W dziedzinie telekomunikacji, łączności centrów danych i transmisji wideo, okablowanie światłowodowe jest wysoce pożądane. Jednak rzeczywistość jest taka, że okablowanie światłowodowe nie jest już ani ekonomicznym, ani wykonalnym rozwiązaniem dla każdej indywidualnej usługi. Dlatego też zastosowanie zwielokrotnienia z podziałem długości fali (WDM) w celu zwiększenia przepustowości światłowodu w istniejącej infrastrukturze światłowodowej jest wysoce wskazane. WDM to technologia multipleksująca wiele sygnałów optycznych w jednym włóknie poprzez wykorzystanie światła laserowego o różnych długościach fali. Krótkie omówienie technologii WDM zostanie przeprowadzone dla CWDM i DWDM. Opierają się one na tej samej koncepcji, polegającej na wykorzystaniu wielu długości fali światła w jednym włóknie. Obie mają jednak swoje zalety i wady.
Czym jest CWDM?
CWDM obsługuje do 18 kanałów długości fali transmitowanych jednocześnie przez światłowód. Aby to osiągnąć, różne długości fali każdego kanału są oddalone od siebie o 20 nm. DWDM obsługuje do 80 kanałów długości fali jednocześnie, przy czym odległość między kanałami wynosi zaledwie 0,8 nm. Technologia CWDM oferuje wygodne i ekonomiczne rozwiązanie na krótsze odległości, do 70 kilometrów. W przypadku odległości od 40 do 70 kilometrów, CWDM zazwyczaj ogranicza się do obsługi ośmiu kanałów.
System CWDM zwykle obsługuje osiem długości fal na włókno i jest przeznaczony do komunikacji krótkiego zasięgu, wykorzystując szerokie częstotliwości z długościami fal znacznie od siebie oddalonymi.
Ponieważ CWDM opiera się na 20-nm odstępie międzykanałowym (1470–1610 nm), jest zazwyczaj wdrażany na światłowodach o rozpiętości do 80 km lub mniejszej, ponieważ wzmacniacze optyczne nie mogą być stosowane przy dużym odstępie międzykanałowym. Ten szeroki odstęp międzykanałowy pozwala na stosowanie niedrogich elementów optycznych. Jednak przepustowość łączy, jak również obsługiwany zasięg, są mniejsze w przypadku CWDM niż w przypadku DWDM.
Ogólnie rzecz biorąc, CWDM stosuje się w aplikacjach o niższych kosztach, mniejszej przepustowości (poniżej 10G) i krótszym zasięgu, w których koszt ma istotne znaczenie.
Ostatnio ceny komponentów CWDM i DWDM stały się dość porównywalne. Fale CWDM umożliwiają obecnie przesyłanie danych z prędkością do 10 Gigabit Ethernet i 16G Fiber Channel, a jest mało prawdopodobne, aby ta przepustowość wzrosła w przyszłości.
Czym jest DWDM?
W przeciwieństwie do CWDM, połączenia DWDM można wzmacniać, dzięki czemu można je wykorzystywać do przesyłania danych na znacznie większe odległości.
W systemach DWDM liczba multipleksowanych kanałów jest znacznie większa niż w systemach CWDM, ponieważ DWDM wykorzystuje mniejsze odstępy długości fal, co pozwala na umieszczenie większej liczby kanałów w jednym włóknie.
Zamiast odstępu międzykanałowego wynoszącego 20 nm, stosowanego w CWDM (co odpowiada około 15 milionom GHz), systemy DWDM wykorzystują różnorodne określone odstępy międzykanałowe od 12,5 GHz do 200 GHz w paśmie C, a czasami w paśmie L.
Dzisiejsze systemy DWDM zazwyczaj obsługują 96 kanałów oddalonych od siebie o 0,8 nm w paśmie C o długości fali 1550 nm. Dzięki temu systemy DWDM mogą przesyłać ogromne ilości danych przez jedno łącze światłowodowe, ponieważ pozwalają na upakowanie znacznie większej liczby długości fal w jednym włóknie.
Technologia DWDM jest optymalna dla komunikacji dalekiego zasięgu, do 120 km i więcej, ze względu na możliwość wykorzystania wzmacniaczy optycznych, które mogą ekonomicznie wzmacniać całe pasmo 1550 nm lub pasmo C, powszechnie stosowane w aplikacjach DWDM. Pozwala to na pokonanie dużych zakresów tłumienia i odległości, a po wzmocnieniu wzmacniaczami światłowodowymi domieszkowanymi erbem (EDFA), systemy DWDM mogą przesyłać duże ilości danych na duże odległości, sięgające setek, a nawet tysięcy kilometrów.
Platformy DWDM, oprócz możliwości obsługi większej liczby długości fal niż CWDM, są również w stanie obsługiwać protokoły o wyższej prędkości, ponieważ większość producentów sprzętu do transportu optycznego obsługuje obecnie prędkości 100G lub 200G na długość fali, podczas gdy nowe technologie umożliwiają obsługę prędkości 400G i większej.
Widmo długości fal DWDM i CWDM:
CWDM charakteryzuje się większym odstępem międzykanałowym niż DWDM — nominalną różnicą częstotliwości lub długości fali między dwoma sąsiadującymi kanałami optycznymi.
Systemy CWDM zwykle transportują osiem długości fal z odstępem między kanałami wynoszącym 20 nm w siatce widmowej od 1470 nm do 1610 nm.
Z kolei systemy DWDM mogą przenosić 40, 80, 96 lub nawet 160 długości fal, wykorzystując znacznie węższy odstęp 0,8/0,4 nm (siatka 100 GHz/50 GHz). Długość fal DWDM wynosi zazwyczaj od 1525 nm do 1565 nm (pasmo C), a niektóre systemy są w stanie wykorzystywać również długości fal od 1570 nm do 1610 nm (pasmo L).
Zalety CWDM:
1. Niski koszt
CWDM jest znacznie tańszy niż DWDM ze względu na koszty sprzętu. System CWDM wykorzystuje chłodzone lasery, które są znacznie tańsze niż lasery DWDM bez chłodzenia. Ponadto, cena transceiverów DWDM jest zazwyczaj cztery lub pięć razy wyższa niż cena modułów CWDM. Nawet koszty eksploatacji DWDM są wyższe niż CWDM. Dlatego CWDM jest idealnym wyborem dla firm z ograniczonym budżetem.
2. Wymagania dotyczące zasilania
W porównaniu z CWDM, zapotrzebowanie na moc dla DWDM jest znacznie wyższe. Lasery DWDM wraz z powiązanymi układami monitorującymi i sterującymi zużywają około 4 W na długość fali. Tymczasem niechłodzony nadajnik laserowy CWDM zużywa około 0,5 W mocy. CWDM to technologia pasywna, która nie zużywa energii elektrycznej. Ma to pozytywne konsekwencje finansowe dla operatorów internetowych.
3. Łatwa obsługa
Systemy CWDM wykorzystują prostszą technologię w porównaniu z DWDM. Do zasilania wykorzystują diody LED lub laser. Filtry falowe systemów CWDM są mniejsze i tańsze, dzięki czemu są łatwe w instalacji i obsłudze.
Zalety DWDM:
1. Elastyczna aktualizacja
Technologia DWDM jest elastyczna i solidna w stosunku do typów światłowodów. Modernizacja DWDM do 16 kanałów jest możliwa zarówno w przypadku światłowodów G.652, jak i G.652.C. Wynika to z faktu, że DWDM zawsze wykorzystuje obszar światłowodu o niskiej stratności. Natomiast 16-kanałowe systemy CWDM obejmują transmisję w zakresie 1300-1400 nm, gdzie tłumienie jest znacznie wyższe.
2. Skalowalność
Rozwiązania DWDM umożliwiają rozbudowę o osiem kanałów do maksymalnie 40. Zapewniają one znacznie większą całkowitą przepustowość światłowodu niż rozwiązanie CWDM.
3. Duża odległość transmisji
Technologia DWDM wykorzystuje pasmo długości fali 1550, które można wzmocnić za pomocą konwencjonalnych wzmacniaczy optycznych (EDFA). Zwiększa to zasięg transmisji do setek kilometrów.
Poniższy rysunek przedstawia wizualne różnice pomiędzy CWDM i DWDM.
Czas publikacji: 14 czerwca 2022 r.