CWDM vs DWDM: diferențe, distanță, cost și când să le alegeți pe fiecare

Examinat de ingineri de transport optic cu 10+ ani de experiență în implementarea fibrelor pe distanțe lungi și în metroul-. Ultima actualizare conform specificațiilor ITU-T și disponibilității curente a modulului transceiver.

 

CWDM utilizează o distanță de canale de 20 nm cu lasere nerăcite pentru până la 18 canale pe distanțe sub 80 km. DWDM utilizează o distanță de 0,8 nm sau mai strânsă cu lasere cu temperatură-stabilizată pentru 40–96+ canale pe sute sau mii de kilometri.

Alegeți CWDM atunci când aveți nevoie de capacitate moderată la un buget redus. Alegeți DWDM atunci când numărul de canale, distanța sau scalabilitatea viitoare depășesc costul inițial.

Acest articol prezintă diferențele tehnice care determină de fapt această decizie-inclusiv constrângerile fizice și compromisurile reale de implementare-pe care majoritatea ghidurilor de comparație le omite.

Referință rapidă: CWDM vs DWDM dintr-o privire

 

Parametru	CWDM	DWDM
Spațierea canalelor	20 nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm / 0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Canale maxime pe fibră	18 (adesea 8 în practică)	40–96+
Gama de lungimi de unda	1270–1610 nm (banda de la O la L)	1530–1565 nm (banda C-), 1565–1625 nm (banda{-L)
Tip laser	DFB nerăcit	DFB răcit cu TEC
Amplificare optică	Nu este practic (în afara ferestrei EDFA)	EDFA, Raman sau hibrid
Distanța maximă tipică	40–80 km (pasiv)	80 km pasiv; 1000 km+ amplificat
Plafonul ratei de date pe-canal	10G (disponibilitate limitată 25G)	400G+ (coerent)
Putere per transceiver	~0.5W	~3–4W (răcit); 15W+ (coerent)

 

Utilizați acest tabel ca punct de plecare: dacă cerințele dvs. se încadrează în întregime în coloana CWDM, CWDM este probabil suficient. Dacă chiar și un rând intră în teritoriul DWDM-în special distanța sau numărul de canale-citiți mai departe pentru a înțelege de ce această constrângere tinde să influențeze întreaga decizie.

 

 

Diferența de bază este spația dintre canale

Atât CWDM, cât și DWDM sunt tehnologii de multiplexare prin diviziune în lungime de undă (WDM) care trimit mai multe semnale optice pe o singură fibră, atribuind fiecărui semnal propria lungime de undă. Diviziunea fundamentală dintre cele două se rezumă la cât de strâns sunt împachetate acele lungimi de undă.

Canalele CWDM stau la o distanță de 20 nm, acoperind intervalul de la 1270 nm la 1610 nm, așa cum este definit deITU-T G.694.2. Această distanță mare înseamnă că sursa laser nu are nevoie de stabilizare termică-laserele cu feedback distribuit nerăcit (DFB) funcționează bine, deoarece, chiar dacă lungimea de undă se deplasează cu câțiva nanometri în cazul variațiilor de temperatură, nu va curge în următorul canal. Acest lucru menține costul modulului și consumul de energie scăzute.

DWDM este o altă poveste. Canalele se află la o distanță de 0,8 nm (100 GHz) sau 0,4 nm (50 GHz), împachetate în banda C-(1530–1565nm) și uneori în banda L{-(1565–1625nm), urmândITU-T G.694.1grila de frecvente. La acea densitate, chiar și o fracțiune de nanometru de deriva provoacă diafonie. Prin urmare, transceiver-urile DWDM necesită răcitoare termoelectrice (TEC)-elemente active mici de răcire din interiorul modulului care blochează laserul la frecvența sa exactă ITU-adăugând costuri, consum de energie și complexitate de management termic.

Orice altceva din comparație-cost, capacitate, distanță, amplificare-decurge din această constrângere de spațiere. Înțelegând cumArhitectura de rețea DWDMse ocupă de gestionarea lungimii de undă la această densitate explică de ce lanțul de echipamente arată atât de diferit.

 

Număr de canale și capacitate

Distanța de 20 nm a CWDM în fereastra de 1270–1610 nm produce maximum 18 canale. În practică, multe implementări folosesc doar 8, rămânând la intervalul 1470–1610 nm. Motivul: lungimile de undă inferioare (1270–1450nm) trec prin regiunea „vârfului de apă” a fibrei standard G.652, unde absorbția ionului hidroxil (OH⁻) determină pierderi crescute de semnal. Fibrele mai noi G.652D low-apă-peak elimină în mare măsură această problemă, dar multe instalații instalate folosesc încă tipuri mai vechi de fibre.

Acest lucru contează mai mult decât sugerează fișele de specificații. În fabricile mai vechi de fibră din campus, canalul de 1390 nm este adesea primul pe care îl excludem în timpul ingineriei de legătură. Pe fibra G.652A sau G.652B, vârful de apă în jurul valorii de 1383 nm poate adăuga 2+ dB/km de atenuare la acea lungime de undă-suficient pentru a elimina complet canalul de 1390nm pe cursele de peste 20 km. Dacă lucrați cu fibră instalată înainte de aproximativ 2005, verificați atenuarea în jur de 1383 nm înainte de a presupune că toate cele 18 canale CWDM sunt utilizabile.

DWDM include 40 de canale la o distanță de 100 GHz, 80 la 50 GHz și până la 96 sau mai mult atunci când utilizați atât banda C-, cât și banda L- cu amplificare extinsă. Fiecare canal poate transporta 10G, 100G, 400G sau chiar 800G, în funcție de transceiver și formatul de modulație. La 80 de canale × 100G, o singură pereche de fibre transportă un agregat de 8 Tbps-o capacitate pe care nicio implementare CWDM nu se poate apropia.

Plafonul practic per-canal al CWDM este de aproximativ 10G folosind factori de formă SFP+. 25G Modulele CWDM SFP28 există, dar nu sunt încă implementate pe scară largă. Odată ce cerințele pe-canal depășesc 10G, majoritatea arhitecților de rețea trec la DWDM, deoarece costul pe-cost pentru fiecare canal începe să fie compensat de utilizarea dramatic mai mare pe-fibră.

 

Distanța de transmisie și amplificare

Aici fizica creează cea mai puternică diviziune.

Lungimile de undă CWDM se răspândesc într-o gamă spectrală largă care se încadrează în afara ferestrei de câștig a amplificatoarelor cu fibră dopată cu erbiu-EDFA-uri (EDFA)-amplificatoarele optice de lucru utilizate în rețelele de telecomunicații. EDFA-urile amplifică semnalele în banda C-(aproximativ 1530–1565nm), care acoperă spectrul DWDM, dar se suprapune doar cu două sau trei canale CWDM. Deoarece nu puteți amplifica optic majoritatea canalelor CWDM, fiecare legătură CWDM este limitată la distanța pe care o poate acoperi semnalul neamplificat: de obicei, 40–80 km, în funcție de calitatea fibrei, pierderile de conector și lungimea de undă a canalului pe care o utilizați.

DWDM, care operează în întregime în fereastra de câștig EDFA, poate fi amplificat în mod repetat. Un sistem tipic-de distanță lungă plasează EDFA la fiecare 60–100 km, cu amplificarea Raman (o tehnică care utilizează fibra însăși ca mediu de câștig) extinzându-se mai mult. Sistemele de cabluri submarine acoperă în mod obișnuit mii de kilometri în acest fel. Chiar și în implementările de metrou, adăugarea unui singur EDFA transformă o rază pasivă de 80 km într-o legătură activă de peste 200 km fără regenerare a semnalului.

Pentru distanțe sub 40 km cu nevoi moderate de canal, această distincție poate să nu conteze-ambele tehnologii funcționează pasiv. Dar odată ce depășiți pragul de 80 km sau anticipați că aveți nevoie de amplificare pentru creșterea viitoare, DWDM este singura cale care crește fără regenerare. Rolul deprotecția liniei optice în rețelele WDMdevine, de asemenea, mai critică la distanțe mai mari, deoarece fiecare defecțiune a legăturii are consecințe mai mari atunci când nu puteți rula o altă pereche de fibre.

 

 

Cost: nu la fel de simplu ca „CWDM este mai ieftin”

Înțelepciunea convențională-CWDM este opțiunea bugetară, DWDM este scump-era exactă acum zece ani, dar s-a erodat în mod constant. Volumul componentelor DWDM a crescut, iar procesele de fabricație s-au maturizat, reducând decalajul mai mult decât se așteaptă mulți cumpărători.

 

Acolo unde CWDM deține încă un avantaj clar de cost:

• Laserele nerăcite consumă mai puțină energie (aproximativ 0,5W față de. 3–4W per transceiver răcit DWDM) și costă mai puțin de fabricare.
• Unitățile pasive CWDM mux/demux sunt dispozitive de filtrare cu film subțire-mai simple, cu toleranțe mai largi ale benzii de trecere.
• Fără amplificatoare, fără compensare de dispersie, fără monitoare de canal optic-lanțul de infrastructură este mai scurt.
• Implementarea nu necesită inginerie specializată a lungimii de undă sau management termic continuu.
•  

Unde costul inițial mai mare al DWDM este compensat:

În condiții de deficit de fibre, 8+ lungimi de undă per pereche de fibre și planificare de 10G+ pe-canal, DWDM oferă adesea un cost mai mic pe bit transportat. Încrucișarea are loc deoarece distribuiți investiția mux/demux și platformă pe 40, 80 sau mai multe lungimi de undă. Un sistem CWDM cu 16-canale și un sistem DWDM cu 40 de canale pot costa un total similar, dar sistemul DWDM oferă 2,5 ori numărul de canale și fiecare canal poate transporta rate de date mai mari.

Mulți cumpărători subestimează cât de repede devine constrâns un design CWDM „ieftin” odată ce creșterea viitoare a lungimii de undă este evaluată. Am văzut cazuri în care un campus a început cu CWDM pe 4-canale, a ajuns pe 8 canale în doi ani și apoi s-a confruntat cu o înlocuire completă a platformei pentru a trece la DWDM - cheltuind mai mult în total decât dacă ar fi început DWDM pasiv dintr-o zi.

Pentru o comparație mai detaliată pe-canal, evaluarePlatforme CWDM mux/demuxfață de echivalentele DWDM pe-canal și pe-Gbps dezvăluie adesea că ipoteza „CWDM este întotdeauna mai ieftină” se defectează peste aproximativ 8 canale sau peste 10G pe canal.

 

 

Când să alegeți CWDM

CWDM se potrivește cel mai bine atunci când cerințele rămân în limitele sale fizice și simplitatea operațională contează mai mult decât capacitatea brută:

• Interconexiunile campusului întreprinderilorcare conectează 4-8 clădiri pe o rază de 40 km, fiecare având nevoie de conexiuni 1G sau 10G, unde simplitatea plug-and-play și operaționalitatea redusă sunt priorități.
• Accesul la metrou sunăpentru ISP-uri regionali sau operatori de cablu care deservesc clienții de afaceri cu servicii dedicate de lungime de undă pe distanțe scurte.
• agregare backhaul mobilunde site-urile celulare au nevoie de conexiuni 1G-10G la un birou central și perechile de fibră sunt limitate, dar distanțele sunt scurte.
• Proiecte temporare sau cu buget limitat-unde rețeaua poate fi redistribuită sau modernizată în decurs de 3-5 ani, iar investiția inițială mai mică justifică plafonul de capacitate.

O verificare bună: dacă puteți spune cu încredere „nu vom avea nevoie de mai mult de 8 lungimi de undă sau mai mult de 10G pe lungime de undă pe această rută în următorii 5 ani”, CWDM este probabil cea mai potrivită. Dacă există o incertitudine reală în această prognoză, citiți cu atenție secțiunea următoare.

 

 

Când să alegeți DWDM

DWDM devine alegerea practică-și adesea singura viabilă-când se aplică oricare dintre aceste condiții:

• Distanța depășește 80 kmsau calea de rețea necesită amplificare optică.
• Numărul de canale depășește 8–10pe o singură pereche de fibre, fie astăzi, fie într-un orizont de planificare de 5 ani.
• Rate de date pe-canal peste 10Gsunt necesare - transceiverele DWDM 25G, 100G, 400G sunt ușor disponibile, în timp ce opțiunile CWDM peste 10G rămân limitate.
• Interconectarea centrului de date (DCI)între unitățile de metrou-separate, unde creșterea capacității este rapidă și greu de prognozat cu precizie.
• Coloana vertebrală a transportatorului și transport pe{0}}lungă distanță, inclusiv sistemele submarine, unde fibra este cel mai scump activ și maximizarea utilizării este principalul motor economic.

În special pentru aplicațiile DCI, înțelegerea a ceea ce este completTransponder DWDM și card muxponderofertele ecosistemului-inclusiv detecție coerentă și lungimi de undă reglabile-ajută la potrivirea platformei cu modelele reale de creștere a traficului, mai degrabă decât cu o zi statică-o estimare.

 

 

Scenarii cumpărătorului: potrivirea tehnologiei la situația dvs

Alegerea corectă depinde mai puțin de tehnologia în sine și mai mult de contextul specific de implementare. Iată cum decizia se desfășoară de obicei în diferite profiluri de cumpărător:

 

Enterprise Campus (interconexiune multi-cladiri)

Distanțe de obicei sub 10 km, 4–8 clădiri, 1G–10G per legătură. CWDM este aproape întotdeauna potrivită aici. Simplitatea operațională-fără planificare a lungimii de undă, fără management termic, fără întreținere a amplificatorului-contează mai mult decât reducerea capacității maxime de fibră. Excepție: dacă campusul este închiriat în fibră întunecată, cu un număr limitat de fire și numărul clădirilor este în creștere, DWDM pasiv poate merita prima de cost modestă pentru spațiul liber.

 

Metro DCI (Data Center to Data Center, 10–80 km)

Aici decizia devine cu adevărat dificilă. În planificarea DCI metroului, odată ce prognoza de capacitate depășește aproximativ 8 lungimi de undă sau 10G per canal, CWDM pasiv încetează de obicei să fie calea economică-chiar dacă funcționează bine în prima zi. În general, recomandăm DWDM pentru metrou DCI, cu excepția cazului în care organizația este foarte încrezătoare într-un plafon de trafic scăzut și stabil.

 

Agregare acces ISP/Carrier

Agregare cu -scurtă acoperire de la POP-uri sau site-uri celulare la un birou central: CWDM gestionează bine acest lucru la 1G-10G. Dar inelul de agregare care conectează aceste birouri centrale are nevoie aproape întotdeauna de DWDM atât din motive de capacitate, cât și de distanță. Abordarea hibridă (acces CWDM + nucleu DWDM) descrisă mai jos este comună aici.

 

-Lungă cursă și submarin

Numai DWDM. Nu există nicio opțiune CWDM realistă pentru distanțele care necesită amplificare sau pentru numărul de canale necesare la scară principală.

 

 

Abordarea hibridă: CWDM și DWDM pe aceeași rețea

Aceste două tehnologii nu se exclud reciproc-combinarea lor este o practică obișnuită în rețelele de metrou. Un model tipic: CWDM se ocupă de stratul de acces (legături {-scurtă, cu număr redus de-canal-de la sediul clientului la nodurile de agregare), în timp ce DWDM se ocupă de inelul de bază (legături de-capacitate mare,-mai lungă de acțiune între nodurile de agregare și centre de date).

Planurile de lungimi de undă sunt compatibile deoarece canalele CWDM din intervalul 1530nm și 1550nm pot coexista cu canalele DWDM din banda C-. Canalele DWDM se încadrează în lățimea spectrală a unui singur canal CWDM. Cu o filtrare pasivă adecvată, puteți suprapune DWDM pe slotul CWDM „1550nm” și puteți îmbina în mod eficient cele două sisteme pe fibră partajată.

Acest lucru necesită o inginerie atentă a lungimii de undă-nu este o suprapunere plug-and-play. Dar este un model de design bine-înțeles, care evită forțarea unei alegeri tehnologice cu totul-sau-nimic și permite rețelelor să evolueze treptat de la CWDM la DWDM, pe măsură ce cererea crește pe anumite rute.

 

 

Ceea ce cumpărătorii subestimează adesea: considerații reale de implementare

Dincolo de comparația cu fișa de specificații-, există mai multe probleme practice care îi surprind adesea pe planificatori:

 

Fibrele moștenite și vârful apei.Dacă instalația dvs. de fibre este anterioară anului 2005 și vă bazați pe toate cele 18 canale CWDM, este posibil să fiți dezamăgit. Pe fibra G.652A/B mai veche, verificăm de obicei atenuarea în jurul valorii de 1383nm cu un OTDR înainte de a activa canalele CWDM inferioare. Omiterea acestui pas a transformat planurile CWDM „18 canale” în cele cu 8 canale după instalare.

 

Creșterea lungimii de undă este greu de prezis.Cel mai frecvent regret pe care îl vedem în implementările CWDM nu este performanța-ci epuizează canalele mai devreme decât se aștepta. Creșterea traficului în mediile de întreprindere și DCI tinde să fie mai aglomerată decât sugerează prognozele liniare. Dacă există vreo șansă să aveți nevoie de mai mult de 8 lungimi de undă în decurs de 5 ani, luați în considerare costul potențial de schimb al platformei în cazul dvs. de afaceri CWDM.

 

Amplificarea nu este opțională la distanță.Incapacitatea CWDM de a fi amplificată nu este doar o limitare a intervalului-înseamnă că nu aveți un instrument de recuperare a marjei dacă condițiile fibrei se degradează (noi îmbinări, îmbătrânirea conectorului, redirecționarea cablurilor). DWDM cu un EDFA vă oferă o pernă de buget optic de care lipsesc-doar sistemele pasive.

 

Complexitatea operațională se scarifică diferit.CWDM este mai simplu de implementat, dar această simplitate înseamnă mai puține cârlige de monitorizare. O conexiune CWDM pasivă fie funcționează, fie nu-există capacitatea limitată de a monitoriza nivelurile de putere a canalului, OSNR sau degradarea pre-defecțiunii fără a adăuga echipamente de testare externe. Platformele active DWDM includ în mod obișnuit monitorizarea canalului optic (OCM) integrat-și telemetrie de performanță care pot detecta probleme înainte ca acestea să provoace întreruperi.

 

DWDM coerent modifică calculul.Transceiverele moderne DWDM coerente (100G+) includ procesarea digitală a semnalului-încorporată care compensează dispersia cromatică (difuzarea semnalului cauzată de diferite lungimi de undă care călătoresc la viteze ușor diferite în fibră) și efecte de polarizare-eliminând automat modulele externe de compensare a dispersiei care adăugau costuri și complexitate sistemelor DW. Acest lucru a redus semnificativ decalajul operațional dintre cele două tehnologii la rate de date mai mari.

 

 

Întrebări frecvente