CWDM در مقابل DWDM: تفاوت ها، فاصله، هزینه و زمان انتخاب هر کدام

توسط مهندسان حمل‌ونقل نوری با 10+ سال تجربه استقرار فیبر در مترو و مسافت طولانی-بازبینی شده است. آخرین به روز رسانی در برابر مشخصات ITU-T و در دسترس بودن ماژول فرستنده گیرنده فعلی.

 

CWDM از فاصله کانال 20 نانومتری با لیزرهای خنک نشده تا 18 کانال در فواصل کمتر از 80 کیلومتر استفاده می کند. DWDM از فاصله 0.8 نانومتری یا کمتر با لیزرهای تثبیت شده دما برای کانال های 40–96+ در طول صدها یا هزاران کیلومتر استفاده می کند.

زمانی که به ظرفیت متوسطی با بودجه نیاز دارید، CWDM را انتخاب کنید. زمانی که تعداد کانال، مسافت یا مقیاس پذیری آینده بیشتر از هزینه اولیه است، DWDM را انتخاب کنید.

این مقاله به بررسی تفاوت‌های فنی می‌پردازد که در واقع منجر به این تصمیم می‌شوند-از جمله محدودیت‌های فیزیکی و تجارت واقعی استقرار{1}} که بیشتر راهنمای مقایسه از آنها صرف‌نظر می‌کنند.

مرجع سریع: CWDM در مقابل DWDM در یک نگاه

 

پارامتر	CWDM	DWDM
فاصله کانال	20 نانومتر (ITU-T G.694.2)	0.8 نانومتر / 0.4 نانومتر (ITU-T G.694.1)
حداکثر کانال در هر فیبر	18 (اغلب 8 در عمل)	40–96+
محدوده طول موج	1270-1610 نانومتر (باند O تا L)	1530–1565 نانومتر (باند C-)، 1565–1625 نانومتر (باند L-)
نوع لیزری	DFB خنک نشده	DFB خنک شده با TEC
تقویت نوری	عملی نیست (خارج از پنجره EDFA)	EDFA، رامان، یا ترکیبی
حداکثر فاصله معمولی	40-80 کیلومتر (غیرفعال)	80 کیلومتر غیرفعال; 1000 کیلومتر + تقویت شده
سقف نرخ داده در هر کانال	10G (25G در دسترس بودن محدود)	400G+ (منسجم)
توان هر فرستنده گیرنده	~0.5W	~ 3-4W (خنک شده)؛ 15W+ (منسجم)

 

از این جدول به عنوان نقطه شروع استفاده کنید: اگر الزامات شما کاملاً در ستون CWDM قرار می گیرد، CWDM احتمالا کافی است. اگر حتی یک ردیف به قلمرو DWDM فشار می‌آورد-به‌ویژه فاصله یا تعداد کانال-برای درک اینکه چرا این محدودیت می‌تواند کل تصمیم را تغییر دهد، بخوانید.

 

 

تفاوت اصلی فاصله کانال است

هر دو CWDM و DWDM فن آوری های تقسیم طول موج مالتی پلکس (WDM) هستند که سیگنال های نوری متعددی را روی یک فیبر واحد با اختصاص دادن طول موج هر سیگنال به خود ارسال می کنند. شکاف اساسی بین این دو به این بستگی دارد که این طول موج ها چقدر فشرده هستند.

کانال های CWDM در فاصله 20 نانومتری از هم قرار دارند و محدوده 1270 نانومتری تا 1610 نانومتری را که توسطITU{0}}T G.694.2. این فاصله وسیع به این معنی است که منبع لیزر نیازی به تثبیت حرارتی-لیزرهای بازخورد توزیع نشده (DFB) ندارد، به خوبی کار می کنند، زیرا حتی اگر طول موج چند نانومتر با نوسانات دما جابجا شود، به کانال بعدی نفوذ نمی کند. این باعث می شود هزینه ماژول و مصرف برق پایین بماند.

DWDM داستان متفاوتی است. کانال‌ها با فاصله 0.8 نانومتر (100 گیگاهرتز) یا 0.4 نانومتر (50 گیگاهرتز) از هم قرار می‌گیرند و در باند C (1530-1565 نانومتر) و گاهی اوقات در باند L (1565-1625 نانومتر) قرار می‌گیرند.ITU{0}}T G.694.1شبکه فرکانس در این چگالی، حتی کسری از یک نانومتر رانش باعث ایجاد تداخل می شود. بنابراین فرستنده‌های DWDM به خنک‌کننده‌های ترموالکتریک (TEC)-عناصر خنک‌کننده فعال کوچک در داخل ماژول نیاز دارند که لیزر را به فرکانس دقیق ITU قفل می‌کند{3}}هزینه، مصرف توان و پیچیدگی مدیریت حرارتی را اضافه می‌کند.

هر چیز دیگری در مقایسه-هزینه، ظرفیت، فاصله، تقویت-از این محدودیت فاصله ایجاد می‌شود. درک چگونگیمعماری شبکه DWDMمدیریت طول موج در این چگالی توضیح می دهد که چرا زنجیره تجهیزات بسیار متفاوت به نظر می رسد.

 

تعداد و ظرفیت کانال

فاصله 20 نانومتری CWDM در عرض پنجره 1270-1610 نانومتری حداکثر 18 کانال تولید می کند. در عمل، بسیاری از استقرارها فقط از 8 استفاده می کنند و به محدوده 1470-1610 نانومتر پایبند هستند. دلیل: طول موج های پایین تر (1270-1450 نانومتر) از ناحیه "اوج آب" فیبر استاندارد G.652 عبور می کنند، جایی که جذب یون هیدروکسیل (OH-) باعث از دست دادن سیگنال بالا می شود. فیبر کم-آب{{15} جدید G.652D تا حد زیادی این مشکل را برطرف می‌کند، اما بسیاری از کارخانه‌های نصب‌شده همچنان از انواع الیاف قدیمی‌تر استفاده می‌کنند.

این بیشتر از آنچه که برگه‌های مشخصات نشان می‌دهند اهمیت دارد. در کارخانه‌های فیبر قدیمی‌تر دانشگاه، کانال 1390 نانومتری اغلب اولین کانالی است که در طول مهندسی پیوند رد می‌کنیم. در فیبر G.652A یا G.652B، پیک آب در حدود 1383 نانومتر می‌تواند 2+ دسی‌بل/کیلومتر تضعیف را در آن طول موج- اضافه کند تا کانال 1390 نانومتری را به‌طور کامل در مسیرهای بیش از 20 کیلومتر از بین ببرد. اگر با فیبر نصب شده قبل از سال 2005 کار می کنید، قبل از اینکه فرض کنید همه 18 کانال CWDM قابل استفاده هستند، میرایی در حدود 1383 نانومتر را بررسی کنید.

DWDM 40 کانال در فاصله 100 گیگاهرتز، 80 کانال در 50 گیگاهرتز، و تا 96 یا بیشتر در صورت استفاده از هر دو باند C-و باند L- با تقویت گسترده، بسته بندی می کند. هر کانال بسته به فرمت فرستنده و گیرنده و مدولاسیون می تواند 10G، 100G، 400G یا حتی 800G را حمل کند. در 80 کانال × 100G، یک جفت فیبر مجموع 8 ترابیت در ثانیه{16}} ظرفیتی را حمل می‌کند که هیچ استقرار CWDM نمی‌تواند به آن نزدیک شود.

سقف عملی هر کانال CWDM با استفاده از فاکتورهای شکل SFP+ حدود 10G است. 25ماژول‌های G CWDM SFP28 وجود دارند اما هنوز به طور گسترده به کار گرفته نشده‌اند. هنگامی که الزامات هر کانال از 10G گذشته است، اکثر معماران شبکه به DWDM تغییر می‌کنند زیرا حق بیمه هزینه هر کانال با افزایش چشمگیری به ازای استفاده از فیبر جبران می‌شود.

 

فاصله انتقال و تقویت

اینجاست که فیزیک شدیدترین شکاف را ایجاد می کند.

طول موج‌های CWDM در محدوده طیفی وسیعی پخش می‌شوند که خارج از پنجره افزایش تقویت‌کننده‌های فیبر دوپ‌شده اربیوم (EDFAs)-تقویت‌کننده‌های نوری اسب کار مورد استفاده در شبکه‌های مخابراتی است. EDFA سیگنال‌ها را در باند C- (تقریباً 1530-1565 نانومتر) تقویت می‌کند، که طیف DWDM را پوشش می‌دهد اما فقط با دو یا سه کانال CWDM همپوشانی دارد. از آنجایی که نمی‌توانید اکثر کانال‌های CWDM را به صورت نوری تقویت کنید، هر پیوند CWDM به مسافتی که سیگنال تقویت‌نشده می‌تواند پوشش دهد محدود می‌شود: معمولاً 40 تا 80 کیلومتر بسته به کیفیت فیبر، تلفات اتصال، و طول موج کانالی که استفاده می‌کنید.

DWDM که به طور کامل در پنجره بهره EDFA عمل می کند، می تواند به طور مکرر تقویت شود. یک سیستم مسافت طولانی معمولی، EDFAها را هر 60 تا 100 کیلومتر قرار می‌دهد، با تقویت رامان (تکنیکی که از فیبر به‌عنوان واسطه بهره‌گیری استفاده می‌کند) گستره بیشتری را گسترش می‌دهد. سیستم های کابلی زیردریایی به طور معمول هزاران کیلومتر را از این طریق طی می کنند. حتی در استقرار مترو، افزودن یک EDFA منفرد، دسترسی غیرفعال 80 کیلومتری را به یک پیوند فعال 200 کیلومتری و بدون بازسازی سیگنال تبدیل می‌کند.

برای مسافت های کمتر از 40 کیلومتر با نیاز به کانال متوسط، این تمایز ممکن است مهم نباشد-هر دو فناوری به صورت غیرفعال کار می کنند. اما هنگامی که از آستانه 80 کیلومتری عبور کردید یا پیش بینی کردید برای رشد آینده به تقویت نیاز دارید، DWDM تنها مسیری است که بدون بازسازی مقیاس می شود. نقش ازحفاظت از خطوط نوری در شبکه های WDMهمچنین در فواصل طولانی‌تر حیاتی‌تر می‌شود، زیرا هر شکست پیوند زمانی که نمی‌توانید یک جفت فیبر دیگر را اجرا کنید، پیامدهای بیشتری را به همراه دارد.

 

 

هزینه: نه به سادگی "CWDM ارزانتر است"

عقل مرسوم-CWDM گزینه بودجه است، DWDM گران است-ده سال پیش دقیق بود، اما به طور پیوسته در حال فرسایش است. حجم اجزای DWDM افزایش یافته و فرآیندهای تولید به بلوغ رسیده اند و این شکاف را بیش از انتظار بسیاری از خریداران کاهش می دهد.

 

جایی که CWDM هنوز یک مزیت هزینه آشکار دارد:

• لیزرهای خنک نشده انرژی کمتری مصرف می‌کنند (تقریباً 0.5 وات در مقابل{1}-4 وات به ازای هر فرستنده گیرنده خنک‌شده DWDM) و هزینه ساخت کمتری دارند.
• واحدهای غیرفعال CWDM mux/demux دستگاه‌های فیلتر نازک{0} ساده‌تر با تحمل باند عبور گسترده‌تر هستند.
• بدون تقویت کننده، بدون جبران پراکندگی، بدون مانیتور کانال نوری- زنجیره زیرساخت کوتاهتر است.
• استقرار به مهندسی طول موج تخصصی یا مدیریت حرارتی مداوم نیاز ندارد.
•  

جایی که هزینه اولیه بالاتر DWDM جبران می شود:

در شرایط کمبود فیبر، 8+ طول موج در هر جفت فیبر، و 10G+ در هر-برنامه ریزی کانال، DWDM اغلب هزینه کمتری برای هر بیت انتقال داده می‌کند. متقاطع به این دلیل اتفاق می افتد که شما سرمایه گذاری mux/demux و پلت فرم را در طول موج های 40، 80 یا بیشتر پخش می کنید. یک سیستم CWDM 16 کانالی و یک سیستم DWDM 40 کانالی ممکن است هزینه کل مشابهی داشته باشد، اما سیستم DWDM 2.5× تعداد کانال را ارائه می‌کند و هر کانال می‌تواند نرخ داده بالاتری داشته باشد.

بسیاری از خریداران سرعت محدود شدن یک طراحی CWDM "ارزان" را زمانی که رشد طول موج آتی قیمت گذاری می شود، دست کم می گیرند. مواردی را دیده ایم که یک محوطه دانشگاه با 4 کانال CWDM شروع به کار کرد، در عرض دو سال به 8 کانال رسید و سپس با یک پلتفرم کامل جایگزین شد تا به DWDM خرج کند.

برای مقایسه دقیق‌تر{0}در هر کانال، ارزیابیپلتفرم های CWDM mux/demuxدر برابر معادل‌های DWDM بر اساس هر-کانال و در-گیگابیت بر ثانیه، اغلب نشان می‌دهد که فرض "CWDM همیشه ارزان‌تر است" از تقریباً 8 کانال یا بالاتر از 10G در هر کانال شکسته می‌شود.

 

 

چه زمانی باید CWDM را انتخاب کرد

CWDM زمانی بهترین تناسب را دارد که الزامات در محدوده فیزیکی آن باقی بماند و سادگی عملیاتی بیش از ظرفیت خام اهمیت دارد:

• پردیس سازمانی به هم متصل می شوداتصال 4 تا 8 ساختمان در فاصله 40 کیلومتری، که هرکدام به پیوندهای 1G یا 10G نیاز دارند، که در آن سادگی -و{6}}پخش کردن و{6}}سرعت عملیاتی کم اولویت هستند.
• حلقه های دسترسی به متروبرای ISPهای منطقه ای یا اپراتورهای کابلی که به مشتریان تجاری با خدمات طول موج اختصاصی در فواصل کوتاه خدمات ارائه می دهند.
• تجمع بک هال موبایلجایی که سایت های سلولی به پیوندهای 1G-10G به یک دفتر مرکزی نیاز دارند و جفت فیبر محدود است اما فواصل کوتاه است.
• پروژه های موقت یا محدود{0}}بودجهجایی که شبکه ممکن است ظرف 3 تا 5 سال مجدداً مستقر یا ارتقا یابد و سرمایه گذاری اولیه پایین تر سقف ظرفیت را توجیه می کند.

یک بررسی بهداشتی خوب: اگر می‌توانید با اطمینان بگویید "در این مسیر تا 5 سال آینده به بیش از 8 طول موج یا بیش از 10G در هر طول موج نیاز نخواهیم داشت"، احتمالا CWDM تماس درستی است. اگر عدم قطعیت واقعی در آن پیش بینی وجود دارد، بخش بعدی را با دقت بخوانید.

 

 

زمان انتخاب DWDM

هنگامی که هر یک از این شرایط اعمال می شود، DWDM به انتخاب عملی-و اغلب تنها گزینه قابل اجرا- تبدیل می شود:

• مسافت بیش از 80 کیلومتر استیا مسیر شبکه نیاز به تقویت نوری دارد.
• تعداد کانال ها از 8 تا 10 بیشتر استدر یک جفت فیبر، چه امروز و چه در یک افق برنامه ریزی 5 ساله.
• نرخ داده در هر کانال بالاتر از 10Gمورد نیاز است- فرستنده گیرنده های 25G، 100G، 400G DWDM به راحتی در دسترس هستند، در حالی که گزینه های CWDM بالای 10G محدود باقی می مانند.
• اتصال مرکز داده (DCI)بین تأسیسات مجزای مترو{0}}، جایی که رشد ظرفیت سریع است و پیش‌بینی دقیق آن دشوار است.
• ستون فقرات حامل و حمل و نقل طولانی-از جمله سیستم‌های زیردریایی، که در آن فیبر گران‌ترین دارایی است و حداکثر استفاده، محرک اقتصادی اولیه است.

برای برنامه های DCI به طور خاص، درک آنچه کامل استترانسپوندر DWDM و کارت muxponderپیشنهادات اکوسیستم-شامل تشخیص منسجم و طول موج‌های قابل تنظیم{1}}به تطبیق پلت فرم با الگوهای رشد ترافیک واقعی به جای یک روز ثابت-کمک می‌کند.

 

 

سناریوهای خریدار: تطبیق فناوری با موقعیت شما

انتخاب صحیح کمتر به خود فناوری و بیشتر به زمینه خاص استقرار بستگی دارد. در اینجا نحوه تصمیم گیری معمولاً در پروفایل های مختلف خریدار نشان داده شده است:

 

پردیس سازمانی (چند-ساختمان بهم پیوسته)

فواصل معمولاً کمتر از 10 کیلومتر، 4 تا 8 ساختمان، 1 تا 10 گرم در هر پیوند. CWDM تقریباً همیشه در اینجا مناسب است. سادگی عملیاتی-بدون برنامه ریزی طول موج، بدون مدیریت حرارتی، بدون تعمیر و نگهداری تقویت کننده-بیش از کاهش حداکثر ظرفیت فیبر اهمیت دارد. استثنا: اگر پردیس دارای فیبر تاریک اجاره‌ای با تعداد رشته‌های محدود است و تعداد ساختمان‌ها در حال افزایش است، DWDM غیرفعال ممکن است ارزش حق بیمه متوسط ​​​​برای فضای سر را داشته باشد.

 

مترو DCI (مرکز داده تا مرکز داده، 10 تا 80 کیلومتر)

اینجاست که تصمیم گیری واقعاً دشوار می شود. در برنامه ریزی DCI مترو، زمانی که پیش بینی ظرفیت از حدود 8 طول موج یا 10G در هر کانال فراتر رفت، CWDM غیرفعال معمولاً مسیر اقتصادی نخواهد بود، حتی اگر در روز اول به خوبی کار کند. ما به طور کلی DWDM را برای DCI مترو توصیه می کنیم، مگر اینکه سازمان به سقف ترافیک پایین و پایدار بسیار اطمینان داشته باشد.

 

ISP/Carrier Access Aggregation

دسترسی کوتاه-از POPها یا سایت‌های سلولی به یک دفتر مرکزی: CWDM به خوبی با 1G–10G این کار را انجام می‌دهد. اما حلقه تجمعی که آن دفاتر مرکزی را به هم متصل می‌کند، تقریباً همیشه به دلایل ظرفیت و فاصله، به DWDM نیاز دارد. رویکرد ترکیبی (دسترسی CWDM + هسته DWDM) که در زیر توضیح داده شده است در اینجا رایج است.

 

لانگ-و زیردریایی

فقط DWDM هیچ گزینه واقعی CWDM برای فواصلی که نیاز به تقویت دارند یا برای تعداد کانال های مورد نیاز در مقیاس ستون فقرات وجود ندارد.

 

 

رویکرد ترکیبی: CWDM و DWDM در یک شبکه

این دو فناوری متقابلاً منحصر به فرد نیستند-ترکیب آنها در شبکه‌های مترو رایج است. یک الگوی معمولی: CWDM لایه دسترسی را کنترل می‌کند (پیوندهای-کم{3}}کانال-از محل مشتری به گره‌های تجمیع، با دسترسی کوتاه، کم، در حالی که DWDM حلقه اصلی (-ظرفیت بالا،{6}}پیوندهای دسترسی طولانی‌تر بین گره‌های تجمع و مرکز داده) را کنترل می‌کند.

طرح های طول موج سازگار هستند زیرا کانال های CWDM در محدوده 1530 نانومتر و 1550 نانومتر می توانند با کانال های DWDM در باند C-همزیستی داشته باشند. کانال های DWDM در عرض طیفی یک کانال CWDM منفرد قرار می گیرند. با فیلتر غیرفعال مناسب، می‌توانید DWDM را روی اسلات CWDM "1550 نانومتری" قرار دهید و به طور موثری این دو سیستم را روی فیبر مشترک قرار دهید.

این نیاز به مهندسی طول موج دقیق دارد-این یک پلاگین نیست-و-روکش. اما این یک الگوی طراحی خوب-است که از انتخاب تکنولوژی همه-یا-هیچ اجباری اجتناب می‌کند و به شبکه‌ها اجازه می‌دهد تا با افزایش تقاضا در مسیرهای خاص، به تدریج از CWDM به DWDM تکامل یابند.

 

 

آنچه خریداران اغلب دست کم می گیرند: ملاحظات واقعی استقرار

فراتر از مقایسه مشخصات{0}}برگ، چندین مسئله عملی وجود دارد که اغلب برنامه ریزان را غافلگیر می کند:

 

فیبر قدیمی و اوج آب.اگر کارخانه فیبر شما به قبل از سال 2005 می رسد و روی تمام 18 کانال CWDM حساب می کنید، ممکن است ناامید شوید. در فیبر قدیمی‌تر G.652A/B، ما معمولاً قبل از فعال کردن کانال‌های CWDM پایین، تضعیف را در حدود 1383 نانومتر با یک OTDR تأیید می‌کنیم. پرش از این مرحله، پلن های CWDM «18 کانالی» را پس از نصب به 8 کانال تبدیل کرده است.

 

پیش بینی رشد طول موج دشوار است.متداول‌ترین تاسفی که در استقرار CWDM می‌بینیم، عملکرد نیست-این کانال‌ها زودتر از حد انتظار تمام می‌شوند. رشد ترافیک در محیط های سازمانی و DCI بیشتر از پیش بینی های خطی است. اگر شانسی وجود دارد که در طی 5 سال به بیش از 8 طول موج نیاز دارید، هزینه بالقوه تعویض پلت فرم را در مورد تجاری CWDM خود لحاظ کنید.

 

تقویت در فاصله اختیاری نیست.عدم توانایی CWDM برای تقویت فقط یک محدودیت محدوده نیست-به این معنی است که در صورت کاهش شرایط فیبر (اتصالات جدید، قدیمی شدن رابط، تغییر مسیر کابل) ابزار بازیابی حاشیه ندارید. DWDM با یک EDFA به شما یک بالشتک بودجه نوری می‌دهد که فقط سیستم‌های غیرفعال- فاقد آن هستند.

 

مقیاس پیچیدگی عملیاتی متفاوت است.استقرار CWDM ساده‌تر است، اما این سادگی به معنای قلاب‌های نظارت کمتر است. یک پیوند CWDM غیرفعال یا کار می‌کند یا کار نمی‌کند-توانایی محدودی برای نظارت بر سطوح توان کانال، OSNR، یا قبل از- تخریب بدون اضافه کردن تجهیزات آزمایش خارجی وجود دارد. پلتفرم‌های DWDM فعال معمولاً شامل نظارت{4} کانال نوری (OCM) و تله‌متری عملکردی هستند که می‌توانند مشکلات را قبل از اینکه باعث قطع شوند، شناسایی کنند.

 

DWDM منسجم حساب دیفرانسیل و انتگرال را تغییر می دهد.گیرنده‌های DWDM منسجم مدرن (100G+) شامل پردازش سیگنال دیجیتال داخلی است که پراکندگی رنگی (گسترش سیگنال ناشی از طول موج‌های مختلف که با سرعت‌های کمی متفاوت در فیبر حرکت می‌کنند) را جبران می‌کند و اثرات پلاریزاسیون به‌طور خودکار-از بین بردن سیستم‌های جبران پراکندگی خارجی و سیستم‌های جبران هزینه DWDM استفاده می‌شود. این به طور معناداری شکاف عملیاتی بین دو فناوری را با نرخ داده بالاتر کاهش داده است.

 

 

سوالات متداول