в чем различие технологий cwdm dwdm hdwdm

Пять отличий между оптическим модулем CWDM и DWDM

Диапазон длин волн оптического модуля CWDM составляет 1270-1610 нм, а интервал между диапазонами 20 нм. Есть 18 каналов на выбор. Как правило, используется диапазон 1470–1610 нм, а общее расстояние передачи составляет 40 км, 80 км и 120 км. Скорость передачи оптического модуля CWDM 155 Мбит/с, 1,25 Гбит/с и 10 Гбит/с, что соответствует типу SFP и SFP + / XFP соответственно.

Длина волны оптического модуля DWDM находится в диапазоне C (c17-c61), в основном используется диапазон 1563,86-1528,77 нм, а интервал между диапазонами волн 0,8 нм. Есть 45 дополнительных каналов, а общее расстояние передачи составляет 40 км и 80 км. Существует два типа корпусов оптического модуля 10G DWDM: SFP + и XFP.

Отличие между трансиверами

Различная длина волны

Как говорилось ранее диапазон длин волн оптического модуля CWDM составляет 1270-1610 нм и есть 18 каналов на выбор.

Системы DWDM, с другой стороны, могут передавать 40, 80, 96 или до 160 длин волн за счет использования гораздо более узкого интервала 0,8 / 0,4 нм (сетка 100 ГГц / 50 ГГц). Длины волн DWDM обычно составляют от 1525 до 1565 нм (C-диапазон), при этом некоторые системы также могут использовать длины волн от 1570 до 1610 нм (L-диапазон).

Источник

В чем различие технологий cwdm dwdm hdwdm

Технологии (де)мультиплексирования

Дискретная оптика для мультиплексирования применялась вплоть до 1998 года. Однако она не позволяла получить шаг каналов до 20 нм, и чтобы потери при этом составляли менее 2-4 дБ. Данное положение давало возможность работать с четырьмя каналами (согласно окну прозрачности оптоволокна того времени). Не смотря на это говорить о «массовости» было еще рано.

Уже в конце 20-го века оптическая технология была переведена на интегральную основу. Качество уже привычной дискретной оптики значительно повысилось, благодаря внедрению новых технических решений.

Сегодня существует целый ряд различных технологий, укажем основные из них.

На поверхности или внутри планарного оптического волновода находится дифракционная решетка. Принцип действия данного вида основывается на разности фаз на входе и выходе сигнала различных длин волн.

Волноводы являются дифракционной структурой AWG (arrayed waveguide grating) и выглядят как пластина, по которой распределяется входящий сигнал. Этот сигнал в каждом волноводе продолжает быть мультиплексным (в нем остаются все длины волн), только он теперь становится распараллеленным.

Путь каждого из потоков различен, связано это с тем, что длины волноводов имеют различный размер (это различие фиксировано). С физической точки зрения они идентичны дифракционной решетке. Так и появилось название самой технологии. Принцип действия будет следующим: в волноводе-пластине собираются и фокусируются световые потоки, в результате образуются пространственно разнесенные максимумы. На работу с этими максимума и нацелены выходные полюса. Процесс мультиплексирования происходит в обратной последовательности.

Общий вид устройства следующий: на общей подложке находится сам элемент (размерами примерно 0,2-0,5 мм) с волноводами, которые изготавливаются из диоксида кремния или легированного Ge/Ta (стандартный планарный оптоволоконный световод). Если необходимо уменьшить размер и сэкономить компоненты мультиплексора, то его можно разрезать на две половины, а в плоскость разреза разместить зеркало.

2. Технология, основанная на явлении угловой дисперсии. В ее основе – использование вогнутой дифракционной решетки – CG (Concave Grating). Схема не нова (ее использовали еще в «астрономические» времена) и уже является классикой самофокусировки.

Изготовить такую решетку сложно, поэтому чаще используется 3-D Optics.

Принцип ее действия состоит в следующем: дифракционная решетка имеет свойство отражать под разными углами свет с разной длиной волны, который поступает на нее с вогнутого зеркала (на зеркало мультиплексированный поток попал из входного волокна). Далее эти дифрагированные лучи собираются в точках, где располагаются приемные порты массива выходных волокон.

Все части устройства помещены в монолитный кварцевый блок. Такая конструкция позволяет этому устройству быть высокоточным и качественным.

4. DTF – это дискретная оптика, в основе которой многослойные диэлектрические тонкие пленки.

Слои, из которых состоит фильтр, прозрачны (диэлектрический материал) и имеют различные показатели преломления. Принцип работы в следующем: часть светового потока, попадая на эти пластины, отражается обратно. При этом из-за интерференции происходит ослабление или усиление (в зависимости от длины волны) светового потока.

Таким образом, с помощью этой конструкции можно получить фильтр, отражающий все не нужные длины волн и пропускающий только заданный диапазон.

Далее будут приведены технологии, которые почти не используются

Полученное волокно приобретает свойства фильтра, который отражает только одну длину волны, а пропускает все оставшиеся. Областью применения этой технологии служит компенсация хроматической дисперсии.

Сравнение основных технологий мультиплексирования:

Судя по таблице, технология 3-D Optics WDM имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими моделями. Она может быть использована в системах WDM до уровня HDWDM с разносом каналов не меньше 0,4 нм.

WDM (Bi-Directional)

Приведенная схема хорошо иллюстрирует принцип работы Bi-Di технологии: свет поступает на полупрозрачное зеркало-отражатель и проходит сквозь него, а обратный сигнал отражается на приемник. Приемник не «засвечивается» из-за того, что используются волны различной длины.

Устройство имеет следующий внешний вид:

Уплотнение потока в 2 раза слишком мало для использования на магистральных линиях, но его применение для локальных корпоративных и операторских сетей имеет явные преимущества. В итоге сейчас относительно дешевый WDM почти полностью сместил двухволоконные решения (по крайней мере, в ISP).

Модули Gigabit SFP WDM имеют следующий вид:

В одном модуле находится и преемник и передатчик. Однако приемник расположен сбоку, а передатчик строго по центру.

Из-за того, что за последние годы WDM значительно подешевел, его стали чаще применять при строительстве локальных сетей. Но в учебной литературе упоминания о нем почти не встречаются. Однако при создании современных локальных сетей уже недопустимо использование старых двухволоконных решений.

CWDM

Международный телекоммуникационный союз недавно стандартизировал промежуток между длинами волн в технологии CWDM. Таким стандартом стал ITU G.694.2. Он назначает интервал между каналами в 20 нм в диапазоне от 1270 до 1610 нм.

Разработчики CWDM задумывали применять эту технологию для магистрального сегмента. Однако система была не совместима с оптическими усилителями, кроме того, параллельно шла разработка DWDM, в котором был ликвидирован этот недочет, что окончательно преградило этот путь развития технологии. На сегодня основным потребителем CWDM являются Ethernet-провайдеры.

Ниже приведена схема, часто описываемая в учебниках:

Сейчас эти «семейные» недочеты уже ликвидированы. К большому сожалению, большинство отечественных Ethernet-провайдеров не отслеживают ситуацию, связанную с этой технологией.

Весьма распространенная ситуация. Часто появляется желание полностью исключить активный уровень агрегации из сети, другими словами, запустить отдельную лямбду к каждому дому. Останавливает то, что стоит это не дешево, но зато будет, где расположить защищенный ящик и бесперебойное питание. Как раз MUX/DeMUX замечательно поместятся даже в муфту на столбе освещения.

Optical add-drop multiplexer (сокращенно OADM) дает возможность извлекать требуемую длину волны в любой точке. Оно дает возможность размещать лямбды в любом положении. Как пример, с его помощью можно убрать «цепочки» на активном оборудовании. Такое действие значительно расширит пропускную способность канала и избавит от зависимости от электропитания.

Для сокращения потерь на вывод/ввод и на проход лямбды на OADM (1,1-1,2 Дб и 1,5Дб соответственно) можно применять множество таких устройств. Бюджет сети, при этом, не пострадает.

Самым рисковым местом (узким) является отрезок линии от ядра до узлов агрегации микрорайона. В роли ядра может выступать арендованная инфраструктура. Такие системы создавались более десяти лет назад, поэтому они часто состоят из 4-8 волокон. Тридцать шесть и сорок восемь жил стали применяться только недавно.

При этом CWDM не разумно использовать для организации междомовой разводки. Здесь по-прежнему прямые волокна вне конкуренции.

DWDM

DWDM – это более плотные WDM. Они обладают разносом каналов равное 0,8 нм, что соответствует примерно 100 ГГц. С их помощью можно мультиплексировать не более 32 каналов. Характеризуются DWDM стандартом ITU G.694.1. он приведен на таблице ниже:

Этому виду WDM характерна большая привередливость к компонентам, в сравнении с CWDM. необходима определенная ширина спектра источника излучения, определенная температурная стабилизация источника излучения и др. В этой связи эта технология пока что не может применяться для магистральных линий масштаба города из-за ее высокой стоимости.

Внедрению DWDM сетей поспособствовало появление удобных и эффективных EDFA (волоконные эрбиевые усилители), промежутком работы которых стало третье окно прозрачности кварцевого волокна (от 1525 до 1565 нм). Это и обусловило приемлемость технологии для дальней связи.

Длина пролета оптоволокна, по которому передаются пакеты данных сегодня, равна 90-150 км. Соответственно, если применить предусилитель и усилитель мощности, то длина пролета сможет достигать до 250 километров. Если же использовать дополнительные рамановские усилители со встречной накачкой, то длина пролета может быть доведена до 300 километров.

Даже можно говорить о доведении длины регенерационного участка сети до 2000 километров, если использовать каскад оптических усилителей. Сделать это стало возможным с использованием обычного серийного оборудования. Что значительно экономит денежные средства. Прецизионные системы дают возможность разгонять длину пролета до 10 тыс. км и выше.

Сама структура DWDM очень похожа на CWDM, но стоит на два порядка дороже. Надо учитывать тот факт, что длинным пролетам нельзя придавать сложную архитектуру, т.к. такой подход приведет к значительному снижению мощности сети в целом. Более подробно данная технология здесь рассмотрена не будет.

HDWDM

Название технологии HDWDM расшифровывается как High-Density Wavelength Division Multiplexer. Эта технология еще «плотнее», чем рассмотренная выше: разнос каналов равен менее чем 50 ГГц. Таким образом, технология позволяет мультиплексировать не менее 64 каналов.

С точки зрения структуры – она мало чем отличается от DWDM. В литературе эту технологию часто не определяют в отдельную группу, а относят к разновидности DWDM.

Источник

В двух словах о CWDM и DWDM

Часто возникают вопросы, в чем отличие технологий CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing ) и DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) кроме различного количества каналов. Технологии похожи в принципах организации каналов связи, ввода-вывода каналов, но имеют абсолютно разную степень технологической прецизионности, что в значительной степени сказывается на параметрах линии и стоимости решений.

Количество длин волн и каналов CWDM и DWDM

Сетка частот CWDM и DWDM

Длины волн и частоты CWDM и DWDM

Для DWDM с сеткой 100 ГГц несущие располагаются в диапазоне от 191.5 (1565.50 нм) ТГц до 196.1 ТГц (1528.77 нм), т.е. диапазон шириной в 4,6 ТГц или 36,73 нм. Итого 46 длин волн для 23 дуплексных каналов.

Возможность усиления CWDM и DWDM

Системы спектрального уплотнения на базе технологии CWDM не подразумевают усиления многокомпонентного сигнала. Связано это с отсутствием оптических усилителей, работающих в столь широком спектре.

Технология DWDM наоборот, подразумевает усиление сигналов. Многокомпонентный сигнал может усиливаться стандартными эрбиевыми усилителями (EDFA).

Дальность работы CWDM и DWDM

Системы CWDM предназначены для работы на линиях относительно небольшой протяженности, порядка 50-80 километров.

DWDM системы позволяют передавать данные на расстояния много превышающие 100 километров. Кроме того, в зависимости от типа модуляции сигнала, DWDM каналы могут работать без регенерации на расстоянии более 1000 километров.

1) В начале 2015 года производители оптических модулей, в том числе и СКЕО, представили CWDM SFP модули с длиной волны 1625 нм. Эта длина волны не специфицирована ITU G.694.2, однако на практике нашла применение.

Источник

CWDM vs DWDM

В связи с ежегодным приростом передаваемого трафика перед телеком провайдерами с каждым годом все острее становится вопрос увеличения пропускной способности имеющихся трасс и скорости передачи данных по своим магистралям, для этого приходится задействовать всё большее количество дополнительных волокон в кабеле. Для оптимизации затрат на кабельную инфраструктуру многими операторами связи на их сетях используется технология WDM (Wave Division Multiplexing).

WDM — это технология, которая позволяет передавать несколько оптических сигналов на одном волокне с использованием разных длин волн. Таким образом, используя технологию WDM для организации дуплексного соединения по одному волокну, провайдеры могут получить эффект умножения емкости имеющихся волокон.

В настоящее время, системы спектрального уплотнения WDM делятся на два разных типа: CWDM и DWDM.

Технология CWDM

CWDM – технология грубого спектрального мультиплексирования (от англ. Coarse Wavelength Division Multiplexing), позволяет одновременно передавать до 9 информационных каналов в рамках одного оптического волокна.

Длины волн, используемые для передачи в CWDM, лежат в диапазоне 1270-1610 нм, который охватывает несколько спектральных диапазонов используемых в телекоммуникациях:

Вне зависимости от сложности, протяженности и передаваемого трафика, любая система уплотнения, построенная по технологии CWDM, является пассивной, то есть состоит из приемо-передатчиков и пассивных компонентов. Это является неоспоримым плюсом таких систем, так как делает их бюджетными и простыми в расчёте и эксплуатации, но с другой стороны является недостатком, так как возможности системы напрямую зависят от оптического бюджета CWDM трансиверов.

Оборудование CWDM

Системы уплотнения CWDM строятся на основе трех компонентов:

Сферы применения CWDM

Основными характеристиками систем уплотнения на базе технологии CWDM являются широкий рабочий диапазон и дальность передачи ограниченная 80 – 160 км. В связи с этими отличительными чертами, CWDM уплотнение зачастую применяется в сетях:

Технология DWDM

DWDM — технология плотного спектрального мультиплексирования (от англ. Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяет передавать до 88 длин волн (44-каналов ПД) в рамках одного волокна.

Длины волн, используемые для передачи в DWDM, лежат в диапазоне 1530-1615 нм, который охватывает несколько телекоммуникационных диапазонов:

В современных системах уплотнения, как правило, используется С-band. Это связано с более доступным оборудованием, рассчитанным для работы в этом диапазоне.

Существует две сетки распределения длин волн по рабочим диапазонам:

Диапазон С-band делится на два поддиапазона:

В зависимости от сложности, протяженности и передаваемого трафика, система уплотнения, построенная по технологии DWDM, может быть, как пассивной – состоять из приемо-передатчиков и пассивных компонентов, так и активной – включать в свой состав активные компоненты, такие как оптические усилители.

Оборудование DWDM

Системы уплотнения DWDM могут состоять из следующих компонентов:

Сферы применения DWDM

За счет высокой канальной емкости и возможности усиливать сигналы, передаваемые в системах уплотнения DWDM, эти системы можно использовать во множестве приложений, таких как:

Отличия технологий DWDM и CWDM

Емкость системы уплотнения

Не смотря на больший рабочий диапазон 1270-1610 нм у CWDM, против 1530-1615 нм у DWDM, максимальная пропускная способность системы CWDM составляет 18 длин волн, в то время как DWDM с использованием традиционного C-диапазона 1530-1565 нм позволяет уплотнить до 44 длин волн с разнесением 100 ГГц. А при использовании сетки частот с разнесением 50 ГГц, пропускная способность C-диапазона удваивается и составляет 88 длин волн по одному оптическому волокну.

Однородность передаваемых каналов

Поскольку спектр рабочих длин волн CWDM занимает практически весь рабочий диапазон одномодового оптического волокна – от 1260 нм до 1620 нм, CWDM имеет слабые места с точки зрения однородности каналов. Затухание в широком спектре различается в зависимости от длины волны – например, типичное затухание оптического волокна G.652 составляет 0,38 дБ/км на длине волны 1310 нм и 0,22 дБ/км на длине волны 1550 нм. Из-за этого в системе спектрального уплотнения CWDM может получиться большой перекос в оптических характеристиках разных каналов – неравноценность оптических бюджетов на разных длинах волн.

При этом следует отметить, что равномерность вносимых затуханий по спектру 1260–1620 нм зависит от спецификации оптоволоконного кабеля, к примеру, у старых спецификаций волокон G.652 наблюдается так называемое явление «водяного пика» в диапазоне 1390 и 1490 нм, который в общем «не прозрачен» для CWDM.

В то же время, системы уплотнения DWDM работают в спектре 1530-1565 нм, в котором различие вносимых волокном затуханий минимально, на практике им пренебрегают и рассчитывают всю систему на основе данных по затуханию на длине волны 1550 нм.

Максимальное расстояние передачи

Максимальное расстояние передачи в системах уплотнения xWDM зависит от нескольких основных факторов:

При организации систем передачи каналов данных со скоростью до 1,25 Гбит/с включительно, технология CWDM предлагает CWDM SFP модули, обладающие оптическим бюджетом до 41 дБ, которого хватит для организации связи на трассе длиной до 160 – 180 км; технология DWDM же ограничивается SFP модулями с оптическим бюджетом 32-36 дБ, которые позволяют передавать каналы связи на расстояние до 140 км.

Если же рассматривать системы уплотнения для передачи каналов со скоростью передачи данных соединения 10 Гбит/с, то пассивные системы CWDM и DWDM обладают одним и тем же оптическим бюджетом оптических трансиверов – 23

24 дБ, которого достаточно для организации передачи данных на трассе длиной до 80 км.

В то же время активные системы уплотнения DWDM позволяют передавать каналы связи 10 Гбит/с на расстояния до 250 км и более за счет использования оптических усилителей на основе примесного волокна – EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). Системы CWDM не предполагают, использование оптических усилителей и как следствие построение протяжённых трас на основе технологии CWDM требует организации промежуточных узлов регенерации, что значительно повышает итоговую стоимость системы передачи.

Организация подменного склада (ЗИП)

Несмотря на то, что технологии производства xWDM оптических трансиверов отработана, и частота отказов этих модулей крайне редка, при построении системы уплотнения WDM многии озабочены формированием подменного фонда (ЗИП). Современные компоненты DWDM, а именно tunable SFP+/XFP трансиверы позволяют организовать ЗИП из одного трансивера, который можно использовать в любой части системы уплотнения. Более подробно про tunable трансиверы можно прочитать по ссылке.

В CWDM таких трансиверов нет и как следствие для формирования подменного склада необходимо дублировать все оптические трансиверы, установленные на сети, в случае не большой системы уплотнения — это не проблема, но в том случае, если система уплотнения протяжённая и разветвленная склад ЗИП становиться неподъемно дорог и неоправданно.

Совместимость с CATV

Системы кабельного телевидения в наше время онлайн-кинотеатров, стримминговых сервисов и IPTV понемногу уходит в прошлое, но все же до сих пор используется на сетях многих провайдеров. Напомним, что в сетях КТВ передача широковещательного канала производится с головной станции на длинах волн 1310 нм или 1550 нм, дальше сигнал по оптоволоконной трассе распределяется между домохозяйствами, в каждом из которых установлен оптический приемник CATV. Следует заметить, что в современных сетях КТВ передача на длине волн 1310 нм практически не ведется, так как имеет значительные ограничения по дальности передачи.

В системах уплотнения CWDM есть специальные широкополосные фильтры, которые позволяют отделить КТВ-сигнал от сигналов CWDM передаваемых в одном волокне. Именно за счет этих FWDM фильтров возможно передавать по одному волокну CATV-сигнал и каналы данных CWDM.

DWDM системы построены в рамках оптического диапазона 1530-1565 нм, который практически полностью перекрывается КТВ при одновременной передачи по волокну. Так же и в DWDM и в CATV используются EDFA усилители, которые несколько отличаются техническими характеристиками друг от друга. В связи с всеми вышеперечисленными фактами, одновременная передача DWDM и КТВ не возможна, была до недавнего времени – были представлены КТВ передатчики с длиной волны передачи DWDM (в диапазоне 1530 – 1565 нм шириной 0,8 нм). При помощи этих передатчиков можно выстраивать сложные DWDM системы передачи, в которых одновременно передается КТВ и данные. Главным недостатком новых передатчиков является их высокая стоимость, которая значительно повышает затраты на организацию КТВ сети.

Источник

Различия между CWDM и DWDM

В связи с необходимостью постоянного увеличения пропускной способности и скорости передачи данных на большие расстояния, приходится задействовать всё большее количество дополнительных волокон оптоволоконного кабеля. В связи с тем, что рост количества волокон связан с ростом стоимости кабеля, появилась технология WDM (Wave Division Multiplexing) и решила данную проблему.

WDM — это технология, которая передает несколько оптических сигналов на одном волокне с использованием разных длин волн или цветов лазерного излучения для переноса разных сигналов. Используя двунаправленную связь по одному волокну, пользователи сети могут реализовать эффект умножения емкости имеющихся волокон. Эффект расширения пропускной способности сети без укладки большего количества волокон делает WDM-системы такими популярными. Концепция была впервые опубликована в 1978 году. В самом начале с использованием систем WDM можно было комбинировать только два сигнала. Но теперь можно обрабатывать больше сигналов и скорость передачи данных становится выше.

В настоящее время системы WDM делятся на два разных типа: CWDM (мультиплексирование с объемным разделением по длине волны) и DWDM (мультиплексирование с плотным спектром длин волн). Системы CWDM обычно имеют 8 каналов с длиной волны 8, разделенных 20 нм от 1470 нм до 1610 нм. Но каналы также могут быть увеличены до 16. Типичные DWDM-системы используют 40 каналов и обеспечивают длину волны до 96 с расстоянием 0,4 нм. Между этими двумя системами существует много различий.

Дальность передачи

Система мультиплексирования DWDM способна передавать более длинный сигнал, сохраняя плотно упакованные длины волн. Он может передавать больше данных по более крупному кабелю с меньшими помехами, чем система CWDM. Система CWDM не может передавать данные на большие расстояния, поскольку длины волн не усиливаются. Как правило, CWDM может передавать данные до 100 миль (160 км).

Требования к питанию

Требования к мощности для DWDM значительно выше. Например, лазеры DWDM стабилизируются по температуре с помощью охладителей Пельтье, интегрированных в их модульную упаковку. Кулер вместе с соответствующей схемой контроля и управления потребляет около 4 Вт на длину волны. Между тем, неохлаждаемый лазерный передатчик CWDM использует около 0,5 Вт мощности.

Цена

Цена DWDM обычно в четыре или пять раз выше, чем у CWDM-аналогов. Более высокая стоимость DWDM объясняется факторами, связанными с лазерами. Важным фактором является допущение длины волны изготовления DWDM-лазера по сравнению с матрицей CWDM. Типичные допуски на длину волны для DWDM-лазеров составляют порядка ± 0,1 нм, тогда как допуски для матрицы CWDM-лазера составляют ± 2-3 нм. Более низкие результаты дают также затраты на DWDM-лазеры относительно CWDM-лазеров. Кроме того, упаковка DWDM-лазерной матрицы для стабилизации температуры с помощью охладителя Пельтье и термостата в упаковке бабочки дороже, чем неохлаждаемая коаксиальная упаковка CWDM.

Подводя итог, CWDM и DWDM имеют разные функции. Выбор CWDM или DWDM — это трудное решение. Сначала мы должны понять различия между ними.

CWDM против DWDM: преимущества и недостатки

Как упоминалось выше, основное различие между DWDM и CWDM — это расстояние между каналами (CWDM имеет почти в 100 раз большее расстояние между каналами). Это делает CWDM более простой технологией, что приводит к преимуществам и недостаткам различных систем в отношении стоимости, производительности и т. Д.

Преимущества и недостатки CWDM

Преимущества и недостатки DWDM

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник