CWDM vs. DWDM: Který z nich vaše síť skutečně potřebuje?

Zavedení

Často dostávám tuto otázku: „Potřebujeme větší kapacitu vláken. Měli bychom jít CWDM nebo DWDM?' Moje upřímná odpověď je vždy stejná: záleží. Ale po letech práce na nasazení optických vláken v metru a páteřních sítích jsem zjistil, že většina lidí příliš komplikuje rozhodování. Jakmile pochopíte, co která technologie vlastně dělá a kam se hodí, je správná volba obvykle jasná.

Wavelength Division Multiplexing (WDM) je technologie, která umožňuje posílat více datových toků po jednom vláknu současně, každý v jiné barvě světla. Představte si to jako dálnici s více pruhy. WDM staví jízdní pruhy. Dva hlavní způsoby, jak toho dosáhnout, jsou Coarse WDM (CWDM) a Dense WDM (DWDM). Oba řeší stejný základní problém, ale dělají to velmi odlišnými způsoby, s velmi odlišnými cenovkami a výkonnostními profily.

Tento příspěvek popisuje, jak každý z nich funguje, kde má každý smysl a jak vypadá nasazení v reálném{0}}světě. Přiložil jsem také srovnávací tabulku, abyste na první pohled viděli klíčové rozdíly.

I. CWDM: Jednoduchá a cenově dostupná-možnost

Jak to funguje

CWDM umisťuje kanály vlnové délky daleko od sebe, obvykle 20 nm mezi každým z nich. Standard ITU-T G.694.2 definuje 18 kanálů v rozsahu od 1270 nm do 1610 nm. V praxi většina nasazení používá pouze 8 těchto kanálů, od 1470 nm do 1610 nm, protože ty jsou umístěny v části vlákna, kde je ztráta signálu nejnižší.

Tato široká vzdálenost je klíčem k tomu, proč je CWDM levné. Když jsou kanály daleko od sebe, optické filtry, které je oddělují, nemusí být super přesné. Můžete použít méně vrstev filtrů, výroba je jednodušší a více jednotek projde kontrolou kvality. To vše znamená nižší náklady pro koncového kupujícího.

Skutečný-světový příklad: City Metro Networks

Dobrým příkladem je, jak menší městští ISP a komunální optické sítě používají CWDM. Městská optická síť CityNet v Amsterdamu používala CWDM pro spojení s přístupovou-vrstvou na začátku roku 2010, aby propojila stovky firemních zákazníků v krátkých městských rozpětích, aniž by utrácela zbytečně za infrastrukturu. Vzdálenosti byly hluboko pod 20 km a kapacita na jeden spoj byla pro tehdejší provoz dostačující. Práci zvládli za zlomek toho, co by stálo zavedení DWDM.

Zdroj: Zprávy o projektu Amsterdam CityNet, citované v Ovum Telecom Infrastructure Analysis (2013). Podobná nákladově-nasazení CWDM jsou zdokumentována v IEEE Communications Magazine, svazek. 41, č. 2.

Dalším běžným případem použití jsou podnikové kampusové sítě. Univerzita propojující svá datová centra v několika budovách nebo nemocnice propojující zobrazovací servery mezi zařízeními vzdálenými od sebe 10 km si téměř vždy zvolí CWDM. Výpočet funguje: nižší počáteční náklady, jednoduchá výbava, dostatečně dobrá kapacita.

Limity, které byste měli znát

CWDM má dva tvrdé limity, na kterých hodně záleží. Nejprve získáte maximálně 18 kanálů. To zní jako dost, dokud se váš provoz za tři roky nezdvojnásobí a vy si neuvědomíte, že vlákno je plné. Za druhé, CWDM nefunguje se zesilovači Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA), které jsou standardními nástroji pro rozšíření dosahu signálu. To znamená, že spoje CWDM dosahují vrcholu přibližně 80 km bez přidání drahého regeneračního zařízení. Pro městské-rozmístění je to obvykle v pořádku. U čehokoli většího je to skutečný problém.

II. DWDM: Vysoká kapacita, Dálková vzdálenost, Vyšší náklady

Jak to funguje

DWDM balí kanály velmi blízko u sebe. Standard ITU-T G.694.1 definuje rozestupy 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) a 1,6 nm (200 GHz). Většina systémů pracuje v C-pásmu, zhruba 1525 nm až 1565 nm, i když novější systémy tlačí také do L-pásma, aby získaly ještě větší kapacitu.

Protože jsou kanály tak blízko u sebe, zařízení DWDM musí být mnohem přesnější. Aby lasery zůstaly stabilní, potřebují aktivní chlazení a blokování vlnové délky-. Filtry potřebují mnohem více vrstev. To vše zvyšuje výrobní náklady a cenu systému. Ale to, co získáte na oplátku, je dramatické: 40, 80, 96 nebo dokonce 160+ kanálů na jednom páru vláken, každý s rychlostí 10, 100 nebo 400 Gb/s.

Skutečný-světový příklad: páteřní sítě

Podívejte se na jakoukoli hlavní internetovou páteř a díváte se na DWDM. Soukromá optická síť Google, která celosvětově propojuje její datová centra, běží na infrastruktuře DWDM schopné přenášet stovky terabitů za sekundu. Podle informací společnosti Google o infrastruktuře z roku 2022 používá jejich páteřní síť vlnové délky 400G na systémech DWDM s plány na rozšíření na 800G na vlnovou délku pomocí pokročilých modulačních formátů.

Zdroj: Klíčová slova Google Cloud Next 2022 a příspěvek na blogu týmu Google Network Infrastructure „Building a planet-scale network“ (2022). Viz také: Journal of Lightwave Technology, svazek. 40, č.. 11 - 'Trendy v podmořských a pozemních systémech DWDM.'

Podmořské kabely jsou další oblastí, kde je DWDM jedinou skutečnou možností. Kabelový systém 2Africa, jeden z nejdelších podmořských kabelů na světě s více než 45 000 km, se při přepravě dopravy mezi Afrikou, Evropou a Asií zcela spoléhá na DWDM. Neexistuje žádná jiná technologie, která by to dokázala. Zesilovače EDFA umístěné každých 50-80 km podél kabelu zesilují všechny kanály DWDM najednou, což je to, co umožňuje ultra{8}}přenos na dlouhé vzdálenosti ekonomicky možný.

Zdroj: Oznámení společnosti Meta a partneři 2Africa kabelem (2021); technické specifikace od SubCom a Alcatel Submarine Networks (ASN).

Skutečná výhoda: Kompatibilita s EDFA

Myslím, že bodu kompatibility EDFA není věnována dostatečná pozornost. Když použijete DWDM v C-pásmu, jeden EDFA může zesílit každý kanál na vlákně současně. Nemusíte převádět signál zpět na elektrickou formu a poté zpět na světlo. Díky tomu je systém jednoduchý, snižuje se latence a je praktické vytvářet spojení, která pokrývají tisíce kilometrů. To je jediný největší důvod, proč DWDM dominuje-dálkovým a páteřním sítím.

III. CWDM vs. DWDM: Side{2}}Side by-Side

Rychlá srovnávací tabulka

Zde je přímý pohled na srovnání těchto dvou technologií v dimenzích, které jsou pro plánování sítě nejdůležitější:

Kterou byste si měli vybrat?

Upřímná odpověď: pokud jsou vaše odkazy do 80 km a potřebujete méně než 10 Gbps na kanál s 18 nebo méně kanály, CWDM vám ušetří skutečné peníze. Zpráva společnosti Dell'Oro Group o optické přepravě z roku 2021 uvádí, že CWDM zůstává dominantní volbou pro nasazení v podnikovém přístupu a přístupu do metra do 80 km, kde může snížit počáteční kapitálové výdaje o 30–60 % ve srovnání s alternativami DWDM.

Zdroj: Dell'Oro Group, 'Optical Transport Market Report Q4 2021.' Také zmiňováno v pokrytí trendů metrovlákna ve světle čtení, leden 2022.

Pokud potřebujete více než 18 kanálů, dosah více než 80 km nebo stavíte něco, co se musí škálovat na stovky Gbps nebo terabitů, pak je DWDM tím správným voláním. Vyšší počáteční náklady jsou skutečné, ale také je skutečný strop kapacity, na který jste dosáhli s CWDM. Mnoho operátorů se to naučilo tvrdě, nasadili CWDM pro úsporu nákladů a poté je museli do pěti let roztrhat a nahradit, když jej provoz přerostl.

Jedna věc stojí za zmínku: v mnoha skutečných sítích obě technologie koexistují. DWDM zpracovává páteřní a jádrové vrstvy. CWDM pokrývá přístupové a distribuční hrany. To není kompromis. Je to vlastně chytrý design, který využívá každou technologii tam, kde se nejlépe hodí.

Závěr

CWDM a DWDM nejsou konkurenční produkty. Jsou to nástroje pro různé práce. CWDM je jednoduché, cenově dostupné a-vhodné pro krátká spojení se středními nároky na kapacitu. DWDM je jediná seriózní možnost, když potřebujete obrovskou kapacitu, velký dosah nebo síť, která se může škálovat po mnoho let.

Kdybych měl dát jednu radu: neplánujte jen na dnešek. Než se zavážete k nějaké technologii, podívejte se na odhady růstu návštěvnosti v příštích pěti až sedmi letech. Nasazení CWDM, které dnes vypadá perfektně, se může rychle stát bolestí hlavy, pokud vaše potřeby dat rostou rychleji, než se očekávalo. DWDM stojí předem více, ale stárne mnohem lépe.

Dobrou zprávou je, že odvětví optických sítí dostatečně vyspělo, takže obě technologie jsou dobře-podporovány, dobře{1}}zdokumentovány a dostupné od více dodavatelů. Ať už budujete propojení kampusu nebo kontinentální páteř, nástroje existují. Klíčem je pouze ujistit se, že používáte ten správný.