CWDM ve DWDM: Farklılıklar, Mesafe, Maliyet ve Her Birinin Ne Zaman Seçileceği

10+ yıllık metro ve-uzun mesafe fiber dağıtım tecrübesine sahip optik ulaşım mühendisleri tarafından incelendi. En son ITU-T spesifikasyonlarına ve mevcut alıcı-verici modülü kullanılabilirliğine göre güncellendi.

 

CWDM, 80 km'nin altındaki mesafelerde 18 kanala kadar soğutmasız lazerlerle 20 nm kanal aralığını kullanır. DWDM, yüzlerce veya binlerce kilometre boyunca 40–96+ kanal için sıcaklık-stabilize edilmiş lazerlerle 0,8 nm veya daha dar aralık kullanır.

Bütçeniz dahilinde orta düzeyde kapasiteye ihtiyaç duyduğunuzda CWDM'yi seçin. Kanal sayısı, mesafe veya gelecekteki ölçeklenebilirlik ön maliyetten ağır bastığında DWDM'yi seçin.

Bu makalede, çoğu karşılaştırma kılavuzunun atladığı fiziksel kısıtlamalar ve gerçek dağıtım ödünleşimleri- dahil olmak üzere, bu karara gerçekten yön veren teknik farklılıklar açıklanmaktadır.

Hızlı Referans: Bir Bakışta CWDM ve DWDM

 

Parametre	CWDM	DWDM
Kanal aralığı	20nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm / 0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Fiber başına maksimum kanal	18 (pratikte genellikle 8)	40–96+
Dalga boyu aralığı	1270–1610nm (O'dan L bandına)	1530–1565nm (C-bant), 1565–1625nm (L-bant)
Lazer tipi	Soğutmasız DFB	TEC ile soğutulmuş DFB
Optik amplifikasyon	Pratik değil (EDFA penceresinin dışında)	EDFA, Raman veya hibrit
Tipik maksimum mesafe	40–80 km (pasif)	80km pasif; 1000km+ güçlendirilmiş
Kanal başına-veri hızı tavanı	10G (25G sınırlı kullanılabilirlik)	400G+ (tutarlı)
Alıcı-verici başına güç	~0.5W	~3–4W (soğutulmuş); 15W+ (tutarlı)

 

Bu tabloyu başlangıç ​​noktası olarak kullanın: Gereksinimleriniz tamamen CWDM sütununa uyuyorsa CWDM muhtemelen yeterlidir. Tek bir satır bile DWDM bölgesine giriyorsa-özellikle mesafe veya kanal sayısı-bu kısıtlamanın neden tüm karara yön verme eğiliminde olduğunu anlamak için okumaya devam edin.

 

 

Temel Fark Kanal Aralığıdır

Hem CWDM hem de DWDM, her sinyale kendi dalga boyunu atayarak tek bir fiber üzerinden birden fazla optik sinyal gönderen dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) teknolojileridir. İkisi arasındaki temel ayrım, bu dalga boylarının ne kadar sıkı paketlendiğine bağlıdır.

CWDM kanalları birbirinden 20 nm uzakta bulunur ve aşağıdaki şekilde tanımlandığı gibi 1270 nm ila 1610 nm aralığını kapsar.ITU-T G.694.2. Bu geniş aralık, lazer kaynağının termal stabilizasyona ihtiyaç duymadığı anlamına gelir-soğutulmamış dağıtılmış geri besleme (DFB) lazerleri iyi çalışır, çünkü dalga boyu sıcaklık dalgalanmalarıyla birkaç nanometre kaysa bile bir sonraki kanala sızmaz. Bu, modül maliyetini ve güç tüketimini düşük tutar.

DWDM farklı bir hikaye. Kanallar 0,8 nm (100 GHz) veya 0,4 nm (50 GHz) aralıklı olarak C- bandına (1530–1565 nm) ve bazen L- bandına (1565–1625 nm) paketlenir ve aşağıdakileri izler:ITU-T G.694.1frekans ızgarası. Bu yoğunlukta, bir nanometrelik sürüklenmenin çok küçük bir kısmı bile karışmaya neden olur. Dolayısıyla DWDM alıcı-vericileri, modülün içinde lazeri tam ITU frekansına kilitleyen termoelektrik soğutuculara (TEC'ler)-küçük aktif soğutma elemanlarına ihtiyaç duyar-; bu da maliyeti, güç tüketimini ve termal yönetim karmaşıklığını artırır.

Karşılaştırma-maliyet, kapasite, mesafe, büyütmedeki-diğer her şey bu aralık kısıtlamasından kaynaklanır. Nasıl olduğunu anlamakDWDM ağ mimarisiBu yoğunlukta dalga boyu yönetimini ele alan ekipman zincirinin neden bu kadar farklı göründüğünü açıklıyor.

 

Kanal Sayısı ve Kapasitesi

CWDM'nin 1270-1610 nm penceresi boyunca 20 nm'lik aralığı maksimum 18 kanal sağlar. Uygulamada, çoğu dağıtım 1470-1610nm aralığına sadık kalarak yalnızca 8 kullanır. Bunun nedeni: daha düşük dalga boyları (1270–1450 nm), standart G.652 fiberin "su zirvesi" bölgesinden geçer; burada hidroksil iyonu (OH⁻) emilimi, yüksek sinyal kaybına neden olur. Daha yeni G.652D düşük-su-tepe fiberi bu sorunu büyük ölçüde ortadan kaldırıyor, ancak kurulu tesislerin çoğu hâlâ eski fiber türlerini kullanıyor.

Bu, teknik özellik sayfalarının önerdiğinden daha önemlidir. Eski kampüs fiber tesislerinde, 1390nm kanalı genellikle bağlantı mühendisliği sırasında göz ardı ettiğimiz ilk kanaldır. G.652A veya G.652B fiberde, 1383 nm civarındaki su zirvesi, bu dalga boyunda, 20 km'nin üzerindeki koşularda 1390 nm kanalını tamamen ortadan kaldırmaya yetecek kadar 2+ dB/km zayıflama ekleyebilir-. Yaklaşık 2005'ten önce kurulmuş fiberle çalışıyorsanız, 18 CWDM kanalının tamamının kullanılabilir olduğunu varsaymadan önce zayıflamanın 1383 nm civarında olduğunu doğrulayın.

DWDM, genişletilmiş amplifikasyonla hem C-bantını hem de L-bantını kullanırken 100 GHz aralıkta 40, 50 GHz'de 80 ve 96'ya kadar veya daha fazla kanalı paketler. Her kanal, alıcı-vericiye ve modülasyon formatına bağlı olarak 10G, 100G, 400G ve hatta 800G taşıyabilir. 80 kanal × 100G'de tek bir fiber çifti, hiçbir CWDM dağıtımının yaklaşamayacağı bir kapasite olan 8 Tb/sn'lik toplam taşır.

CWDM'nin kanal başına pratik tavanı-SFP+ form faktörleri kullanıldığında 10G civarındadır. 25G CWDM SFP28 modülleri mevcuttur ancak henüz geniş çapta dağıtılmamıştır. Kanal başına gereksinimler 10G'yi aştığında, çoğu ağ mimarı DWDM'ye geçiyor çünkü kanal başına maliyet primi, fiber kullanımı başına önemli ölçüde daha yüksek-yükseklik ile dengelenmeye başlıyor.

 

İletim Mesafesi ve Amplifikasyon

Fiziğin en keskin ayrımı yarattığı yer burasıdır.

CWDM dalga boyları, telekomünikasyon ağlarında kullanılan erbiyum-katkılı fiber amplifikatörlerin (EDFA'lar)-çok güçlü optik amplifikatörlerin kazanç penceresinin dışında kalan geniş bir spektral aralığa yayılır. EDFA'lar, DWDM spektrumunu kapsayan ancak yalnızca iki veya üç CWDM kanalıyla örtüşen C- bandındaki (kabaca 1530–1565 nm) sinyalleri güçlendirir. Çoğu CWDM kanalını optik olarak yükseltemediğiniz için her CWDM bağlantısı, yükseltilmemiş sinyalin kapsayabileceği mesafeyle sınırlıdır: fiber kalitesine, konektör kayıplarına ve kullandığınız kanal dalga boyuna bağlı olarak genellikle 40-80 km.

Tamamen EDFA kazanç penceresi içinde çalışan DWDM, tekrar tekrar yükseltilebilir. Tipik bir uzun{1}}uzun mesafe sistemi, EDFA'ları her 60-100km'de bir yerleştirir ve Raman amplifikasyonu (kazanç ortamı olarak fiberin kendisini kullanan bir teknik) aralıkları daha da genişletir. Denizaltı kablo sistemleri bu şekilde rutin olarak binlerce kilometre yol kat ediyor. Metro dağıtımlarında bile tek bir EDFA eklemek, 80 km'lik pasif erişimi, sinyal yenilenmesi olmadan 200 km'den fazla aktif bağlantıya dönüştürür.

Ortalama kanal ihtiyacı olan 40 km'nin altındaki mesafeler için bu ayrım önemli olmayabilir-her iki teknoloji de pasif olarak çalışır. Ancak 80 kilometrelik eşiği aştığınızda veya gelecekteki büyüme için güçlendirmeye ihtiyaç duyduğunuzu tahmin ettiğinizde, DWDM yenilenme olmadan ölçeklenen tek yoldur. RolüWDM ağlarında optik hat korumasıayrıca uzun mesafelerde daha kritik hale gelir, çünkü başka bir fiber çiftini çalıştıramadığınızda her bağlantı arızası daha büyük sonuçlar doğurur.

 

 

Maliyet: "CWDM Daha Ucuzdur" Kadar Basit Değil

Geleneksel inanış:-CWDM bütçe seçeneğidir, DWDM pahalıdır-on yıl önce doğruydu ancak giderek aşınıyor. DWDM bileşen hacimleri arttı ve üretim süreçleri olgunlaştı; bu da aradaki farkı birçok alıcının beklediğinden daha fazla daralttı.

 

CWDM'nin hâlâ net bir maliyet avantajına sahip olduğu yerler:

• Soğutulmamış lazerler daha az güç tüketir (DWDM soğutmalı alıcı-verici başına kabaca 0,5W'a karşı. 3–4W) ve üretim maliyeti daha düşüktür.
• Pasif CWDM mux/demux birimleri, daha geniş geçiş bandı toleranslarına sahip, daha basit-film filtre cihazlarıdır.
• Amplifikatör yok, dağılım telafisi yok, optik kanal monitörü yok-altyapı zinciri daha kısadır.
• Dağıtım, özel dalga boyu mühendisliği veya sürekli termal yönetim gerektirmez.
•  

DWDM'nin daha yüksek ön maliyetinin dengelendiği yerler:

Fiber kıtlığı, fiber çifti başına 8+ dalga boyu ve kanal planlaması başına 10G+ koşulları altında, DWDM genellikle taşınan bit başına daha düşük bir maliyet sunar. Geçiş, mux/demux ve platform yatırımını 40, 80 veya daha fazla dalga boyuna yaydığınız için gerçekleşir. 16-kanallı bir CWDM sistemi ve 40 kanallı bir DWDM sistemi benzer bir toplam maliyete sahip olabilir, ancak DWDM sistemi kanal sayısının 2,5 katını sunar ve her kanal daha yüksek veri hızları taşıyabilir.

Pek çok alıcı, gelecekteki dalga boyu büyümesi fiyatlandırıldığında "ucuz" bir CWDM tasarımının ne kadar hızlı kısıtlandığını hafife alıyor. Bir kampüsün 4-kanallı CWDM ile başladığı, iki yıl içinde 8 kanala ulaştığı ve daha sonra, ilk günden itibaren pasif DWDM ile başlamalarına kıyasla toplamda daha fazla DWDM harcamasına geçmek için tam platform değişimiyle karşı karşıya kaldığı durumları gördük.

Kanal başına-daha ayrıntılı bir karşılaştırma için,CWDM mux/demux platformlarıKanal başına ve-Gbps bazında DWDM eşdeğerleriyle karşılaştırıldığında, genellikle "CWDM her zaman daha ucuzdur" varsayımının kabaca 8 kanalın üzerinde veya kanal başına 10G'nin üzerinde bozulduğu ortaya çıkar.

 

 

CWDM Ne Zaman Seçilmeli?

CWDM, gereksinimlerin fiziksel sınırları dahilinde kaldığı ve operasyonel basitliğin ham kapasiteden daha önemli olduğu durumlarda en iyi sonucu verir:

• Kurumsal kampüs ara bağlantıları40 km içindeki 4-8 binayı birbirine bağlayan, her biri 1G veya 10G bağlantıya ihtiyaç duyan, tak-ve-çalıştır basitliği ve düşük operasyonel ek yükün öncelik olduğu yer.
• Metro erişim halkalarıTicari müşterilere kısa mesafelerde özel dalga boyu hizmetleri sunan bölgesel İSS'ler veya kablo operatörleri için.
• Mobil ana taşıyıcı toplamaHücre sahalarının merkez ofise 1G-10G bağlantılarına ihtiyaç duyduğu ve fiber çiftlerinin sınırlı olduğu ancak mesafelerin kısa olduğu yerler.
• Geçici veya bütçe-kısıtlı projelerağın 3-5 yıl içinde yeniden konuşlandırılabileceği veya yükseltilebileceği ve daha düşük ön yatırımın kapasite tavanını haklı çıkardığı durumlar.

İyi bir akıl sağlığı kontrolü: Eğer kendinizden emin bir şekilde "önümüzdeki 5 yıl boyunca bu rotada 8 dalga boyundan veya dalga boyu başına 10G'den fazlasına ihtiyacımız olmayacak" diyebiliyorsanız, CWDM muhtemelen doğru çağrıdır. Bu tahminde gerçek bir belirsizlik varsa sonraki bölümü dikkatlice okuyun.

 

 

DWDM Ne Zaman Seçilmeli?

DWDM, aşağıdaki koşullardan herhangi biri geçerli olduğunda pratik-ve genellikle tek geçerli seçenek- haline gelir:

• Mesafe 80 km'yi aşıyorveya ağ yolu optik amplifikasyon gerektirir.
• Kanal sayısı 8-10'u aşıyorister bugün ister 5 yıllık planlama ufku içinde tek bir fiber çifti üzerinde.
• Kanal başına-10G'nin üzerindeki veri hızları25G, 100G, 400G DWDM alıcı-vericileri hazır durumdayken, 10G'nin üzerindeki CWDM seçenekleri sınırlı kalıyor.
• Veri merkezi ara bağlantısı (DCI)Kapasite artışının hızlı olduğu ve kesin olarak tahmin edilmesinin zor olduğu metropol-ayrı tesisler arasında.
• Taşıyıcı omurgası ve{0}uzun mesafe taşımacılığıFiberin en pahalı varlık olduğu ve kullanımı en üst düzeye çıkarmanın temel ekonomik etken olduğu denizaltı sistemleri de dahil.

Özellikle DCI uygulamaları için tam olarak ne olduğunu anlamakDWDM transponder ve muxponder kartıekosistemin sunduğu-tutarlı algılama ve ayarlanabilir dalga boyları dahil-bir günlük statik bir tahmin yerine platformun gerçek trafik büyüme modelleriyle eşleşmesine yardımcı olur-.

 

 

Alıcı Senaryoları: Teknolojiyi Durumunuza Eşleştirme

Doğru seçim teknolojinin kendisine daha az, spesifik dağıtım bağlamına daha çok bağlıdır. Kararın farklı alıcı profillerinde genellikle nasıl sonuçlandığı aşağıda açıklanmıştır:

 

Kurumsal Kampüs (Çoklu-Bina Ara Bağlantısı)

Mesafeler genellikle 10 km'nin altındadır, 4–8 bina, bağlantı başına 1G–10G. CWDM neredeyse her zaman buraya uygundur. Operasyonel basitlik (dalga boyu planlamasının olmaması, termal yönetimin olmaması, amplifikatör bakımının olmaması{8}}maksimum fiber kapasitesini daraltmaktan daha önemlidir. İstisna: Kampüs, sınırlı sayıda şerit içeren kiralık koyu fiber kullanıyorsa ve bina sayısı artıyorsa, pasif DWDM, boşluk payı için mütevazı maliyet primine değer olabilir.

 

Metro DCI (Veri Merkezinden Veri Merkezine, 10–80 km)

İşte bu noktada karar gerçekten zorlaşıyor. Metro DCI planlamasında, kapasite tahmini kabaca 8 dalga boyunu veya kanal başına 10G'yi aştığında pasif CWDM, ilk günde iyi çalışsa bile genellikle ekonomik yol olmaktan çıkar-. Kuruluşun düşük ve istikrarlı bir trafik tavanına çok güvenmediği sürece genellikle metro DCI için DWDM'yi öneriyoruz.

 

İSS/Operatör Erişimi Toplama

POP'lardan veya hücre sitelerinden merkezi bir ofise{0}}kısa erişim toplama: CWDM bunu 1G–10G'de iyi bir şekilde halleder. Ancak bu merkez ofisleri birbirine bağlayan toplama halkası, hem kapasite hem de mesafe nedeniyle neredeyse her zaman DWDM'ye ihtiyaç duyar. Aşağıda açıklanan hibrit yaklaşım (CWDM erişimi + DWDM çekirdeği) burada yaygındır.

 

Uzun-Yol ve Denizaltı

Yalnızca DWDM. Amplifikasyon gerektiren mesafeler veya omurga ölçeğinde gereken kanal sayıları için gerçekçi bir CWDM seçeneği yoktur.

 

 

Hibrit Yaklaşım: Aynı Ağda CWDM ve DWDM

Bu iki teknoloji birbirini dışlayan değildir-bunları birleştirmek metro ağlarında yaygın bir uygulamadır. Tipik bir model: CWDM erişim katmanını (müşteri tesislerinden toplama düğümlerine kısa-erişimli, düşük-kanal-sayılı bağlantılar) yönetirken, DWDM çekirdek halkayı (toplama düğümleri ve veri merkezleri arasında yüksek-kapasiteli, daha uzun-erişimli bağlantılar) yönetir.

Dalga boyu planları uyumludur çünkü 1530 nm ve 1550 nm aralığındaki CWDM kanalları C- bandındaki DWDM kanallarıyla bir arada bulunabilir. DWDM kanalları, tek bir CWDM kanalının spektral genişliğine sığar. Uygun pasif filtrelemeyle, DWDM'yi "1550nm" CWDM yuvasına yerleştirebilir ve iki sistemi etkili bir şekilde paylaşılan fiber üzerine yerleştirebilirsiniz.

Bu, dikkatli bir dalga boyu mühendisliği gerektirir-bu bir tak-ve-çalıştır katmanı değildir. Ancak bu,-ya hep-ya da-hiçbir teknoloji tercihine zorlamayı önleyen, iyi-anlaşılmış bir tasarım modelidir ve belirli rotalarda talep arttıkça ağların CWDM'den DWDM'ye aşamalı olarak evrilmesine olanak tanır.

 

 

Alıcıların Çoğunlukla Hafife Aldığı Şey: Gerçek Dağıtım Konuları

Teknik özellikler-karşılaştırmasının ötesinde, planlamacıları sıklıkla hazırlıksız yakalayan birkaç pratik sorun vardır:

 

Eski lif ve suyun zirvesi.Fiber tesisinizin tarihi 2005'ten önceyse ve 18 CWDM kanalının tümüne güveniyorsanız hayal kırıklığına uğrayabilirsiniz. Daha eski G.652A/B fiberde, daha düşük CWDM kanallarını etkinleştirmeden önce genellikle bir OTDR ile 1383nm civarındaki zayıflamayı doğrularız. Bu adımın atlanması, kurulumdan sonra "18 kanallı" CWDM planlarını 8 kanallı planlara dönüştürdü.

 

Dalgaboyu büyümesini tahmin etmek zordur.CWDM dağıtımlarında gördüğümüz en yaygın pişmanlık performans değil-kanalların beklenenden daha erken tükenmesidir. Kurumsal ve DCI ortamlarındaki trafik artışı, doğrusal tahminlerin önerdiğinden daha değişken olma eğilimindedir. 5 yıl içinde 8'den fazla dalga boyuna ihtiyaç duyma ihtimaliniz varsa, potansiyel platform takas maliyetini CWDM iş durumunuza dahil edin.

 

Amplifikasyon uzaktan isteğe bağlı değildir.CWDM'nin güçlendirilememesi yalnızca bir aralık sınırlaması değildir-bu, fiber koşulları kötüleşirse (yeni eklemeler, konektörün eskimesi, kablonun yeniden yönlendirilmesi) marj kurtarma aracına sahip olamayacağınız anlamına gelir. EDFA'lı DWDM, yalnızca pasif{2}}sistemlerde bulunmayan bir optik bütçe desteği sağlar.

 

Operasyonel karmaşıklık farklı şekilde ölçeklenir.CWDM'nin dağıtımı daha kolaydır ancak bu basitlik, daha az izleme kancası anlamına gelir. Pasif bir CWDM bağlantısı ya çalışır ya da çalışmaz-Harici test ekipmanı eklemeden kanal güç düzeylerini, OSNR'yi veya arıza öncesi bozulmayı-izleme konusunda sınırlı bir yetenek vardır. Aktif DWDM platformları genellikle sorunları kesintiye yol açmadan önce tespit edebilen yerleşik-optik kanal izleme (OCM) ve performans telemetrisini içerir.

 

Tutarlı DWDM hesabı değiştirir.Modern uyumlu DWDM alıcı-vericileri (100G+), kromatik dispersiyonu (fiberde biraz farklı hızlarda hareket eden farklı dalga boylarının neden olduğu sinyal yayılımı) ve polarizasyon etkilerini otomatik olarak-düzelten, DWDM sistemlerine maliyet ve karmaşıklık katan harici dağılım dengeleme modüllerini ortadan kaldıran yerleşik dijital sinyal işlemeyi içerir. Bu, daha yüksek veri hızlarında iki teknoloji arasındaki operasyonel boşluğu anlamlı ölçüde azalttı.

 

 

Sıkça Sorulan Sorular