CWDM vs DWDM: diferències, distància, cost i quan triar-ne cadascun

Revisat per enginyers de transport òptic amb 10+ anys d'experiència en desplegament de fibra de llarga-metro i metro. Darrera actualització segons les especificacions ITU-T i la disponibilitat actual del mòdul transceptor.

 

CWDM utilitza un espai de canal de 20 nm amb làsers sense refrigerar per a fins a 18 canals a distàncies inferiors a 80 km. DWDM utilitza un espai de 0,8 nm o més reduït amb làsers-estabilitzats per temperatura per a 40–96+ canals en centenars o milers de quilòmetres.

Trieu CWDM quan necessiteu una capacitat moderada amb un pressupost. Trieu DWDM quan el recompte de canals, la distància o l'escalabilitat futura superin el cost inicial.

En aquest article s'expliquen les diferències tècniques que realment impulsen aquesta decisió-incloses les limitacions físiques i els avantatges reals del desplegament-que la majoria de les guies de comparació ignoren.

Referència ràpida: CWDM vs DWDM d'un cop d'ull

 

Paràmetre	CWDM	DWDM
Espaiament de canals	20 nm (ITU-T G.694.2)	0,8 nm/0,4 nm (ITU-T G.694.1)
Màxim canals per fibra	18 (sovint 8 a la pràctica)	40–96+
Interval de longituds d'ona	1270–1610 nm (banda O a L)	1530–1565 nm (banda C-), 1565–1625 nm (banda{-L)
Tipus làser	DFB sense refrigerar	DFB refrigerat amb TEC
Amplificació òptica	No pràctic (fora de la finestra EDFA)	EDFA, Raman o híbrid
Distància màxima típica	40–80 km (passiu)	80km passiu; 1000 km + amplificat
Límit de velocitat de dades per-canal	10G (25G disponibilitat limitada)	400G+ (coherent)
Potència per transceptor	~0.5W	~3–4W (refrigerat); 15 W+ (coherent)

 

Utilitzeu aquesta taula com a punt de partida: si els vostres requisits es troben completament dins de la columna CWDM, és probable que CWDM sigui suficient. Si fins i tot una fila entra en territori DWDM-especialment la distància o el recompte de canals-seguiu llegint per entendre per què aquesta restricció tendeix a inclinar tota la decisió.

 

 

La diferència bàsica és l'espai entre canals

Tant CWDM com DWDM són tecnologies de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM) que envien múltiples senyals òptics sobre una sola fibra assignant a cada senyal la seva pròpia longitud d'ona. La divisió fonamental entre els dos es redueix a la força que estan empaquetades aquestes longituds d'ona.

Els canals CWDM es troben a 20 nm de distància, que abasten el rang de 1270 nm a 1610 nm, tal com es defineix perITU-T G.694.2. Aquest espai ampli significa que la font làser no necessita d'estabilització tèrmica-els làsers de retroalimentació distribuïda sense refrigeració (DFB) funcionen bé, perquè fins i tot si la longitud d'ona deriva uns quants nanòmetres amb els canvis de temperatura, no sagnarà al següent canal. Això manté el cost del mòdul i el consum d'energia baixos.

DWDM és una història diferent. Els canals se situen a 0,8 nm (100 GHz) o 0,4 nm (50 GHz) entre ells, empaquetats a la banda C- (1530–1565 nm) i de vegades a la banda L- (1565–1625 nm), seguint elITU-T G.694.1quadrícula de freqüència. A aquesta densitat, fins i tot una fracció d'un nanòmetre de deriva provoca una diafonia. Per tant, els transceptors DWDM requereixen refrigeradors termoelèctrics (TEC)-petits elements de refrigeració actius dins del mòdul que bloquegen el làser a la seva freqüència ITU exacta-afegint cost, consum d'energia i complexitat de gestió tèrmica.

Tota la resta de la comparació-cost, capacitat, distància, amplificació-flueix d'aquesta restricció d'espaiat. Entendre comArquitectura de xarxa DWDMs'encarrega de la gestió de la longitud d'ona a aquesta densitat explica per què la cadena d'equips sembla tan diferent.

 

Recompte de canals i capacitat

L'espaiat de 20 nm de CWDM a través de la finestra de 1270 a 1610 nm produeix un màxim de 18 canals. A la pràctica, molts desplegaments només utilitzen 8, mantenint-se al rang 1470-1610 nm. El motiu: les longituds d'ona més baixes (1270–1450 nm) passen per la regió del "pic d'aigua" de la fibra estàndard G.652, on l'absorció d'ions hidroxil (OH⁻) provoca una pèrdua de senyal elevada. La nova fibra G.652D de baix-aigua-pica elimina en gran mesura aquest problema, però moltes instal·lacions instal·lades encara fan servir tipus de fibra més antics.

Això és més important del que suggereixen els fulls d'especificacions. A les plantes de fibra del campus més antigues, el canal de 1390 nm sovint és el primer que descartem durant l'enginyeria d'enllaços. A la fibra G.652A o G.652B, el pic d'aigua al voltant de 1383 nm pot afegir 2+ dB/km d'atenuació a aquesta longitud d'ona- prou per eliminar el canal de 1390 nm completament en recorreguts de més de 20 km. Si esteu treballant amb fibra instal·lada abans de l'any 2005 aproximadament, verifiqueu l'atenuació al voltant de 1383 nm abans de suposar que els 18 canals CWDM es poden utilitzar.

DWDM inclou 40 canals a un espai de 100 GHz, 80 a 50 GHz i fins a 96 o més quan s'utilitza la banda C- i la banda L- amb amplificació estesa. Cada canal pot portar 10G, 100G, 400G o fins i tot 800G depenent del transceptor i del format de modulació. A 80 canals × 100 G, un sol parell de fibra transporta un total de 8 Tbps-una capacitat que cap desplegament CWDM no pot acostar.

El sostre pràctic per-canal de CWDM és d'uns 10G amb factors de forma SFP+. 25G Els mòduls CWDM SFP28 existeixen, però encara no s'han desplegat àmpliament. Una vegada que els requisits per-canal superen els 10G, la majoria dels arquitectes de xarxa passen a DWDM perquè la prima de cost per-canal comença a compensar-se amb una utilització per-de fibra molt més gran.

 

Distància de transmissió i amplificació

Aquí és on la física crea la divisió més clara.

Les longituds d'ona CWDM s'estenen en un ampli rang espectral que queda fora de la finestra de guany dels amplificadors de fibra dopada (EDFA) d'erbi--els amplificadors òptics de cavall de batalla utilitzats a les xarxes de telecomunicacions. Els EDFA amplifiquen els senyals a la banda C-(aproximadament 1530–1565 nm), que cobreix l'espectre DWDM, però només es solapa amb dos o tres canals CWDM. Com que no podeu amplificar la majoria dels canals CWDM òpticament, cada enllaç CWDM es limita a la distància que pot cobrir el senyal no amplificat: normalment entre 40 i 80 km depenent de la qualitat de la fibra, les pèrdues de connector i la longitud d'ona del canal que utilitzeu.

DWDM, que funciona completament dins de la finestra de guany EDFA, es pot amplificar repetidament. Un sistema típic-de llarg recorregut col·loca EDFA cada 60-100 km, amb l'amplificació Raman (una tècnica que utilitza la pròpia fibra com a mitjà de guany) que s'estén més. Els sistemes de cable submarí cobreixen habitualment milers de quilòmetres d'aquesta manera. Fins i tot en els desplegaments de metro, afegir un únic EDFA converteix un abast passiu de 80 km en un enllaç actiu de més de 200 km sense regeneració del senyal.

Per a distàncies inferiors a 40 km amb necessitats moderades de canal, aquesta distinció pot no importar-ambdues tecnologies funcionen de manera passiva. Però un cop supereu el llindar dels 80 km o prevegueu que necessitareu amplificació per al creixement futur, DWDM és l'únic camí que escala sense regeneració. El paper deprotecció de línies òptiques en xarxes WDMtambé esdevé més crític a distàncies més llargues, ja que cada fallada d'enllaç té conseqüències més altes quan no podeu executar un altre parell de fibra.

 

 

Cost: no tan senzill com "CWDM és més barat"

La saviesa convencional-CWDM és l'opció pressupostària, DWDM és car-era precisa fa deu anys, però s'ha anat erosionant constantment. Els volums de components DWDM han augmentat i els processos de fabricació han madurat, reduint la bretxa més del que molts compradors esperen.

 

On CWDM encara té un clar avantatge de costos:

• Els làsers sense refrigerar consumeixen menys energia (aproximadament 0,5 W vs. 3–4 W per transceptor refrigerat DWDM) i costen menys de fabricació.
• Les unitats mux/demux passives CWDM són dispositius de filtre-de pel·lícula fina més senzills amb toleràncies de banda de pas més àmplies.
• Sense amplificadors, sense compensació de dispersió, sense monitors de canal òptic-la cadena d'infraestructura és més curta.
• El desplegament no requereix enginyeria especialitzada de longituds d'ona ni gestió tèrmica contínua.
•  

On es compensa el cost inicial més elevat de DWDM:

En condicions d'escassetat de fibra, 8+ longituds d'ona per parell de fibra i planificació de 10 G+ per-canal, DWDM sovint ofereix un cost més baix per bit transportat. L'encreuament es produeix perquè esteu estenent la inversió de mux/demux i plataforma en 40, 80 o més longituds d'ona. Un sistema CWDM de 16-canals i un sistema DWDM de 40 canals poden costar un total similar, però el sistema DWDM ofereix 2,5 vegades el recompte de canals, i cada canal pot transportar velocitats de dades més altes.

Molts compradors subestimen la rapidesa amb què es restringeix un disseny CWDM "barat" una vegada que s'aprecia el creixement futur de la longitud d'ona. Hem vist casos en què un campus va començar amb CWDM de 4-canals, va arribar a 8 canals en dos anys i després es va enfrontar a un reemplaçament complet de la plataforma per passar a DWDM, amb una despesa més gran en total que si hagués començat amb DWDM passiu d'un dia.

Per obtenir una comparació més detallada per-canal, avaluantPlataformes CWDM mux/demuxen comparació amb els equivalents de DWDM per-canal i per-Gbps sovint revela que la suposició "CWDM sempre és més barata" es descompon per sobre d'aproximadament 8 canals o per sobre de 10G per canal.

 

 

Quan triar CWDM

CWDM s'adapta millor quan els requisits es mantenen dins dels seus límits físics i la simplicitat operativa importa més que la capacitat bruta:

• Interconnexió del campus empresarialenllaçar entre 4 i 8 edificis en un radi de 40 km, cadascun necessitant enllaços 1G o 10G, on la simplicitat de plug-i-play i la baixa sobrecàrrega operativa són prioritats.
• Anells d'accés al metroper a ISP regionals o operadors de cable que serveixen clients empresarials amb serveis de longitud d'ona dedicats a distàncies curtes.
• Agregació de backhaul mòbilon els llocs de cèl·lules necessiten enllaços 1G-10G a una oficina central i els parells de fibra són limitats, però les distàncies són curtes.
• Projectes temporals o amb pressupost{0}restringiton la xarxa es pot tornar a desplegar o actualitzar en un termini de 3 a 5 anys i la inversió inicial més baixa justifica el sostre de capacitat.

Un bon control de seny: si podeu dir amb confiança "no necessitarem més de 8 longituds d'ona o més de 10G per longitud d'ona en aquesta ruta durant els propers 5 anys", probablement CWDM sigui la trucada correcta. Si hi ha incertesa real en aquesta previsió, llegiu atentament la secció següent.

 

 

Quan triar DWDM

DWDM es converteix en l'opció pràctica-i sovint l'única viable-quan s'aplica alguna d'aquestes condicions:

• La distància supera els 80 kmo el camí de la xarxa requereix amplificació òptica.
• El nombre de canals supera els 8 i els 10en un sol parell de fibres, ja sigui avui o en un horitzó de planificació de 5 anys.
• Tarifes de dades per-canal superiors a 10 GEs necessiten: els transceptors DWDM de 25G, 100G, 400G estan disponibles fàcilment, mentre que les opcions CWDM per sobre de 10G continuen sent limitades.
• Interconnexió del centre de dades (DCI)entre instal·lacions de metro-separades, on el creixement de la capacitat és ràpid i difícil de preveure amb precisió.
• Columna vertebral del transportista i transport{0}}de llarg recorregut, inclosos els sistemes submarins, on la fibra és l'actiu més car i la maximització de la utilització és el principal motor econòmic.

Específicament per a aplicacions DCI, entendre què és el completTransponder DWDM i targeta muxponderLes ofertes de l'ecosistema-incloent la detecció coherent i les longituds d'ona ajustables-ajuden a fer coincidir la plataforma amb els patrons reals de creixement del trànsit en lloc d'un dia estàtic-una estimació.

 

 

Escenaris del comprador: adaptació de la tecnologia a la vostra situació

L'elecció correcta depèn menys de la tecnologia en si i més del context de desplegament específic. A continuació es mostra com la decisió es desenvolupa normalment en diferents perfils de compradors:

 

Campus empresarial (interconnexió multi-edifici)

Distàncies generalment inferiors a 10 km, 4-8 edificis, 1G-10G per enllaç. CWDM és gairebé sempre l'ajustament adequat aquí. La simplicitat operativa-sense planificació de la longitud d'ona, sense gestió tèrmica, sense manteniment de l'amplificador-importa més que esprémer la capacitat màxima de fibra. Excepció: si el campus està en fibra fosca llogada amb un nombre de fils limitat i el nombre d'edificis està creixent, pot ser que el DWDM passiu valgui la modesta prima de cost per a l'espai.

 

Metro DCI (del centre de dades al centre de dades, de 10 a 80 km)

Aquí és on la decisió es torna realment difícil. En la planificació de la DCI del metro, una vegada que la previsió de capacitat supera aproximadament 8 longituds d'ona o 10 G per canal, el CWDM passiu normalment deixa de ser el camí econòmic-encara que funcioni bé el primer dia. En general, recomanem DWDM per a metro DCI tret que l'organització tingui molta confiança en un sostre de trànsit baix i estable.

 

Agregació d'accés ISP/operador

Agregació d'-abast curt des de POP o llocs cel·lulars fins a una oficina central: CWDM ho gestiona bé a 1G-10G. Però l'anell d'agregació que connecta aquestes oficines centrals gairebé sempre necessita DWDM tant per raons de capacitat com de distància. L'enfocament híbrid (accés CWDM + nucli DWDM) que es descriu a continuació és comú aquí.

 

Llarg-recurs i submarí

Només DWDM. No hi ha cap opció realista de CWDM per a les distàncies que requereixen amplificació o per als recomptes de canals necessaris a escala troncal.

 

 

L'enfocament híbrid: CWDM i DWDM a la mateixa xarxa

Aquestes dues tecnologies no s'exclouen mútuament-combinar-les és una pràctica habitual a les xarxes de metro. Un patró típic: CWDM gestiona la capa d'accés (enllaços de curt-abast, baix-canal-compte des de les instal·lacions del client als nodes d'agregació), mentre que DWDM gestiona l'anell central (enllaços d'alta-capacitat,-abast més llarg entre nodes d'agregació i centres de dades).

Els plans de longitud d'ona són compatibles perquè els canals CWDM dels rangs de 1530 nm i 1550 nm poden coexistir amb canals DWDM de la banda C-. Els canals DWDM encaixen dins de l'amplada espectral d'un sol canal CWDM. Amb un filtratge passiu adequat, podeu superposar DWDM a la ranura CWDM "1550nm" i anidar de manera efectiva els dos sistemes a la fibra compartida.

Això requereix una enginyeria acurada de longitud d'ona-no és una superposició plug-and-play-{-. Però és un patró de disseny-ben entès que evita forçar una elecció tecnològica de tot-o-res, i permet que les xarxes evolucionin de manera incremental des de CWDM cap a DWDM a mesura que la demanda creix en rutes específiques.

 

 

El que els compradors sovint subestimen: consideracions reals de desplegament

Més enllà de la comparació-de la fitxa d'especificacions, hi ha diversos problemes pràctics que sovint sorprenen els planificadors:

 

La fibra heretada i el pic d'aigua.Si la vostra planta de fibra és anterior al 2005 i compteu amb els 18 canals CWDM, potser us decebrà. A la fibra G.652A/B més antiga, normalment verifiquem l'atenuació al voltant de 1383 nm amb un OTDR abans d'habilitar els canals CWDM inferiors. Saltar-se aquest pas ha convertit els plans CWDM de "18 canals" en 8 canals després de la instal·lació.

 

El creixement de la longitud d'ona és difícil de predir.El lament més habitual que veiem als desplegaments de CWDM no és el rendiment-s'està quedant sense canals abans del previst. El creixement del trànsit en entorns empresarials i DCI tendeix a ser més gruixut del que suggereixen les previsions lineals. Si hi ha alguna possibilitat que necessiteu més de 8 longituds d'ona en 5 anys, tingueu en compte el cost potencial d'intercanvi de plataforma al vostre cas de negoci CWDM.

 

L'amplificació no és opcional a distància.La incapacitat de CWDM per amplificar-se no és només una limitació de l'abast-, sinó que significa que no teniu cap eina de recuperació de marges si les condicions de la fibra es degraden (nous empalmes, envelliment del connector, redireccionaments de cables). DWDM amb un EDFA us ofereix un coixí pressupostari òptic que només manquen els sistemes passius-.

 

La complexitat operativa s'escala de manera diferent.CWDM és més senzill de desplegar, però aquesta senzillesa significa menys ganxos de supervisió. Un enllaç CWDM passiu funciona o no-hi ha una capacitat limitada per supervisar els nivells de potència del canal, l'OSNR o la degradació prèvia a la-error sense afegir equips de prova externs. Les plataformes DWDM actives solen incloure-monitoratge de canal òptic (OCM) i telemetria de rendiment que poden detectar problemes abans que provoquin interrupcions.

 

El DWDM coherent canvia el càlcul.Els transceptors DWDM coherents moderns (100G+) inclouen un processament de senyal digital integrat-que compensa la dispersió cromàtica (la propagació del senyal causada per diferents longituds d'ona que viatgen a velocitats lleugerament diferents en fibra) i efectes de polarització automàticament-eliminant els mòduls de compensació de dispersió externs que solien afegir costos i complexitat dels sistemes DW. Això ha reduït significativament la bretxa operativa entre les dues tecnologies a velocitats de dades més altes.

 

 

Preguntes freqüents