يمثل كل من CWDM وDWDM طريقتين مختلفتين لتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي-وتم توحيدهما بواسطة الاتحاد الدولي للاتصالات، وتم تصميم كل منهما ليناسب متطلبات الشبكة المختلفة. يستخدم CWDM، المحدد بموجب ITU-T G.694.2، تباعدًا واسعًا نسبيًا بين القنوات يبلغ 20 نانومتر عبر نطاق الطول الموجي 1270-1610 نانومتر، ويستوعب ما يصل إلى 18 قناة. وهذا يجعلها مناسبة تمامًا لشبكات المترو وشبكات الوصول حيث تظل مسافات النقل عادةً أقل من 80 كم. DWDM، الخاضعة لـ ITU-T G.694.1، تعمل ضمن النطاق الأساسينطاقات DWDM- النطاق C- والنطاق -L (1525–1610 نانومتر) - ويستخدم تباعد قناة أضيق بكثير إما 0.8 نانومتر أو 0.4 نانومتر، بما يتوافق مع 100 جيجا هرتز و50 جيجا هرتز علىشبكة الاتحاد الدولي للاتصالات -Tعلى التوالى. مع القدرة على تعدد إرسال أكثر من 80 قناة ذات طول موجي على ألياف مفردة، يعد DWDM هو الحل السائد لأنظمة النقل الأساسية طويلة المدى - ذات السعة العالية-.
تحل كلتا التقنيتين نفس المشكلة الأساسية - الحصول على المزيد من البيانات من خلال البنية الأساسية الحالية للألياف - لكنهما تجريان مقايضات مختلفة تمامًا-من حيث التكلفة والسعة ومدى الوصول. يستعرض هذا الدليل هذه الاختلافات ويساعدك على تحديد التقنية التي تناسب شبكتك.
ما هي تقنية CWDM؟
مع 18 قناة وتباعد الطول الموجيتبلغ الفجوات الواسعة في قناة CWDM التي تبلغ 20 نانومتر، مما يعني أن أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بها يمكنها استخدام أشعة ليزر غير مبردة تتحمل انحراف الطول الموجي الناتج عن التغيرات في درجات الحرارة. وهذا يجعل وحدات CWDM أبسط وأرخص وأقل في استهلاك الطاقة مقارنة بنظيراتها من DWDM.
يدعم CWDM معدلات بيانات تصل إلى 10G لكل قناة في معظم عمليات النشر العملية ويمكن أن يصل إلى مسافات تبلغ حوالي 80 كم بدون تضخيم بصري. ومع ذلك، لا يمكن لـ CWDM استخدام مضخمات EDFA لتمتد إلى ما هو أبعد من هذا النطاق - حيث تنتشر قنواتها عبر نطاق واسع جدًا بحيث لا يمكن لمكبر صوت واحد تغطيته.
ما هي تقنية DWDM؟
يتطلب تباعد قنوات DWDM الذي يبلغ 0.8 نانومتر أو 0.4 نانومتر فقط أشعة ليزر مبردة مع تحكم دقيق في درجة الحرارة للحفاظ على استقرار كل طول موجي ومنع تداخل الإشارة بين القنوات المجاورة. هذا هو السبب الرئيسي وراء ارتفاع تكلفة أجهزة الإرسال والاستقبال DWDM واستهلاكها للطاقة أكثر من وحدات CWDM.
هذا التباعد الضيق داخل النطاق C-ليس عشوائيًا. يقع النطاق C- عند أدنى نقطة توهين في ألياف السيليكا، وهو أيضًا نافذة الكسب الدقيقة لتقنية EDFA (مضخم الألياف المخدر بالإربيوم{{3}). هذا يعنىأطوال موجات DWDMيمكن تضخيمها ونقلها عبر آلاف الكيلومترات - وهو أمر لا تستطيع CWDM القيام به بشكل أساسي. يدعم DWDM أيضًا معدلات أعلى بكثير لكل-قناة، بما في ذلك 100 جيجا، و400 جيجا، وأكثر من ذلك باستخدام تقنية الكشف المتماسكة.
مقارنة الطول الموجي
الطريقة الأكثر بديهية لفهم الفرق هي النظر إلى مكان وجودقنوات الاتحاد الدولي للاتصالاتلCWDM وDWDM الجلوس على الطيف البصري. 18الأطوال الموجية لـ CWDMتنتشر عبر نطاق 340 نانومتر. أكثر من 80قنوات DWDMمعبأة في نافذة بحجم 37 نانومتر تقريبًا داخل النطاق C-. في الواقع، تشغل شبكة قنوات DWDM بأكملها مساحة تعادل حوالي قناتين CWDM - المتمركزتين بالقرب من 1530 نانومتر و1550 نانومتر.
يمكن لـ DWDM أن يحمل المزيد من البيانات لأنه يستخدم الطيف بشكل أكثر كفاءة، ويناسب عشرات القنوات حيث يناسب CWDM اثنين.
لماذا يفقد CWDM القنوات عبر المسافة
تحتوي الألياف ذات الوضع الفردي القياسي- على منطقة ذات فقدان مرتفع للإشارة يتراوح بين 1370 نانومتر و1430 نانومتر تقريبًا، بسبب أيونات الماء المتبقية (OH⁻) في الزجاج. في هذه المنطقة، يمكن أن يصل التوهين إلى حوالي 1.0 ديسيبل/كم - تقريبًا أربع مرات أعلى من المستوى الطبيعي الذي يبلغ 0.25 ديسيبل/كم في أي مكان آخر من الطيف. وهذا ما يُعرف بذروة الماء.
بالنسبة للروابط القصيرة التي يقل طولها عن 40 كيلومترًا، يمكن التحكم في الخسارة الإضافية في هذه المنطقة وكلها 18قنوات CWDMتبقى صالحة للاستعمال. ولكن مع زيادة المسافة إلى أكثر من 40 كيلومترًا، تصبح القنوات الأربع إلى الخمس التي تقع ضمن منطقة ذروة المياه ضائعة جدًا بحيث لا يمكنها الحفاظ على إشارة موثوقة. يؤدي هذا إلى تقليل السعة القابلة للاستخدام لـ CWDM بشكل فعال من 18 قناة إلى ما يقرب من 8 إلى 10 على مسافات أطول.
يتجنب DWDM هذه المشكلة تمامًا لأن جميع قنواته تتركز في النطاق C-، والذي يقع في منطقة الخسارة الأقل-من طيف الألياف. تعمل الألياف الحديثة ذات ذروة المياه المنخفضة (G.652.D) على تقليل تأثير ذروة المياه، ولكنها لا تحل القيد الأساسي الآخر لـ CWDM: عدم القدرة على التضخيم.
CWDM مقابل DWDM: الاختلافات الرئيسية
| وجه | CWDM | دي دبليو دي إم |
|---|---|---|
| القنوات | 18 (8-10 على مسافات أطول) | 40–96+ |
| تباعد القنوات | 20 نانومتر | 0.8 نانومتر (100 جيجا هرتز) / 0.4 نانومتر (50 جيجا هرتز) |
| نطاق الطول الموجي | 1270-1610 نانومتر | النطاق C-: 1528–1565 نانومتر |
| الحد الأقصى للوصول دون تضخيم | ~ 80 كم | ~ 80-120 كم |
| أقصى مدى مع التضخيم | غير معتمد | آلاف الكيلومترات (EDFA) |
| سعر عملي لكل-قناة | ما يصل إلى 10G | 100 جرام، 400 جرام، وأعلى |
| نوع الليزر | DFB غير مبرد | تبريد DFB / EML / قابل للضبط |
| تكلفة جهاز الإرسال والاستقبال النسبية (10G) | أقل (خط الأساس) | ~1.2-1.8x أعلى |
| التعقيد التشغيلي | منخفض جدًا (سلبي، وتوصيل-و-تشغيل) | منخفض (سلبي) إلى متوسط (نشط مع مكبرات الصوت) |
نصائح ديمي
فجوة القدرة ليست متزايدة - بل هي أسية.يبلغ الحد الأقصى النظري لـ CWDM حوالي 18 قناة بسرعة 10 جيجا لكل منها، بإجمالي 180 جيجابت في الثانية. يوفر DWDM عند 80 قناة بتردد 100 جيجا سرعة 8 تيرابايت في الثانية على ألياف واحدة - ومع بصريات متماسكة بسرعة 400 جيجا، وأكثر من ذلك بكثير.
التكلفة أكثر من سعر جهاز الإرسال والاستقبال.تكلفة أجهزة الإرسال والاستقبال CWDM أقل لكل وحدة. لكن التكلفة الإجمالية للشبكة تعتمد بشكل كبير على عدد الألياف التي تحتاجها. تعمل كل من تقنيات WDM على تقليل عدد الألياف، لكن DWDM تقللها بقوة أكبر. عندما يتم تأجير الألياف المظلمة بدلاً من امتلاكها، أو عندما تكون مسارات الألياف مزدحمة، فإن تكلفة DWDM الأعلى لكل-وحدة يمكن تعويضها عن طريق توفير الألياف. إن الافتراض التقليدي بأن CWDM أرخص دائمًا لا ينطبق إلا عندما يكون عدد القنوات منخفضًا وتكون الألياف متاحة بسهولة.
DWDM السلبي ليس معقدًا.في الواقع، تعمل أنظمة DWDM السلبية - التي تغطي غالبية عمليات نشر المؤسسات والمترو تحت مسافة 80 كم - بشكل مماثل لـ CWDM: زوج من وحدات MUX/DEMUX، وأجهزة إرسال واستقبال قياسية، ولا توجد مكونات نشطة في المسار البصري. يظهر العبء التشغيلي المتزايد فقط عند إضافة مكبرات الصوت وأنظمة الخطوط النشطة للنقل لمسافات طويلة-.
هل يجب عليك استخدام CWDM أو DWDM؟
متى تختار CWDM
يعمل CWDM بشكل جيد عندما تكون مسافة الإرسال أقل من 40 كيلومترًا، وتكون متطلبات القناة ثمانية أو أقل، ويظل النطاق الترددي لكل-قناة 10 جيجا بايت أو أقل. تشمل حالات الاستخدام النموذجية التوصيلات البينية للحرم الجامعي بين المباني، وتمديدات شبكة منطقة التخزين الصغيرة، وشبكات الوصول إلى المترو ذات الاحتياجات المعتدلة من السعة. إذا كان لديك بالفعل نشر CWDM مع قنوات احتياطية، فلا داعي للترحيل.
متى تختار DWDM
اختر DWDM عندما تتجاوز مسافة الارتباط 80 كم، أو عندما تحتاج إلى أكثر من عشر قنوات مستقلة، أو عندما يتطلب أي رابط 100 جيجا أو أكثر، أو عندما تقوم بإنشاء شبكة جديدة تحتاج إلى التوسع على مدى فترة من خمس إلى عشر سنوات. يشير الاتصال البيني لمركز البيانات بسرعات 100 جيجا أو 400 جيجا، والشبكات الحلقية الأساسية للمترو، وأي سيناريو يتطلب تضخيمًا بصريًا، إلى DWDM دون غموض.
النشر الهجين لكليهما
إذا كان لديك نظام CWDM حالي ينفد من القنوات ولكنك غير مستعد لترحيل DWDM كاملاً، فيمكن أن يكون النهج المختلط بمثابة جسر. من خلال إعادة استخدام نوافذ قنوات CWDM مقاس 1530 نانومتر و1550 نانومتر، يمكنك تراكب ما يصل إلى 13 قناة DWDM داخل كل نافذة مقاس 20 نانومتر باستخدام تباعد 100 جيجا هرتز - مما يضيف ما يصل إلى 26 قناة جديدة مع الحفاظ على تشغيل خدمات CWDM الحالية.
ومع ذلك، هناك قيود. لا يمكن استخدام تضخيم EDFA على رابط مختلط لأنه قد يتداخل مع قنوات CWDM المحيطة. تقتصر قنوات تراكب DWDM على الوصول السلبي، ويصبح تخطيط الطول الموجي أكثر تعقيدًا.
التعليمات
س: هل يمكنني الترقية من CWDM إلى DWDM دون استبدال الألياف؟
ج: نعم. يعمل كل من CWDM وDWDM عبر الألياف ذات النمط الفردي G.652 القياسية. لا يلزم استبدال الألياف نفسها - فقط تتغير وحدات MUX/DEMUX وأجهزة الإرسال والاستقبال. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل الترحيل المرحلي من CWDM إلى DWDM عمليًا.
س: هل تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال CWDM وDWDM في نفس المحولات وأجهزة التوجيه؟
ج: بشكل عام، نعم. تتوفر أجهزة الإرسال والاستقبال CWDM وDWDM في عوامل الشكل القياسية مثل SFP وSFP+ وSFP28 وQSFP28. طالما أن المحول أو جهاز التوجيه الخاص بك يحتوي على منافذ متوافقة ويدعم معدل البيانات، فلا يهم ما إذا كان جهاز الإرسال والاستقبال يستخدم طول موجة CWDM أو DWDM -، حيث يرى الجهاز المضيف رابط Ethernet أو قناة ليفية عادية.
س: ما هو جهاز الإرسال والاستقبال DWDM القابل للضبط ومتى يجب أن أفكر في استخدامه؟
ج: يمكن تكوين جهاز إرسال واستقبال DWDM قابل للضبط ليعمل على أي قناة عبر النطاق C-، بدلاً من تثبيته على طول موجة واحد في المصنع. يؤدي هذا إلى تبسيط إدارة قطع الغيار بشكل كبير - بدلاً من تخزين وحدة احتياطية واحدة لكل طول موجي، يمكنك الاحتفاظ بعدد صغير من الوحدات القابلة للضبط والتي تغطي جميع القنوات. تعتبر أجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للضبط ذات قيمة خاصة في الشبكات ذات الأطوال الموجية المتعددة DWDM أو في البيئات التي يكون فيها تقليل تعقيد المخزون أمرًا مهمًا.
س: هل أصبحت تقنية CWDM قديمة؟
ج: لا. في حين أن DWDM يهيمن على سيناريوهات-السعة العالية والمسافات الطويلة-، فإن CWDM يستمر في تقديم دور واضح في عمليات النشر الحساسة للمسافات القصيرة-والتكلفة-. كما أنها تجد أهمية جديدة في شبكات النقل الأمامي 5G، حيث يتم اعتماد مخططات 25G CWDM LAN-WDM على نطاق واسع لتوصيل وحدات الراديو بمعدات معالجة النطاق الأساسي.
