V oblasti telekomunikácií, pripojenia dátových centier a prenosu videa je optická kabeláž veľmi žiadaná. Realita je však taká, že optická kabeláž už nie je ekonomickou ani uskutočniteľnou voľbou pre každú jednotlivú službu. Preto je veľmi vhodné použiť multiplexovanie s vlnovou dĺžkou (WDM) na rozšírenie kapacity vlákna na existujúcej optickej infraštruktúre. WDM je technológia, ktorá multiplexuje viacero optických signálov na jedno vlákno pomocou rôznych vlnových dĺžok laserového svetla. Rýchla štúdia polí WDM bude venovaná CWDM a DWDM. Sú založené na rovnakom koncepte použitia viacerých vlnových dĺžok svetla na jednom vlákne. Obe však majú svoje výhody aj nevýhody.
Čo je CWDM?
CWDM podporuje až 18 kanálov s vlnovými dĺžkami prenášaných cez optické vlákno súčasne. Na dosiahnutie tohto cieľa sú rôzne vlnové dĺžky každého kanála od seba vzdialené 20 nm. DWDM podporuje až 80 simultánnych kanálov s vlnovými dĺžkami, pričom každý z kanálov je od seba vzdialený iba 0,8 nm. Technológia CWDM ponúka pohodlné a nákladovo efektívne riešenie pre kratšie vzdialenosti do 70 kilometrov. Pre vzdialenosti medzi 40 a 70 kilometrami je CWDM obmedzená na podporu ôsmich kanálov.
Systém CWDM bežne podporuje osem vlnových dĺžok na vlákno a je navrhnutý pre komunikáciu na krátky dosah, pričom využíva širokopásmové frekvencie s vlnovými dĺžkami rozmiestnenými ďaleko od seba.
Keďže CWDM je založené na 20 nm rozstupe kanálov od 1470 do 1610 nm, zvyčajne sa používa na optických vláknach s rozpätím do 80 km alebo menej, pretože optické zosilňovače nie je možné použiť s kanálmi s veľkým rozstupom. Tento široký rozstup kanálov umožňuje použitie optiky za prijateľnú cenu. Kapacita liniek, ako aj podporovaná vzdialenosť sú však pri CWDM menšie ako pri DWDM.
CWDM sa vo všeobecnosti používa pre aplikácie s nižšími nákladmi, nižšou kapacitou (pod 10G) a kratšími vzdialenosťami, kde sú náklady dôležitým faktorom.
V poslednej dobe sa ceny komponentov CWDM aj DWDM stali pomerne porovnateľnými. Vlnové dĺžky CWDM sú v súčasnosti schopné prenášať až 10 Gigabit Ethernet a 16G Fibre Channel a je dosť nepravdepodobné, že by sa táto kapacita v budúcnosti ďalej zvyšovala.
Čo je DWDM?
Na rozdiel od CWDM je možné pripojenia DWDM zosilniť, a preto ich možno použiť na prenos dát na oveľa dlhšie vzdialenosti.
V systémoch DWDM je počet multiplexovaných kanálov oveľa vyšší ako v systéme CWDM, pretože DWDM používa užšie rozstupy vlnových dĺžok, aby sa na jedno vlákno zmestilo viac kanálov.
Namiesto 20 nm rozstupu kanálov používaného v CWDM (ekvivalent približne 15 miliónov GHz) využívajú systémy DWDM rôzne špecifikované rozstupy kanálov od 12,5 GHz do 200 GHz v pásme C a niekedy aj v pásme L.
Dnešné systémy DWDM typicky podporujú 96 kanálov rozmiestnených vo vzdialenosti 0,8 nm v rámci spektra C-pásma 1550 nm. Vďaka tomu môžu systémy DWDM prenášať obrovské množstvo dát cez jedno optické vlákno, pretože umožňujú prenášať oveľa viac vlnových dĺžok na to isté vlákno.
DWDM je optimálny pre komunikáciu na dlhé vzdialenosti až do 120 km a viac vďaka svojej schopnosti využívať optické zosilňovače, ktoré dokážu nákladovo efektívne zosilniť celé spektrum 1550 nm alebo pásma C, ktoré sa bežne používa v aplikáciách DWDM. Tým sa prekonávajú dlhé rozsahy útlmu alebo vzdialenosti a keď sú zosilnené zosilňovačmi s vláknami dopovanými erbiom (EDFA), systémy DWDM sú schopné prenášať veľké množstvo dát na dlhé vzdialenosti až do stoviek alebo tisícok kilometrov.
Okrem schopnosti podporovať väčší počet vlnových dĺžok ako CWDM sú platformy DWDM schopné spracovať aj protokoly s vyššou rýchlosťou, pretože väčšina dodávateľov optických transportných zariadení dnes bežne podporuje 100G alebo 200G na vlnovú dĺžku, zatiaľ čo nové technológie umožňujú 400G a viac.
Vlnové spektrum DWDM vs. CWDM:
CWDM má širší rozstup kanálov ako DWDM – nominálny rozdiel vo frekvencii alebo vlnovej dĺžke medzi dvoma susednými optickými kanálmi.
Systémy CWDM typicky prenášajú osem vlnových dĺžok s rozostupom kanálov 20 nm v spektrálnej mriežke od 1470 nm do 1610 nm.
Systémy DWDM na druhej strane dokážu prenášať 40, 80, 96 alebo až 160 vlnových dĺžok s využitím oveľa užšieho rozostupu 0,8/0,4 nm (mriežka 100 GHz/50 GHz). Vlnové dĺžky DWDM sú typicky od 1525 nm do 1565 nm (pásmo C), pričom niektoré systémy dokážu využiť aj vlnové dĺžky od 1570 nm do 1610 nm (pásmo L).
Výhody CWDM:
1. Nízke náklady
CWDM je oveľa lacnejší ako DWDM kvôli nákladom na hardvér. Systém CWDM používa chladené lasery, ktoré sú oveľa lacnejšie ako nechladené lasery DWDM. Okrem toho je cena transceiverov DWDM zvyčajne štyri až päťkrát vyššia ako cena ich CWDM modulov. Dokonca aj prevádzkové náklady DWDM sú vyššie ako pri CWDM. CWDM je teda ideálnou voľbou pre tých, ktorí majú obmedzené financovanie.
2. Požiadavka na napájanie
V porovnaní s CWDM sú požiadavky na energiu pre DWDM výrazne vyššie. DWDM lasery spolu s príslušnými monitorovacími a riadiacimi obvodmi spotrebúvajú približne 4 W na vlnovú dĺžku. Nechladený laserový vysielač CWDM spotrebuje približne 0,5 W energie. CWDM je pasívna technológia, ktorá nepoužíva žiadnu elektrickú energiu. Má pozitívne finančné dôsledky pre internetových operátorov.
3. Jednoduchá obsluha
Systémy CWDM používajú v porovnaní s DWDM jednoduchšiu technológiu. Na napájanie používajú LED diódy alebo lasery. Vlnové filtre systémov CWDM sú menšie a lacnejšie. Preto sa ľahko inštalujú a používajú.
Výhody DWDM:
1. Flexibilný upgrade
DWDM je flexibilný a robustný, čo sa týka typov vlákien. Rozšírenie DWDM na 16 kanálov je možné na vláknach G.652 aj G.652.C. Pôvodne to vychádza zo skutočnosti, že DWDM vždy využíva oblasť vlákna s nízkymi stratami, zatiaľ čo 16-kanálové systémy CWDM zahŕňajú prenos v oblasti 1300-1400 nm, kde je útlm výrazne vyšší.
2. Škálovateľnosť
Riešenia DWDM umožňujú upgrade v krokoch po ôsmich kanáloch až na maximálne 40 kanálov. Umožňujú oveľa vyššiu celkovú kapacitu optického vlákna ako riešenie CWDM.
3. Dlhá prenosová vzdialenosť
DWDM využíva pásmo vlnových dĺžok 1550, ktoré je možné zosilniť pomocou konvenčných optických zosilňovačov (EDFA). Zvyšuje prenosovú vzdialenosť na stovky kilometrov.
Nasledujúci obrázok vám poskytne vizuálnu predstavu o rozdieloch medzi CWDM a DWDM.
Čas uverejnenia: 14. júna 2022