Coarse welength division multiplexing (CWDM) i dense welength division multiplexing (DWDM) to dwie podstawowe technologie opracowane na bazie multipleksacji z podziałem długości fali (WDM), ale z różnymi wzorcami długości fali i zastosowaniami.
CWDM i DWDM są skutecznymi metodami rozwiązywania rosnących potrzeb w zakresie przepustowości i maksymalizacji wykorzystania zarówno istniejących, jak i nowych zasobów światłowodowych, ale te dwie technologie różnią się od siebie w wielu aspektach.
Aby jak najlepiej zrozumieć, jak zdecydować, która z tych dwóch technologii WDM może być najlepszą opcją przy planowaniu sieci, konieczne jest podstawowe zrozumienie, jak działa każda z tych technologii i jakie są między nimi różnice.
CWDM
System CWDM zwykle obsługuje osiem długości fal na włókno i jest przeznaczony do komunikacji krótkiego zasięgu, wykorzystując częstotliwości o szerokim zakresie z falami rozłożonymi daleko od siebie.
Ponieważ CWDM opiera się na 20-nm odstępie między kanałami od 1470 do 1610 nm, jest zwykle wdrażany na włóknach o długości do 80 km lub mniejszej, ponieważ wzmacniacze optyczne nie mogą być używane z kanałami o dużym odstępie. Szeroki odstęp między kanałami pozwala na zastosowanie optyki o umiarkowanej cenie. Jednak przepustowość łączy, jak również obsługiwane odległości są mniejsze w przypadku CWDM niż DWDM.
Generalnie CWDM jest używane do tańszych, mniej pojemnych (sub-10G) i krótszych aplikacji, gdzie koszt jest ważnym czynnikiem.
Ostatnio ceny komponentów CWDM i DWDM stały się w miarę porównywalne. Długości fal CWDM są obecnie w stanie transportować do 10 Gigabit Ethernet i 16G Fiber Channel i jest mało prawdopodobne, aby ta przepustowość mogła jeszcze wzrosnąć w przyszłości.
DWDM
W systemach DWDM liczba multipleksowanych kanałów jest znacznie gęstsza niż w CWDM, ponieważ DWDM wykorzystuje ciaśniejsze odstępy między długościami fal, aby zmieścić więcej kanałów na pojedynczym włóknie.
Zamiast 20 nm odstępu między kanałami stosowanymi w CWDM (co odpowiada około 15 milionom GHz), systemy DWDM wykorzystują różne określone kanały o odstępach od 12,5 GHz do 200 GHz w paśmie C i czasami w paśmie L.
Dzisiejsze systemy DWDM obsługują zwykle 96 kanałów rozmieszczonych co 0,8 nm w paśmie C o długości fali 1550 nm. Dzięki temu systemy DWDM mogą przesyłać ogromne ilości danych za pomocą jednego łącza światłowodowego, ponieważ umożliwiają upakowanie wielu długości fal na tym samym włóknie.
DWDM jest optymalnym rozwiązaniem w przypadku komunikacji o dużym zasięgu, do 120 km i więcej, dzięki możliwości wykorzystania wzmacniaczy optycznych, które mogą w ekonomiczny sposób wzmocnić całe widmo 1550 nm lub pasmo C, powszechnie używane w zastosowaniach DWDM. Pozwala to przezwyciężyć duże odległości lub tłumienie, a po wzmocnieniu przez wzmacniacze Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFAs) systemy DWDM są w stanie przenosić duże ilości danych na duże odległości sięgające setek lub tysięcy kilometrów.
Oprócz możliwości obsługi większej liczby długości fal niż w przypadku CWDM platformy DWDM są również w stanie obsługiwać protokoły o większej szybkości, ponieważ większość dostawców sprzętu do transportu optycznego obsługuje obecnie zwykle 100G lub 200G na długość fali, podczas gdy nowe technologie pozwalają na obsługę 400G i więcej.
DWDM vs CWDM spektrum długości fal
CWDM ma większy odstęp między kanałami niż DWDM – nominalna różnica w częstotliwości lub długości fali między dwoma sąsiednimi kanałami optycznymi.
- Systemy DWDM zazwyczaj przenoszą osiem długości fal przy odstępie między kanałami wynoszącym 20 nm w widmie od 1470 nm do 1610 nm.
- Systemy DWDM, z drugiej strony, mogą przenosić 40, 80, 96 lub do 160 długości fal poprzez wykorzystanie znacznie węższego odstępu 0,8/0,4 nm (siatka 100 GHz/50 GHz). Długość fali DWDM wynosi zwykle od 1525 nm do 1565 nm (pasmo C), przy czym niektóre systemy mogą również wykorzystywać fale o długości od 1570 nm do 1610 nm (pasmo L).
CWDM czy DWDM: Którego należy użyć?
CWDM to elastyczna technologia, którą można wdrożyć w celu zwiększenia pojemności sieci światłowodowej. Jest to kompaktowa, ekonomiczna opcja technologiczna, gdy wydajność spektralna lub konieczność pokonywania dużych odległości poniżej 80 km nie są istotnymi wymaganiami.
Rozwiązania CWDM, które zwykle wykorzystują pasywne komponenty sprzętowe, są powszechnie wdrażane w topologii punkt-punkt w sieciach przedsiębiorstw i telekomunikacyjnych sieciach dostępowych.
Z tych powodów CWDM jest zwykle najlepszym rozwiązaniem w przypadku aplikacji krótkodystansowych, które nie wymagają usług większych niż 10 Gb, oraz w lokalizacjach, w których nie potrzeba wielu kanałów.
Z drugiej strony technologia DWDM jest idealnym rozwiązaniem dla sieci wymagających większych prędkości, większej pojemności kanałów lub dla aplikacji wymagających możliwości wykorzystania wzmacniaczy do transmisji danych na znacznie większe odległości.
Chociaż sprzęt i elektronika stosowane w systemach DWDM nie są tanie, są znacznie bardziej opłacalne niż zakładanie nowych światłowodów.
W miarę jak zapotrzebowanie na przepustowość rośnie, a szybkość świadczenia usług wzrasta do 10G/40G/100G i 200G, wysokie koszty stałe linii dzierżawionych w celu zapewnienia łączności dla tych wyższych szybkości transmisji danych nie są skalowalne dla organizacji w porównaniu z wdrożeniem i obsługą własnej sieci optycznej DWDM.
W związku z tym rośnie zapotrzebowanie na zwiększenie przepustowości sieci poprzez wykorzystanie aplikacji sieci optycznych DWDM w celu maksymalizacji łączności światłowodowej między lokalizacjami. Organizacje coraz częściej wykorzystują tę technologię jako skalowalne rozwiązanie na żądanie, aby nadążyć za rosnącym zapotrzebowaniem na przepustowość.
Typowo systemy DWDM wykorzystują aktywne komponenty sprzętowe i są często wdrażane jako zintegrowane platformy sprzętowe, takie jak ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers), które zapewniają zwiększone możliwości operacyjne i umożliwiają tworzenie złożonych i skalowalnych sieci optycznych.
Dzięki zdolności do obsługi tak dużej ilości danych technologia DWDM jest obecnie wykorzystywana przez organizacje z wielu branż jako integralna część ich sieci światłowodowych typu long-haul, core- i metropolitan-area.
Technologie DWDM są również wykorzystywane do łączenia centrów danych, np. w platformach ODCI (Optical Data Center Interconnect), które zapewniają łącza o ultrawysokiej przepustowości (400G i więcej) z wykorzystaniem taniego sprzętu na bit, zoptymalizowanego pod kątem środowiska centrum danych.
Systemy aktywne i pasywne: Jaka jest różnica?
Oba rozwiązania transportu optycznego CWDM i DWDM są dostępne jako systemy aktywne lub pasywne.
W pasywnym (lub niezasilanym) rozwiązaniu transportu optycznego transceiver CWDM lub DWDM znajduje się bezpośrednio w urządzeniu, takim jak przełącznik danych lub router.
Typowym przykładem może być przełącznik IP z kanalizowanym, wtykowym układem optycznym SFP, który jest dostrojony do określonej długości fali CWDM lub DWDM. Wyjście ze skanalizowanego transceivera SFP łączy się z odpowiednim pasywnym multiplekserem, który łączy i redystrybuuje lub multipleksuje i demultipleksuje sygnały o różnych długościach fali.
Jako że skanalizowany transceiver CWDM lub DWDM pluggable SFP znajduje się w przełączniku danych lub routerze, oznacza to, że funkcjonalność xWDM jest nieodłącznie wbudowana w odpowiednie urządzenie.
Aktywne rozwiązania transportu optycznego mają komponenty zasilane prądem zmiennym lub stałym i są samodzielnymi systemami oddzielonymi od urządzeń, które się do nich podłączają, takich jak przełączniki danych i routery.
Podstawowym zadaniem samodzielnego systemu transportu optycznego jest pobieranie sygnału wyjściowego o krótkim zasięgu i zwiększanie zasięgu sygnału przy jednoczesnej konwersji na kanałową długość fali CWDM lub DWDM.
Typowym przykładem może być przełącznik IP, który ma port 10Gb wypełniony „szarym” światłowodem 1310 SFP+, gdzie interfejs z portu 1310 SFP+ na przełączniku IP jest następnie połączony poprzez zworę światłowodową z portem interfejsu klienta karty Transponder w aktywnym systemie transportu optycznego.
Transponder jest komponentem, który odbiera przychodzący sygnał optyczny, a następnie konwertuje go na skanalizowaną długość fali xWDM.
Aktywny optyczny system transportowy pobiera następnie skonwertowane sygnały xWDM, łączy je i transmituje za pomocą dodatkowych komponentów, w tym pasywnych multiplekserów i wzmacniaczy, jeśli jest to konieczne w przypadku zastosowań długodystansowych. Ze względu na oddzielenie funkcji transportowych xWDM od urządzenia końcowego, takiego jak przełącznik danych lub router, aktywne systemy transportu optycznego są również bardziej złożone niż rozwiązania pasywne.
Wniosek
Sieci optyczne odgrywają kluczową rolę we współczesnych sieciach wielowarstwowych i są wykorzystywane do rozszerzania zasięgu tradycyjnych wtykowych sieci optycznych, łączenia centrów danych i łączenia lokalizacji w ramach kampusu lub parku biznesowego w regionach metropolitalnych, między miastami lub do łączności krajowej na długich dystansach.
W rezultacie organizacje sektora publicznego, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, dostawcy usług medycznych, instytucje finansowe, przedsiębiorstwa korporacyjne i operatorzy centrów danych rozważają transport optyczny jako rozwiązanie z wyboru dla swoich sieci o znaczeniu krytycznym.
CWDM i DWDM – dwa rodzaje multipleksacji z podziałem długości fali – są skutecznymi metodami rozwiązywania rosnących potrzeb w zakresie przepustowości, ale zostały zaprojektowane z myślą o różnych potrzebach sieciowych.
W związku z ogromnym rozwojem aplikacji over-the-top, cloud computingu, urządzeń mobilnych oraz potrzebą zapewnienia konsumentom i pracownikom stałego dostępu do danych i aplikacji, rozwiązania sieci optycznych CWDM i DWDM są szybko przyjmowane przez przedsiębiorstwa, ponieważ ich wymagania w zakresie przepustowości i odległości wciąż rosną.
W związku z tym wiele organizacji z różnych branż obsługuje obecnie własne optyczne sieci transportowe w celu konsolidacji dużych przepustowości i różnych typów ruchu na dużych odległościach.