CWDM proti DWDM: razlike, razdalja, cena in kdaj izbrati vsako

Pregledali inženirji optičnega prometa z 10+-letnimi izkušnjami pri uvajanju vlaken za podzemno železnico in-na dolge razdalje. Nazadnje posodobljeno glede na specifikacije ITU-T in trenutno razpoložljivost oddajno-sprejemnega modula.

 

CWDM uporablja 20nm kanalni razmik z nehlajenimi laserji za do 18 kanalov na razdaljah pod 80 km. DWDM uporablja 0,8 nm ali manjše razmike s temperaturno-stabiliziranimi laserji za 40–96+ kanalov na stotine ali tisoče kilometrov.

Izberite CWDM, ko potrebujete zmerno zmogljivost z nizkim proračunom. Izberite DWDM, ko število kanalov, razdalja ali prihodnja razširljivost odtehtajo vnaprejšnje stroške.

Ta članek obravnava tehnične razlike, ki dejansko vodijo to odločitev,-vključno s fizičnimi omejitvami in pravimi kompromisi-pri uvajanju, ki jih večina vodnikov za primerjavo preskoči.

Hitra referenca: CWDM proti DWDM na prvi pogled

 

Parameter	CWDM	DWDM
Razmik med kanali	20nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm / 0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Največje število kanalov na vlakno	18 (v praksi pogosto 8)	40–96+
Razpon valovnih dolžin	1270–1610 nm (pas od O do L)	1530–1565 nm (pas C-), 1565–1625 nm (pas L-)
Vrsta laserja	Nehlajen DFB	Hlajen DFB s TEC
Optično ojačanje	Ni praktično (zunaj okna EDFA)	EDFA, Raman ali hibrid
Tipična največja razdalja	40–80 km (pasivno)	80km pasivno; 1000km+ ojačana
Zgornja meja hitrosti podatkov na-kanal	10G (25G omejena razpoložljivost)	400G+ (koherentno)
Moč na sprejemnik	~0.5W	~3–4W (hlajeno); 15W+ (koherentno)

 

Uporabite to tabelo kot izhodišče: če vaše zahteve v celoti spadajo v stolpec CWDM, CWDM verjetno zadostuje. Če celo ena vrstica potisne na ozemlje DWDM-zlasti razdalja ali število kanalov-berite naprej, da boste razumeli, zakaj ta omejitev pogosto vpliva na celotno odločitev.

 

 

Glavna razlika je razmik med kanali

CWDM in DWDM sta tehnologiji multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin (WDM), ki pošiljata več optičnih signalov po enem vlaknu tako, da vsakemu signalu dodelite lastno valovno dolžino. Temeljni razkorak med obema je v tem, kako tesno so te valovne dolžine zapakirane.

Kanali CWDM so 20 nm narazen in zajemajo območje od 1270 nm do 1610 nm, kot je opredeljeno zITU-T G.694.2. Ta širok razmik pomeni, da laserski vir ne potrebuje toplotne stabilizacije-nehlajeni laserji s porazdeljeno povratno informacijo (DFB) delujejo dobro, saj tudi če se valovna dolžina zaradi temperaturnih nihanj premakne za nekaj nanometrov, ne bo prešla v naslednji kanal. To ohranja stroške modula in nizko porabo energije.

DWDM je druga zgodba. Kanali so na razdalji 0,8 nm (100 GHz) ali 0,4 nm (50 GHz), zapakirani v pas C- (1530–1565 nm) in včasih v pas L- (1565–1625 nm), ki slediITU-T G.694.1frekvenčna mreža. Pri tej gostoti že delček nanometra odnašanja povzroči preslušavanje. Oddajno-sprejemniki DWDM torej potrebujejo termoelektrične hladilnike (TEC)-majhne aktivne hladilne elemente znotraj modula, ki zaklenejo laser na njegovo točno frekvenco ITU-, kar poveča stroške, porabo energije in zapletenost toplotnega upravljanja.

Vse drugo v primerjavi-cena, zmogljivost, razdalja, ojačanje-izhaja iz te omejitve razmika. Razumeti, kakoArhitektura omrežja DWDMobravnava upravljanje valovne dolžine pri tej gostoti, pojasnjuje, zakaj je veriga opreme videti tako drugačna.

 

Število kanalov in zmogljivost

20nm razmika CWDM v oknu 1270–1610nm daje največ 18 kanalov. V praksi veliko uvedb uporablja samo 8, pri čemer se drži območja 1470–1610 nm. Razlog: nižje valovne dolžine (1270–1450 nm) prehajajo skozi območje "vodnega vrha" standardnega vlakna G.652, kjer absorpcija hidroksilnih ionov (OH⁻) povzroči večjo izgubo signala. Novejša vlakna G.652D z nizko-vodno-vrednostjo v veliki meri odpravijo to težavo, vendar veliko nameščenih naprav še vedno uporablja starejše vrste vlaken.

To je pomembnejše, kot kažejo specifikacije. Pri starejših tovarnah vlaken v kampusu je kanal 1390 nm pogosto prvi, ki ga izključimo med inženiringom povezav. Pri vlaknu G.652A ali G.652B lahko vodni vrh okoli 1383 nm doda 2+ dB/km slabljenja pri tej valovni dolžini-dovolj, da v celoti izloči kanal 1390 nm pri vožnjah nad 20 km. Če delate z optičnimi vlakni, nameščenimi približno pred letom 2005, preverite slabljenje okoli 1383 nm, preden predpostavite, da je vseh 18 kanalov CWDM uporabnih.

DWDM združuje 40 kanalov pri 100 GHz razmiku, 80 pri 50 GHz in do 96 ali več pri uporabi pasu C-in L-pasu z razširjenim ojačanjem. Vsak kanal lahko prenaša 10G, 100G, 400G ali celo 800G, odvisno od oddajnika in formata modulacije. Pri 80 kanalih × 100 G en sam par vlaken prenaša agregat 8 Tbps-, kar je zmogljivost, ki se ji ne more približati nobena uvedba CWDM.

Praktična zgornja meja kanala CWDM na-kanal je okoli 10G z uporabo faktorjev oblike SFP+. 25Moduli G CWDM SFP28 obstajajo, vendar še niso razširjeni. Ko zahteve na-kanal presežejo 10G, večina omrežnih arhitektov preide na DWDM, ker se pribitek stroškov na-kanal začne izravnavati z dramatično večjo uporabo na-optično vlakno.

 

Oddajna razdalja in ojačanje

Tu fizika ustvari najbolj ostro ločnico.

Valovne dolžine CWDM se razprostirajo v širokem spektralnem območju, ki je zunaj okna ojačanja erbijevih{0}}ojačevalnikov z optičnimi vlakni, dopiranimi z erbijem (EDFA)-, optičnih ojačevalnikov, ki se uporabljajo v telekomunikacijskih omrežjih. EDFA ojačajo signale v pasu C- (približno 1530–1565 nm), ki pokriva spekter DWDM, vendar se prekriva le z dvema ali tremi kanali CWDM. Ker večine kanalov CWDM ne morete optično ojačati, je vsaka povezava CWDM omejena na razdaljo, ki jo lahko pokrije neojačani signal: običajno 40–80 km, odvisno od kakovosti vlaken, izgub v priključku in valovne dolžine kanala, ki jo uporabljate.

DWDM, ki v celoti deluje znotraj okna ojačanja EDFA, je mogoče večkrat ojačati. Tipičen-sistem za dolge razdalje postavi EDFA na vsakih 60–100 km, pri čemer ramansko ojačanje (tehnika, ki uporablja samo vlakno kot ojačevalni medij) dodatno razširi razpone. Podmorski kabelski sistemi na ta način redno pokrivajo na tisoče kilometrov. Tudi pri uvedbah podzemne železnice dodajanje enega samega EDFA spremeni pasivni doseg 80 km v aktivno povezavo 200 km+ brez regeneracije signala.

Za razdalje pod 40 km z zmernimi potrebami po kanalu ta razlika morda ni pomembna-obe tehnologiji delujeta pasivno. Toda ko enkrat presežete prag 80 km ali predvidevate, da boste potrebovali ojačanje za prihodnjo rast, je DWDM edina pot, ki se spreminja brez regeneracije. Vloga odzaščita optične linije v omrežjih WDMprav tako postane bolj kritično na daljših razdaljah, saj ima vsaka okvara povezave večje posledice, ko ne morete preprosto zagnati drugega para vlaken.

 

 

Cena: ni tako preprosto kot "CWDM je cenejši"

Običajna modrost-CWDM je proračunska možnost, DWDM je drag-je bila točna pred desetimi leti, vendar vztrajno izginja. Obseg komponent DWDM se je povečal in proizvodni procesi so dozoreli, s čimer se je vrzel zmanjšala bolj, kot mnogi kupci pričakujejo.

 

Kjer ima CWDM še vedno jasno stroškovno prednost:

• Nehlajeni laserji porabijo manj energije (približno 0,5 W v primerjavi z . 3–4 W na hlajeni oddajnik-sprejemnik DWDM) in cenejša za izdelavo.
• Pasivne enote mux/demux CWDM so enostavnejše tanko{0}}filterske naprave s širšimi tolerancami prepustnega pasu.
• Brez ojačevalnikov, brez kompenzacije disperzije, brez monitorjev optičnih kanalov-infrastrukturna veriga je krajša.
• Uvedba ne zahteva specializiranega inženiringa valovnih dolžin ali stalnega upravljanja toplote.
•  

Kjer se višji vnaprejšnji stroški DWDM izravnajo:

V pogojih pomanjkanja vlaken, 8+ valovnih dolžin na par vlaken in načrtovanja 10G+ na-kanal DWDM pogosto zagotavlja nižje stroške na preneseni bit. Do križanja pride, ker naložbo v mux/demux in platformo razširite na 40, 80 ali več valovnih dolžin. 16-kanalni sistem CWDM in 40-kanalni sistem DWDM lahko staneta podobno, vendar sistem DWDM zagotavlja 2,5-kratno število kanalov – in vsak kanal lahko prenaša višje hitrosti prenosa podatkov.

Številni kupci podcenjujejo, kako hitro postane "poceni" dizajn CWDM omejen, ko je vračunana prihodnja rast valovne dolžine. Videli smo primere, ko je kampus začel s 4-kanalnim CWDM, dosegel 8 kanalov v dveh letih in se nato soočil s popolno zamenjavo platforme za prehod na DWDM – skupna poraba je bila večja, kot če bi od prvega dne začeli s pasivnim DWDM.

Za podrobnejšo-primerjavo po kanalih, ocenjevanjeCWDM mux/demux platformeproti ekvivalentom DWDM na podlagi na-kanal in na-Gbps pogosto razkrije, da se predpostavka "CWDM je vedno cenejši" pokvari pri približno 8 kanalih ali nad 10G na kanal.

 

 

Kdaj izbrati CWDM

CWDM se najbolje prilega, ko zahteve ostanejo v njegovih fizičnih mejah in je preprostost delovanja pomembnejša od surovega kapaciteta:

• Interconnects Enterprise Campuspovezovanje 4–8 zgradb znotraj 40 km, pri čemer vsaka potrebuje povezave 1G ali 10G, pri čemer sta prioriteti preprostost plug-and-in nizki operativni stroški.
• Metro dostopni obročiza regionalne ponudnike internetnih storitev ali kabelske operaterje, ki poslovnim strankam služijo z namenskimi storitvami valovne dolžine na kratkih razdaljah.
• Združevanje mobilnih povratnih povezavkjer celična mesta potrebujejo povezave 1G–10G do centralne pisarne in so pari vlaken omejeni, vendar so razdalje kratke.
• Začasni projekti ali projekti-z omejenim proračunomkjer je mogoče omrežje prerazporediti ali nadgraditi v 3–5 letih in nižja vnaprejšnja naložba upraviči zgornjo mejo zmogljivosti.

Dober zdravniški pregled: če lahko z gotovostjo trdite, da "v naslednjih 5 letih na tej poti ne bomo potrebovali več kot 8 valovnih dolžin ali več kot 10 G na valovno dolžino," je CWDM verjetno prava izbira. Če je v tej napovedi resnična negotovost, natančno preberite naslednji razdelek.

 

 

Kdaj izbrati DWDM

DWDM postane praktična izbira-in pogosto edina izvedljiva-ko velja kateri koli od teh pogojev:

• Razdalja presega 80 kmali omrežna pot zahteva optično ojačanje.
• Število kanalov presega 8–10na enem paru vlaken, bodisi danes ali v okviru 5-letnega načrtovanja.
• Prenos podatkov na-kanal nad 10Gso potrebni - oddajniki-sprejemniki 25G, 100G, 400G DWDM so na voljo, medtem ko možnosti CWDM nad 10G ostajajo omejene.
• Medsebojno povezovanje podatkovnega centra (DCI)med metro{0}}ločenimi objekti, kjer je rast zmogljivosti hitra in jo je težko natančno predvideti.
• Hrbtenica prevoznika in prevoz-na dolge razdalje, vključno s podmorskimi sistemi, kjer so optična vlakna najdražje sredstvo, maksimizacija izkoristka pa je primarno ekonomsko gonilo.

Posebej za aplikacije DCI, razumevanje, kaj je polnoTransponder DWDM in kartica muxponderjaekosistemske ponudbe-vključno s koherentnim zaznavanjem in nastavljivimi valovnimi dolžinami-pomagajo uskladiti platformo z dejanskimi vzorci rasti prometa in ne s statično oceno-dneva.

 

 

Scenariji kupcev: Ujemanje tehnologije z vašo situacijo

Prava izbira je manj odvisna od same tehnologije in bolj od specifičnega konteksta uvajanja. Tukaj je opisano, kako se odločitev običajno odvija med različnimi profili kupcev:

 

Enterprise Campus (Multi-Building Interconnect)

Razdalje običajno pod 10 km, 4–8 zgradb, 1G–10G na povezavo. CWDM je tukaj skoraj vedno pravi. Enostavnost delovanja-brez načrtovanja valovne dolžine, brez upravljanja s toploto, brez vzdrževanja ojačevalnika-je pomembnejša od iztiska največje zmogljivosti vlaken. Izjema: če je kampus na zakupljenem temnem vlaknu z omejenim številom pramenov in število zgradb narašča, je lahko pasivni DWDM vreden skromne stroškovne premije za višino.

 

Metro DCI (od podatkovnega centra do podatkovnega centra, 10–80 km)

Tu postane odločitev resnično težka. Pri načrtovanju metro DCI, ko napoved zmogljivosti preseže približno 8 valovnih dolžin ali 10G na kanal, pasivni CWDM običajno ni več ekonomična pot-, tudi če prvi dan deluje dobro. Na splošno priporočamo DWDM za metro DCI, razen če je organizacija zelo prepričana v nizko in stabilno zgornjo mejo prometa.

 

Združevanje dostopa ISP/operaterja

Združevanje-kratkega dosega od POPs ali celičnih mest do centralne pisarne: CWDM to dobro obravnava pri 1G–10G. Toda združevalni obroč, ki povezuje te centralne pisarne, skoraj vedno potrebuje DWDM tako zaradi zmogljivosti kot zaradi oddaljenosti. Tukaj je pogost hibridni pristop (dostop CWDM + jedro DWDM), opisan spodaj.

 

Dolge razdalje in podmornice

Samo DWDM. Ni realistične možnosti CWDM za razdalje, ki zahtevajo ojačanje, ali za število kanalov, ki je potrebno na lestvici hrbtenice.

 

 

Hibridni pristop: CWDM in DWDM v istem omrežju

Ti dve tehnologiji se ne izključujeta-njuno združevanje je običajna praksa v omrežjih podzemne železnice. Tipičen vzorec: CWDM obravnava plast dostopa (kratek-doseg, nizko{3}}kanalne-povezave od prostorov strank do agregacijskih vozlišč), medtem ko DWDM obravnava jedrni obroč (visoka-zmogljivost, daljše-povezave med združevalnimi vozlišči in podatkovnimi centri).

Načrti valovnih dolžin so združljivi, ker lahko kanali CWDM v območju 1530 nm in 1550 nm soobstajajo s kanali DWDM v pasu C-. Kanali DWDM se prilegajo spektralni širini enega kanala CWDM. S pravilnim pasivnim filtriranjem lahko prekrijete DWDM na režo CWDM "1550nm" in dva sistema učinkovito ugnezdite na skupnem vlaknu.

To zahteva skrbno načrtovanje valovne dolžine-to ni prekrivni element-in{2}}priključi. Vendar je to-dobro razumljen vzorec oblikovanja, ki se izogiba vsiljevanju tehnološke izbire-ali-nič, in omogoča, da se omrežja postopno razvijajo od CWDM proti DWDM, ko povpraševanje na določenih poteh raste.

 

 

Kaj kupci pogosto podcenjujejo: Dejanski vidiki uvajanja

Poleg primerjave tehničnih{0}}listov obstaja več praktičnih vprašanj, ki načrtovalce pogosto ujamejo nepripravljene:

 

Stara vlakna in vrh vode.Če je vaša tovarna vlaken pred letom 2005 in računate na vseh 18 kanalov CWDM, boste morda razočarani. Pri starejših vlaknih G.652A/B običajno preverimo slabljenje okoli 1383 nm z OTDR, preden omogočimo nižje kanale CWDM. Preskok tega koraka je po namestitvi spremenil "18-kanalne" načrte CWDM v 8-kanalne.

 

Rast valovne dolžine je težko napovedati.Najpogostejše obžalovanje, ki ga opazimo pri uvedbah CWDM, ni zmogljivost-zmanjka kanalov prej, kot je bilo pričakovano. Rast prometa v podjetniških okoljih in okoljih DCI je ponavadi večja, kot kažejo linearne napovedi. Če obstaja kakršna koli možnost, da boste v 5 letih potrebovali več kot 8 valovnih dolžin, upoštevajte morebitne stroške zamenjave platforme v svojem poslovnem primeru CWDM.

 

Ojačitev na daljavo ni obvezna.Nezmožnost CWDM za ojačanje ni samo omejitev obsega-, ampak pomeni, da nimate orodja za obnovitev marže, če se stanje vlaken poslabša (novi spoji, staranje konektorjev, preusmeritve kablov). DWDM z EDFA vam nudi optično proračunsko ublažitev, ki manjka -samo pasivnim sistemom.

 

Kompleksnost delovanja se različno meri.CWDM je enostavnejši za uvajanje, vendar ta preprostost pomeni manj kavljev za spremljanje. Pasivna povezava CWDM deluje ali pa ne-obstaja omejena možnost spremljanja ravni moči kanala, OSNR ali poslabšanja pred-napako brez dodajanja zunanje testne opreme. Aktivne platforme DWDM običajno vključujejo vgrajen-nadzor optičnega kanala (OCM) in telemetrijo zmogljivosti, ki lahko odkrije težave, preden povzročijo izpade.

 

Koherentni DWDM spremeni račun.Sodobni koherentni oddajniki-sprejemniki DWDM (100G+) vključujejo vgrajeno-digitalno obdelavo signalov, ki kompenzira kromatsko disperzijo (širjenje signala, ki ga povzročijo različne valovne dolžine, ki potujejo z nekoliko različnimi hitrostmi v vlaknu) in polarizacijske učinke, ki samodejno-odpravljajo zunanje module za kompenzacijo disperzije, ki so včasih povečali stroške in zapletli sisteme DWDM. To je pomembno zmanjšalo operativno vrzel med obema tehnologijama pri višjih hitrostih prenosa podatkov.

 

 

Pogosto zastavljena vprašanja