Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM), включая грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) и плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM). Это относится к одновременной передаче нескольких сигналов с разными длинами волн по одному оптическому волокну. Основная цель WDM заключается в увеличении доступной пропускной способности оптоволокна, что позволяет увеличить пропускную способность без необходимости прокладки дополнительных оптоволоконных кабелей. Поэтому он широко применяется телекоммуникационными компаниями.
CWDM: Расстояние между длинами волн ≥ 20 нм, обычно используется восемь диапазонов длин волн от 1470 до 1610 нм с интервалом 20 нм.
DWDM: Расстояние между длинами волн < 10 нм, обычно используется диапазон длин волн 1550–1570 нм с расстоянием между длинами волн 200 ГГц (1.6 нм), 100 ГГц (0.8 нм), 0 или 50 ГГц (0.4 нм).
Обычно для CWDM используются неохлаждаемые лазерные диоды, а для DWDM, используются охлаждаемые лазерные диоды. Охлаждаемые лазерные диоды используют температурную настройку, а неохлаждаемые лазерные диоды используют электронную настройку.
Благодаря высокому уровню интеграции оборудования плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM), DWDM устройства могут передавать на большие расстояния по сравнению с устройствами CWDM.
Устройства мультиплексирования с разделением по длине волны CWDM в настоящее время не могут обеспечить передачу на неограниченное расстояние, при этом их максимальное расстояние передачи ограничено 160 километрами, тогда как устройства DWDM могут достигать значительно больших расстояний передачи, чем устройства CWDM.
Система мультиплексирования с разделением по длине волны DWDM из-за неравномерного распределения температуры в широком диапазоне длин волн увеличивает эксплуатационные расходы при использовании технологии лазерного охлаждения для регулирования температуры.
Кроме того, системы мультиплексирования с разделением по длине волны DWDM обычно стоят в четыре-пять раз дороже, чем системы мультиплексирования с разделением по длине волны CWDM. Однако по мере того, как DWDM становится все более распространенным, цены на оптические модули DWDM теперь почти на 20–25% ниже, чем на оптические модули CWDM.
По сравнению с DWDM, основные преимущества систем CWDM заключаются в их более низкой стоимости, при этом основными компонентами стоимости являются фильтры и лазеры. Более широкий интервал длин волн CWDM (20 нм) требует менее строгих технических характеристик для лазеров и упрощает структуру оптических мультиплексоров/демультиплексоров, увеличивая производительность и снижая затраты.
С другой стороны, DWDM подходит для передачи на большие расстояния. Благодаря меньшему разносу длин волн DWDM может обрабатывать от 8 до 160 длин волн в одном оптическом волокне, что делает его более подходящим для передачи на большие расстояния. С помощью волоконных усилителей, легированных эрбием (EDFA), системы DWDM могут работать на расстоянии в тысячи километров.
CWDM и DWDM имеют разные сценарии применения из-за их различных характеристик.
CWDM используется для доступа к городской сети, телекоммуникаций, корпоративных сетей, сетей кампусов и других сценариев связи на более коротких расстояниях. Он обеспечивает базовую передачу по оптоволоконной сети и может удовлетворить общие потребности в связи.
DWDM подходит для передачи на большие расстояния, сетей дальней связи с высокой пропускной способностью или базовых узлов сверхвысокой емкости в городских сетях.
В связи с растущим спросом на полосу пропускания, DWDM добился значительных успехов в снижении затрат, что делает его все более популярным на рынке. Однако CWDM по-прежнему сохраняет ценовое преимущество, особенно в сценариях со скоростью соединения ниже 10G и передачей на короткие расстояния. При развертывании сетей с низким объемом данных CWDM остается наиболее подходящим вариантом.
Оборудование CWDM и оборудование DWDM имеют свои преимущества в сетях OTN. Преимущество оборудования CWDM заключается в его способности использовать экономичные неохлаждаемые лазеры с распределенной обратной связью и недорогие пассивные фильтры. Это делает его в настоящее время широко распространенным в системах, где стоимость является ключевым фактором по сравнению с оборудованием DWDM.
Хотя внедрение технологии CWDM в системах DWDM позволяет использовать более экономичные оптические модули, большее расстояние между каналами CWDM приводит к уменьшению количества доступных длин волн в системе. Это ограничение в некоторой степени ограничивает пропускную способность системы, что делает ее не совсем сравнимой с негибридным оборудованием DWDM.
На основании приведенного выше анализа становится ясно, что в будущем оборудование CWDM и DWDM будут дополнять друг друга, а не заменять друг друга.
Реализация двухточечной передачи DWDM
В топологии «точка-точка» устройства используют ограниченные ресурсы оптического волокна для мультиплексирования и агрегирования нескольких услуг в двустороннем направлении между двумя точками, достигая в несколько раз большей исходной пропускной способности, превосходя CWDM с точки зрения пропускной способности.
Реализация кольцевой сети OADM
При использовании терминального оборудования мультиплексирования с разделением по длине волны (Mux/Demux) в сочетании с устройствами оптического мультиплексирования ввода-вывода (OADM) несколько длин волн используются в восходящем и нисходящем направлениях для создания сети с кольцевой топологией в городских оптических сетях связи.
Использование нескольких длин волн в двухволоконной схеме для создания симметричной кольцевой сети для предоставления услуг. В случае сбоя основного маршрута сервисы автоматически переключаются на резервный маршрут, обеспечивая защиту как на уровне сервиса, так и на уровне сегмента мультиплексирования. Это обеспечивает стабильную передачу услуг и повышает надежность системы.
Кроме того, каналы DWDM независимы друг от друга, что обеспечивает связь без помех и увеличивает пропускную способность при сохранении ресурсов оптического волокна. Такой подход обеспечивает безопасность и стабильность служебных сигналов, подчеркивая преимущества мультиплексирования с разделением по длине волны.
Использование технологии оптического усиления волоконно-оптического усилителя, легированного эрбием (EDFA), в сочетании с DWDM для обеспечения передачи на большие расстояния. Дополнительно рассматривается вопрос дисперсии и реализации компенсации дисперсии.
Первоначально из-за необходимости наличия четырех оптических волокон, соединяющих каждый узел с коммутатором базового уровня, требовался значительный объем волоконно-оптических ресурсов. В сети «двойная звезда» с использованием компонентов DWDM та же функциональность может быть достигнута с использованием очень небольшого количества оптических волокон. Этот подход также обеспечивает больший доступ пользователей к ограниченным ресурсам оптоволокна.
До сих пор, если пользователям требовалось больше каналов в сети WDM, им приходилось переходить на использование оборудования DWDM. Оборудование DWDM позволяет значительно увеличить количество каналов за счет меньшего разноса длин волн. Но это также существенно увеличивает стоимость одного канала. Таким образом, пользователям необходимо оценить будущий рост своего бизнеса и определить, следует ли устанавливать менее гибкое оборудование CWDM с более низкой начальной стоимостью или выбрать более гибкое оборудование DWDM с более высокой начальной стоимостью.
