CWDM vs DWDM: różnice, odległość, koszt i kiedy wybrać każdy z nich

Sprawdzone przez inżynierów transportu optycznego z 10+-letnim doświadczeniem we wdrażaniu-metrów i światłowodów na długich dystansach. Ostatnia aktualizacja pod kątem specyfikacji ITU-T i aktualnej dostępności modułów nadawczo-odbiorczych.

 

CWDM wykorzystuje odstęp międzykanałowy 20 nm z niechłodzonymi laserami dla maksymalnie 18 kanałów na dystansach poniżej 80 km. DWDM wykorzystuje odstępy 0,8 nm lub mniejsze z laserami-stabilizowanymi temperaturowo dla 40–96+ kanałów na dystansie setek lub tysięcy kilometrów.

Wybierz CWDM, jeśli potrzebujesz umiarkowanej wydajności przy ograniczonym budżecie. Wybierz DWDM, gdy liczba kanałów, odległość lub przyszła skalowalność przewyższają początkowe koszty.

W tym artykule omówiono różnice techniczne, które faktycznie wpływają na tę decyzję,-w tym ograniczenia fizyczne i rzeczywiste kompromisy-wdrożeniowe, które większość porównywarek pomija.

Krótkie omówienie: CWDM vs DWDM w skrócie

 

Parametr	CWDM	DWDM
Rozstaw kanałów	20 nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm / 0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Maksymalna liczba kanałów na włókno	18 (w praktyce często 8)	40–96+
Zakres długości fali	1270–1610 nm (pasmo od O do L)	1530–1565 nm (pasmo C-), 1565–1625 nm (pasmo L-)
Typ lasera	Niechłodzony DFB	Chłodzony DFB z TEC
Wzmocnienie optyczne	Niepraktyczne (poza oknem EDFA)	EDFA, Ramana lub hybryda
Typowa maksymalna odległość	40–80 km (pasywny)	80 km biernie; Wzmocnione 1000 km+
Pułap szybkości transmisji danych na-kanał	10G (ograniczona dostępność 25G)	400G+ (spójny)
Moc na transceiver	~0.5W	~3–4 W (chłodzony); 15W+ (spójny)

 

Użyj tej tabeli jako punktu wyjścia: jeśli Twoje wymagania mieszczą się całkowicie w kolumnie CWDM, CWDM prawdopodobnie będzie wystarczające. Jeśli choćby jeden wiersz dotyczy obszaru DWDM,-zwłaszcza odległości lub liczby kanałów-czytaj dalej, aby zrozumieć, dlaczego to ograniczenie ma tendencję do przechylania całej decyzji.

 

 

Podstawową różnicą jest odstęp między kanałami

Zarówno CWDM, jak i DWDM to technologie multipleksowania z podziałem długości fali (WDM), które wysyłają wiele sygnałów optycznych w pojedynczym włóknie, przypisując każdemu sygnałowi własną długość fali. Podstawowy podział między nimi sprowadza się do tego, jak ciasno upakowane są te długości fal.

Kanały CWDM są oddalone od siebie o 20 nm i obejmują zakres od 1270 nm do 1610 nm zgodnie z definicjąITU-T G.694.2. Tak duży odstęp oznacza, że ​​źródło lasera nie potrzebuje stabilizacji termicznej.-Niechłodzone lasery z rozproszonym sprzężeniem zwrotnym (DFB) działają dobrze, ponieważ nawet jeśli długość fali dryfuje o kilka nanometrów w wyniku wahań temperatury, nie przedostanie się do następnego kanału. Dzięki temu koszt modułu i zużycie energii są niskie.

DWDM to inna historia. Kanały są oddalone od siebie o 0,8 nm (100 GHz) lub 0,4 nm (50 GHz), upakowane w paśmie C- (1530–1565 nm), a czasami w paśmie L- (1565–1625 nm), zgodnie zITU-T G.694.1siatka częstotliwości. Przy tej gęstości nawet ułamek nanometra dryfu powoduje przesłuch. Dlatego transceivery DWDM wymagają chłodnic termoelektrycznych (TEC)-małych aktywnych elementów chłodzących wewnątrz modułu, które blokują laser dokładnie na częstotliwości ITU-co zwiększa koszty, pobór mocy i złożoność zarządzania ciepłem.

Wszystko inne w porównaniu-koszt, pojemność, odległość, wzmocnienie-wynika z tego ograniczenia odstępu. Zrozumienie jakArchitektura sieci DWDMobsługuje zarządzanie długościami fal przy tej gęstości, wyjaśnia, dlaczego łańcuch urządzeń wygląda tak inaczej.

 

Liczba kanałów i pojemność

Odstęp 20 nm CWDM w oknie 1270–1610 nm daje maksymalnie 18 kanałów. W praktyce w wielu wdrożeniach wykorzystuje się tylko 8, trzymając się zakresu 1470–1610 nm. Powód: niższe długości fal (1270–1450 nm) przechodzą przez obszar „piku wodnego” standardowego światłowodu G.652, gdzie absorpcja jonów hydroksylowych (OH⁻) powoduje podwyższoną utratę sygnału. Nowsze światłowód G.652D o niskim-szczycie-wodnym w dużej mierze eliminuje ten problem, ale wiele zainstalowanych instalacji nadal korzysta ze starszych typów włókien.

Ma to większe znaczenie, niż sugerują arkusze specyfikacji. W starszych zakładach światłowodowych na terenie kampusu kanał 1390 nm jest często pierwszym, który wykluczamy podczas projektowania łącza. W przypadku światłowodu G.652A lub G.652B szczyt wody w okolicach 1383 nm może zwiększyć tłumienie o 2+ dB/km przy tej długości fali-wystarczająco, aby całkowicie wyeliminować kanał 1390 nm na dystansie ponad 20 km. Jeśli pracujesz ze światłowodem zainstalowanym przed mniej więcej 2005 rokiem, sprawdź tłumienie w okolicach 1383 nm, zanim założysz, że wszystkie 18 kanałów CWDM jest użytecznych.

DWDM zawiera 40 kanałów w odstępie 100 GHz, 80 w odstępie 50 GHz i do 96 lub więcej, gdy używane jest zarówno pasmo C-, jak i pasmo L- z rozszerzonym wzmocnieniem. Każdy kanał może przenosić 10G, 100G, 400G lub nawet 800G w zależności od transiwera i formatu modulacji. Przy 80 kanałach × 100 G pojedyncza para włókien zapewnia łączną przepustowość 8 Tb/s-, do której nie jest w stanie dotrzeć żadne wdrożenie CWDM.

Praktyczny pułap CWDM na-kanał wynosi około 10 G przy użyciu formatów SFP+.. 25Moduły G CWDM SFP28 istnieją, ale nie są jeszcze powszechnie stosowane. Gdy wymagania na-kanał przekraczają 10G, większość architektów sieci przechodzi na DWDM, ponieważ wzrost kosztu-kanału zaczyna być równoważony przez dramatycznie wyższe wykorzystanie-w przeliczeniu na światłowód.

 

Odległość transmisji i wzmocnienie

To tutaj fizyka tworzy najostrzejszy podział.

Długości fal CWDM rozciągają się w szerokim zakresie widmowym, który wykracza poza okno wzmocnienia-wzmacniaczy światłowodowych domieszkowanych erbem (EDFA)-najważniejszych wzmacniaczy optycznych stosowanych w sieciach telekomunikacyjnych. EDFA wzmacniają sygnały w paśmie C- (w przybliżeniu 1530–1565 nm), które obejmuje widmo DWDM, ale pokrywa się tylko z dwoma lub trzema kanałami CWDM. Ponieważ nie można wzmocnić optycznie większości kanałów CWDM, każde łącze CWDM jest ograniczone do odległości, jaką może pokonać niewzmocniony sygnał: zazwyczaj 40–80 km, w zależności od jakości światłowodu, strat na złączu i używanej długości fali kanału.

DWDM, działający całkowicie w oknie wzmocnienia EDFA, może być wielokrotnie wzmacniany. Typowy system-długodystansowy umieszcza EDFA co 60–100 km, a wzmocnienie Ramana (technika wykorzystująca sam włókno jako medium wzmacniające) rozciąga się dalej. Podmorskie systemy kablowe rutynowo pokonują w ten sposób tysiące kilometrów. Nawet w przypadku wdrożeń metra dodanie pojedynczego EDFA zmienia pasywny zasięg o długości 80 km w aktywne łącze o długości ponad 200 km bez regeneracji sygnału.

W przypadku odległości poniżej 40 km i umiarkowanych potrzeb w zakresie kanałów to rozróżnienie może nie mieć znaczenia-obie technologie działają pasywnie. Ale kiedy przekroczysz próg 80 km lub spodziewasz się konieczności wzmocnienia dla przyszłego wzrostu, DWDM jest jedyną ścieżką, która skaluje się bez regeneracji. Rolaochrona linii optycznych w sieciach WDMstaje się również bardziej krytyczne na większych dystansach, ponieważ każda awaria łącza niesie ze sobą większe konsekwencje, gdy nie można po prostu poprowadzić kolejnej pary włókien.

 

 

Koszt: nie tak prosty, jak „CWDM jest tańszy”

Powszechny pogląd, że-CWDM jest opcją budżetową, DWDM jest kosztowny,-był dokładny dziesięć lat temu, ale stale ulega erozji. Wolumen komponentów DWDM wzrósł, a procesy produkcyjne dojrzały, zmniejszając różnicę bardziej, niż wielu nabywców się spodziewa.

 

Gdzie CWDM nadal ma wyraźną przewagę kosztową:

• Niechłodzone lasery zużywają mniej energii (około 0,5 W w porównaniu z. 3–4 W na transceiver chłodzony DWDM) i są tańsze w produkcji.
• Pasywne jednostki multipleksujące/demux CWDM to prostsze-urządzenia z filtrem cienkowarstwowym o szerszych tolerancjach pasma przepustowego.
• Żadnych wzmacniaczy, żadnej kompensacji dyspersji, żadnych monitorów kanałów optycznych.-Łańcuch infrastruktury jest krótszy.
• Wdrożenie nie wymaga specjalistycznej inżynierii długości fal ani ciągłego zarządzania temperaturą.
•  

Gdzie wyższy koszt początkowy DWDM zostaje zrekompensowany:

W warunkach niedoboru światłowodów, długości fali wynoszącej 8+ na parę włókien i planowania 10 G+ na-kanał, DWDM często zapewnia niższy koszt w przeliczeniu na przesłany bit. Zwrotnica ma miejsce, ponieważ rozkładasz multiplekser/demux i inwestycję w platformę na 40, 80 lub więcej długości fal. 16-kanałowy system CWDM i 40-kanałowy system DWDM mogą kosztować podobną sumę, ale system DWDM zapewnia 2,5 razy większą liczbę kanałów, a każdy kanał może przenosić większe szybkości transmisji danych.

Wielu kupujących nie docenia, jak szybko „tani” projekt CWDM staje się ograniczony, gdy uwzględni się przyszły wzrost długości fali. Widzieliśmy przypadki, w których kampus zaczynał od 4-kanałowego CWDM, w ciągu dwóch lat osiągnął 8 kanałów, a następnie musiał przejść na pełną wymianę platformy, aby przejść na DWDM, wydając w sumie więcej, niż gdyby od pierwszego dnia zaczął od pasywnego DWDM.

Aby uzyskać bardziej szczegółowe porównanie-kanałów, dokonaj ocenyPlatformy CWDM mux/demuxw porównaniu z odpowiednikami DWDM w przeliczeniu na-kanał i-Gb/s często pokazuje, że założenie „CWDM jest zawsze tańsze” rozkłada się na więcej niż około 8 kanałów lub powyżej 10 Gb/s na kanał.

 

 

Kiedy wybrać CWDM

CWDM sprawdza się najlepiej, gdy wymagania mieszczą się w fizycznych granicach, a prostota operacyjna jest ważniejsza niż sama pojemność:

• Połączenia międzykampusowe przedsiębiorstwpołączenie 4–8 budynków w promieniu 40 km, z których każdy wymaga łączy 1G lub 10G, gdzie priorytetem jest prostota-podłącz i-użytkowania oraz niskie koszty operacyjne.
• Pierścienie dostępu do metradla regionalnych dostawców usług internetowych lub operatorów telewizji kablowej obsługujących klientów biznesowych z usługami na dedykowanych falach na krótkich dystansach.
• Agregacja mobilnego transportu dosyłowegogdzie stacje komórkowe potrzebują łączy 1G–10G z centralą, a pary włókien światłowodowych są ograniczone, ale odległości są krótkie.
• Projekty tymczasowe lub-o ograniczonym budżeciegdzie sieć może zostać przeniesiona lub zmodernizowana w ciągu 3–5 lat, a niższa początkowa inwestycja uzasadnia pułap przepustowości.

Dobra weryfikacja: jeśli możesz śmiało powiedzieć: „nie będziemy potrzebować więcej niż 8 długości fal lub więcej niż 10 G na długość fali na tej trasie przez następne 5 lat”, CWDM będzie prawdopodobnie właściwym wyborem. Jeśli prognoza jest naprawdę niepewna, przeczytaj uważnie następną sekcję.

 

 

Kiedy wybrać DWDM

DWDM staje się praktycznym wyborem-i często jedynym realnym-gdy ma zastosowanie którykolwiek z poniższych warunków:

• Odległość przekracza 80 kmlub ścieżka sieciowa wymaga wzmocnienia optycznego.
• Liczba kanałów przekracza 8–10na jednej parze włókien, czy to już dziś, czy w perspektywie 5 lat.
• Szybkość transmisji danych na-kanał powyżej 10Gsą potrzebne — transceivery DWDM 25G, 100G, 400G są łatwo dostępne, natomiast opcje CWDM powyżej 10G pozostają ograniczone.
• Połączenie centrum danych (DCI)pomiędzy obiektami-oddzielnymi metrem, gdzie wzrost przepustowości jest szybki i trudny do precyzyjnego prognozowania.
• Szkielet przewoźnika i transport-na długich dystansach, w tym systemy okrętów podwodnych, w przypadku których światłowód jest najdroższym aktywem, a maksymalizacja wykorzystania jest głównym czynnikiem ekonomicznym.

W szczególności w przypadku zastosowań DCI zrozumienie, co jest pełneKarta transpondera i multipleksera DWDMoferty ekosystemu-w tym spójne wykrywanie i regulowane długości fal-pomagają dopasować platformę do rzeczywistych wzorców wzrostu ruchu, a nie do statycznych szacunków-jednego dnia.

 

 

Scenariusze kupujących: dopasowanie technologii do Twojej sytuacji

Właściwy wybór w mniejszym stopniu zależy od samej technologii, a bardziej od konkretnego kontekstu wdrożenia. Oto jak decyzja zazwyczaj wygląda w przypadku różnych profili kupujących:

 

Kampus korporacyjny (połączenie-wielu budynków)

Odległości zwykle poniżej 10 km, 4–8 budynków, 1G–10G na łącze. CWDM jest tutaj prawie zawsze właściwym rozwiązaniem. Prostota obsługi-bez planowania długości fal, zarządzania ciepłem i konserwacji wzmacniacza-jest ważniejsza niż wyciśnięcie maksymalnej przepustowości światłowodu. Wyjątek: jeśli kampus korzysta z dzierżawionego ciemnego światłowodu z ograniczoną liczbą pasm, a liczba budynków rośnie, pasywny DWDM może być wart skromnej premii kosztowej za zapas.

 

Metro DCI (od centrum danych do centrum danych, 10–80 km)

W tym miejscu decyzja staje się naprawdę trudna. Podczas planowania DCI w obszarze metropolitalnym, gdy prognoza przepustowości przekracza w przybliżeniu 8 długości fal lub 10 G na kanał, pasywny CWDM zwykle przestaje być opłacalną ścieżką-nawet jeśli pierwszego dnia działa dobrze. Generalnie zalecamy DWDM dla DCI metra, chyba że organizacja jest bardzo pewna niskiego, stabilnego pułapu ruchu.

 

Agregacja dostępu ISP/operatora

Agregacja o krótkim-zasięgu z punktów POP lub witryn komórkowych do biura centralnego: CWDM dobrze radzi sobie z tym w sieciach 1G–10G. Jednak pierścień agregujący łączący te biura centralne prawie zawsze potrzebuje DWDM zarówno ze względu na pojemność, jak i odległość. Opisane poniżej podejście hybrydowe (dostęp CWDM + rdzeń DWDM) jest tutaj powszechne.

 

Długodystansowy-okręt i łódź podwodna

Tylko DWDM. Nie ma realistycznej opcji CWDM dla odległości wymagających wzmocnienia lub dla liczby kanałów potrzebnych w skali szkieletu.

 

 

Podejście hybrydowe: CWDM i DWDM w tej samej sieci

Te dwie technologie nie wykluczają się wzajemnie.-Łączenie ich jest powszechną praktyką w sieciach metra. Typowy wzorzec: CWDM obsługuje warstwę dostępu (łącza o-krótkim-zasięgu i małej liczbie-kanałów-z siedziby klienta do węzłów agregacji), podczas gdy DWDM obsługuje pierścień podstawowy (połączenia-o dużej-przepustowości i-zasięgu między węzłami agregacji a centrami danych).

Plany długości fal są kompatybilne, ponieważ kanały CWDM w zakresie 1530 nm i 1550 nm mogą współistnieć z kanałami DWDM w paśmie C-. Kanały DWDM mieszczą się w szerokości widmowej pojedynczego kanału CWDM. Przy odpowiednim filtrowaniu pasywnym można nałożyć DWDM na gniazdo CWDM „1550nm” i skutecznie zagnieździć oba systemy na współdzielonym włóknie.

Wymaga to starannego zaprojektowania długości fali.-Nie jest to nakładka-i używaj-odtwarzania. Jest to jednak dobrze-zrozumiany wzorzec projektowy, który pozwala uniknąć wymuszania wyboru technologii-albo-niczego i umożliwia stopniową ewolucję sieci od CWDM do DWDM w miarę wzrostu zapotrzebowania na określonych trasach.

 

 

Czego kupujący często nie doceniają: rzeczywiste kwestie związane z wdrożeniem

Oprócz porównania-kart specyfikacji istnieje kilka praktycznych kwestii, które często zaskakują planistów:

 

Starsze włókno i szczyt wodny.Jeśli Twoja instalacja światłowodowa jest sprzed 2005 roku i liczysz na wszystkie 18 kanałów CWDM, możesz być rozczarowany. W przypadku starszych włókien G.652A/B zazwyczaj sprawdzamy tłumienie w okolicach 1383 nm za pomocą OTDR-a przed włączeniem niższych kanałów CWDM. Pominięcie tego kroku spowodowało, że po instalacji „18-kanałowe” plany CWDM stały się 8-kanałowe.

 

Wzrost długości fali jest trudny do przewidzenia.Najczęstszym żalem, jaki widzimy w przypadku wdrożeń CWDM, nie jest wydajność,-ale kończą się kanały wcześniej, niż oczekiwano. Wzrost ruchu w środowiskach przedsiębiorstw i DCI jest zwykle bardziej nierównomierny, niż sugerują prognozy liniowe. Jeśli istnieje ryzyko, że w ciągu 5 lat będziesz potrzebować więcej niż 8 długości fal, uwzględnij potencjalny koszt wymiany platformy w swoim uzasadnieniu biznesowym CWDM.

 

Wzmocnienie nie jest opcjonalne na odległość.Brak możliwości wzmocnienia CWDM to nie tylko ograniczenie zasięgu,-oznacza to, że nie masz narzędzia do odzyskiwania marginesu, jeśli stan światłowodu ulegnie pogorszeniu (nowe spawy, starzenie się złącza, przekierowanie kabla). DWDM z EDFA zapewnia optyczną poduszkę budżetową, której brakuje systemom pasywnym.

 

Złożoność operacyjna skaluje się w różny sposób.CWDM jest prostszy we wdrożeniu, ale ta prostota oznacza mniej punktów monitorowania. Pasywne łącze CWDM albo działa, albo nie.-Możliwość monitorowania poziomów mocy kanału, OSNR lub degradacji przed awarią-jest ograniczona, bez dodawania zewnętrznego sprzętu testowego. Aktywne platformy DWDM zazwyczaj zawierają wbudowane-monitorowanie kanałów optycznych (OCM) i telemetrię wydajności, które mogą wychwytywać problemy, zanim spowodują awarie.

 

Spójny DWDM zmienia rachunek.Nowoczesne spójne transceivery DWDM (100G+) mają wbudowane-cyfrowe przetwarzanie sygnału, które kompensuje dyspersję chromatyczną (rozproszenie sygnału spowodowane różnymi długościami fal przemieszczających się z nieco różnymi prędkościami w światłowodzie) i efekty polaryzacji automatycznie-eliminując zewnętrzne moduły kompensacji dyspersji, które zwiększały koszty i złożoność systemów DWDM. Znacząco zmniejszyło to lukę operacyjną między obiema technologiami przy wyższych szybkościach transmisji danych.

 

 

Często zadawane pytania