CWDM срещу DWDM: разлики, разстояние, цена и кога да изберете всеки

Прегледано от инженери по оптичен транспорт с 10+ години опит в внедряването на оптични влакна за метро и-разстояния. Последна актуализация спрямо спецификациите на ITU-T и текущата наличност на приемо-предавателния модул.

 

CWDM използва 20nm канално разстояние с неохлаждани лазери за до 18 канала на разстояния под 80 км. DWDM използва 0,8 nm или по-малко разстояние с температурно-стабилизирани лазери за 40–96+ канала на стотици или хиляди километри.

Изберете CWDM, когато имате нужда от умерен капацитет с ограничен бюджет. Изберете DWDM, когато броят на каналите, разстоянието или бъдещата мащабируемост надвишават предварителните разходи.

Тази статия разглежда техническите разлики, които всъщност водят до това решение-включително физическите ограничения и реалните компромиси-при внедряването, които повечето ръководства за сравнение прескачат.

Бърза справка: CWDM срещу DWDM с един поглед

 

Параметър	CWDM	DWDM
Разстояние между каналите	20nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm / 0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Максимален брой канали на влакно	18 (често 8 на практика)	40–96+
Диапазон на дължината на вълната	1270–1610nm (O до L лента)	1530–1565nm (C-лента), 1565–1625nm (L-лента)
Тип лазер	Неохладен DFB	Охладен DFB с TEC
Оптично усилване	Не е практично (извън прозореца на EDFA)	EDFA, Raman или хибрид
Типично максимално разстояние	40–80 км (пасивен)	80км пасивен; 1000км+ усилвател
Таван на скоростта на предаване на данни на-канал	10G (25G ограничена наличност)	400G+ (кохерентно)
Мощност на трансивър	~0.5W	~3–4W (охлажда се); 15W+ (кохерентна)

 

Използвайте тази таблица като отправна точка: ако вашите изисквания попадат изцяло в колоната CWDM, CWDM вероятно е достатъчен. Ако дори един ред навлезе в DWDM територия-особено разстоянието или броя на каналите-прочетете, за да разберете защо това ограничение има тенденция да повлияе на цялото решение.

 

 

Основната разлика е каналното разстояние

Както CWDM, така и DWDM са технологии за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM), които изпращат множество оптични сигнали през едно влакно, като присвояват на всеки сигнал собствена дължина на вълната. Фундаменталното разделение между двете се свежда до това колко плътно са опаковани тези дължини на вълните.

CWDM каналите са разположени на 20 nm един от друг, обхващайки диапазона от 1270 nm до 1610 nm, както е определено отITU-T G.694.2. Това голямо разстояние означава, че лазерният източник не се нуждае от термична стабилизация-неохлажданите лазери с разпределена обратна връзка (DFB) работят добре, защото дори ако дължината на вълната се отклони с няколко нанометра с промени в температурата, тя няма да премине в следващия канал. Това поддържа цената на модула и консумацията на енергия ниска.

DWDM е различна история. Каналите са разположени на 0,8 nm (100 GHz) или 0,4 nm (50 GHz) един от друг, опаковани в C-обхвата (1530–1565nm) и понякога L-обхвата (1565–1625nm), следвайкиITU-T G.694.1честотна мрежа. При тази плътност дори част от нанометъра дрейф причинява кръстосани смущения. Така че DWDM трансивърите изискват термоелектрически охладители (TECs)-малки активни охлаждащи елементи вътре в модула, които заключват лазера към неговата точна ITU честота-като добавят разходи, консумирана мощност и сложност на термичното управление.

Всичко останало в сравнението-цена, капацитет, разстояние, усилване-протича от това ограничение на разстоянието. Разбиране какDWDM мрежова архитектурауправлява управлението на дължината на вълната при тази плътност обяснява защо веригата на оборудването изглежда толкова различно.

 

Брой канали и капацитет

Разстоянието от 20 nm на CWDM през прозореца 1270–1610 nm дава максимум 18 канала. На практика много внедрявания използват само 8, придържайки се към диапазона 1470–1610nm. Причината: по-ниските дължини на вълните (1270–1450 nm) преминават през областта на "водния пик" на стандартното G.652 влакно, където абсорбцията на хидроксилни йони (OH⁻) причинява повишена загуба на сигнал. По-новите G.652D ниски-водни-пикови влакна до голяма степен елиминират този проблем, но много инсталирани инсталации все още използват по-стари типове влакна.

Това има повече значение, отколкото предполагат спецификациите. При по-старите инсталации за влакна в кампуса, каналът от 1390 nm често е първият, който изключваме по време на инженеринга на връзката. При G.652A или G.652B влакно пикът на водата около 1383nm може да добави 2+ dB/km затихване при тази дължина на вълната-достатъчно, за да изключи напълно канала от 1390nm при пробеги над 20 km. Ако работите с оптично влакно, инсталирано преди приблизително 2005 г., проверете затихването около 1383 nm, преди да приемете, че всички 18 CWDM канала са използваеми.

DWDM пакетира 40 канала при 100 GHz разстояние, 80 при 50 GHz и до 96 или повече, когато използва и C-лента, и L-лента с разширено усилване. Всеки канал може да пренася 10G, 100G, 400G или дори 800G в зависимост от трансивъра и формата на модулация. При 80 канала × 100G, една двойка влакна носи 8 Tbps агрегат-капацитет, до който не може да се доближи внедряването на CWDM.

Практическият таван на CWDM за-канал е около 10G при използване на SFP+ форм-фактори. 25G CWDM SFP28 модули съществуват, но все още не са широко разпространени. След като изискванията за-канал надхвърлят 10G, повечето мрежови архитекти преминават към DWDM, защото надбавката за-канал започва да се компенсира от драматично по-високо използване на-влакно.

 

Разстояние на предаване и усилване

Това е мястото, където физиката създава най-рязкото разделение.

Дължините на вълните на CWDM се разпространяват в широк спектрален диапазон, който попада извън прозореца на усилване на-усилвателите с влакна с добавка на ербий (EDFA)-оптичните усилватели, използвани в телекомуникационните мрежи. EDFA усилват сигналите в C-лентата (приблизително 1530–1565nm), която покрива DWDM спектъра, но се припокрива само с два или три CWDM канала. Тъй като не можете да усилите повечето CWDM канали оптично, всяка CWDM връзка е ограничена до разстоянието, което неусиленият сигнал може да покрие: обикновено 40–80 км в зависимост от качеството на влакното, загубите на конектора и коя дължина на вълната на канала използвате.

DWDM, работещ изцяло в рамките на прозореца за усилване на EDFA, може да се усилва многократно. Типична-система за дълги разстояния поставя EDFA на всеки 60–100 км, като Рамановото усилване (техника, която използва самото влакно като среда за усилване) разширява обхватите допълнително. Подводните кабелни системи рутинно покриват хиляди километри по този начин. Дори при внедряване в метрото, добавянето на един EDFA превръща пасивен обхват от 80 км в активна връзка от 200 км+ без регенериране на сигнала.

За разстояния под 40 км с умерени нужди от канали това разграничение може да няма значение-и двете технологии работят пасивно. Но след като преминете прага от 80 км или предвидите нужда от усилване за бъдещ растеж, DWDM е единственият път, който се мащабира без регенерация. Ролята назащита на оптична линия в WDM мрежисъщо става по-критично при по-големи разстояния, тъй като всяка повреда на връзката носи по-големи последствия, когато не можете просто да пуснете друга двойка влакна.

 

 

Цена: Не е толкова просто като „CWDM е по-евтино“

Традиционната мъдрост-CWDM е бюджетният вариант, DWDM е скъп-беше точна преди десет години, но непрекъснато се разпадаше. Обемите на DWDM компонентите се увеличиха и производствените процеси се развиха, намалявайки разликата повече, отколкото много купувачи очакват.

 

Когато CWDM все още има ясно предимство в цените:

• Неохлажданите лазери консумират по-малко енергия (приблизително 0,5 W срещу . 3–4 W за DWDM охлаждан трансивър) и струват по-малко за производство.
• Пасивните CWDM mux/demux устройства са по-прости тънкослойни филтърни устройства с по-широки толеранси на лентата на пропускане.
• Без усилватели, без компенсация на дисперсията, без монитори на оптични канали-инфраструктурната верига е по-къса.
• Внедряването не изисква специализирано инженерство за дължина на вълната или текущо управление на топлината.
•  

Когато по-високите първоначални разходи на DWDM се компенсират:

При условия на недостиг на влакна, 8+ дължини на вълните на двойка влакна и планиране на 10G+ на-канал, DWDM често осигурява по-ниска цена на транспортиран бит. Кросоувърът се случва, защото разпределяте mux/demux и инвестицията в платформа в 40, 80 или повече дължини на вълната. 16-канална CWDM система и 40-канална DWDM система може да струват подобна сума, но DWDM системата осигурява 2,5 пъти повече канали – и всеки канал може да носи по-високи скорости на данни.

Много купувачи подценяват колко бързо един „евтин“ CWDM дизайн става ограничен, след като бъде оценен бъдещият ръст на дължината на вълната. Виждали сме случаи, в които кампус е започнал с 4-канала CWDM, достигнал е 8 канала в рамките на две години и след това е изправен пред пълна подмяна на платформата, за да премине към DWDM – харчейки общо повече, отколкото ако бяха започнали с пасивен DWDM от първия ден.

За по-подробно сравнение по-канал, оценяванеCWDM mux/demux платформисрещу DWDM еквиваленти на база на-канал и на-Gbps често разкрива, че предположението „CWDM винаги е по-евтино“ се разпада над приблизително 8 канала или над 10G на канал.

 

 

Кога да изберете CWDM

CWDM се вписва най-добре, когато изискванията остават в неговите физически граници и оперативната простота има повече значение от суровия капацитет:

• Взаимни връзки между кампуса на предприятиетосвързване на 4–8 сгради в рамките на 40 км, всяка от които се нуждае от 1G или 10G връзки, където простотата на plug-and-play и ниските оперативни разходи са приоритети.
• Пръстени за достъп до метротоза регионални интернет доставчици или кабелни оператори, обслужващи бизнес клиенти със специални услуги за дължина на вълната на къси разстояния.
• Агрегиране на мобилен преноскъдето клетъчните сайтове се нуждаят от 1G–10G връзки към централен офис и двойките влакна са ограничени, но разстоянията са малки.
• Временни или бюджетно-проектикъдето мрежата може да бъде преразположена или надстроена в рамките на 3–5 години и по-ниската първоначална инвестиция оправдава тавана на капацитета.

Добра проверка на разума: ако можете уверено да кажете „няма да имаме нужда от повече от 8 дължини на вълната или повече от 10G на дължина на вълната по този маршрут през следващите 5 години“, CWDM вероятно е правилното решение. Ако има реална несигурност в тази прогноза, прочетете внимателно следващия раздел.

 

 

Кога да изберете DWDM

DWDM става практическият избор-и често единственият жизнеспособен-когато е налице някое от тези условия:

• Разстоянието надхвърля 80 кмили мрежовият път изисква оптично усилване.
• Броят на каналите надхвърля 8–10на една двойка влакна, независимо дали днес или в рамките на 5-годишен хоризонт на планиране.
• Скорости на-данни на канал над 10Gса необходими - 25G, 100G, 400G DWDM трансивъри са лесно достъпни, докато CWDM опциите над 10G остават ограничени.
• Взаимосвързаност на центъра за данни (DCI)между метро{0}}разделени съоръжения, където растежът на капацитета е бърз и трудно може да се прогнозира точно.
• Основен превозвач и транспорт-на дълги разстояния, включително подводни системи, където оптичните влакна са най-скъпият актив и максималното използване е основният икономически двигател.

Специално за приложенията на DCI, разбиране какво е пълнотоDWDM транспондер и мукспондер картаекосистемните предложения-включително кохерентно откриване и регулируеми дължини на вълните-помагат за съпоставяне на платформата с действителните модели на нарастване на трафика, а не със статична оценка за ден-първи.

 

 

Сценарии за купувачи: Съвпадение на технологията с вашата ситуация

Правилният избор зависи не толкова от самата технология, колкото от конкретния контекст на внедряване. Ето как обикновено се разиграва решението в различни профили на купувачи:

 

Корпоративен кампус (Много-сградна връзка)

Разстояния обикновено под 10 км, 4–8 сгради, 1G–10G на връзка. CWDM е почти винаги правилният вариант тук. Оперативната простота-без планиране на дължината на вълната, без термично управление, без поддръжка на усилвателя-има по-голямо значение от изстискването на максимален капацитет на влакното. Изключение: ако кампусът е на наето тъмно влакно с ограничен брой нишки и броят на сградите расте, пасивният DWDM може да си струва скромната надбавка за разходите за пространство.

 

Metro DCI (център за данни до център за данни, 10–80 км)

Тук решението става наистина трудно. При планирането на DCI за метрото, след като прогнозата за капацитет надхвърли приблизително 8 дължини на вълната или 10G на канал, пасивният CWDM обикновено престава да бъде икономичен път-дори ако работи добре в първия ден. Обикновено препоръчваме DWDM за метро DCI, освен ако организацията не е много уверена в нисък, стабилен таван на трафика.

 

Агрегиране на достъпа на ISP/оператор

Агрегиране с кратък{0}}обхват от POPs или клетъчни сайтове до централен офис: CWDM се справя добре с това при 1G–10G. Но пръстенът за агрегиране, свързващ тези централни офиси, почти винаги се нуждае от DWDM поради причини, свързани с капацитет и разстояние. Хибридният подход (CWDM достъп + DWDM ядро), описан по-долу, е често срещан тук.

 

Дълги{0}}разстояния и подводници

Само DWDM. Няма реалистична CWDM опция за разстояния, изискващи усилване, или за броя на каналите, необходими в мащаба на опорната мрежа.

 

 

Хибридният подход: CWDM и DWDM в една и съща мрежа

Тези две технологии не се изключват взаимно-комбинирането им е обичайна практика в метро мрежите. Типичен модел: CWDM обработва слоя за достъп (къс-обхват, нисък-канал-брой връзки от помещенията на клиента към възлите за агрегиране), докато DWDM обработва основния пръстен (висок-капацитет, по-дълъг-обхват връзки между възлите за агрегиране и центрове за данни).

Плановете за дължина на вълната са съвместими, защото CWDM каналите в обхвата 1530nm и 1550nm могат да съществуват съвместно с DWDM каналите в C-обхвата. DWDM каналите се вписват в спектралната ширина на един CWDM канал. С подходящо пасивно филтриране можете да наслагвате DWDM върху "1550nm" CWDM слота и ефективно да поставите двете системи в споделено влакно.

Това наистина изисква внимателно проектиране на дължината на вълната-това не е наслагване-и-пусни. Но това е добре-разбран модел на проектиране, който избягва налагането на технологичен избор „всичко“ или „нищо“ и позволява на мрежите да се развиват постепенно от CWDM към DWDM, тъй като търсенето расте по конкретни маршрути.

 

 

Какво купувачите често подценяват: Реални съображения за внедряване

Освен сравнението на спецификациите, има няколко практически проблема, които често хващат плановиците неподготвени:

 

Наследени влакна и воден пик.Ако вашият завод за влакна е преди 2005 г. и разчитате на всичките 18 CWDM канала, може да сте разочаровани. При по-старо влакно G.652A/B обикновено проверяваме затихването около 1383nm с OTDR, преди да активираме по-ниските CWDM канали. Пропускането на тази стъпка превърна "18-каналните" CWDM планове в 8-канални след инсталиране.

 

Нарастването на дължината на вълната е трудно да се предвиди.Най-често срещаното съжаление, което виждаме при внедряването на CWDM, не е производителността-каналите се изчерпват по-рано от очакваното. Ръстът на трафика в корпоративни и DCI среди обикновено е по-голям, отколкото предполагат линейните прогнози. Ако има някакъв шанс да се нуждаете от повече от 8 дължини на вълната в рамките на 5 години, вземете предвид потенциалната цена за смяна на платформата във вашия CWDM бизнес случай.

 

Усилването не е задължително от разстояние.Неспособността на CWDM да бъде усилена не е просто ограничение на обхвата-това означава, че нямате инструмент за възстановяване на запаса, ако условията на влакното се влошат (нови снаждания, стареене на съединител, пренасочване на кабели). DWDM с EDFA ви дава оптична бюджетна възглавница, която липсва само на пасивните-системи.

 

Оперативната сложност се мащабира по различен начин.CWDM е по-лесен за внедряване, но тази простота означава по-малко куки за наблюдение. Пасивната CWDM връзка или работи, или не-има ограничена възможност за наблюдение на нивата на мощност на канала, OSNR или влошаване преди-отказ без добавяне на външно тестово оборудване. Активните DWDM платформи обикновено включват вграден-наблюдение на оптичен канал (OCM) и телеметрия на производителността, които могат да уловят проблеми, преди да причинят прекъсвания.

 

Кохерентният DWDM променя изчислението.Съвременните кохерентни DWDM приемо-предаватели (100G+) включват вградена-цифрова обработка на сигнала, която компенсира хроматичната дисперсия (разпространението на сигнала, причинено от различни дължини на вълните, движещи се с малко по-различни скорости във влакното) и поляризационните ефекти автоматично-като елиминират външните модули за компенсиране на дисперсията, които са използвали за добавяне на цена и сложност на DWDM системите. Това значително намали оперативната разлика между двете технологии при по-високи скорости на данни.

 

 

Често задавани въпроси