Différence entre CWDM et DWDM : quelle technologie correspond à vos besoins ?

Des débits de transmission de données élevés sont de plus en plus nécessaires dans le monde en évolution de la communication. Parmi les nombreuses façons d’y parvenir, le multiplexage par répartition en longueur d’onde grossière (CWDM) et le multiplexage par répartition en longueur d’onde dense (DWDM) se sont révélés les plus efficaces. Ces deux technologies utilisent les longueurs d'onde de la lumière pour transmettre plusieurs flux de données via une seule fibre optique. Cependant, leur applicabilité diffère considérablement et chacune présente des avantages uniques. Cet article cherche à analyser de manière exhaustive comparer CWDM avec DWDM en examinant leur composition, leurs avantages et leurs inconvénients, ou même où ils peuvent être utilisés au mieux, afin de pouvoir choisir judicieusement quelle technologie adopter en fonction des exigences de leur réseau.

Que sont le CWDM et le DWDM dans la fibre optique ?

Comprendre la technologie CWDM

Le multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (CWDM) est une technologie qui transmet simultanément de nombreux flux de données sur un câble à fibre optique, chaque signal ayant sa longueur d'onde unique. Les longueurs d'onde sont généralement assez espacées les unes des autres, cette méthode est donc mieux adaptée aux réseaux courte et moyenne distance. Il peut y avoir jusqu'à 18 canaux dans ce système, et ils doivent être séparés d'au moins 20 nanomètres. Ce type de système utilise des composants passifs, il est donc moins cher que les autres méthodes. Il peut également augmenter la capacité sans nécessiter de modifications majeures de l'infrastructure, ce qui le rend parfait pour les réseaux de zones métropolitaines ou pour l'expansion du réseau d'accès avec des budgets serrés. Le CWDM fonctionne bien lorsque la simplicité suffit, car il est bon marché et ne nécessite pas de solutions de grande capacité là où les solutions à faible coût fonctionnent également bien.

Introduction aux systèmes DWDM

Plus avancé que le CWDM, le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) est conçu pour optimiser la capacité de transport de données des fibres optiques. Par exemple, les longueurs d'onde utilisées par DWDM sont très rapprochées, généralement de 0.8 nanomètre (100 GHz) ou 0.4 nanomètre (50 GHz), les unes des autres. Cet espacement dense permet aux systèmes DWDM de prendre en charge beaucoup plus de canaux, parfois jusqu'à 80 par paire de fibres. Il dispose de réseaux métropolitains longue distance et de grande capacité, couverts en termes de portée et de capacité, car ils peuvent aller loin sans perdre la force ou la qualité du signal. Des contrôles de température actifs et des lasers de haute qualité font partie des exigences précises et parfois coûteuses en matière de composants. L'évolutivité est essentielle dans les environnements de télécommunications où les niveaux de capacité et de performances élevés sont les plus importants – c'est pourquoi ces endroits utilisent couramment la technologie DWDM.

Comment fonctionnent CWDM et DWDM dans les réseaux optiques

CWDM et DWDM contribuent à améliorer la capacité des réseaux optiques en permettant à plusieurs signaux de données d'être transportés sur une seule fibre optique grâce à la gestion des longueurs d'onde. Pourtant, ils sont mis en œuvre différemment et ont des applications diverses.

Le CWDM utilise des longueurs d'onde très espacées (20 nm) ainsi que des composants passifs, ce qui le rend rentable pour améliorer la capacité des réseaux métropolitains (MAN) de courte à moyenne portée. Cette technologie prend généralement en charge jusqu'à 18 canaux et convient parfaitement aux environnements où une capacité inférieure et des configurations plus simples suffisent.

À l’inverse, le DWDM utilise un espacement de longueur d’onde beaucoup plus étroit (0.4 nm à 0.8 nm), ce qui nécessite des composants actifs plus précis, généralement coûteux. Cela permet aux systèmes DWDM de prendre en charge beaucoup plus de canaux, dépassant souvent 80, ce qui les rend appropriés pour les longues distances ou les réseaux métropolitains de grande capacité où les performances, l'évolutivité et la capacité sont les plus importantes.

Dans ces deux méthodes, divers canaux sont multiplexés sur une fibre optique, bien que leur espacement de longueur d'onde, leurs exigences matérielles et leur portée d'application, entre autres facteurs, puissent influencer leur déploiement dans différents scénarios de réseau.

En quoi les CWDM et DWDM diffèrent-ils en termes de longueur d’onde ?

Longueurs d'onde utilisées dans CWDM

CWDM, ou Coarse Wavelength Division Multiplexing, utilise une plage de longueurs d'onde de 1270 1610 nm à 20 694.2 nm, séparant chaque canal de 18 nm. En raison de l'espacement plus grand, la conception est simplifiée et moins chère, mais moins de canaux peuvent être logés. La recommandation ITU-T G.XNUMX a identifié la grille standard CWDM, qui allouait XNUMX canaux différents dans cette bande de longueurs d'onde. Ces intervalles plus considérables entre les espacements permettent d'utiliser des lasers non refroidis et des dispositifs passifs, ce qui les rend rentables pour les réseaux métropolitains (MAN) et les applications de réseaux d'accès sur de courtes distances.

Spécifications de longueur d’onde DWDM

DWDM, ou Dense Wavelength Division Multiplexing, est une technologie qui utilise des longueurs d'onde rapprochées entre 1525 1565 nm et 1570 1610 nm (la bande C), mais peut également s'étendre dans la bande L (0.8 0.4 nm à 0.2 96 nm). Chaque canal est encore plus rapproché avec un espacement typique de 694.1, XNUMX ou même XNUMX nm. L'espace est réduit dans DWDM pour mettre plus de canaux sur une seule fibre. Grâce à cet espacement compact, les systèmes DWDM peuvent prendre en charge beaucoup plus de canaux que les autres technologies – allant souvent jusqu'à, voire dépassant XNUMX canaux par fibre – remplissant ainsi la capacité d'une fibre optique. La grille DWDM est définie par la recommandation ITU-T GXNUMX, qui spécifie l'espacement exact des fréquences et les allocations de longueurs d'onde. Pour régler les lasers avec précision et les maintenir à la température requise, les systèmes DWDM disposent généralement de lasers refroidis et utilisent des techniques de modulation avancées, ce qui rend ces systèmes coûteux mais hautement performants et évolutifs pour les réseaux longue distance et de grande capacité.

Espacement des canaux : CWDM vs DWDM

Pour faire la différence entre l'espacement des canaux CWDM et DWDM, il faut examiner les caractéristiques techniques de chaque technologie et l'endroit où elle est utilisée. Cela se fait à l'aide de composants passifs non refroidis, qui coûtent moins cher pour les applications à courte distance comme les réseaux métropolitains ou d'accès, car ils ont un espacement plus large à 20 nm qui peut prendre en charge moins de canaux, généralement 18 dans la plage de 1270 1610 nm à 0.8 96 nm. En revanche, le DWDM utilise des espacements de canaux étroits, souvent proches de XNUMX nm, de sorte que beaucoup plus de canaux peuvent s'intégrer – jusqu'à XNUMX, voire plus. L’encombrement dense des longueurs d’onde nécessite des lasers refroidis et des composants de précision, ce qui rend le système plus coûteux. Néanmoins, la capacité et l’évolutivité accrues du DWDM peuvent répondre aux besoins des réseaux longue distance à haute capacité, améliorant ainsi considérablement les performances tout en permettant la transmission sur des distances plus considérables.

Quel est le meilleur : CWDM ou DWDM ?

Aptitude à la transmission de données longue distance

Lorsqu'il s'agit de transmission d'informations longue distance, CWDM et DWDM nécessitent une bonne évaluation, mais en fait, la seconde est la meilleure. Contrairement au CWDM, qui prend en charge 18 canaux dans sa plage opérationnelle, le DWDM peut parcourir des centaines de kilomètres sans aucune régénération de signal. La vérité est que ces techniques de modulation utilisées par les lasers refroidis dans le DWDM et les signaux stables sont très importantes, en particulier lorsqu'il s'agit de distances plus larges que d'autres signaux ne parviennent pas à atteindre. De plus, le système d'espacement étroit des canaux utilisé dans cette technologie augmente le nombre de longueurs d'onde, rendant ainsi les bandes passantes très grandes, ce qui permet finalement de gagner du temps pour transmettre simultanément davantage de données. D'un autre côté, en raison des pertes de dispersion et d'atténuation, la susceptibilité est plus grande sur des distances plus courtes, ce qui la limite sur de telles zones car les composants ne sont pas refroidis. Par conséquent, si vous souhaitez des applications réseau haute capacité pour de longues distances où l'évolutivité compte le plus, choisissez DWDM car les performances comptent aussi !

Évolutivité de CWDM et DWDM

En matière d'évolutivité, DWDM présente plus d'avantages que CWDM. Davantage de canaux peuvent être pris en charge par les systèmes DWDM au sein de la même liaison fibre optique – jusqu'à 96, voire plus. Ces grands nombres sont obtenus grâce à l'espacement étroit des canaux, qui est généralement de 0.8 nm par rapport à son homologue, où nous utilisons un espacement des canaux plus large d'environ 20 nm généralement pour traiter ce dernier type, de sorte que DWDM peut prendre en charge de nombreux canaux sur un câble à fibre optique selon à DWDM contre CWDM. Les longueurs d'onde de densité augmentent le débit de données et la capacité globale, c'est-à-dire que des vitesses plus élevées peuvent être transmises sur de longues distances en utilisant moins de câbles avec cette technologie, la rendant ainsi très flexible pour répondre aux besoins croissants du réseau.

D'un autre côté, même si le faible coût et la simplicité rendent les composants utilisés dans la construction des options attrayantes pour les zones qui nécessitent de faibles niveaux de capacité sur des distances plus courtes, il existe toujours une limitation imposée par le nombre de canaux disponibles, qui dans la plupart des cas ne dépasse pas dix-huit, contrairement à DWDMS. En comparaison entre ces deux technologies, lorsqu'il s'agit d'évolutivité, cela ne signifie qu'une chose : une évolutivité limitée, voire inexistante, pour certaines applications, car il n'y a tout simplement pas assez de canaux fournis par CW-DMX.

En d'autres termes, CW-DMX est une solution rentable pour les petits réseaux, tandis que DWMX devrait être adopté par ceux qui ont besoin de conceptions à grande échelle capables de gérer de gros volumes de trafic générés dans les années à venir grâce à des améliorations supplémentaires des capacités de transmission de données (DWDC).

Considérations financières : CWDM vs DWDM

Lorsque vous comparez les coûts du CWDM et du DWDM, il est important d'inclure à la fois les dépenses en capital (CapEx) et les dépenses opérationnelles (OpEx). Peu coûteux au début, c'est généralement une caractéristique des systèmes CWDM. Pour ce faire, ils utilisent des composants laser moins complexes et non refroidis. De plus, ils ont un espacement des canaux plus large, ce qui signifie qu’un équipement réglé avec précision n’est pas nécessaire. Cette simplification lors de la conception entraîne une réduction des dépenses d'investissement, faisant du CWDM une solution abordable pour les applications à faible débit de données sur de courtes distances.

D'un autre côté, bien que coûteux dans la phase initiale, le DWDM offre de grands avantages à long terme qui compensent les dépenses d'investissement plus élevées requises. Les canaux étroits nécessaires combinés à une technologie avancée augmentent les prix des éléments tels que les multiplexeurs/transpondeurs/amplificateurs, entre autres, utilisés dans ce système. Néanmoins, l'évolutivité peut être améliorée grâce aux gains d'efficacité réalisés avec ces systèmes, où davantage de signaux peuvent voyager sans perte de qualité sur de grandes distances, devenant ainsi à l'épreuve du temps.

En ce qui concerne les dépenses d'exploitation (OpEx), dans un contexte à plus grande échelle, en particulier pour les déploiements interurbains, le DWDM peut s'avérer moins cher au fil du temps que toute autre technologie actuellement disponible dans sa catégorie. Avec la possibilité d'étendre la capacité sans déployer de fibres supplémentaires, les coûts opérationnels continus sont réduits, montrant ainsi à quel point le DWDM est plus efficace que le CWDM, qui ne peut pas du tout atteindre ce niveau d'économies de coûts. En outre, une meilleure utilisation des ressources existantes peut résulter de débits de données plus élevés associés au DWDM, améliorant ainsi la rentabilité à long terme.

Par conséquent, tout en offrant une alternative peu coûteuse adaptée aux besoins à petite échelle et bas de gamme, elle ne surpasse toujours pas la grande évolutivité associée aux avantages de coût à portée étendue offerts par les systèmes de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense dans les réseaux étendus ou les zones métropolitaines.

Combien de canaux sont pris en charge par CWDM et DWDM ?

Canaux CWDM expliqués

Le CWDM permet d'utiliser 18 canaux entre 1270 nm et 1610 nm. L'espacement entre ces canaux n'est que de 20 nm, ce qui n'est pas énorme. Cela réduit la complexité des composants optiques et limite les interférences. Il convient de noter que, comme l'espacement entre les canaux est plus important que dans les systèmes DWDM (qui ne les espacent que de 0.8 nm), il est impossible de transmettre des signaux sur de longues distances sans une certaine forme d'amplification. Cela signifie que la portée du CWDM sans amplificateur ne dépasse généralement pas 80 km, ce qui le rend idéal pour les réseaux métropolitains ou les liaisons à courte distance où les distances parcourues sont moindres. Ce compromis limite l'évolutivité en termes de capacité et de portée du CWDM, mais offre une option abordable lorsque ces exigences ne sont pas nécessaires.

Nombre de canaux dans les technologies DWDM

En termes de nombre de canaux, le DWDM dépasse de loin le CWDM. Actuellement, la plupart des systèmes fonctionnent dans la bande C (1530-1565 nm), offrant les performances et la rentabilité les plus équilibrées. Ces systèmes offrent entre 40 et 96 canaux. Cependant, les systèmes avancés peuvent atteindre jusqu'à 192 canaux en utilisant la bande C et la bande L (1565-1625 nm). Dans le DWDM, les canaux adjacents peuvent être espacés de 0.4 nm, ce qui permet une transmission de données sur de longues distances sans interférence ni perte de signal. En raison de cette densité de canaux élevée, le DWDM a une énorme capacité de stockage de données ; il peut donc être utilisé pour les réseaux à grande échelle.

Comparaison des capacités de canal de CWDM et DWDM

Sur la base des connaissances actuelles du secteur, plusieurs différences principales existent entre les capacités de canal du CWDM et du DWDM. Le CWDM est destiné aux applications sur des distances plus courtes et à faible capacité car il dispose de 18 canaux espacés de 20 nm. Sa simplicité et sa rentabilité le rendent idéal pour les environnements métropolitains et d'entreprise où les longues distances et les débits de données élevés ne sont pas aussi importants. Pour ces situations, jusqu'à 18 canaux peuvent être pris en charge par CWDM. D'un autre côté, DWDM prend en charge beaucoup plus de canaux, généralement 40 à 96 dans la seule bande C, ou même jusqu'à 192 si les bandes C et L sont utilisées ensemble. L'espacement des canaux plus étroit (0.8 nm-0.4 nm) dans le DWDM permet de transmettre de grands volumes de données sur de plus longues distances sans interférence, ce qui le rend parfait pour les réseaux longue distance à haute capacité. Par conséquent, le DWDM constitue une solution plus évolutive et plus robuste pour les infrastructures de communication plus larges qui nécessitent des bandes passantes plus importantes à des distances plus éloignées.

Quelles sont les applications courantes du CWDM et du DWDM ?

Utilisation de CWDM dans les réseaux d'accès aux télécommunications

Dans les réseaux d'accès télécoms, CWDM utilise ses propriétés spécifiques pour différents besoins de communication. Les réseaux de métro et d'accès utilisent couramment la technologie CWDM car elle est bon marché et facile à mettre en œuvre. Il fonctionne mieux pour les applications qui nécessitent des distances plus courtes, généralement jusqu'à 80 km, sur des liaisons optiques non amplifiées, ce qui réduit les coûts globaux du réseau. Avec la capacité de prendre en charge 18 canaux simultanément, CWDM permet aux fournisseurs de services d'augmenter la capacité du réseau sans modifications significatives de l'infrastructure, ce qui en fait une technologie flexible pour les réseaux métropolitains. Par conséquent, cela le rend très approprié pour connecter des stations de base au sein de réseaux mobiles, permettre des services professionnels et apporter le haut débit aux zones résidentielles. De plus, ses filtres sont plus simples tandis que les exigences de refroidissement ne sont pas très strictes, ce qui rend le CWDM attrayant dans les endroits où le DWDM pourrait être difficile à déployer en raison de contraintes de couverture étendues.

DWDM dans les centres de données et les réseaux d'entreprise

Le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) est vital pour les centres de données et les réseaux d'entreprise, car il peut prendre en charge d'importantes demandes de bande passante sur de longues distances. Cela implique que la technologie DWDM envoie de nombreux canaux de données via une fibre optique, chacun sur sa longueur d'onde. Une telle disposition permet aux centres de données de gérer un trafic important sans trop de câbles.

La redondance des données entre différents sites et la fourniture de liaisons réseau à haut débit pouvant prendre en charge des applications telles que le streaming de services cloud ou des solutions de stockage à grande échelle sont des raisons pour lesquelles le DWDM est déployé dans les centres de données. D'autre part, pour les entreprises, la robustesse et l'évolutivité sont des considérations importantes lors de la conception des infrastructures de communication, qui doivent également permettre un transfert facile des informations entre les sièges sociaux, les succursales, les sites de reprise après sinistre, etc. Par conséquent, cette technologie devient essentielle. Le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense utilise de petits espaces entre différents canaux sur un seul câble à fibre optique pour maximiser la canalisation. En plus d'être compatible avec plusieurs protocoles réseau, le DWDM s'intègre facilement au matériel existant, ce qui en fait un composant essentiel de toute stratégie moderne pour les réseaux d'entreprise ou les centres de données.

Déploiement de CWDM et DWDM dans différents scénarios de réseau

La décision d'utiliser le multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (CWDM) ou le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) repose sur des facteurs tels que la distance, les exigences en matière de bande passante et les considérations de coût. CWDM est utilisé dans les réseaux métropolitains (MAN) et les réseaux d'accès pour des raisons de rentabilité et de simplicité. Il comporte peu de canaux et un espacement de longueur d'onde plus grand, conçu pour des distances courtes à moyennes allant jusqu'à 80 km, minimisant ainsi le besoin d'amplification du signal et facilitant sa maintenance.

En revanche, le DWDM est la technologie la plus adaptée aux applications longue distance et à haute capacité. Avec un espacement étroit des longueurs d'onde pouvant prendre en charge des centaines de canaux, il permet la transmission de données sur de très longues distances, dépassant parfois plusieurs milliers de kilomètres, sans dégradation considérable des signaux. Les réseaux fédérateurs utilisent largement les systèmes DWDM avec les réseaux d'entreprise à grande échelle et les interconnexions de centres de données où il existe un besoin de transmission avec des bandes passantes élevées sur de longues distances. Le DWDM, plus cher que le CWDM, offre une évolutivité supérieure en plus d'une meilleure pérennité, devenant ainsi l'option idéale pour faire face à la robustesse et à l'extensibilité requises par différentes solutions réseau.

Sources de référence

Communication par fibre optique

Multiplexage

Fibre optique

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre CWDM et DWDM dans les technologies WDM ?

R : La distinction la plus importante entre le CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) et le DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) est qu'avec le CWDM, il y a généralement moins de canaux qui sont plus espacés que dans le cas du DWDM. En outre, ce dernier peut prendre en charge beaucoup plus de canaux plus rapprochés, permettant ainsi au DWDM de transmettre des quantités de données plus importantes sur de plus longues distances, ce qui convient aux applications de réseaux fibre optique plus vastes.

Q : Combien de canaux CWDM et DWDM peuvent-ils prendre en charge ?

R : Généralement, jusqu'à 18 canaux peuvent être pris en charge par les systèmes CWDM, alors que ces nombres atteignent 96, voire 160 longueurs d'onde dans certaines versions avancées des systèmes DWDM.

Q : Quelles sont les applications typiques du CWDM et du DWDM ?

R : Fréquemment utilisé pour les distances plus courtes et les réseaux fibre optique de moyenne capacité, le CWDM est connu comme une technologie flexible. En revanche, lorsqu'il s'agit d'applications longue distance ou de réseaux haute capacité nécessitant la transmission de grandes quantités de données sur de longues périodes, rien ne vaut la technologie DWDM.

Q : Comment CWDM et DWDM gèrent-ils les différentes exigences en matière de longueur d'onde ?

R : Dans la plupart des cas, les longueurs d'onde des CWDM sont assez espacées, à des intervalles d'environ 20 nm, tandis que celles des DWDMS sont beaucoup plus rapprochées, à un espacement de 0.8 nm ou de 0.4 nm. En conséquence, davantage de canaux peuvent être installés sur un câble à fibre optique en utilisant un multiplexage par répartition en longueur d'onde dense pour obtenir une utilisation maximale de la bande passante.

Q : Existe-t-il des différences dans le type de fibre optique utilisé dans CWDM et DWDM ?

R : Bien que des types similaires de fibres optiques puissent être utilisés pour ces deux systèmes, des fibres de meilleure qualité fabriquées avec une plus grande précision peuvent parfois être requises par certains types ou versions uniquement, tels que les multiplexeurs par répartition en longueur d'onde dense, qui en ont besoin en raison de leur lumière plus dense. longueurs d'onde utilisées pendant le fonctionnement.

Q : Quelle est la différence entre CWDM et DWDM en termes de coût ?

R : Le CWDM coûte généralement moins cher que le DWDM car il nécessite un équipement moins précis et moins de composants. De plus, CWDM est plus déployable et convient donc mieux aux réseaux plus petits et aux distances plus courtes que tout autre système. Cependant, le DWDM nécessite des instruments très sophistiqués et un plus grand nombre de composants, ce qui entraîne des coûts plus élevés mais offre des capacités plus importantes sur de plus longues portées, ce qui le rend idéal pour les déploiements à grande échelle.

Q : Pouvez-vous mélanger CWDM et DWDM sur le même réseau fibre ?

R : Il existe certaines configurations dans lesquelles on peut utiliser à la fois CWDM et DWDM dans le même réseau. L'ajout de canaux supplémentaires à un réseau existant qui utilise uniquement des canaux CWDM augmentera la capacité globale de données et l'efficacité du réseau, car c'est ce que les systèmes DWDM font de mieux.

Q : À quoi servent les émetteurs-récepteurs DWDM ? En quoi cela fait-il une différence dans la création d’un bon environnement de travail pour ces types de réseaux ?

R : Ces appareils spécialisés convertissent les signaux électriques en signaux optiques à des longueurs d'onde de lumière spécifiques pour les transmettre sur des câbles à fibres optiques longue distance, qui utilisent la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM). Ils garantissent une intégrité élevée des données et permettent des débits plus élevés sur de plus longues distances le long des canaux DWDM.

Q : Pourquoi CWMD est-il considéré comme une technologie flexible lors du déploiement de réseaux ?

R : On dit généralement qu'il est flexible car il est facile et peu coûteux à déployer par rapport à d'autres technologies telles que la fibre noire ou le multiplexage par répartition par ondes denses. Par conséquent, l’ajout de canaux supplémentaires sans modifier beaucoup l’infrastructure peut faire évoluer les systèmes CWMD en fonction des besoins croissants au sein de toute configuration de réseau en expansion.

Q : Comment ces deux types différents résolvent-ils divers problèmes de réseau ?

R : Chaque type utilise des méthodes distinctes basées sur des concepts de multiplexage par répartition en longueur d'onde pour résoudre différents défis de mise en réseau. CWDM est rentable pour les trajets courts et spécialement conçu pour les applications présentant des contraintes de coûts et des distances limitées entre les points nécessitant une connectivité en même temps. Dans le même temps, le multiplexage par répartition par ondes denses prend en compte les transmissions à longue portée sur une seule fibre nécessitant de nombreuses longueurs d'onde précises et rapprochées.