In de telecommunicatie, datacenterconnectiviteit en videotransport is glasvezelbekabeling zeer gewenst. De realiteit is echter dat glasvezelbekabeling niet langer economisch of haalbaar is voor elke individuele dienst. Daarom is het gebruik van Wavelength Division Multiplexing (WDM) om de capaciteit van de glasvezel op de bestaande infrastructuur uit te breiden ten zeerste aan te raden. WDM is een technologie die meerdere optische signalen multiplexeert op één enkele glasvezel door gebruik te maken van verschillende golflengten van laserlicht. We zullen de verschillende WDM-technologieën kort toelichten, met name CWDM en DWDM. Beide zijn gebaseerd op hetzelfde concept: het gebruik van meerdere golflengten licht op één enkele glasvezel. Beide hebben echter hun voor- en nadelen.
Wat is CWDM?
CWDM ondersteunt tot 18 golflengtekanalen die tegelijkertijd door een glasvezel worden verzonden. Om dit te bereiken, liggen de verschillende golflengten van elk kanaal 20 nm uit elkaar. DWDM ondersteunt tot 80 gelijktijdige golflengtekanalen, waarbij de golflengten van elk kanaal slechts 0,8 nm van elkaar verwijderd zijn. CWDM-technologie biedt een handige en kostenefficiënte oplossing voor kortere afstanden tot 70 kilometer. Voor afstanden tussen 40 en 70 kilometer is CWDM doorgaans beperkt tot ondersteuning van acht kanalen.
Een CWDM-systeem ondersteunt doorgaans acht golflengten per vezel en is ontworpen voor communicatie over korte afstanden, waarbij gebruik wordt gemaakt van een breed frequentiebereik met golflengten die ver uit elkaar liggen.
Omdat CWDM is gebaseerd op kanaalafstanden van 20 nm tussen 1470 en 1610 nm, wordt het doorgaans ingezet op glasvezeltrajecten tot 80 km of minder, omdat optische versterkers niet gebruikt kunnen worden met grote kanaalafstanden. Deze grote kanaalafstand maakt het gebruik van relatief goedkope optische componenten mogelijk. De capaciteit van de verbindingen en de ondersteunde afstand zijn echter kleiner bij CWDM dan bij DWDM.
Over het algemeen wordt CWDM gebruikt voor goedkopere toepassingen met een lagere capaciteit (onder de 10 Gbps) en over kortere afstanden, waar kosten een belangrijke factor zijn.
De prijzen voor zowel CWDM- als DWDM-componenten zijn de laatste tijd redelijk vergelijkbaar geworden. CWDM-golflengtes zijn momenteel geschikt voor het transport van maximaal 10 Gigabit Ethernet en 16G Fiber Channel, en het is zeer onwaarschijnlijk dat deze capaciteit in de toekomst verder zal toenemen.
Wat is DWDM?
In tegenstelling tot CWDM kunnen DWDM-verbindingen worden versterkt en daardoor worden gebruikt voor het verzenden van gegevens over veel langere afstanden.
In DWDM-systemen is het aantal gemultiplexte kanalen veel hoger dan in CWDM, omdat DWDM gebruikmaakt van een kleinere golflengteafstand om meer kanalen op één enkele vezel te kunnen plaatsen.
In plaats van de 20 nm kanaalafstand die in CWDM wordt gebruikt (wat overeenkomt met ongeveer 15 miljoen GHz), gebruiken DWDM-systemen een verscheidenheid aan gespecificeerde kanaalafstanden van 12,5 GHz tot 200 GHz in de C-band en soms ook de L-band.
De huidige DWDM-systemen ondersteunen doorgaans 96 kanalen met een onderlinge afstand van 0,8 nm binnen het 1550 nm C-band spectrum. Hierdoor kunnen DWDM-systemen een enorme hoeveelheid data via één enkele glasvezelverbinding verzenden, omdat er veel meer golflengten op dezelfde vezel kunnen worden gebundeld.
DWDM is optimaal voor communicatie over lange afstanden tot 120 km en verder, dankzij de mogelijkheid om optische versterkers te gebruiken. Deze versterkers kunnen het volledige 1550 nm- of C-bandspectrum, dat veelvuldig in DWDM-toepassingen wordt gebruikt, kosteneffectief versterken. Hierdoor worden grote verzwakkingen en afstanden overbrugd. In combinatie met erbiumgedopte vezelversterkers (EDFA's) kunnen DWDM-systemen grote hoeveelheden data over lange afstanden van honderden of zelfs duizenden kilometers transporteren.
Naast de mogelijkheid om een groter aantal golflengten te ondersteunen dan CWDM, kunnen DWDM-platforms ook hogere snelheden aan, aangezien de meeste leveranciers van optische transportapparatuur tegenwoordig 100G of 200G per golflengte ondersteunen, terwijl opkomende technologieën 400G en meer mogelijk maken.
DWDM versus CWDM golflengtespectrum:
CWDM heeft een grotere kanaalafstand dan DWDM – het nominale verschil in frequentie of golflengte tussen twee aangrenzende optische kanalen.
CWDM-systemen transporteren doorgaans acht golflengten met een kanaalafstand van 20 nm in het spectrumraster van 1470 nm tot 1610 nm.
DWDM-systemen daarentegen kunnen 40, 80, 96 of zelfs tot 160 golflengten overbrengen door gebruik te maken van een veel kleinere tussenruimte van 0,8/0,4 nm (100 GHz/50 GHz-raster). DWDM-golflengten liggen doorgaans tussen 1525 nm en 1565 nm (C-band), waarbij sommige systemen ook golflengten van 1570 nm tot 1610 nm (L-band) kunnen gebruiken.
Voordelen van CWDM:
1. Lage kosten
CWDM is veel goedkoper dan DWDM vanwege de lagere hardwarekosten. Een CWDM-systeem maakt gebruik van gekoelde lasers, die aanzienlijk goedkoper zijn dan de ongekoelde lasers van DWDM. Bovendien zijn DWDM-transceivers doorgaans vier tot vijf keer duurder dan hun CWDM-modules. Ook de operationele kosten van DWDM liggen hoger dan die van CWDM. Daarom is CWDM een ideale keuze voor wie een beperkt budget heeft.
2. Stroombehoefte
Vergeleken met CWDM zijn de energiebehoeften voor DWDM aanzienlijk hoger. DWDM-lasers, inclusief de bijbehorende monitor- en besturingscircuits, verbruiken namelijk ongeveer 4 watt per golflengte. Een ongekoelde CWDM-laserzender verbruikt daarentegen slechts ongeveer 0,5 watt. CWDM is een passieve technologie die geen elektrische energie verbruikt. Dit heeft positieve financiële gevolgen voor internetproviders.
3. Eenvoudige bediening
CWDM-systemen gebruiken een eenvoudigere technologie dan DWDM. Ze gebruiken LED's of lasers voor de stroomvoorziening. De golffilters van CWDM-systemen zijn kleiner en goedkoper, waardoor ze gemakkelijker te installeren en te gebruiken zijn.
Voordelen van DWDM:
1. Flexibele upgrade
DWDM is flexibel en robuust ten opzichte van vezeltypen. Een upgrade naar 16 kanalen is mogelijk met zowel G.652- als G.652.C-vezels. Dit komt doordat DWDM altijd gebruikmaakt van het gebied met lage verliezen in de vezel. 16-kanaals CWDM-systemen daarentegen gebruiken transmissie in het 1300-1400 nm-gebied, waar de demping aanzienlijk hoger is.
2. Schaalbaarheid
DWDM-oplossingen maken een upgrade in stappen van acht kanalen mogelijk, tot een maximum van 40 kanalen. Ze bieden een veel hogere totale capaciteit op de glasvezel dan een CWDM-oplossing.
3. Lange transmissieafstand
DWDM maakt gebruik van de golflengteband van 1550 nm, die kan worden versterkt met behulp van conventionele optische versterkers (EDFA's). Hierdoor wordt de transmissieafstand vergroot tot honderden kilometers.
De volgende afbeelding geeft een visuele indruk van de verschillen tussen CWDM en DWDM.
Geplaatst op: 14 juni 2022