate quantità di dati su lunghe distanze fino a centinaia o migliaia di chilometri.
In aggiunta alla capacità di supportare un maggior numero di lunghezze d’onda rispetto al CWDM, le piattaforme DWDM sono anche in grado di gestire protocolli a velocità più elevate, poiché la maggior parte dei fornitori di apparecchiature di trasporto ottico oggi supporta comunemente 100G o 200G per lunghezza d’onda, mentre le tecnologie emergenti stanno permettendo 400G e oltre.
Spettro di lunghezza d’onda DWDM vs CWDM
CWDM ha una spaziatura di canale più ampia di DWDM – la differenza nominale di frequenza o lunghezza d’onda tra due canali ottici adiacenti.
- I sistemi CWDM trasportano tipicamente otto lunghezze d’onda con una spaziatura di canale di 20 nm nella griglia dello spettro da 1470 nm a 1610 nm.
- I sistemi DWDM, d’altra parte, possono trasportare 40, 80, 96 o fino a 160 lunghezze d’onda utilizzando una spaziatura molto più stretta 0,8/0,4 nm (griglia 100 GHz/50 GHz). Le lunghezze d’onda DWDM sono tipicamente da 1525 nm a 1565 nm (banda C), con alcuni sistemi in grado di utilizzare anche lunghezze d’onda da 1570 nm a 1610 nm (banda L).
CWDM o DWDM: quale dovresti usare?
CWDM è una tecnologia flessibile che può essere implementata per espandere la capacità di una rete in fibra. È un’opzione tecnologica compatta e conveniente quando l’efficienza spettrale o la necessità di coprire lunghe distanze inferiori a 80 km non sono requisiti importanti.
Le soluzioni CWDM, che tipicamente utilizzano componenti hardware passivi, sono comunemente distribuite in topologia punto-punto nelle reti aziendali e nelle reti di accesso delle telecomunicazioni.
Per queste ragioni, CWDM è tipicamente più adatta per applicazioni a corto raggio che non richiedono servizi superiori a 10 Gb e in luoghi dove non sono necessari molti canali.
D’altra parte, la tecnologia DWDM è la soluzione ideale per le reti che richiedono velocità più elevate, una maggiore capacità di canali o per applicazioni che richiedono la capacità di utilizzare amplificatori per trasmettere dati su distanze molto più lunghe.
Anche se l’hardware e l’elettronica utilizzati nei sistemi DWDM non sono economici, sono considerevolmente più convenienti rispetto all’installazione di nuove fibre.
Quando la necessità di capacità cresce e i tassi di servizio aumentano a 10G/40G/100G e 200G, gli alti costi ricorrenti delle linee affittate per fornire la connettività per queste velocità di dati più elevate non sono scalabili per le organizzazioni rispetto all’implementazione e alla gestione della propria rete ottica DWDM.
A causa di questo, c’è una crescente domanda di aumentare la capacità della rete utilizzando applicazioni di rete ottica DWDM per massimizzare la connettività in fibra tra i siti. Le organizzazioni stanno sempre più sfruttando questa tecnologia come soluzione scalabile on-demand per tenere il passo con le loro crescenti richieste di larghezza di banda.
Tipicamente, i sistemi DWDM utilizzano componenti hardware attivi e sono spesso distribuiti come piattaforme hardware integrate come i ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer), che forniscono capacità operative avanzate e consentono la creazione di reti ottiche complesse e scalabili.
A causa della sua capacità di gestire così tanti dati, DWDM è utilizzato da organizzazioni che abbracciano molti settori come parte integrante delle loro reti in fibra a lungo raggio, core- o area metropolitana oggi.
Le tecnologie DWDM sono utilizzate anche per interconnettere i data center, come le piattaforme ODCI (Optical Data Center Interconnect) che forniscono collegamenti a banda ultra larga (400G e oltre) utilizzando hardware a basso costo per bit ottimizzato per l’ambiente dei data center.
Sistemi attivi e passivi: Qual è la differenza?
Entrambe le soluzioni di trasporto ottico CWDM e DWDM sono disponibili come sistemi attivi o passivi.
In una soluzione di trasporto ottico passivo (o non alimentato), un transceiver CWDM o DWDM risiede direttamente all’interno di un dispositivo, come uno switch dati o un router.
Un tipico esempio di questo sarebbe uno switch IP che ha un’ottica SFP canalizzabile che è sintonizzata su una specifica lunghezza d’onda CWDM o DWDM. L’uscita dal ricetrasmettitore SFP canalizzato si collega a un corrispondente multiplexer passivo che combina e ridistribuisce, o multiplexa e demultiplexa, i vari segnali di lunghezza d’onda.
Come il ricetrasmettitore SFP canalizzato CWDM o DWDM inseribile risiede nello switch o router di dati, significa che la funzionalità xWDM è intrinsecamente incorporata nel rispettivo dispositivo.
Le soluzioni di trasporto ottico attivo hanno componenti alimentati a corrente alternata o continua e sono sistemi autonomi separati dai dispositivi che vi si collegano, come gli switch e i router di dati.
Un compito primario di un sistema di trasporto ottico autonomo è quello di prendere un segnale di uscita a corto raggio ed estendere la portata del segnale, convertendolo anche in una lunghezza d’onda CWDM o DWDM canalizzata.
Un tipico esempio di questo sarebbe uno switch IP che ha una porta 10Gb popolata con un’ottica ‘grigia’ 1310 SFP+, dove l’interfaccia dalla porta 1310 SFP+ sullo switch IP è poi collegata in modo incrociato tramite un jumper in fibra alla porta di interfaccia client di una scheda Transponder all’interno di un sistema di trasporto ottico attivo.
Un transponder è un componente che riceve un segnale ottico in entrata e poi lo converte in una lunghezza d’onda xWDM canalizzata.
Il sistema di trasporto ottico attivo prende poi i segnali xWDM convertiti, li combina e li trasmette con l’aiuto di alcuni componenti aggiuntivi, tra cui multiplexer passivi, e amplificatori se necessario, per applicazioni a lungo raggio. A causa della separazione della funzionalità di trasporto xWDM dal dispositivo endpoint, come uno switch o un router di dati, i sistemi di trasporto ottico attivo tendono anche ad essere più complessi delle soluzioni passive.
Conclusione
Il networking ottico gioca un ruolo chiave nelle reti multistrato di oggi e viene utilizzato per estendere la portata delle tradizionali ottiche collegabili, interconnettere i data center e collegare i siti all’interno di un campus o di un parco commerciale attraverso regioni metropolitane, tra città o per connettività nazionale a lungo raggio.
Come risultato, organizzazioni del settore pubblico, servizi pubblici, fornitori di assistenza sanitaria, istituzioni finanziarie, imprese aziendali e operatori di data center stanno considerando il trasporto ottico come la soluzione di scelta per le loro reti mission-critical.
CWDM e DWDM – i due tipi di multiplazione a divisione di lunghezza d’onda – sono entrambi metodi efficaci per risolvere le crescenti esigenze di capacità della larghezza di banda; ma sono progettati per affrontare esigenze di rete diverse.
Con la crescita massiccia delle applicazioni over-the-top, del cloud computing, dei dispositivi mobili e la necessità dei consumatori e dei dipendenti di avere accesso costante ai loro dati e applicazioni, le soluzioni di rete ottica CWDM e DWDM sono rapidamente adottate dalle aziende, poiché i requisiti di larghezza di banda e distanza continuano a crescere.
Quindi, molte organizzazioni in tutti i settori stanno ora gestendo le proprie reti di trasporto ottico per consolidare elevati tassi di larghezza di banda e diversi tipi di traffico su lunghe distanze.