La multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) y la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) son las dos principales tecnologías desarrolladas sobre la base de la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), pero con diferentes patrones de longitud de onda y aplicaciones.
CWDM y DWDM son métodos eficaces para resolver las crecientes necesidades de capacidad de ancho de banda y maximizar la utilización de los activos de fibra existentes y nuevos, pero las dos tecnologías difieren entre sí en muchos aspectos.
Para entender mejor cómo decidir cuál de estas dos tecnologías WDM puede ser la mejor opción a la hora de planificar una red, es esencial tener una comprensión básica de cómo funciona cada tecnología y cuáles son sus diferencias.
CWDM
Un sistema CWDM admite habitualmente ocho longitudes de onda por fibra y está diseñado para comunicaciones de corto alcance, utilizando frecuencias de amplio rango con longitudes de onda muy separadas.
Dado que CWDM se basa en un espaciado de canales de 20 nm, de 1470 a 1610 nm, suele desplegarse en tramos de fibra de hasta 80 km o menos, ya que los amplificadores ópticos no pueden utilizarse con canales de gran espaciado. Este amplio espaciado de los canales permite utilizar ópticas de precio moderado. Sin embargo, la capacidad de los enlaces así como la distancia soportada son menores con CWDM que con DWDM.
Generalmente, CWDM se utiliza para aplicaciones de menor coste, menor capacidad (sub-10G) y menor distancia donde el coste es un factor importante.
Más recientemente, los precios de los componentes CWDM y DWDM se han vuelto razonablemente comparables. Actualmente, las longitudes de onda CWDM son capaces de transportar hasta 10 Gigabit Ethernet y 16G Fiber Channel, y es bastante improbable que esta capacidad siga aumentando en el futuro.
DWDM
En los sistemas DWDM, el número de canales multiplexados es mucho más denso que en CWDM porque DWDM utiliza un espaciado de longitudes de onda más ajustado para que quepan más canales en una sola fibra.
En lugar de la separación de canales de 20 nm utilizada en CWDM (equivalente a aproximadamente 15 millones de GHz), los sistemas DWDM utilizan una variedad de canales especificados con una separación de 12,5 GHz a 200 GHz en la banda C y, a veces, en la banda L.
Los sistemas DWDM actuales suelen admitir 96 canales con una separación de 0,8 nm dentro del espectro de la banda C de 1550 nm. Gracias a ello, los sistemas DWDM pueden transmitir una enorme cantidad de datos a través de un único enlace de fibra, ya que permiten empaquetar muchas más longitudes de onda en la misma fibra.
DWDM es óptimo para las comunicaciones de largo alcance de hasta 120 km y más, debido a su capacidad para aprovechar los amplificadores ópticos, que pueden amplificar de forma rentable todo el espectro de 1550 nm o de la banda C que se utiliza habitualmente en las aplicaciones DWDM. Esto supera los largos tramos de atenuación o distancia y, cuando se refuerzan con amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA), los sistemas DWDM tienen la capacidad de transportar grandes cantidades de datos a través de largas distancias que abarcan hasta cientos o miles de kilómetros.
Además de la capacidad de soportar un mayor número de longitudes de onda que la CWDM, las plataformas DWDM también son capaces de manejar protocolos de mayor velocidad, ya que la mayoría de los proveedores de equipos de transporte óptico hoy en día suelen soportar 100G o 200G por longitud de onda, mientras que las tecnologías emergentes están permitiendo 400G y más.
Espectro de longitudes de onda DWDM vs CWDM
CWDM tiene un espacio entre canales más amplio que DWDM – la diferencia nominal de frecuencia o longitud de onda entre dos canales ópticos adyacentes.
- Los sistemas CWDM suelen transportar ocho longitudes de onda con una separación de canales de 20 nm en la cuadrícula del espectro de 1470 nm a 1610 nm.
- Los sistemas DWDM, por otro lado, pueden transportar 40, 80, 96 o hasta 160 longitudes de onda utilizando una separación mucho más estrecha 0,8/0,4 nm (cuadrícula de 100 GHz/50 GHz). Las longitudes de onda DWDM suelen ser de 1525 nm a 1565 nm (banda C), y algunos sistemas también pueden utilizar longitudes de onda de 1570 nm a 1610 nm (banda L).
CWDM o DWDM: ¿Qué debe utilizar?
CWDM es una tecnología flexible que puede desplegarse para ampliar la capacidad de una red de fibra. Es una opción tecnológica compacta y rentable cuando la eficiencia espectral o la necesidad de abarcar largas distancias de menos de 80 km no son requisitos importantes.
Las soluciones CWDM, que suelen utilizar componentes de hardware pasivos, se despliegan habitualmente en topología punto a punto en redes empresariales y redes de acceso de telecomunicaciones.
Por estos motivos, CWDM suele ser más adecuada para aplicaciones de corto alcance que no requieren servicios superiores a 10Gb y en ubicaciones donde no se necesitan muchos canales.
Por otro lado, la tecnología DWDM es la solución ideal para redes que requieren mayores velocidades, mayor capacidad de canales o para aplicaciones que requieran la capacidad de utilizar amplificadores para transmitir datos a través de distancias mucho más largas.
Aunque el hardware y la electrónica utilizados en los sistemas DWDM no son baratos, son considerablemente más rentables que poner fibra nueva.
A medida que la necesidad de capacidad crece y las tasas de servicio aumentan a 10G/40G/100G y 200G, los elevados costes recurrentes de las líneas alquiladas para proporcionar conectividad para estas tasas de datos más altas no son escalables para las organizaciones en comparación con la implementación y operación de su propia red óptica DWDM.
Debido a esto, existe una creciente demanda para aumentar la capacidad de la red utilizando aplicaciones de redes ópticas DWDM para maximizar la conectividad de fibra entre sitios. Las organizaciones están aprovechando cada vez más esta tecnología como una solución escalable bajo demanda para mantenerse al día con sus crecientes demandas de ancho de banda.
Típicamente, los sistemas DWDM utilizan componentes de hardware activos y a menudo se despliegan como plataformas de hardware integradas, tales como ROADMs (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers), que proporcionan capacidades operativas mejoradas y permiten la creación de redes ópticas complejas y escalables.
Debido a su capacidad para manejar tantos datos, las organizaciones que abarcan muchos sectores utilizan hoy en día la tecnología DWDM como parte integral de sus redes de fibra de larga distancia, núcleo o área metropolitana.
Las tecnologías DWDM también se utilizan para interconectar centros de datos, como las plataformas ODCI (Interconexión Óptica de Centros de Datos) que proporcionan enlaces de ultra-alto ancho de banda (400G y más) utilizando hardware de bajo coste por bit optimizado para el entorno del centro de datos.
Sistemas activos y pasivos: ¿Cuál es la diferencia?
Tanto las soluciones de transporte óptico CWDM como DWDM están disponibles como sistemas activos o pasivos.
En una solución de transporte óptico pasivo (o sin alimentación), un transceptor CWDM o DWDM reside directamente dentro de un dispositivo, como un conmutador de datos o un router.
Un ejemplo típico de esto sería un conmutador IP que tiene una óptica enchufable SFP canalizada que está sintonizada con una longitud de onda CWDM o DWDM específica. La salida del transceptor SFP canalizado se conecta a un multiplexor pasivo correspondiente que combina y redistribuye, o multiplexa y demultiplexa, las distintas señales de longitud de onda.
Como el transceptor SFP enchufable CWDM o DWDM canalizado reside en el conmutador de datos o en el router, significa que la funcionalidad xWDM está inherentemente integrada en el dispositivo respectivo.
Las soluciones de transporte óptico activo tienen componentes alimentados por CA o CC y son sistemas autónomos separados de los dispositivos que se conectan a ellos, como los conmutadores de datos y los routers.
Una de las principales tareas de un sistema de transporte óptico autónomo es tomar una señal de salida de corto alcance y ampliar el alcance de la señal al tiempo que la convierte en una longitud de onda CWDM o DWDM canalizada.
Un ejemplo típico de esto sería un conmutador IP que tiene un puerto de 10Gb poblado con una óptica 1310 SFP+ «gris», donde la interfaz del puerto 1310 SFP+ en el conmutador IP se conecta entonces de forma cruzada a través de un puente de fibra al puerto de interfaz de cliente de una tarjeta Transponder dentro de un sistema de transporte óptico activo.
Un transpondedor es un componente que recibe una señal óptica entrante y luego la convierte en una longitud de onda xWDM canalizada.
El sistema de transporte óptico activo luego toma las señales xWDM convertidas, las combina y las transmite con la ayuda de algunos componentes adicionales, incluyendo multiplexores pasivos, y amplificadores si es necesario, para aplicaciones de larga distancia. Debido a la separación de la funcionalidad de transporte xWDM del dispositivo de punto final, como un conmutador de datos o un router, los sistemas de transporte óptico activo también tienden a ser más complejos que las soluciones pasivas.
Conclusión
Las redes ópticas desempeñan un papel clave en las redes multicapa actuales y se utilizan para ampliar el alcance de la óptica enchufable tradicional, interconectar centros de datos y unir sitios dentro de un campus o parque empresarial a través de regiones metropolitanas, entre ciudades o para la conectividad nacional de larga distancia.
Como resultado, las organizaciones del sector público, las empresas de servicios públicos, los proveedores de atención sanitaria, las instituciones financieras, las empresas corporativas y los operadores de centros de datos están considerando el transporte óptico como la solución de elección para sus redes de misión crítica.
CWDM y DWDM -los dos tipos de multiplexación por división de longitud de onda- son métodos eficaces para resolver las crecientes necesidades de capacidad de ancho de banda; pero están diseñados para abordar necesidades de red diferentes.
Con el crecimiento masivo de las aplicaciones over-the-top, la computación en la nube, los dispositivos móviles y la necesidad de que los consumidores y los empleados tengan acceso constante a sus datos y aplicaciones, las soluciones de redes ópticas CWDM y DWDM están siendo adoptadas rápidamente por las empresas a medida que sus requisitos de ancho de banda y distancia siguen creciendo.
Así, muchas organizaciones de todos los sectores están operando ahora sus propias redes de transporte óptico para consolidar altas tasas de ancho de banda y diferentes tipos de tráfico a través de largas distancias.