CWDM проти DWDM: як вибрати без дорогих помилок

Якщо ви порівнюєте CWDM і DWDM, головне питання зазвичай практичне: який підхід мультиплексування за довжиною хвилі дає вашій мережі правильний баланс між пропускною здатністю, охопленням, масштабованістю та вартістю? Обидві технології передають кілька оптичних сигналів по одному волокну, але вони задовольняють різні вимоги до мережі -, і правильний вибір залежить від таких особливостей, як довжина діапазону, очікуване зростання каналу, потреби посилення та кількість доступних волокон.

Ось коротка структура рішення. Зазвичай CWDM краще підходить для з’єднань на короткі-відстані (приблизно менше 80 км без підсилення) із помірною кількістю каналів - думають, що міжкімнатні з’єднання, корпоративні--точкові маршрути або доступ-на рівні транспорту, де простота та нижча початкова вартість важливіші за все. DWDM зазвичай є кращим вибором, коли вам потрібна більша щільність каналів, довший діапазон передачі, підтримка оптичного підсилення або транспортний рівень, який можна масштабувати без повного перепроектування -, що є поширеним у міських кільцях, міжсистемних з’єднаннях центрів обробки даних (DCI), базовій магістралі та -мережах далекого сполучення.
 

Коротке порівняння CWDM і DWDM

Таблиця вище відображає загальний інженерний компроміс-: CWDM замінює щільність і осяжність на простоту та вартість, тоді як DWDM замінює простоту на місткість, відстань і довгострокову-гнучкість.

Що таке WDM? Як підходять CWDM і DWDM

Мультиплексування по довжині хвилі (WDM)є основоположним методом як CWDM, так і DWDM. Він працює, призначаючи різні потоки даних для різних довжин хвиль (кольорів) світла, а потім об’єднуючи їх в одне оптичне волокно за допомогою мультиплексора. На дальньому кінці демультиплексор розділяє довжини хвилі на окремі канали. Це дозволяє одній парі волокон - або навіть одній нитці волокон із двонаправленими (BiDi) трансиверами - передавати багато незалежних сигналів одночасно.

CWDM(Грубе мультиплексування за довжиною хвилі) використовує широкий інтервал каналів 20 нм у широкому вікні довжини хвилі від 1271 нм до 1611 нм, як визначено ITU-T G.694.2. Широкий відстань дозволяє CWDM використовувати неохолоджувані лазерні джерела з відносно послабленими вимогами до стабільності довжини хвилі. Це головна причина, чому оптика CWDM і компоненти пасивного мультиплексора/демультиплексора коштують дешевше, ніж їхні аналоги DWDM.

DWDM(Щільне мультиплексування за довжиною хвилі) пакує канали набагато щільніше - зазвичай на інтервалах 100 ГГц (~0,8 нм) або 50 ГГц (~0,4 нм), прив’язаних до 193,1 ТГц відповідно до ITU-T G.694.1. Ця щільна упаковка потребує-температурно-стабілізованих лазерів і точнішого оптичного фільтрування, але вона дозволяє набагато більше каналів на одному волокні. Сучасні системи DWDM, що працюють лише в діапазоні C-, можуть підтримувати 40 каналів із інтервалом 100 ГГц або 80+ каналів із інтервалом 50 ГГц, а нова гнучка сітка забезпечує ще щільніші конфігурації для когерентних довжин хвиль 400G та 800G.

Ключові технічні відмінності між CWDM і DWDM

Відстань між каналами та сітка довжин хвиль

Найфундаментальніша відмінність полягає в тому, як розділений оптичний спектр. Відстань CWDM у 20 нм означає, що кожен канал займає відносно велике спектральне вікно, що спрощує оптичні компоненти, але обмежує загальну кількість каналів. Суб{3}}нанометровий інтервал DWDM (0,8 нм на 100 ГГц, 0,4 нм на 50 ГГц) забезпечує набагато більше каналів у вужчому спектральному діапазоні.

Важливий практичний наслідок: оскільки канали CWDM охоплюють широкий діапазон довжин хвиль (1271–1611 нм), вони перетинають пік водопоглинання близько 1383 нм. У старих волокнах G.652.A/B це робить кілька каналів CWDM в області 1270–1470 нм непридатними для використання або сильно обмеженою на відстані-. На нових волокнах з низьким-водо-піком, сумісними зITU-T G.652.C/D (OS2), можна використовувати всі 18 каналів CWDM. Канали DWDM, зосереджені в діапазоні C- (1530–1565 нм) і іноді в діапазоні L- (1565–1625 нм), розташовані в області низького-затухання незалежно від типу волокна.

Кількість каналів і масштабованість

Максимальна кількість CWDM становить 18 каналів. У реальному розгортанні багато мереж використовують лише 8–16 із цих каналів через обмеження типу оптоволокна або доступність обладнання. Цього часто достатньо для каналів із середньою-пропускною здатністю, але це створює жорстку стелю, якщо попит на пропускну здатність зростає.

DWDM не має однакової стелі. Стандартна система діапазону C- підтримує 40–96 каналів залежно від інтервалу сітки. Системи діапазону C+L можуть перевищувати 100 каналів. При поєднанні з суряднимтранспондерипрацюючи зі швидкістю 100G, 200G або 400G на довжину хвилі, одна система DWDM може забезпечити сукупну пропускну здатність, виміряну в десятках терабіт на секунду, на одну пару волокон. Через такий рівень масштабованості DWDM домінує в міських, магістральних і високо-середовищах DCI.

Відстань передачі та оптичне посилення

Саме тут архітектурний розрив між CWDM і DWDM стає найбільш помітним. Без підсилення канали CWDM зазвичай досягають 40–80 км залежно відбюджет посилання, вихідна потужність трансивера та затухання волокна на певній використаній довжині хвилі CWDM.

DWDM може досягати подібних непідсилених відстаней, але критичною перевагою є те, що канали DWDM у діапазоні C- (1530–1565 нм) розташовані точно в межах вікна підсилення ербієвих-волоконних підсилювачів (EDFA). АнEDFAможе одночасно підсилювати всі канали DWDM у діапазоні C- за один прохід, розширюючи охоплення до сотень або навіть тисяч кілометрів за допомогою вбудованих ланцюгів підсилювачів. Канали CWDM, розповсюджені на 1271–1611 нм, значною мірою виходять за межі вікна підсилення EDFA, тому немає практичного способу підсилити весь мультиплекс CWDM оптично. Цей єдиний фактор - сумісності з підсиленням - часто є вирішальною причиною, чому інженери обирають DWDM для будь-якого з’єднання, де ймовірне майбутнє розширення відстані або багато-прольотна архітектура.

Вимоги до оптики, складності та потужності

Трансивери CWDM використовують неохолоджувані лазери з розподіленим{0}}зворотним зв’язком (DFB). Без термоелектричного охолоджувача (TEC) ці модулі споживають менше електроенергії та коштують дешевше. Широкий інтервал між каналами 20 нм означає, що лазер може дрейфувати на кілька нанометрів зі змінами температури, не переходячи в смугу пропускання фільтра сусіднього каналу.

Трансивери DWDM вимагають жорсткішого контролю довжини хвилі. Лазери з охолодженням або-блокуванням температури зберігають довжину хвилі випромінювання стабільною в межах часток нанометра. Це збільшує вартість і енергоспоживання на модуль. За більшої кількості каналів і більших відстаней мережі DWDM також можуть вимагати компенсації дисперсії, моніторів оптичних каналів і компонентів-селективних перемикачів довжини хвилі -, які не відображаються в типовому розгортанні CWDM. Однак для корпоративних додатків або додатків DCI, які використовують лише кілька довжин хвиль DWDM на пасивному мультиплексорі/демультиплексоре, накладні витрати на складність можуть бути скромними та керованими навіть для команд без-досвіду телекомунікаційних операторів.

Вартість CWDM проти DWDM: авансовий або довгостроковий-термін

Нижча вартість прийомопередавача й простіші пасивні компоненти CWDM роблять його дешевшим варіантом для початкового розгортання, особливо на коротких з’єднаннях із невеликою кількістю каналів. Типовий пасивний мультиплексор/демультиплексор CWDM плюс набірТрансивери CWDM SFP/SFP+може бути значно дешевшим, ніж еквівалентне налаштування DWDM.

Але аналіз витрат має охоплювати-закупівлі першого дня. Якщо ваша мережа потребуватиме 20, 40 або 80 каналів, CWDM не зможе забезпечити - ви зіткнетеся з розривом-і-замінити міграцію на DWDM, що означає придбання нового обладнання мультиплексування/демультиплексування, нових трансиверів і-оновлення оптичного рівня. У середовищах із-дефіцитом оптоволокна, де оренда або освітлення додаткових ланцюгів пов’язані з постійними витратами, здатність DWDM заповнювати більшу ємність на волокно може призвести до нижчої загальної вартості володіння протягом 5–10 років. Правильне питання щодо вартості полягає не в тому, "який трансивер дешевший?" але "яка вартість транспортування за-гігабіт протягом очікуваного терміну служби цього каналу?"

Коли вибрати CWDM: найкращі випадки використання

CWDM має найбільший сенс у сценаріях, коли зростання пропускної здатності є передбачуваним і помірним, відстані зв’язку залишаються в межах непосиленої досяжності, а команда цінує простоту роботи. Типові приклади:

• Магістральні зв'язки кампусу.З’єднувальні будівлі в університеті чи корпоративному кампусі, де прольоти короткі (часто менше 10 км), а вимоги до каналів не перевищують 8–16 довжин хвиль. Пасивний CWDM мультиплексор/демукс на кожному кінці зТрансивери SFP+можна додати канали 10G або 25G без прокладання нового волокна.
• З’єднання «точка-точка»-{1}}підприємства.Підключення основного центру обробки даних до найближчого центру аварійного відновлення або підключення офісних поверхів до централізованої серверної кімнати, де загальний трафік укладається в межах кількох довжин хвиль.
• Доступ і агрегація останньої{0}}милі.Постачальники послуг використовують CWDM для агрегування трафіку доступу з кількох вузлів PON або Ethernet на спільне волокно до центрального офісу, де відстані зазвичай не перевищують 40–60 км.
• Коротко{0}}з’єднання центру обробки даних.З’єднання розташованих разом або суміжних залів даних, де кількість каналів є керованою, а пріоритетом є швидке та недороге розгортання-.

Одне застереження щодо реального-розгортання: команди іноді вибирають CWDM, щоб заощадити бюджет на початковій збірці, лише через два-три роки виявляють, що зростання поглинув усі доступні канали. Якщо ваші прогнози трафіку вказують на реалістичний шлях до потреби понад 16 довжин хвиль або якщо зв’язок може врешті-решт вимагати посилення для досягнення нового віддаленого сайту, варто змоделювати альтернативу DWDM перед тим, як зафіксувати -, навіть якщо це коштуватиме більше в перший день.

Коли вибрати DWDM: найкращі випадки використання

DWDM є вибором за замовчуванням для мереж, де попит на пропускну здатність високий, відстані великі або архітектура має розвиватися без повної перебудови. Типові сценарії включають:

• Кільцевий і опорний транспорт метро.Метро-кільця постачальників послуг зазвичай передають від десятків до сотень довжин хвиль на прольотах 80–200 км із вбудованим підсиленням EDFA. DWDM сOTN кадруванняце стандартна архітектура тут.
• Магістральні та магістральні-мережі.Національні чи міжнародні магістральні лінії зв’язку -, включаючи підводні кабелі -, покладаються на DWDM із ланцюжками підсилювачів, керування дисперсією та когерентними приймачами-передавачами для передачі терабітів на тисячі кілометрів.
• З’єднання центру обробки-високої місткості (DCI).Хмарним і гіпермасштабованим операторам, які об’єднують центри обробки даних у межах міста, часто потрібно 40–100+ довжин хвиль по 100 або 400 Гбіт кожна. DWDM на темному волокні, іноді з простим пасивним мультиплексором/демультиплексоромQSFP-DD когерентні роз’єми, стала домінуючою моделлю DCI.
• Середовища-з дефіцитом клітковини.Коли оренда оптоволоконних ниток є дорогою або фізично обмеженою, здатність DWDM передавати послуги 80+ на одній парі робить її найекономічнішим використанням наявної установки.

Модель, яку варто відзначити: DWDM все частіше з’являється в корпоративних мережах, які історично були територією CWDM. Оскільки змінна оптика DWDM (зокрема модулі 100G ZR/ZR+) знизилася у вартості та спростила розгортання, розрив у ціні між CWDM та DWDM для помірної кількості каналів зменшився. Якщо ваше корпоративне посилання вже використовуєодномодове-волокноі ви очікуєте, що протягом п’яти років знадобляться 10+ високошвидкісні-канали, DWDM може стати перспективнішою-інвестицією навіть для того, що сьогодні виглядає як «проста» корпоративна програма.

Активний проти пасивного WDM: як архітектура системи змінює рішення

Порівняння CWDM-і-DWDM часто не враховує другу вісь: активна чи пасивна система WDM. Це розрізнення може змінити бюджет, складність і можливості так само, як і сама сітка довжин хвиль.

A пасивний WDMдля розгортання використовуються лише блоки оптичного мультиплексора/демультиплексора без живлення та трансивери-спеціальної довжини хвилі, підключені до наявних комутаторів або маршрутизаторів. Немає окремої транспортної платформи, немає площини управління для оптичного шару та немає підсилення. Як CWDM, так і DWDM можна розгорнути в пасивному режимі. Цей підхід зберігає низькі витрати та спрощує операції, але обмежує охоплення бюджетом трансивера без підсилення та не забезпечує моніторингу-оптичного рівня чи захисного перемикання.

Анактивний WDMрозгортання додає потужну транспортну платформу -, яка може містити транспондери або мукспондери, оптичні підсилювачі, оптичні канали спостереження та керування рівнем-довжини хвилі. Активні системи набагато частіше зустрічаються в розгортаннях DWDM, особливо в масштабі метро та вище, оскільки вони забезпечують такі функції, як оптичне підсилення, захист-рівня довжини хвилі, моніторинг продуктивності та дистанційне реконфігурування. Деякі сучасні активні платформи DWDM є досить компактними для кімнат з обладнанням підприємств і призначені для розгортання групами без глибокого досвіду в галузі телекомунікацій.

Ключовий момент: дві мережі, позначені «DWDM», можуть виглядати дуже по-різному. Пасивне налаштування DWDM із 8 довжинами хвиль на короткому каналі кампуса може коштувати та працювати подібно до розгортання CWDM. Активна платформа DWDM з 80 каналами, підсилювачами та комутацією OTN через кільце метро є принципово іншим класом інфраструктури. Оцінюючи постачальників і рішення, завжди уточнюйте, чи є зазначена система пасивною чи активною - вона більше впливає на вартість, експлуатаційні вимоги та майбутні можливості, ніж сама мітка CWDM/DWDM.

Чи можна використовувати CWDM і DWDM разом?

Так, і це частіше, ніж багато порівняльних статей. Гібридне або поетапне розгортання має практичний сенс у кількох ситуаціях:

• Оновлення існуючої мережі CWDM.Якщо у вас уже є CWDM, що працює на парі волокон, і вам потрібна більша пропускна здатність, ніж можуть забезпечити 18 каналів, ви можете накласти канали DWDM на те саме волокно, використовуючи діапазони довжин хвиль, які не суперечать вашим існуючим призначенням CWDM. Деякі продукти mux/demux спеціально розроблені для спільного існування CWDM+DWDM на спільному оптоволокні.
• Розподіл ресурсів волокон за функціями.Деякі оператори використовують CWDM для послуг із нижчим-пріоритетом чи-відстанями та DWDM для-магістрального трафіку високої пропускної здатності, кожне по окремих волокнах в межах одного кабелю.
• Поетапна міграція.Починаючи з CWDM для нагальних потреб і плануючи шлях міграції до DWDM у міру зростання попиту. Це найкраще працює, коли початковаустановка оптоволокнавиконується з урахуванням майбутнього DWDM -, наприклад, із зазначенням низько-водного-пікового волокна G.652.D.

Головне, що потрібно зробити правильно в гібридному підході, — це спектральне планування: переконайтеся, що канали CWDM і DWDM, які ви плануєте використовувати, не перекриваються та не заважають, і що ваші пасивні компоненти можуть обробляти комбінований набір довжин хвиль без надмірних внесених втрат.

Як вибрати між CWDM і DWDM: покроковий-по-посібник із прийняття рішень

Замість того, щоб розглядати це як одне запитання «так-» чи-ні, пройдіть по порядку ці п’ять контрольних точок. Кожен може змінити або підтвердити ваш напрямок.

Крок 1. Визначте відстань діапазону та вимоги до підсилення.
Виміряйте або оцініть загальну відстань оптоволокна для кожного зв’язку. Якщо всі прольоти менше 60–80 км і у вас немає передбачуваної потреби в оптичному посиленні, CWDM залишається життєздатним. Якщо будь-який проміжок перевищує 80 км, або якщо ви плануєте додати підсилювачі для збільшення охоплення або компенсації втрат у майбутньому, DWDM є безпечнішою відправною точкою - Канали CWDM не можна посилити стандартними EDFA.

Крок 2: Оцініть поточну та майбутню кількість каналів.
Підрахуйте довжини хвиль, які вам потрібні сьогодні, а потім спрогнозуйте зростання протягом наступних 3–5 років. Якщо вам потрібно менше 16 каналів і зростання відбувається повільно, CWDM може працювати. Якщо ви очікуєте, що вам знадобляться 20+ каналів або якщо кожна нова служба чи орендар додає попит на довжину хвилі, почніть із DWDM. Вартість переходу від CWDM до DWDM середнього-життєвого циклу майже завжди вища, ніж додаткова вартість початку роботи з DWDM.

Крок 3: Оцініть пропускну здатність на довжину хвилі.
CWDM добре-поєднується з послугами 1G, 10G і 25G на канал. DWDM підтримує ті самі швидкості, але також масштабується до 100G, 200G і 400G на довжину хвилі за допомогою когерентної оптики. Якщо ваш план трафіку включає будь-які послуги зі швидкістю 100 Гбіт або більше на канал або якщо вам потрібно ефективно об’єднати багато сигналів із нижчою{10}}швидкістю, DWDM із відповідними модулями прийомопередавача забезпечує ефективнішу основу.

Крок 4: Оцініть доступне волокно та вартість волокна.
Якщо темне волокно доступне у великій кількості та воно дешеве, витрата на максимізацію каналів на волокно нижча - CWDM може підійти. Якщо оптоволоконних ниток мало, їх дорого орендувати або фізично важко додати (наприклад, перевантажені канали, підводні переходи або спільні канали з обмеженою резервною ємністю), вища спектральна ефективність DWDM безпосередньо знижує вартість інфраструктури.

Крок 5: Врахуйте операційну модель і можливості команди.
Пасивне розгортання CWDM вимагає мінімальних знань-оптичного рівня - це працює майже як підключення патч-кабелю. Активна платформа DWDM вимагає розуміння рівнів оптичної потужності, OSNR, конфігурації підсилювача та, можливо, програмного забезпечення для керування оптичною мережею. Оцініть, чи ваша операційна команда оснащена вибраною технологією, чи вам потрібна підтримка постачальника чи керовані послуги.

Поширені помилки під час вибору між CWDM і DWDM

Розглядати рішення як суто питання вартості.
Найдешевший трансивер не завжди є найдешевшою мережею. Якщо ви переростете CWDM за три роки й зіткнетеся з повною-заміною оптичного шару, «економія» під час розгортання перетвориться на більші витрати, ніж це було б, починаючи з DWDM.

Ігнорування межі підсилення.
Багато команд оцінюють CWDM проти DWDM на основі поточних вимог щодо відстані, не враховуючи, чи можуть майбутні зміни мережі (нові віддалені сайти, збільшена довжина прольоту, зміни маршруту оптоволокна) вивести канали за межі непосиленої досяжності. Якщо це станеться з CWDM, ви не зможете просто додати підсилювач - вам потрібно пере-спроектувати весь рівень WDM.

Плутання кількості каналів із пропускною спроможністю.
Система DWDM із 40 каналами зі швидкістю 100G кожен забезпечує швидкість 4 Тбіт/с. Система CWDM із 18 каналами на 10G кожен забезпечує 180 Гбіт/с. Різниця в номінальній кількості каналів (40 проти 18) занижує розрив у ємності в 20 разів. Оцінюючи ємність, завжди враховуйте швидкість передачі даних на-канал разом із кількістю каналів.

З огляду на сумісність типів волокон.
CWDM залежить від використання довжин хвиль у широкому діапазоні, включаючи смуги, на які впливають піки водопоглинання. Якщо ваш існуючий оптоволоконний завод використовує старе волокно без-низьких-вод-піків, кілька каналів CWDM будуть недоступні або відстань-обмежена. Перевірте специфікацію оптоволокна, перш ніж перейти до повної 18-канальної конструкції CWDM.

Покладаючись на загальні порівняльні таблиці як інженерне керівництво.
Кожне розгортання має унікальні умови оптоволоконної установки, бюджети внесених втрат, кількість з’єднань, типи з’єднувачів і екологічні обмеження. Використовуйте опубліковані порівняння як початкову структуру, але завжди перевіряйте ваш фактичний бюджет зв’язку та проект мережі, перш ніж завершити вибір технології WDM.

FAQ

CWDM дешевше, ніж DWDM?

Для початкового розгортання, так - Трансивери CWDM і пасивні мультиплексори зазвичай коштують менше за канал, ніж еквіваленти DWDM. Однак, якщо ваші вимоги до потужності виростуть за межі того, що може забезпечити CWDM, загальна вартість життєвого циклу може віддати перевагу DWDM завдяки його вищій масштабованості та уникненню дорогої міграції технологій середнього-життя.

У чому головна відмінність між каналами CWDM і DWDM?

CWDM використовує фіксований інтервал довжини хвилі 20 нм (перITU-T G.694.2), у той час як DWDM використовує набагато менший інтервал-на основі частот - зазвичай 100 ГГц (~0,8 нм) або 50 ГГц (~0,4 нм), як визначеноITU-T G.694.1. Цей менший відстань дозволяє DWDM підтримувати значно більше каналів на одному волокні.

Чи можна CWDM і DWDM використовувати на одному волокні?

Так, у певних конфігураціях. Гібридні конструкції можуть накладати канали DWDM (зазвичай у діапазоні C-близько 1530–1565 нм) поряд із каналами CWDM на тому самому волокні, якщо призначення довжин хвиль не перекриваються. Цей підхід корисний для поетапних оновлень, коли існуючу потужність CWDM необхідно розширити без повної заміни.

Що краще для з’єднання центру обробки даних - CWDM чи DWDM?

Це залежить від масштабу та відстані. Для DCI на короткі-відстані з невеликою кількістю каналів 10G або 25G CWDM може бути достатнім і-рентабельним. Для DCI високої-ємності, що вимагає десятків довжин хвиль 100G або 400G на відстані метро, ​​DWDM є стандартним підходом. Більшість гіпермасштабованих і великих корпоративних розгортань DCI сьогодні використовують DWDM.

Чому CWDM не може використовувати підсилення EDFA?

EDFA (волоконні підсилювачі, леговані-ербієм) забезпечують посилення в діапазоні C-, приблизно 1530–1565 нм. Канали CWDM розподіляються в значно ширшому діапазоні (1271–1611 нм), причому більшість каналів виходять за межі вікна посилення EDFA. Немає єдиної технології підсилювача, яка могла б практично посилити всі 18 каналів CWDM одночасно. Ось чому CWDM обмежується непідсиленими проміжками, і це основна причина, чому DWDM є кращим для будь-якої конструкції мережі, яка врешті-решт може потребувати оптичного посилення.

Скільки каналів підтримує CWDM порівняно з DWDM?

CWDM підтримує до 18 каналів (1271–1611 нм з інтервалом 20 нм). DWDM підтримує 40 каналів із інтервалом 100 ГГц, 80 каналів із інтервалом 50 ГГц і навіть більше з 25 ГГц або гнучкою конфігурацією мережі - лише в межах C-діапазону. Розширення до діапазону L- може приблизно подвоїти кількість каналів DWDM.

Який тип волокна найкраще підходить для CWDM і DWDM?

Обидві технології працюють через стандартне одномодове-волокно (ITU-T G.652). Для CWDM рекомендується використовувати оптоволокно з низьким-водним-піком (G.652.C або G.652.D), щоб зробити всі 18 каналів довжини хвилі доступними. DWDM працює в основному в діапазоні C-, де затухання волокна вже є низьким, тому тип волокна є меншим обмеженням -, хоча G.652.D все ще є кращим стандартом для нових установок.