В сфере телекоммуникаций, подключения центров обработки данных и передачи видеосигнала оптоволоконные кабели крайне востребованы. Однако в реальности использование оптоволоконных кабелей для каждой отдельной услуги перестало быть экономически целесообразным или осуществимым решением. Поэтому использование мультиплексирования с разделением по длинам волн (WDM) для расширения пропускной способности существующей волоконно-оптической инфраструктуры является весьма разумным решением. WDM — это технология, которая мультиплексирует несколько оптических сигналов на одном волокне, используя разные длины волн лазерного излучения. Для краткого обзора областей применения WDM рассмотрим CWDM и DWDM. Они основаны на одной и той же концепции использования нескольких длин волн света на одном волокне. Но у обеих технологий есть свои преимущества и недостатки.
Что такое CWDM?
Технология CWDM поддерживает одновременную передачу до 18 каналов с разными длинами волн по оптоволокну. Для этого расстояние между длинами волн каждого канала составляет 20 нм. Технология DWDM поддерживает до 80 одновременных каналов с разными длинами волн, при этом расстояние между каналами составляет всего 0,8 нм. Технология CWDM предлагает удобное и экономичное решение для коротких расстояний до 70 километров. Для расстояний от 40 до 70 километров технология CWDM обычно ограничена поддержкой восьми каналов.
Система CWDM обычно поддерживает восемь длин волн на одно волокно и предназначена для связи на коротких расстояниях, используя широкий диапазон частот с большими разбросами длин волн.
Поскольку технология CWDM основана на 20-нм шаге каналов в диапазоне от 1470 до 1610 нм, она обычно используется на оптоволоконных линиях длиной до 80 км или менее, так как оптические усилители не могут использоваться с каналами с большим шагом. Такой широкий шаг каналов позволяет использовать оптику средней ценовой категории. Однако пропускная способность каналов, а также поддерживаемая дальность передачи данных при использовании CWDM меньше, чем при использовании DWDM.
Как правило, технология CWDM используется для более дешевых приложений с меньшей пропускной способностью (менее 10 Гбит/с) и на коротких расстояниях, где стоимость является важным фактором.
В последнее время цены на компоненты CWDM и DWDM стали примерно одинаковыми. В настоящее время длины волн CWDM позволяют передавать до 10 гигабитных Ethernet-соединений и 16G Fiber Channel, и маловероятно, что эта пропускная способность в будущем увеличится.
Что такое DWDM?
В отличие от CWDM, соединения DWDM могут усиливаться и, следовательно, могут использоваться для передачи данных на гораздо большие расстояния.
В системах DWDM количество мультиплексированных каналов значительно выше, чем в системах CWDM, поскольку в DWDM используется более узкое расстояние между длинами волн для размещения большего количества каналов на одном волокне.
Вместо используемого в CWDM шага канала в 20 нм (что эквивалентно примерно 15 миллионам ГГц), в системах DWDM используется широкий диапазон заданных шагов канала от 12,5 ГГц до 200 ГГц в C-диапазоне, а иногда и в L-диапазоне.
Современные системы DWDM обычно поддерживают 96 каналов с шагом 0,8 нм в диапазоне C-диапазона 1550 нм. Благодаря этому системы DWDM могут передавать огромные объемы данных по одному оптоволоконному каналу, поскольку позволяют разместить гораздо больше длин волн на одном волокне.
Технология DWDM оптимальна 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 приложениях DWDM. Это позволяет преодолеть большие затухания или расстояния, а при использовании усилителей на основе легированного эрбием волокна (EDFA) системы DWDM способны передавать большие объемы данных на большие расстояния, достигающие сотен или тысяч километров.
Помимо возможности поддержки большего количества длин волн, чем в CWDM, платформы DWDM также способны обрабатывать протоколы с более высокой скоростью, поскольку большинство производителей оптического транспортного оборудования сегодня обычно поддерживают 100 или 200 Гбит/с на длину волны, а новые технологии позволяют достигать 400 Гбит/с и выше.
Спектр длин волн DWDM и CWDM:
В технологии CWDM расстояние между каналами больше, чем в DWDM — номинальная разница частот или длин волн между двумя соседними оптическими каналами.
Системы CWDM обычно передают восемь длин волн с шагом канала 20 нм в спектральной сетке в диапазоне от 1470 нм до 1610 нм.
Системы DWDM, с другой стороны, могут передавать 40, 80, 96 или до 160 длин волн, используя гораздо более узкое расстояние между ними — 0,8/0,4 нм (сетка 100 ГГц/50 ГГц). Длины волн DWDM обычно находятся в диапазоне от 1525 нм до 1565 нм (диапазон C), при этом некоторые системы также способны использовать длины волн от 1570 нм до 1610 нм (диапазон L).
Преимущества CWDM:
1. Низкая стоимость
CWDM значительно дешевле, чем DWDM, из-за стоимости оборудования. В системе CWDM используются охлаждаемые лазеры, что намного дешевле, чем неохлаждаемые лазеры в системе DWDM. Кроме того, цена трансиверов DWDM обычно в четыре-пять раз выше, чем цена их модулей CWDM. Даже эксплуатационные расходы DWDM выше, чем у CWDM. Поэтому CWDM является идеальным выбором для тех, кто ограничен в средствах.
2. Требования к электропитанию
По сравнению с CWDM, энергопотребление DWDM значительно выше. Лазеры DWDM вместе с соответствующей схемой мониторинга и управления потребляют около 4 Вт на длину волны. В то же время неохлаждаемый лазерный передатчик CWDM потребляет около 0,5 Вт мощности. CWDM — это пассивная технология, не потребляющая электроэнергии. Она имеет положительные финансовые последствия для интернет-операторов.
3. Простота в эксплуатации
Системы CWDM используют более простую технологию по сравнению с DWDM. В качестве источника питания используются светодиоды или лазеры. Волновые фильтры в системах CWDM меньше и дешевле, поэтому их легко устанавливать и использовать.
Преимущества DWDM:
1. Гибкая возможность обновления
Технология DWDM отличается гибкостью и надежностью в отношении типов волокон. Модернизация DWDM до 16 каналов возможна как для волокон G.652, так и для G.652.C. Это объясняется тем, что DWDM всегда использует область волокон 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 увеличивать количество каналов с восьми до максимум 40. Они обеспечивают гораздо большую общую пропускную способность по оптоволокну, 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 позволяет увеличить дальность передачи до сотен километров.
На следующем изображении вы сможете наглядно увидеть различия между CWDM и DWDM.
Дата публикации: 14 июня 2022 г.