Multiplexagem por divisão do comprimento de onda grosso (CWDM) e multiplexagem por divisão do comprimento de onda densa (DWDM) são as duas tecnologias primárias desenvolvidas com base na multiplexagem por divisão do comprimento de onda (WDM), mas com diferentes padrões e aplicações de comprimento de onda.
CWDM e DWDM são ambos métodos eficazes para resolver as crescentes necessidades de capacidade de largura de banda e maximizar a utilização dos recursos de fibra existentes e novos, mas as duas tecnologias diferem uma da outra em muitos aspectos.
Para melhor compreender como decidir qual destas duas tecnologias WDM pode ser a melhor opção ao planear uma rede, é essencial ter uma compreensão básica de como cada tecnologia funciona e quais são as diferenças.
CWDM
Um sistema CWDM normalmente suporta oito comprimentos de onda por fibra e é concebido para comunicações de curto alcance, utilizando frequências de largo alcance com comprimentos de onda muito afastados.
Desde que o CWDM é baseado no espaçamento de canais de 20 nm de 1470 a 1610 nm, é tipicamente implantado em vãos de fibra até 80 km ou menos porque os amplificadores ópticos não podem ser utilizados com canais de grande espaçamento. Este amplo espaçamento de canais permite a utilização de ópticas com preços moderados. Contudo, a capacidade das ligações assim como a distância suportada são menores com CWDM do que com DWDM.
Geralmente, CWDM é utilizado para aplicações de menor custo, menor capacidade (sub-10G) e menor distância onde o custo é um factor importante.
Mais recentemente, os preços para ambos os componentes CWDM e DWDM tornaram-se razoavelmente comparáveis. Os comprimentos de onda CWDM são actualmente capazes de transportar até 10 Gigabit Ethernet e 16G Canal de Fibra, e é bastante improvável que esta capacidade aumente ainda mais no futuro.
DWDM
Nos sistemas DWDM, o número de canais multiplexados é muito mais denso do que o CWDM porque o DWDM usa um espaçamento de comprimento de onda mais apertado para encaixar mais canais numa única fibra.
Em vez do espaçamento de canais de 20 nm usado no CWDM (equivalente a aproximadamente 15 milhões de GHz), os sistemas DWDM utilizam uma variedade de canais especificados com espaçamento de 12,5 GHz a 200 GHz na banda C e por vezes na banda L.
Os sistemas DWDM de hoje suportam tipicamente 96 canais espaçados a 0,8 nm de distância dentro do espectro da banda C de 1550 nm. Devido a isto, os sistemas DWDM podem transmitir uma enorme quantidade de dados através de uma única ligação de fibra, uma vez que permitem que muitos mais comprimentos de onda sejam embalados na mesma fibra.
DWDM é óptimo para comunicações de longo alcance até 120 km e mais, devido à sua capacidade de potenciar amplificadores ópticos, que podem amplificar de forma rentável todo o espectro da banda 1550 nm ou da banda C comummente utilizado em aplicações DWDM. Isto supera longos intervalos de atenuação ou distância e quando impulsionados pelos Amplificadores de Fibra Doped Erbium (EDFAs), os sistemas DWDM têm a capacidade de transportar grandes quantidades de dados através de longas distâncias que vão até centenas ou milhares de quilómetros.
Além da capacidade de suportar um maior número de comprimentos de onda do que o CWDM, as plataformas DWDM são também capazes de lidar com protocolos de maior velocidade, uma vez que a maioria dos fornecedores de equipamento de transporte óptico suportam actualmente normalmente 100G ou 200G por comprimento de onda, enquanto as tecnologias emergentes permitem 400G e mais.
DWDM vs CWDM espectro de comprimento de onda
CWDM tem um espaçamento de canais mais amplo do que o DWDM – a diferença nominal em frequência ou comprimento de onda entre dois canais ópticos adjacentes.
- Os sistemas CWDM normalmente transportam oito comprimentos de onda com um espaçamento de canais de 20 nm na grelha do espectro de 1470 nm a 1610 nm.
- Os sistemas DWDM, por outro lado, podem transportar 40, 80, 96 ou até 160 comprimentos de onda, utilizando um espaçamento muito mais estreito de 0,8/0,4 nm (grelha de 100 GHz/50 GHz). Os comprimentos de onda DWDM são tipicamente de 1525 nm a 1565 nm (banda C), com alguns sistemas também capazes de utilizar comprimentos de onda de 1570 nm a 1610 nm (banda L).
CWDM ou DWDM: Que deve utilizar?
CWDM é uma tecnologia flexível que pode ser implantada para expandir a capacidade de uma rede de fibra. É uma opção tecnológica compacta e rentável quando a eficiência espectral ou a necessidade de percorrer longas distâncias abaixo dos 80 km não são requisitos importantes.
Soluções CWDM, que tipicamente utilizam componentes de hardware passivos, são normalmente implantadas em topologia ponto-a-ponto em redes empresariais e redes de acesso de telecomunicações.
Por estas razões, o CWDM é tipicamente mais adequado para aplicações de curto alcance que não requerem serviços superiores a 10Gb e em locais onde não são necessários muitos canais.
Por outro lado, a tecnologia DWDM é a solução ideal para redes que requerem velocidades mais elevadas, maior capacidade de canais ou para aplicações que requerem a capacidade de utilizar amplificadores para transmitir dados através de distâncias muito maiores.
Embora o hardware e a electrónica utilizados nos sistemas DWDM não sejam baratos, são consideravelmente mais económicos do que a colocação de novas fibras.
As necessidades de capacidade aumentam e as taxas de serviço aumentam para 10G/40G/100G e 200G, os elevados custos recorrentes das linhas alugadas para fornecer conectividade para estas taxas de dados mais elevadas não são escaláveis para as organizações quando comparadas com a implementação e operação da sua própria rede óptica DWDM.
Por essa razão, existe uma procura crescente para aumentar a capacidade da rede, utilizando aplicações de rede óptica DWDM para maximizar a conectividade de fibra entre sítios. As organizações estão cada vez mais a aproveitar esta tecnologia como uma solução escalável a pedido para acompanhar as suas crescentes exigências de largura de banda.
Tipicamente, os sistemas DWDM utilizam componentes de hardware activos e são frequentemente implantados como plataformas de hardware integradas, tais como ROADMs (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers), que fornecem capacidades operacionais melhoradas e permitem a criação de redes ópticas complexas e escaláveis.
Por causa da sua capacidade de tratar tantos dados, o DWDM é utilizado por organizações que abrangem muitas indústrias como parte integrante das suas redes de fibra de longo curso, de núcleo ou de área metropolitana, actualmente.
As tecnologias DWDM são também utilizadas para interligar centros de dados, tais como plataformas ODCI (Optical Data Center Interconnect) que fornecem ligações de largura de banda ultra-alta (400G e mais) utilizando hardware de baixo custo por bit optimizado para o ambiente do centro de dados.
Sistemas activos e passivos: Qual é a diferença?
As soluções de transporte óptico CWDM e DWDM estão disponíveis como sistemas activos ou passivos.
Numa solução de transporte óptico passivo (ou não alimentado), ou um transceptor CWDM ou DWDM reside directamente dentro de um dispositivo, tal como um interruptor de dados ou um router.
Um exemplo típico disto seria um comutador IP que tem uma óptica plugável SFP canalizada que está sintonizada com um comprimento de onda CWDM ou DWDM específico. A saída do transceptor SFP canalizado liga-se a um multiplexador passivo correspondente que combina e redistribui, ou multiplexes e demultiplexes, os vários sinais de comprimento de onda.
Como o transceptor SFP canalizado CWDM ou DWDM plugável reside no switch de dados ou router, isso significa que a funcionalidade xWDM está inerentemente embutida no respectivo dispositivo.
As soluções de transporte óptico activo têm componentes alimentados por CA ou CC e são sistemas autónomos separados dos dispositivos que se ligam a eles, tais como interruptores de dados e routers.
Uma tarefa principal de um sistema de transporte óptico autónomo é tomar um sinal de saída de curto alcance e estender o alcance do sinal ao mesmo tempo que o converte para um comprimento de onda CWDM ou DWDM canalizado.
Um exemplo típico disto seria um interruptor IP que tem uma porta de 10Gb preenchida com uma óptica ‘cinzenta’ 1310 SFP+, onde a interface da porta 1310 SFP+ no interruptor IP é depois ligada transversalmente através de um jumper de fibra à porta de interface do cliente de uma placa Transponder dentro de um sistema de transporte óptico activo.
Um transponder é um componente que recebe um sinal óptico de entrada e depois converte-o para um comprimento de onda xWDM canalizado.
O sistema de transporte óptico activo recebe então sinais xWDM convertidos, combina-os e transmite-os com a ajuda de alguns componentes adicionais, incluindo multiplexadores passivos, e amplificadores se necessário, para aplicações de longo curso. Devido à separação da funcionalidade de transporte xWDM do dispositivo terminal, tal como um interruptor de dados ou router, os sistemas de transporte óptico activo também tendem a ser mais complexos do que as soluções passivas.
Conclusion
A rede óptica desempenha um papel fundamental nas redes multicamadas actuais e é utilizada para alargar o alcance da óptica tradicional conectável, interligar centros de dados e ligar locais dentro de um campus ou parque empresarial através de regiões metropolitanas, entre cidades ou para a conectividade nacional de longo curso.
Como resultado, organizações do sector público, empresas de serviços públicos, fornecedores de cuidados de saúde, instituições financeiras, empresas empresariais e operadores de centros de dados estão a considerar o transporte óptico como a solução de escolha para as suas redes de missão crítica.
CWDM e DWDM – os dois tipos de multiplexagem por divisão de comprimento de onda – são ambos métodos eficazes para resolver as crescentes necessidades de capacidade de largura de banda; mas são concebidos para lidar com diferentes necessidades de rede.
Com o crescimento maciço de aplicações de topo, computação em nuvem, dispositivos móveis e a necessidade de consumidores e empregados terem acesso constante aos seus dados e aplicações, as soluções de redes ópticas CWDM e DWDM estão a ser rapidamente adoptadas pelas empresas à medida que as suas necessidades de largura de banda e distância continuam a crescer.
Assim, muitas organizações através das indústrias estão agora a operar as suas próprias redes de transporte óptico para consolidar altas taxas de largura de banda e diferentes tipos de tráfego em longas distâncias.