GRØS OG DENSE Bølgelængdesfordeling MULTIPLEXING
WDL (Wavelength Division Multiplexing) giver mulighed for at sende forskellige datastrømme samtidig over et enkelt optisk fibernetværk. I andre artikler har vi brugt analogien på en motorvej til at skitsere, hvordan WDM fungerer for at skabe et enkelt virtuelt fibernetværk. Brug af den til at kombinere flere tjenester på en mørk fiber kan maksimere fiberen og hjælpe organisationer med at imødekomme voksende krav uden at lægge eller lease mere fiber, indtil det er absolut nødvendigt. Der er to hovedtyper af WDM-teknologier, der bruges i dag: Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) og Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM).
CWDM gør det muligt at transportere op til 18 kanaler over en enkelt mørk fiber, mens DWDM understøtter op til 88 kanaler. Begge teknologier er uafhængige af protokollen, hvilket betyder, at enhver blanding af data, opbevaring, tale eller video kan bruges på de forskellige bølgelængdekanaler. I fibermæssige termer ligger den største forskel mellem CWDM og DWDM teknologier i, hvordan transmissionskanalerne er fordelt langs det elektromagnetiske spektrum.
WDM-teknologi bruger infrarødt lys, som ligger uden for spektret af synligt lys. Den kan bruge bølgelængder mellem 1260nm og 1670nm. De fleste fibre er optimeret til de to regioner 1310nm og 1550nm, som giver mulighed for effektive “windows” til optisk netværk.
Grov bølgelængdedivision Multiplexing
CWDM er en teknologi, der gør det muligt at tilslutte op til 18 kanaler over et mørkt fiberpar. To bølgelængdeområder er oftest forbundet med CWDM, 1310nm og 1550nm. Regionen 1550nm er mere populær, fordi den har et lavere tab i fiberen (hvilket betyder, at signalet kan køre længere).
Hvis vi bruger vores vejanalogi, er det som at male 18 baner på vejen med ni i fiberområdet 1310 (1270nm til 1450nm) og ni i 1550området (1470nm til 1610nm). For at opnå dette er bølgelængderne for hver kanal 20 nm fra hinanden.
CWDM er en bekvem og billig løsning til afstande op til 70 km. Men mellem 40 km og dens maksimale afstand på 70 km CWDM har en tendens til at være begrænset til 8 kanaler på grund af et fænomen kaldet fiberens vandtop (mere om dette længere nede). CWDM-signaler kan ikke forstærkes, hvilket gør 70 km-estimatet til et absolut maksimum.
Med DWDM kan vi konvertere vores vej til en motorvej med 88 baner. DWDM kan håndtere protokoller med højere hastighed, op til 100 Gbps pr. Kanal. Hver kanal er kun 0,8 nm fra hinanden i stedet for den 20 nm, du ville finde i et CWDM-system.
Tæt bølgelængdeafdelingsmultiplexering fungerer efter samme princip som CWDM, men ud over den øgede kanalkapacitet kan den også forstærkes til at understøtte meget længere afstande.
CWDM og DWDM bølgelængdesammenligning
Den følgende figur viser, hvordan DWDM-kanalerne passer ind i bølgelængdespektret sammenlignet med CWDM-kanaler. Hver CWDM-kanal er anbragt 20 nm adskilt fra den tilstødende kanal. I figuren bruger vi farver til at differentiere de 8 CWDM-kanaler i 1550-regionen. I 1310-regionerne er der ikke standardiseret nogen farveskemaer.
For DWDM på den anden side er alle DWDM-kanaler inden for 1530 og 1550nm CWDM-regionerne. For DWDM-kanaler er et farveskema heller ikke blevet standardiseret: sandsynligvis lige så godt, fordi det at huske og differentiere 88 forskellige farver til DWDM-kanalerne med det blotte øje også kan være en belastning. I stedet bruger vi en blok til at indikere, hvor de er grupperet.
CWDM og DWDM øger mængden af trafik, der kan forbindes gennem en mørk fiber. Så hvorfor ikke tilføje mere? Hvorfor stoppe ved 18 CWDM-kanaler og 88 DWDM-kanaler? Årsagen til, at det ikke er muligt at tilføje mere, er, at fiber i sig selv ikke er lineær.
I længere afstande, over 40 km, er CWDM begrænset til 9 arbejdskanaler på grund af en kemisk egenskab i fiberen kaldet vandtoppen. Vandtoppen er et område med stort tab i fiberområdet 1300nm, der påvirker CWDM-kanalerne 1370nm til 1430nm. I denne region er signaltabet 1,0dB / km i modsætning til 0,25dB / km i 1550-regionen. Dette betyder ikke, at CWDM-kanaler i 1310nm-regionen ikke kan bruges, bare at afstanden reduceres.
DWDM-kanaler er i fiberområdet 1550nm, hvilket er det område i fiberen, der har det mindste tab. Regionen 1550 er i en stabil dal med lavt tab omgivet af områder med stort tab på hver side. På hver side af 1550-området øges tabet af fiberen hurtigt og bliver ubrugelig til optiske netværksapplikationer.
En praktisk måde at øge antallet af DWDM-kanaler fra f.eks. 40 til 80 er at bruge en interleaver. En interleaver multiplexerer 50 GHz-fordelt DWDM-signaler til en 100GHz-delt kanalplan. 50- og 100GHz-signalerne omtales almindeligvis som ulige og lige signaler, og det er disse signaler, der typisk kombineres eller flettes sammen for at bevæge sig fra 40 til 80 kanaler i fiberens C-bånd.
Som omtalt tidligere er CWDM-forbindelse begrænset til 70 km, mens DWDM kan transmittere op til 80 km. Men måske endnu vigtigere er, at DWDM kan forstærkes i længere afstande. Da alle DWDM-kanaler hovedsageligt har tendens til at sidde i fiberens “udfladede” 1550 nm-område, giver de sig bedre til at blive forstærket.
| DWDM | CWDM | |
| Afstand | 70 km uampleret | 80 km uampleret |
| 1000 km + forstærket | Ikke anvendelig | |
| Kanaler | 88 (Brug af interleaver) | 18 (Afstande begrænset i vandtoppen) |
| Mellemrum | 0,8 nM | 20 nm |
| protokoller | Alt inklusive 100G og derover: 1/10/40 / 100GE og 8/16 / 32GFC | Op til 10GE og 8GFC (40G ved hjælp af 4x10G CWDM) |
Hvis en CWDM-løsning allerede er på plads, og systemet stadig har kapacitet til yderligere vækst, bør CWDM overvejes. Hvis kapaciteten bliver fuld, er der to muligheder: at starte igen med et DWDM-system med en højere kapacitet eller at overlejre et "hybrid DWDM" -netværk over toppen af kanalerne 1530 og 1550nm, hvilket skaber yderligere 26 nye kanaler over det eksisterende CWDM-netværk.
DWDM-systemer er traditionelt blevet designet og brugt af telcos til faste, vertikalt integrerede systemer, og har som sådan bragt store krav til fast ejendom. Dette er grunden til, at CWDM længe var det mere populære valg til virksomhedens datacenterforbindelse. Men i dag er der mere fleksible løsninger til DWDM også på virksomhedens datacenterniveau, hvilket gør det til en meget mere realistisk mulighed.
Del:
Forklaring af denne artikel til en ikke-teknisk person:
Der er to hovedtyper af teknologi til bølgelængdeafdelingsmultiplexering (WDM): grov (CWDM) og tæt (DWDM). De bruger begge flere bølgelængder af lys på en enkelt fiber, men adskiller sig i deres afstand mellem bølgelængderne, antallet af kanaler og evnen til at forstærke de multipleksede signaler.
I modsætning til med CWDM er bølgelængderne i DWDM mere tæt pakket, og forbindelser kan forstærkes. Dette betyder, at data kan overføres langt længere afstande. CWDM har traditionelt været en billigere løsning, men i dag er priserne på begge sider sammenlignelige. Beslutning om, hvilken løsning der bedst afhænger af bruger- og netværkskrav.
