CWDM לעומת DWDM: הבדלים, מרחק, עלות ומתי לבחור כל אחד מהם

נבדק על ידי מהנדסי תחבורה אופטיים עם ניסיון של 10+ שנים של מטרו וניסיון-ארוך בפריסת סיבים. עודכן לאחרונה מול מפרטי ITU-T וזמינות מודול מקלט משדר נוכחית.

 

CWDM משתמש במרווח ערוצים של 20 ננומטר עם לייזרים לא מקוררים עבור עד 18 ערוצים למרחקים מתחת ל-80 ק"מ. DWDM משתמש במרווחים של 0.8 ננומטר או יותר עם לייזרים מיוצבים בטמפרטורה- עבור 40–96+ ערוצים לאורך מאות או אלפי קילומטרים.

בחר CWDM כאשר אתה צריך קיבולת מתונה בתקציב. בחר DWDM כאשר ספירת הערוצים, המרחק או המדרגיות העתידית עולים על העלות המוקדמת.

מאמר זה סוקר את ההבדלים הטכניים המניעים למעשה את ההחלטה הזו-כולל האילוצים הפיזיים והפריסה אמיתית של הפריסה-שרוב מדריכי ההשוואה מדלגים עליהם.

התייחסות מהירה: CWDM לעומת DWDM במבט חטוף

 

פָּרָמֶטֶר	CWDM	DWDM
מרווח בין ערוצים	20nm (ITU-T G.694.2)	0.8nm / 0.4nm (ITU-T G.694.1)
מקסימום ערוצים לסיב	18 (לעיתים קרובות 8 בפועל)	40–96+
טווח אורכי גל	1270–1610nm (רצועת O עד L)	1530–1565nm (C-band), 1565–1625nm (L-band)
סוג לייזר	DFB לא מקורר	DFB מקורר עם TEC
הגברה אופטית	לא מעשי (מחוץ לחלון EDFA)	EDFA, ראמאן או היברידי
מרחק מקסימלי אופייני	40-80 ק"מ (פאסיבי)	80 ק"מ פסיבי; 1000 ק"מ+ מוגבר
תקרת קצב נתונים לכל-ערוץ	10G (זמינות מוגבלת של 25G)	400G+ (קוהרנטי)
כוח לכל מקלט משדר	~0.5W	~3-4W (מקורר); 15W+ (קוהרנטי)

 

השתמש בטבלה זו כנקודת התחלה: אם הדרישות שלך נופלות לחלוטין בעמודה CWDM, סביר להניח ש-CWDM מספיק. אם אפילו שורה אחת דוחפת לטריטוריה של DWDM-במיוחד מרחק או ספירת ערוצים-המשך לקרוא כדי להבין מדוע האילוץ הזה נוטה להטות את ההחלטה כולה.

 

 

ההבדל העיקרי הוא ריווח ערוצים

גם CWDM וגם DWDM הן טכנולוגיות ריבוי חלוקת אורך גל (WDM) ששולחות אותות אופטיים מרובים על סיב בודד על ידי הקצאת לכל אות את אורך הגל שלו. הפיצול הבסיסי בין השניים מסתכם עד כמה אורכי הגל האלה ארוזים בצורה הדוקה.

ערוצי CWDM יושבים במרחק של 20 ננומטר זה מזה, ומשתרעים על טווח 1270 ננומטר עד 1610 ננומטר כפי שהוגדר על ידיITU-T G.694.2. המרווח הרחב הזה אומר שמקור הלייזר לא צריך ייצוב תרמי-לייזרי משוב מבוזר לא מקורר (DFB) עובדים מצוין, כי גם אם אורך הגל יסחף כמה ננומטרים עם תנודות טמפרטורה, הוא לא ידמם לערוץ הבא. זה שומר על עלות המודול וצריכת החשמל נמוכים.

DWDM זה סיפור אחר. ערוצים נמצאים במרחק של 0.8 ננומטר (100 גיגה-הרץ) או 0.4 ננומטר (50 גיגה-הרץ) זה מזה, ארוזים בפס C-(1530–1565nm) ולפעמים בפס L-(1565–1625nm), בעקבותITU-T G.694.1רשת תדרים. בצפיפות זו, אפילו שבריר מננומטר של סחיפה גורם לדיבור. אז מקלטי משדר DWDM דורשים מצננים תרמו-אלקטריים (TECs)-אלמנטי קירור פעילים קטנים בתוך המודול שנועלים את הלייזר לתדר ה-ITU המדויק שלו-ומוסיפים עלות, צריכת חשמל ומורכבות ניהול תרמי.

כל השאר בהשוואה-עלויות, קיבולת, מרחק, הגברה-נובעים מאילוץ המרווח הזה. להבין איךארכיטקטורת רשת DWDMמטפל בניהול אורכי גל בצפיפות זו מסביר מדוע שרשרת הציוד נראית כל כך שונה.

 

ספירת ערוצים וקיבולת

המרווח של 20 ננומטר של CWDM על פני החלון של 1270-1610 ננומטר מניב מקסימום 18 ערוצים. בפועל, פריסות רבות משתמשות רק ב-8, תוך שמירה על טווח 1470-1610nm. הסיבה: אורכי הגל הנמוכים יותר (1270–1450 ננומטר) עוברים באזור "שיא המים" של סיב G.652 סטנדרטי, שבו ספיגת יון הידרוקסיל (OH⁻) גורמת לאובדן אות מוגבר. סיבים חדשים יותר של G.652D נמוך-מים- מבטלים במידה רבה את הבעיה הזו, אבל הרבה מפעלים מותקנים עדיין משתמשים בסוגי סיבים ישנים יותר.

זה חשוב יותר ממה שמציעים דפי המפרט. במפעלי סיבים ישנים יותר בקמפוס, ערוץ 1390nm הוא לעתים קרובות הראשון שאנו פוסלים במהלך הנדסת קישורים. בסיבים G.652A או G.652B, שיא המים בסביבות 1383nm יכול להוסיף 2+ dB/km של הנחתה באורך גל זה-מספיק כדי להפיל את ערוץ 1390nm לחלוטין בריצות של יותר מ-20 ק"מ. אם אתה עובד עם סיבים שהותקנו לפני 2005 בערך, ודא הנחתה סביב 1383nm לפני הנחה שכל 18 ערוצי CWDM ניתנים לשימוש.

DWDM מכיל 40 ערוצים במרווח של 100 גיגה-הרץ, 80 ב-50 גיגה-הרץ, ועד 96 או יותר, כאשר משתמשים גם בפס C- וגם בפס L- עם הגברה מורחבת. כל ערוץ יכול לשאת 10G, 100G, 400G, או אפילו 800G בהתאם למקלט המשדר ולפורמט המודולציה. ב-80 ערוצים × 100G, זוג סיבים בודד נושא 8 Tbps מצטבר-קיבולת שאף פריסת CWDM לא יכולה להתקרב.

התקרה המעשית לכל-ערוץ של CWDM היא בסביבות 10G באמצעות גורמי צורה של SFP+. 25מודולי G CWDM SFP28 קיימים אך עדיין אינם נפרסים באופן נרחב. ברגע שדרישות-לכל ערוץ עוברות מעבר ל-10G, רוב ארכיטקטי הרשת עוברים ל-DWDM מכיוון שהפרמיית עלות לכל-ערוץ מתחילה להתקזז על ידי ניצול גבוה יותר-של סיבים באופן דרמטי.

 

מרחק שידור והגברה

זה המקום שבו הפיזיקה יוצרת את הפער החד ביותר.

אורכי גל CWDM מתפרסים על פני טווח ספקטרלי רחב הנופל מחוץ לחלון ההגברה של-מגברי סיבים מסוממים (EDFAs)-המגברים האופטיים של סוס העבודה המשמשים ברשתות טלקום. EDFAs מגבירים אותות בפס C- (בערך 1530-1565nm), המכסה את ספקטרום ה-DWDM אך חופף רק לשניים או שלושה ערוצי CWDM. מכיוון שאינך יכול להגביר את רוב ערוצי CWDM בצורה אופטית, כל קישור CWDM מוגבל למרחק שהאות הלא מוגבר יכול לעבור: בדרך כלל 40-80 ק"מ תלוי באיכות הסיבים, הפסדי מחברים ובאיזה אורך גל ערוץ אתה משתמש.

DWDM, הפועל כולו בתוך חלון ההגברה של EDFA, ניתן להגברה שוב ושוב. מערכת טיפוסית לטווח ארוך- מציבה EDFAs כל 60-100 ק"מ, עם הגברה של Raman (טכניקה המשתמשת בסיב עצמו כאמצעי ההגברה) מתרחבת עוד יותר. מערכות כבלים תת ימיות מכסות בדרך זו אלפי קילומטרים בדרך זו. אפילו בפריסות מטרו, הוספת EDFA יחיד הופכת טווח פסיבי של 80 ק"מ לקישור פעיל של 200 ק"מ+ ללא חידוש אותות.

למרחקים מתחת ל-40 ק"מ עם צורכי ערוץ מתונים, ייתכן שההבחנה הזו לא משנה-שתי הטכנולוגיות פועלות באופן פסיבי. אבל ברגע שאתה חוצה את סף 80 ק"מ או צופה צורך בהגברה לצמיחה עתידית, DWDM הוא הנתיב היחיד שמתרחב ללא התחדשות. התפקיד שלהגנת קו אופטי ברשתות WDMגם הופך להיות קריטי יותר במרחקים ארוכים יותר, מכיוון שלכל כשל בקישור יש השלכות גבוהות יותר כאשר אינך יכול פשוט להפעיל עוד זוג סיבים.

 

 

עלות: לא פשוט כמו "CWDM הוא זול יותר"

החוכמה המקובלת-CWDM היא אפשרות התקציב, DWDM הוא יקר-היה מדויק לפני עשר שנים אבל נשחק בהתמדה. נפחי רכיבי DWDM גדלו ותהליכי הייצור הבשילו, מה שמצמצם את הפער יותר ממה שקונים רבים מצפים.

 

כאשר CWDM עדיין מחזיק ביתרון עלות ברור:

• לייזרים לא מקוררים צורכים פחות חשמל (בערך 0.5W לעומת . 3–4W לכל מקלט משדר מקורר DWDM) ומחיר ייצור נמוך יותר.
• יחידות Mux/demux CWDM פסיביות הן התקני סינון סרטים דקים- פשוטים יותר עם סובלנות פס פס רחב יותר.
• ללא מגברים, ללא פיצוי פיזור, ללא צגי ערוצים אופטיים-שרשרת התשתית קצרה יותר.
• הפריסה אינה דורשת הנדסה מיוחדת של אורכי גל או ניהול תרמי מתמשך.
•  

היכן העלות המוקדמת הגבוהה יותר של DWDM מתקזזת:

בתנאים של מחסור בסיבים, 8+ אורכי גל לכל זוג סיבים ו-10G+ לכל-תכנון ערוץ, DWDM מספק לעתים קרובות עלות נמוכה יותר לכל סיביות מועברת. ההצלבה מתרחשת בגלל שאתה מפזר את ההשקעה ב-mux/demux ובפלטפורמה על פני 40, 80 או יותר אורכי גל. מערכת CWDM של 16-ערוצים ומערכת DWDM של 40 ערוצים עשויות לעלות סכום דומה, אבל מערכת DWDM מספקת 2.5× מספר הערוצים וכל ערוץ יכול לשאת קצבי נתונים גבוהים יותר.

קונים רבים מזלזלים באיזו מהירות עיצוב CWDM "זול" מוגבל לאחר שמתמחרים צמיחה עתידית באורך גל. ראינו מקרים שבהם קמפוס התחיל עם 4-ערוצים CWDM, הגיע ל-8 ערוצים תוך שנתיים, ואז עמד בפני החלפת פלטפורמה מלאה כדי לעבור ל-DWDM-הוצאה התחילה יותר מיום פסיבי מאשר אם היו מוציאים יותר ביום פסיבי.

להשוואה מפורטת יותר לכל-ערוץ, הערכהפלטפורמות CWDM mux/demuxמול מקבילות DWDM על בסיס לכל-ערוץ ולכל-Gbps מגלה לעתים קרובות כי הנחת "CWDM תמיד זול יותר" מתפרקת מעל ל-8 ערוצים בערך או מעל 10G לערוץ.

 

 

מתי לבחור CWDM

CWDM מתאים ביותר כאשר הדרישות נשארות בגבולות הפיזיים שלה והפשטות התפעולית חשובה יותר מהקיבולת הגולמית:

• קמפוס ארגוני מתחברקישור בין 4-8 בניינים בטווח של 40 ק"מ, כל אחד מהם זקוק לקישורי 1G או 10G, כאשר פשטות-והפעל-הפעל ותקורה תפעולית נמוכה הם בראש סדר העדיפויות.
• גישה למטרו מצלצלתעבור ספקיות אינטרנט אזוריות או מפעילי כבלים המשרתים לקוחות עסקיים עם שירותי אורך גל ייעודיים למרחקים קצרים.
• צבירת backhaul ניידתכאשר אתרי סלולר זקוקים לקישורי 1G–10G למשרד מרכזי וזוגות סיבים מוגבלים אך המרחקים קצרים.
• פרויקטים זמניים או מוגבלים-בתקציבכאשר הרשת עשויה להיפרס מחדש או לשדרג תוך 3-5 שנים וההשקעה המוקדמת הנמוכה יותר מצדיקה את תקרת הקיבולת.

בדיקת שפיות טובה: אם אתה יכול לומר בביטחון "לא נזדקק ליותר מ-8 אורכי גל או יותר מ-10G לכל אורך גל במסלול זה במשך 5 השנים הבאות", CWDM היא כנראה הקריאה הנכונה. אם יש אי ודאות אמיתית בתחזית זו, קרא בעיון את הסעיף הבא.

 

 

מתי לבחור DWDM

DWDM הופך לבחירה המעשית-ולעתים קרובות היחידה הקיימת-כאשר מתקיים אחד מהתנאים הבאים:

• המרחק עולה על 80 ק"מאו שנתיב הרשת דורש הגברה אופטית.
• מספר הערוצים עולה על 8-10על זוג סיבים בודדים, בין אם היום ובין אם בתוך אופק תכנון של 5 שנים.
• קצבי נתונים לכל-ערוץ מעל 10Gדרושים-25G, 100G, 400G DWDM זמינים בקלות, בעוד שאפשרויות CWDM מעל 10G נותרות מוגבלות.
• קישוריות מרכזי נתונים (DCI)בין מתקנים-מופרדים במטרו, שבהם גידול הקיבולת מהיר וקשה לחזות במדויק.
• עמוד השדרה של הספק והובלה-ארוכה, כולל מערכות צוללות, שבהן הסיבים הם הנכס היקר ביותר ומקסום הניצול הוא המניע הכלכלי העיקרי.

עבור יישומי DCI ספציפית, להבין מה המלאמשדר DWDM וכרטיס muxponderהצעות של מערכת אקולוגית-כולל זיהוי קוהרנטי ואורכי גל הניתנים לשינוי-עוזר להתאים את הפלטפורמה לדפוסי גידול בפועל של התנועה במקום ליום סטטי-הערכה אחת.

 

 

תרחישי קונה: התאמת טכנולוגיה למצב שלך

הבחירה הנכונה תלויה פחות בטכנולוגיה עצמה ויותר בהקשר הספציפי של הפריסה. כך ההחלטה מתרחשת בדרך כלל בפרופילי קונים שונים:

 

Enterprise Campus (Multi-Building Interconnect)

מרחקים בדרך כלל מתחת ל-10 ק"מ, 4-8 בניינים, 1G-10G לכל קישור. CWDM כמעט תמיד מתאים כאן. הפשטות התפעולית-ללא תכנון אורכי גל, ללא ניהול תרמי, ללא תחזוקה של מגבר-חשובה יותר מאשר סחיטת קיבולת סיבים מקסימלית. חריג: אם הקמפוס הוא על סיבים כהים מושכרים עם ספירת גדילים מוגבלת ומספר הבניינים גדל, DWDM פסיבי עשוי להיות שווה את פרמיית העלות הצנועה עבור מרווח ראש.

 

Metro DCI (מרכז נתונים למרכז נתונים, 10-80 ק"מ)

כאן ההחלטה הופכת להיות קשה באמת. בתכנון מטרו DCI, ברגע שתחזית הקיבולת חורגת בערך מ-8 אורכי גל או 10G לכל ערוץ, CWDM פסיבי בדרך כלל מפסיק להיות הנתיב החסכוני-גם אם זה עובד בסדר ביום הראשון. בדרך כלל אנו ממליצים על DWDM עבור מטרו DCI אלא אם כן הארגון בטוח מאוד בתקרת תנועה נמוכה ויציבה.

 

צבירת גישה של ספק שירותי אינטרנט/ספק

צבירת-טווח קצר מ-POPs או אתרי סלולר למשרד מרכזי: CWDM מטפל בזה היטב ב-1G–10G. אבל טבעת הצבירה המחברת את אותם משרדים מרכזיים זקוקה כמעט תמיד ל-DWDM מסיבות קיבולת ומרחק כאחד. הגישה ההיברידית (גישה CWDM + ליבת DWDM) המתוארת להלן נפוצה כאן.

 

מרחק-ארוך וצוללת

DWDM בלבד. אין אפשרות CWDM מציאותית למרחקים הדורשים הגברה או עבור ספירת ערוצים הדרושים בקנה מידה של עמוד השדרה.

 

 

הגישה ההיברידית: CWDM ו-DWDM באותה רשת

שתי הטכנולוגיות הללו אינן סותרות זו את זו-השילוב שלהן הוא נוהג מקובל ברשתות מטרו. דפוס טיפוסי: CWDM מטפל בשכבת הגישה (קיצור טווח-, ספירת-ערוץ-נמוך קישורים מבית הלקוח לצמתי צבירה), בעוד ש-DWDM מטפל בטבעת הליבה (קיבולת-גבוהה, טווח- ארוך יותר בין צמתי צבירה ומרכזי נתונים).

תוכניות אורך הגל תואמות כי ערוצי CWDM בטווח 1530nm ו-1550nm יכולים להתקיים במקביל עם ערוצי DWDM בפס C-. ערוצי ה-DWDM מתאימים לרוחב הספקטרלי של ערוץ CWDM בודד. עם סינון פסיבי מתאים, אתה יכול לשכב DWDM על חריץ CWDM "1550nm" ולקנן ביעילות את שתי המערכות על סיבים משותפים.

זה מצריך הנדסת אורך גל זהירה-זה לא שכבת-על של הכנס-והפעל-. אבל זהו דפוס עיצוב מובנה היטב-שנמנע מאלצת בחירה של הכל-או-כלום, והוא מאפשר לרשתות להתפתח בהדרגה מ-CWDM ל-DWDM ככל שהביקוש גדל במסלולים ספציפיים.

 

 

מה שקונים מרבים להמעיט בערכו: שיקולי פריסה אמיתיים

מעבר להשוואת-גיליון המפרט, יש כמה בעיות מעשיות שלעתים קרובות תופסות את המתכננים:

 

סיב מדור קודם ושיא המים.אם מפעל הסיבים שלך קדם לשנת 2005 ואתה סומך על כל 18 ערוצי ה-CWDM, אתה עלול להתאכזב. בסיבי G.652A/B ישנים יותר, אנו בדרך כלל מאמתים הנחתה סביב 1383nm עם OTDR לפני הפעלת ערוצי CWDM התחתונים. דילוג על שלב זה הפך תוכניות CWDM "18 ערוצים" ל-8 ערוצים לאחר ההתקנה.

 

קשה לחזות את הצמיחה באורך גל.החרטה השכיחה ביותר שאנו רואים בפריסות CWDM היא לא הביצועים-זה אוזל לערוצים מוקדם מהצפוי. גידול התעבורה בסביבות ארגוניות ו-DCI נוטה להיות גבשושי יותר ממה שמציעות תחזיות ליניאריות. אם יש סיכוי שתזדקק ליותר מ-8 אורכי גל בתוך 5 שנים, חשב את עלות החלפת הפלטפורמה הפוטנציאלית למקרה העסקי שלך ב-CWDM.

 

הגברה אינה אופציונלית במרחק.חוסר היכולת של CWDM להיות מוגבר אינו רק מגבלת טווח-זה אומר שאין לך כלי לשחזור שוליים אם תנאי הסיבים מתדרדרים (חבורים חדשים, הזדקנות המחברים, ניתוב מחדש של כבלים). DWDM עם EDFA נותן לך כרית תקציב אופטית שחסרה למערכות פסיביות- בלבד.

 

המורכבות התפעולית מתקדמת אחרת.CWDM קל יותר לפריסה, אבל הפשטות הזו פירושה פחות ווי ניטור. קישור CWDM פסיבי עובד או שהוא לא-יש יכולת מוגבלת לנטר את רמות הספק של הערוץ, OSNR, או השפלה לפני-כשל ללא הוספת ציוד בדיקה חיצוני. פלטפורמות DWDM פעילות כוללות בדרך כלל-ניטור ערוצים אופטי (OCM) וטלמטריית ביצועים מובנית שיכולה לתפוס בעיות לפני שהן גורמות להפסקות.

 

DWDM קוהרנטי משנה את החשבון.מקלטי DWDM קוהרנטיים מודרניים (100G+) כוללים-עיבוד אותות דיגיטלי מובנה המפצה על פיזור כרומטי (התפשטות אות הנגרמת על ידי אורכי גל שונים שנעים במהירויות שונות במקצת בסיבים) והשפעות קיטוב באופן אוטומטי-המחסלים את מודולי פיצוי הפיזור החיצוני ומורכבות עלות DWDM. זה הפחית באופן משמעותי את הפער התפעולי בין שתי הטכנולוגיות בקצבי נתונים גבוהים יותר.

 

 

שאלות נפוצות