В сфере телекоммуникаций, подключения к центрам обработки данных и передачи видеосигнала оптоволоконные кабели пользуются большим спросом. Однако, в реальности, внедрение оптоволоконных кабелей для каждой отдельной услуги уже не является экономически выгодным и нецелесообразным. Поэтому использование мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) для расширения пропускной способности волокна в существующей волоконно-оптической инфраструктуре крайне целесообразно. WDM — это технология, которая мультиплексирует несколько оптических сигналов в одном волокне с помощью лазерного излучения разных длин волн. Краткое исследование областей WDM будет посвящено CWDM и DWDM. Они основаны на одной и той же концепции использования нескольких длин волн света в одном волокне. Однако у обоих методов есть свои достоинства и недостатки.
Что такое CWDM?
CWDM поддерживает до 18 каналов, передаваемых по оптоволокну одновременно. Для этого длины волн каждого канала расположены на расстоянии 20 нм друг от друга. DWDM поддерживает до 80 каналов одновременно, при этом расстояние между ними составляет всего 0,8 нм. Технология CWDM предлагает удобное и экономичное решение для коротких расстояний до 70 километров. На расстояниях от 40 до 70 километров CWDM, как правило, ограничивается поддержкой восьми каналов.
Система CWDM обычно поддерживает восемь длин волн на волокно и предназначена для связи на короткие расстояния с использованием широкого диапазона частот с сильно разнесенными длинами волн.
Поскольку технология CWDM основана на 20-нм разносе каналов в диапазоне от 1470 до 1610 нм, она обычно применяется на оптоволоконных участках длиной до 80 км или меньше, поскольку оптические усилители не могут использоваться с каналами с большим разносом. Такое широкое разнесение каналов позволяет использовать недорогие оптические кабели. Однако пропускная способность каналов и поддерживаемое расстояние у CWDM меньше, чем у DWDM.
Как правило, CWDM используется в приложениях с низкой стоимостью, меньшей пропускной способностью (менее 10 Гбит/с) и короткими расстояниями, где стоимость является важным фактором.
В последнее время цены на компоненты CWDM и DWDM стали вполне сопоставимыми. В настоящее время длины волн CWDM позволяют передавать до 10 Gigabit Ethernet и 16 Gigabit Fibre Channel, и маловероятно, что эта пропускная способность будет увеличиваться в будущем.
Что такое DWDM?
В отличие от CWDM, соединения DWDM могут быть усилены и, следовательно, могут использоваться для передачи данных на гораздо большие расстояния.
В системах DWDM число мультиплексированных каналов гораздо плотнее, чем в CWDM, поскольку DWDM использует более узкий интервал длин волн, что позволяет разместить больше каналов на одном волокне.
Вместо используемого в CWDM интервала между каналами в 20 нм (эквивалентного приблизительно 15 миллионам ГГц) системы DWDM используют различные заданные интервалы между каналами от 12,5 ГГц до 200 ГГц в C-диапазоне, а иногда и в L-диапазоне.
Современные системы DWDM обычно поддерживают 96 каналов, разнесённых на 0,8 нм в спектре C-диапазона 1550 нм. Благодаря этому системы DWDM могут передавать огромные объёмы данных по одному оптоволоконному каналу, поскольку позволяют упаковать гораздо больше длин волн в одно и то же волокно.
DWDM оптимально подходит для связи на большие расстояния (до 120 км и более) благодаря возможности использования оптических усилителей, которые позволяют экономично усиливать весь спектр 1550 нм или C-диапазона, обычно используемый в DWDM-приложениях. Это позволяет преодолеть большие затухания или расстояния, а при использовании усилителей на эрбиевых волокнах (EDFA) системы DWDM способны передавать большие объёмы данных на большие расстояния, достигающие сотен и тысяч километров.
Помимо возможности поддержки большего количества длин волн, чем CWDM, платформы DWDM также способны обрабатывать протоколы с более высокой скоростью, поскольку большинство поставщиков оптического транспортного оборудования сегодня обычно поддерживают 100G или 200G на длину волны, а новые технологии позволяют достичь скорости 400G и более.
Спектр длин волн DWDM и CWDM:
CWDM имеет более широкое расстояние между каналами, чем DWDM — номинальную разницу в частоте или длине волны между двумя соседними оптическими каналами.
Системы CWDM обычно передают восемь длин волн с шагом каналов 20 нм в спектральной сетке от 1470 нм до 1610 нм.
Системы DWDM, с другой стороны, могут передавать 40, 80, 96 или до 160 длин волн, используя гораздо более узкий интервал 0,8/0,4 нм (сетка 100 ГГц/50 ГГц). Длина волны DWDM обычно составляет от 1525 до 1565 нм (C-диапазон), а некоторые системы также могут использовать длины волн от 1570 до 1610 нм (L-диапазон).
Преимущества CWDM:
1. Низкая стоимость
CWDM значительно дешевле DWDM из-за стоимости оборудования. Система CWDM использует охлаждаемые лазеры, которые значительно дешевле неохлаждаемых DWDM-лазеров. Кроме того, стоимость DWDM-приёмопередатчиков обычно в четыре-пять раз выше стоимости CWDM-модулей. Даже эксплуатационные расходы DWDM выше, чем CWDM. Поэтому CWDM — идеальный выбор для тех, у кого ограниченное финансирование.
2. Потребляемая мощность
По сравнению с CWDM, требования к мощности DWDM значительно выше. DWDM-лазеры вместе с соответствующими схемами контроля и управления потребляют около 4 Вт на длину волны. В то же время неохлаждаемый CWDM-лазерный передатчик потребляет около 0,5 Вт мощности. CWDM — это пассивная технология, не потребляющая электроэнергию. Она имеет положительные финансовые последствия для интернет-операторов.
3. Простота эксплуатации
Системы CWDM используют более простую технологию по сравнению с DWDM. Для питания используются светодиоды или лазеры. Волновые фильтры систем CWDM меньше и дешевле. Поэтому они просты в установке и эксплуатации.
Преимущества DWDM:
1. Гибкое обновление
Технология DWDM гибка и надежна в отношении типов волокон. Модернизация DWDM до 16 каналов возможна как для волокон G.652, так и для G.652.C. Это связано с тем, что DWDM всегда использует область волокна с низкими потерями. В то время как 16-канальные системы CWDM используют передачу в диапазоне 1300–1400 нм, где затухание значительно выше.
2. Масштабируемость
Решения DWDM позволяют поэтапно наращивать число каналов по восемь до максимального количества 40. Они обеспечивают значительно большую общую пропускную способность оптоволокна, чем решения CWDM.
3. Большая дальность передачи
Технология DWDM использует диапазон длин волн 1550 нм, который может быть усилен с помощью обычных оптических усилителей (EDFA). Это увеличивает дальность передачи до сотен километров.
Следующий рисунок даст вам визуальное представление о различиях между CWDM и DWDM.
Время публикации: 14 июня 2022 г.