CWDM vs DWDM: com triar sense errors costosos

Si compareu CWDM amb DWDM, la pregunta bàsica sol ser pràctica: quin enfocament de multiplexació de divisió de longitud d'ona ofereix a la vostra xarxa l'equilibri adequat de capacitat, abast, escalabilitat i cost? Ambdues tecnologies transmeten diversos senyals òptics a través d'una sola fibra, però compleixen diferents requisits de xarxa - i l'elecció correcta depèn d'especificitats com la longitud de l'abast, les expectatives de creixement del canal, les necessitats d'amplificació i el nombre de fibres disponibles.

Aquí teniu un breu marc de decisió. Normalment, el CWDM és el més adequat per a enllaços de-distància més curta (aproximadament menys de 80 km sense amplificació) amb un recompte de canals moderats - pensem en interconnexions de campus, trajectes de punt-a-empresa o transport de-capa d'accés on la simplicitat i el menor cost inicial són més importants. El DWDM sol ser l'opció més adequada quan necessiteu una densitat de canal més alta, un abast de transmissió més llarg, un suport d'amplificació òptica o una capa de transport que es pugui escalar sense un redisseny complet - comú en els anells de metro, la interconnexió de centres de dades (DCI), la columna vertebral central i les xarxes de llarg-abast.
 

Comparació CWDM i DWDM d'un cop d'ull

La taula anterior reflecteix l'intercanvi general d'enginyeria-: CWDM negocia densitat i abast per simplicitat i cost, mentre que DWDM negocia simplicitat per capacitat, distància i flexibilitat-a llarg termini.

Què és WDM? Com encaixen CWDM i DWDM

Multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM)és la tècnica fonamental darrere de CWDM i DWDM. Funciona assignant diferents fluxos de dades a diferents longituds d'ona (colors) de llum, i després combinant-los en una sola fibra òptica mitjançant un multiplexor. A l'extrem més llunyà, un demultiplexor separa les longituds d'ona de nou en canals individuals. Això permet que un sol parell de fibres - o fins i tot un sol fil de fibra amb transceptors bidireccionals (BiDi) - transporti molts senyals independents simultàniament.

CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) utilitza un ampli espai de canal de 20 nm a través d'una àmplia finestra de longitud d'ona de 1271 nm a 1611 nm, tal com es defineix per ITU-T G.694.2. L'ampli espai permet que CWDM utilitzi fonts làser no refrigerades amb requisits d'estabilitat de longitud d'ona relativament relaxats. Aquesta és la raó principal per la qual l'òptica CWDM i els components passius mux/demux costen menys que els seus homòlegs DWDM.

DWDM(Multiplexació densa de divisió de longitud d'ona) empaqueta els canals de manera molt més estreta - normalment a intervals de 100 GHz (~0,8 nm) o 50 GHz (~0,4 nm), ancorats a 193,1 THz per ITU-T G.694.1. Aquest embalatge ajustat requereix làsers-estabilitzats en temperatura i un filtrat òptic més precís, però permet molts més canals a la mateixa fibra. Els sistemes DWDM moderns que funcionen només a la banda C-admeten 40 canals a un espai de 100 GHz o 80+ canals a un espai de 50 GHz, amb la nova xarxa flexible que permet configuracions encara més denses per a longituds d'ona coherents de 400G i 800G.

Diferències tècniques clau entre CWDM i DWDM

Espaiat de canals i quadrícula de longitud d'ona

La diferència més fonamental és com es divideix l'espectre òptic. L'espaiat de 20 nm de CWDM significa que cada canal ocupa una finestra espectral relativament gran, que simplifica els components òptics però limita el recompte total de canals. L'espai sub-nanomètric de DWDM (0,8 nm a 100 GHz, 0,4 nm a 50 GHz) permet molts més canals en una banda espectral més estreta.

Una conseqüència pràctica important: com que els canals CWDM abasten un ampli rang de longituds d'ona (1271–1611 nm), creuen el pic d'absorció d'aigua al voltant dels 1383 nm. A les fibres G.652.A/B més antigues, això fa que diversos canals CWDM de la regió de 1270–1470 nm siguin inutilitzables o que la distància-sàpiga sigui molt limitada. A les fibres més noves de baix-aigua-pic que compleixenITU-T G.652.C/D (OS2), es poden utilitzar els 18 canals CWDM. Els canals DWDM, concentrats dins de la banda C-(1530–1565 nm) i de vegades la banda L- (1565–1625 nm), es troben en una regió d'-baixa atenuació, independentment de la fibra vintage.

Recompte de canals i escalabilitat

CWDM arriba al màxim a 18 canals. En els desplegaments reals, moltes xarxes només utilitzen entre 8 i 16 d'aquests canals a causa de les limitacions del tipus de fibra o la disponibilitat d'equips. Sovint és adequat per a enllaços de-capacitat moderada, però crea un sostre dur si la demanda d'ample de banda creix.

DWDM no té el mateix sostre. Un sistema estàndard de banda C-admet entre 40 i 96 canals en funció de l'espaiat de la quadrícula. Els sistemes de banda C+L poden superar els 100 canals. Quan es combina amb coherenttranspondersamb 100G, 200G o 400G per longitud d'ona, un sol sistema DWDM pot oferir capacitats agregades mesurades en desenes de terabits per segon en un parell de fibres. Aquest nivell d'escalabilitat és el motiu pel qual DWDM domina els entorns metropolitans, troncals i DCI d'alta-densitat.

Distància de transmissió i amplificació òptica

Aquí és on la bretxa arquitectònica entre CWDM i DWDM es fa més pronunciada. Sense amplificació, els enllaços CWDM acostumen a arribar als 40-80 km depenent delenllaç pressupost, potència de sortida del transceptor i atenuació de fibra a la longitud d'ona CWDM específica utilitzada.

El DWDM pot arribar a distàncies no amplificades similars, però l'avantatge crític és que els canals DWDM de la banda C-(1530–1565 nm) es troben directament dins de la finestra de guany dels amplificadors de fibra dopada amb erbi-(EDFA). AnEDFApot amplificar simultàniament tots els canals DWDM de la banda C-en una sola passada, ampliant l'abast a centenars o fins i tot milers de quilòmetres amb cadenes d'amplificadors en línia. Els canals CWDM repartits entre 1271 i 1611 nm queden en gran part fora de la finestra de guany EDFA, de manera que no hi ha cap manera pràctica d'amplificar òpticament tot un múltiplex CWDM. Aquesta - compatibilitat d'amplificació - d'un sol factor és sovint la raó decisiva per la qual els enginyers trien DWDM per a qualsevol enllaç on és probable que hi hagi una futura ampliació de distància o una arquitectura multi-span.

Requisits d'òptica, complexitat i potència

Els transceptors CWDM utilitzen làsers de retroalimentació-distribuïda (DFB) sense refrigerar. Sense un refrigerador termoelèctric (TEC), aquests mòduls consumeixen menys energia i costen menys de fabricar. L'ampli espai de canal de 20 nm significa que el làser pot derivar diversos nanòmetres amb canvis de temperatura sense creuar-se a la banda de pas del filtre d'un canal adjacent.

Els transceptors DWDM requereixen un control de longitud d'ona més estricte. Els làsers refrigerats o amb temperatura-bloquejada mantenen la longitud d'ona d'emissió estable en una fracció d'un nanòmetre. Això afegeix cost i consum d'energia per mòdul. A majors recomptes de canals i distàncies més llargues, les xarxes DWDM també poden requerir compensació de dispersió, monitors de canal òptic i components d'interruptors selectius de longitud d'ona-- que no apareixen en un desplegament CWDM típic. Tanmateix, per a aplicacions empresarials o DCI que utilitzen només unes quantes longituds d'ona DWDM en un mux/demux passiu, la sobrecàrrega de complexitat pot ser modesta i manejable fins i tot per a equips sense experiència d'operador-de telecomunicacions.

Cost CWDM vs DWDM: inicial vs a llarg{0}}terme

El menor cost per-transceptor de CWDM i els components passius més senzills el converteixen en l'opció més barata per al desplegament inicial, especialment en enllaços curts amb un grapat de canals. Una unitat mux/demux CWDM passiva típica més un conjunt deTransceptors CWDM SFP/SFP+pot ser molt menys costós que una configuració DWDM equivalent.

Però l'anàlisi de costos s'hauria d'allargar més enllà del-un dia d'adquisició. Si la vostra xarxa necessita 20, 40 o 80 canals, CWDM no pot oferir - us enfronteu a un esquinçament-i-substituïu la migració a DWDM, la qual cosa significa comprar nou maquinari mux/demux, nous transceptors i re-enginyeria de la capa òptica. En entorns-escasses de fibra on el lloguer o la il·luminació de fils addicionals comporta un cost recurrent, la capacitat de DWDM d'empaquetar més capacitat per fibra pot produir un cost total de propietat més baix en un horitzó de 5 a 10 anys. La pregunta de cost correcta no és "quin transceptor és més barat?" però "quin és el cost de transport per-gigabit durant la vida útil prevista d'aquest enllaç?"

Quan triar CWDM: millors casos d'ús

CWDM té més sentit en escenaris en què el creixement de l'ample de banda és previsible i moderat, les distàncies d'enllaç es mantenen a l'abast no amplificat i l'equip valora la simplicitat operativa. Els exemples comuns inclouen:

• Enllaços troncals del campus.Connexió d'edificis a través d'una universitat o campus corporatiu on els espais són curts (sovint menys de 10 km) i els requisits del canal es mantenen per sota de les 8-16 longituds d'ona. Un mux/demux CWDM passiu a cada extrem ambTransceptors SFP+pot afegir canals 10G o 25G sense posar fibra nova.
• Connexions de punt-a-empresa.Enllaçar un centre de dades principal amb un lloc de recuperació de desastres proper o connectar plantes d'oficines a una sala de servidors centralitzada, on el trànsit total s'ajusta a unes quantes longituds d'ona.
• Accés i agregació de l'últim-milla.Els proveïdors de serveis que utilitzen CWDM per agregar el trànsit d'accés de diversos nodes PON o Ethernet a una fibra compartida de nou a una oficina central, on les distàncies solen romandre inferiors als 40-60 km.
• Interconnexió del centre de dades de curta{0}}distància.Connectar sales de dades col·locades o adjacents on el recompte de canals es pugui gestionar i la prioritat sigui un desplegament ràpid i de baix cost{0}}.

Una advertència dels desplegaments-del món real: els equips de vegades seleccionen CWDM per estalviar pressupost en una versió inicial, només per trobar dos o tres anys més tard que el creixement ha consumit tots els canals disponibles. Si les vostres projeccions de trànsit mostren un camí realista per necessitar més de 16 longituds d'ona o si l'enllaç pot requerir una amplificació per arribar a un nou lloc remot, val la pena modelar l'alternativa DWDM abans de comprometre's amb - encara que costa més el primer dia.

Quan triar DWDM: millors casos d'ús

DWDM és l'opció predeterminada per a xarxes on la demanda de capacitat és alta, les distàncies són llargues o l'arquitectura ha d'evolucionar sense una reconstrucció completa. Els escenaris típics inclouen:

• Anella de metro i transport central.Els anells de metro dels proveïdors de serveis solen transportar desenes o centenars de longituds d'ona en amplituds de 80 a 200 km amb amplificació EDFA en línia. DWDM ambEnquadrament OTNés l'arquitectura estàndard aquí.
• Xarxes de llarg{0}}continuitat i troncals.Els enllaços troncals nacionals o internacionals - inclosos els cables submarins - es basen en DWDM amb cadenes d'amplificadors, gestió de dispersió i transceptors coherents per transportar terabits al llarg de milers de quilòmetres.
• Interconnexió del centre de dades d'alta-capacitat (DCI).Els operadors de núvol i d'hiperescala que connecten centres de dades a una àrea metropolitana sovint necessiten 40–100+ longituds d'ona a 100G o 400G cadascun. DWDM en fibra fosca, de vegades amb un simple mux/demux passiu iConnectors coherents QSFP-DD, s'ha convertit en un model DCI dominant.
• Entorns-escassos de fibra.Quan el lloguer de fils de fibra és car o físicament limitat, la capacitat de DWDM de portar 80+ serveis en un sol parell fa que sigui l'ús més econòmic de la planta disponible.

Un patró que val la pena destacar: DWDM apareix cada cop més a les xarxes empresarials que històricament eren territori CWDM. Com que les òptiques DWDM connectables (especialment els mòduls 100G ZR/ZR+) han baixat de costos i han simplificat el desplegament, la diferència de preus entre CWDM i DWDM per a un recompte de canals moderats s'ha reduït. Si el vostre enllaç d'empresa ja utilitzafibra monomode-i preveu que necessitareu 10+canals d'alta-velocitat d'aquí a cinc anys, DWDM pot ser la inversió amb més futur-fins i tot per al que avui dia sembla una aplicació empresarial "simple".

WDM actiu vs passiu: com l'arquitectura del sistema canvia la decisió

La comparació CWDM-i-DWDM sovint passa per alt un segon eix: si el sistema WDM és actiu o passiu. Aquesta distinció pot canviar el pressupost, la complexitat i les capacitats tant com la mateixa graella de longitud d'ona.

A WDM passiuel desplegament només utilitza unitats de mux/demux òptiques sense energia i transceptors de longitud d'ona-específics connectats a commutadors o encaminadors existents. No hi ha cap plataforma de transport separada, cap pla de gestió per a la capa òptica ni amplificació. Tant CWDM com DWDM es poden desplegar en mode passiu. Aquest enfocament manté els costos baixos i les operacions senzilles, però limita l'abast al pressupost no amplificat del transceptor i no proporciona cap control de-capa òptica ni commutació de protecció.

AnWDM actiuEl desplegament afegeix una plataforma de transport motoritzada - que pot incloure transponders o multiponderadors, amplificadors òptics, canals de supervisió òptica i gestió del nivell-de longitud d'ona. Els sistemes actius són molt més habituals en els desplegaments DWDM, especialment a escala metropolitana i superior, perquè permeten funcions com l'amplificació òptica, la protecció a nivell de longitud d'ona-, la supervisió del rendiment i la reconfiguració remota. Algunes plataformes DWDM actives modernes són prou compactes per a sales d'equips empresarials i estan dissenyades per a la implementació d'equips sense antecedents de telecomunicacions profunds.

El punt clau: dues xarxes amb l'etiqueta "DWDM" poden semblar molt diferents. Una configuració DWDM passiva amb 8 longituds d'ona en un enllaç de campus curt pot costar i funcionar de manera similar a un desplegament CWDM. Una plataforma DWDM activa amb 80 canals, amplificadors i commutació OTN a través d'un anell de metro és una classe d'infraestructura fonamentalment diferent. Quan avalueu els proveïdors i les solucions, aclareu sempre si el sistema cotitzat és passiu o actiu - afecta el cost, els requisits operatius i les capacitats futures més que només l'etiqueta CWDM/DWDM.

Es poden utilitzar CWDM i DWDM junts?

Sí, i això és més comú del que suggereixen molts articles de comparació. Els desplegaments híbrids o escenificats tenen sentit pràctic en diverses situacions:

• Actualització d'una xarxa CWDM existent.Si ja teniu CWDM en funcionament en un parell de fibra i necessiteu més capacitat de la que els 18 canals poden proporcionar, podeu superposar canals DWDM a la mateixa fibra utilitzant bandes de longitud d'ona que no entren en conflicte amb les vostres assignacions CWDM existents. Alguns productes mux/demux estan dissenyats específicament per a la coexistència CWDM+DWDM en fibra compartida.
• Divisió dels recursos de fibra per funció.Alguns operadors executen CWDM per a serveis de -prioritat menor o de menor-distància i DWDM per a trànsit troncal d'alta-capacitat, cadascun en fibres separades dins del mateix cable.
• Migració per fases.Començant amb CWDM per a necessitats immediates i planificant una ruta de migració a DWDM a mesura que creixi la demanda. Això funciona millor quan la inicialinstal·lació de fibraes fa tenint en compte el futur DWDM -, per exemple, especificant la fibra G.652.D de baix-aigua-pic.

El més important per fer-ho bé en un enfocament híbrid és la planificació espectral: assegureu-vos que els canals CWDM i DWDM que voleu utilitzar no es superposen ni interfereixin, i que els vostres components passius puguin gestionar el conjunt de longituds d'ona combinades sense pèrdua d'inserció excessiva.

Com triar entre CWDM i DWDM: una guia de decisió pas{0}}a-pas a pas

En lloc de tractar-ho com una única pregunta de sí-o-no, seguiu aquests cinc punts de control per ordre. Cadascú pot canviar o confirmar la seva direcció.

Pas 1: determineu la vostra distància d'abast i els vostres requisits d'amplificació.
Mesureu o estimeu la distància total de fibra per a cada enllaç. Si tots els trams són inferiors als 60-80 km i no teniu cap necessitat previsible d'amplificació òptica, CWDM continua sent viable. Si algun abast supera els 80 km, o si espereu afegir amplificadors per ampliar l'abast o compensar la pèrdua en el futur, DWDM és el punt de partida més segur - Els canals CWDM no es poden amplificar amb EDFA estàndard.

Pas 2: estima el nombre de canals actual i futur.
Compteu les longituds d'ona que necessiteu avui i, a continuació, projecteu el creixement durant els propers 3-5 anys. Si necessiteu menys de 16 canals i el creixement és lent, CWDM pot funcionar. Si teniu previst necessitar 20+ canals, o si cada nou servei o inquilí afegeix demanda de longitud d'ona, comenceu amb DWDM. El cost de la migració de CWDM a DWDM mig-cicle de vida és gairebé sempre superior al cost incremental d'iniciar amb DWDM.

Pas 3: avalueu l'amplada de banda per longitud d'ona.
CWDM s'adapta bé- als serveis 1G, 10G i 25G per canal. DWDM admet les mateixes tarifes, però també escala a 100G, 200G i 400G per longitud d'ona mitjançant òptica coherent. Si el vostre pla de trànsit inclou algun servei a 100 G o més per canal, o si necessiteu agregar molts senyals de velocitat més baixa{10}}de manera eficient, DWDM amb mòduls transceptors adequats ofereix una base més capaç.

Pas 4: avalueu la fibra disponible i el cost de la fibra.
Si la fibra fosca és abundant i barata, la pressió de costos per maximitzar els canals per fibra és menor - CWDM pot estar bé. Si els fils de fibra són escassos, cars d'arrendar o difícils d'afegir físicament (p. ex., rutes de conductes congestionades, encreuaments submarins o conductes compartits amb capacitat de recanvi limitada), la major eficiència espectral de DWDM redueix directament el cost de la infraestructura.

Pas 5: Tenir en compte el model operatiu i les capacitats de l'equip.
Un desplegament passiu de CWDM requereix una experiència mínima en -capa òptica -, funciona gairebé com si connectés un cable de connexió. Una plataforma DWDM activa requereix la comprensió dels nivells de potència òptica, OSNR, configuració de l'amplificador i, possiblement, programari de gestió de xarxes òptiques. Avalueu si el vostre equip d'operacions està equipat per a la tecnologia escollida o si necessiteu suport de proveïdors o serveis gestionats.

Errors comuns a l'hora de triar entre CWDM i DWDM

Tractar la decisió com una qüestió purament de costos.
El transceptor més barat no sempre és la xarxa més barata. Si supereu el CWDM en tres anys i us enfronteu a una substitució completa de la-capa òptica, els "estalvis" en el moment de la implementació es convertiran en una despesa més gran del que hauria estat començar amb DWDM.

Ignorant el límit d'amplificació.
Molts equips avaluen CWDM vs DWDM basant-se en els requisits de distància actuals sense considerar si els futurs canvis de xarxa (nous llocs remots, augment de longituds, canvis de ruta de fibra) poden impulsar els enllaços més enllà de l'abast no amplificat. Si això passa amb CWDM, no podeu afegir simplement un amplificador - haureu de re-dissenyar tota la capa WDM.

Confonent el recompte de canals amb la capacitat.
Un sistema DWDM amb 40 canals a 100G cadascun ofereix 4 Tbps. Un sistema CWDM amb 18 canals a 10G cadascun ofereix 180 Gbps. La diferència nominal de recompte de canals (40 vs 18) subestima la bretxa de capacitat en un factor de 20. Quan avalueu la capacitat, tingueu en compte sempre la taxa de dades per-canal juntament amb el recompte de canals.

Passant per alt la compatibilitat de tipus de fibra.
CWDM depèn de l'ús de longituds d'ona en un ampli rang, incloses les bandes afectades pels pics d'absorció d'aigua. Si la vostra planta de fibra existent utilitza fibra més antiga sense -baix-aigua-pic, diversos canals CWDM no estaran disponibles o es limitarà la distància-. Verifiqueu les vostres especificacions de fibra abans de comprometre's amb un disseny CWDM complet de 18 canals.

Basant-se en taules de comparació genèriques com a guia d'enginyeria.
Cada desplegament té condicions úniques de planta de fibra, pressupostos de pèrdues d'inserció, recomptes d'empalmes, tipus de connectors i limitacions ambientals. Utilitzeu les comparacions publicades com a marc inicial, però sempre valideu-les amb el vostre pressupost d'enllaç real i el disseny de la xarxa abans de finalitzar una selecció de tecnologia WDM.

Preguntes freqüents

El CWDM és més barat que el DWDM?

Per al desplegament inicial, sí - Els transceptors CWDM i els multiplexors passius solen costar menys per canal que els equivalents DWDM. Tanmateix, si els vostres requisits de capacitat creixen més enllà del que pot oferir CWDM, el cost total del cicle de vida pot afavorir el DWDM a causa de la seva major escalabilitat i d'evitar una costosa migració de tecnologia de mitja vida-.

Quina és la diferència principal entre l'espai entre canals CWDM i DWDM?

CWDM utilitza un espai de longitud d'ona fix de 20 nm (perITU-T G.694.2), mentre que DWDM utilitza un espai-basat en freqüència - molt més ajustat, normalment 100 GHz (~0,8 nm) o 50 GHz (~0,4 nm), tal com es defineix perITU-T G.694.1. Aquest espai més reduït és el que permet que DWDM admeti molt més canals a la mateixa fibra.

Es poden utilitzar CWDM i DWDM a la mateixa fibra?

Sí, en determinades configuracions. Els dissenys híbrids poden superposar canals DWDM (normalment a la banda C-al voltant de 1530–1565 nm) juntament amb canals CWDM a la mateixa fibra, sempre que les assignacions de longitud d'ona no es superposen. Aquest enfocament és útil per a les actualitzacions per etapes on la capacitat de CWDM existent s'ha d'ampliar sense una substitució completa.

Què és millor per a la interconnexió del centre de dades - CWDM o DWDM?

Depèn de l'escala i la distància. Per a DCI de curta-distància amb un grapat d'enllaços de 10G o 25G, CWDM pot ser suficient i rendible-. Per a DCI d'alta-capacitat que requereixen desenes de longituds d'ona de 100G o 400G a distàncies de metro, DWDM és l'enfocament estàndard. La majoria dels desplegaments DCI d'hiperescala i grans empreses actuals utilitzen DWDM.

Per què CWDM no pot utilitzar l'amplificació EDFA?

Els EDFA (amplificadors de fibra dopada amb -erbi) proporcionen guany a la banda C-, aproximadament 1530–1565 nm. Els canals CWDM es distribueixen en un rang molt més ampli (1271–1611 nm), amb la majoria dels canals fora de la finestra de guany EDFA. No hi ha cap tecnologia d'amplificador única que pràcticament pugui augmentar els 18 canals CWDM simultàniament. És per això que CWDM es limita a trams no amplificats, i és la raó principal per la qual es prefereix DWDM per a qualsevol disseny de xarxa que eventualment requereixi amplificació òptica.

Quants canals admet CWDM vs DWDM?

CWDM admet fins a 18 canals (1271–1611 nm amb un espai de 20 nm). DWDM admet 40 canals amb un espai de 100 GHz, 80 canals amb un espai de 50 GHz i encara més amb configuracions de quadrícula flexible de 25 GHz o - tot només dins de la banda C-. L'extensió a la banda L-pot duplicar aproximadament el nombre de canals DWDM.

Quin tipus de fibra funciona millor per a CWDM i DWDM?

Ambdues tecnologies funcionen amb fibra d'-mode únic estàndard (ITU-T G.652). Per a CWDM, es recomana utilitzar fibra de pic de baix -aigua- (G.652.C o G.652.D) per fer que els 18 canals de longitud d'ona es puguin utilitzar. DWDM funciona principalment a la banda C-on l'atenuació de la fibra ja és baixa, de manera que el tipus de fibra té menys restriccions -, tot i que G.652.D segueix sent l'estàndard preferit per a instal·lacions noves.