Diferença entre CWDM e DWDM: qual tecnologia atende às suas necessidades?

Altas taxas de transmissão de dados são cada vez mais necessárias no mundo das comunicações em constante mudança. Entre as muitas maneiras de conseguir isso, a Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Grossa (CWDM) e a Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa (DWDM) provaram ser as mais eficazes. Essas duas tecnologias utilizam comprimentos de onda de luz para transmitir múltiplos fluxos de dados através de uma única fibra óptica. No entanto, a sua aplicabilidade difere significativamente e cada uma tem méritos únicos. Este artigo procura de forma abrangente comparar CWDM com DWDM observando em que são compostos, suas vantagens e desvantagens, ou mesmo onde podem ser melhor utilizados para que se possa escolher sabiamente qual tecnologia deve ser adotada com base nos requisitos de sua rede.

O que são CWDM e DWDM em fibra óptica?

Compreendendo a tecnologia CWDM

A Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Grossa (CWDM) é uma tecnologia que transmite simultaneamente muitos fluxos de dados por meio de um cabo de fibra óptica, com cada sinal tendo seu comprimento de onda exclusivo. Os comprimentos de onda geralmente são bastante espaçados, portanto esse método é mais adequado para redes de curto e médio curso. Pode haver até 18 canais neste sistema e eles devem estar separados por pelo menos 20 nanômetros. Este tipo de sistema emprega componentes passivos, por isso é mais barato que outros métodos. Ele também pode aumentar a capacidade sem exigir grandes mudanças na infraestrutura, o que o torna perfeito para redes de áreas metropolitanas ou para expansão de redes de acesso com orçamentos apertados. O CWDM funciona bem quando a simplicidade é suficiente, porque é barato e não requer soluções de alta capacidade em locais onde as de baixo custo também funcionam bem.

Introdução aos Sistemas DWDM

Mais avançado que o CWDM, o Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) foi projetado para otimizar a capacidade de transporte de dados das fibras ópticas. Por exemplo, os comprimentos de onda usados ​​pelo DWDM são espaçados, geralmente 0.8 nanômetros (100 GHz) ou 0.4 nanômetros (50 GHz), separados entre si. Esse espaçamento denso permite que os sistemas DWDM suportem muito mais canais, às vezes mais de 80 por par de fibra. Possui redes metropolitanas de longa distância e alta capacidade cobertas em alcance e capacidade porque podem ir longe sem perder a intensidade ou a qualidade do sinal. Controles ativos de temperatura e lasers de alta qualidade estão entre os requisitos precisos e às vezes caros para componentes. A escalabilidade é fundamental em ambientes de telecomunicações onde os níveis de alta capacidade e desempenho são mais importantes – é por isso que esses locais geralmente usam a tecnologia DWDM.

Como funcionam o CWDM e o DWDM em redes ópticas

CWDM e DWDM ajudam a melhorar a capacidade das redes ópticas, permitindo que mais de um sinal de dados seja transportado por uma única fibra óptica por meio do gerenciamento de comprimento de onda. Ainda assim, eles são implementados de forma diferente e têm diversas aplicações.

O CWDM usa comprimentos de onda espaçados amplos (20 nm) junto com componentes passivos, tornando-o econômico para aumentar a capacidade em redes de área metropolitana (MANs) de curto a médio alcance. Essa tecnologia geralmente suporta até 18 canais e é adequada para ambientes onde capacidade menor e configurações mais simples são suficientes.

Por outro lado, o DWDM emprega espaçamentos de comprimento de onda muito mais próximos (0.4 nm a 0.8 nm), o que requer componentes ativos mais precisos, que geralmente são caros. Isso permite que os sistemas DWDM acomodem muito mais canais, muitas vezes excedendo 80, tornando-os apropriados para redes metropolitanas de longa distância ou de alta capacidade, onde o desempenho, a escalabilidade e a capacidade são mais importantes.

Nestes dois métodos, vários canais são multiplexados em uma fibra óptica, embora o espaçamento de comprimento de onda, os requisitos de hardware e o escopo da aplicação, entre outros fatores, possam influenciar sua implantação em diferentes cenários de rede.

Como o CWDM e o DWDM diferem em termos de comprimento de onda?

Comprimentos de onda usados ​​em CWDM

CWDM, ou Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Grossa, usa uma faixa de comprimento de onda de 1270 nm a 1610 nm, separando cada canal em 20 nm. Devido ao espaçamento maior, o projeto é simplificado e mais barato, mas menos canais podem ser acomodados. A recomendação ITU-T G.694.2 identificou a grade CWDM padrão, que alocou 18 canais diferentes nesta faixa de comprimentos de onda. Esses intervalos mais consideráveis ​​entre espaçamentos permitem lasers não resfriados e dispositivos passivos que os tornam econômicos para redes de área metropolitana (MAN) e aplicações de rede de acesso em distâncias curtas.

Especificações de comprimento de onda DWDM

DWDM, ou Dense Wavelength Division Multiplexing, é uma tecnologia que usa comprimentos de onda próximos entre 1525 nm e 1565 nm (a banda C), mas também pode se estender para a banda L (1570 nm a 1610 nm). Cada canal é ainda mais próximo, com um espaçamento típico de 0.8, 0.4 ou até 0.2 nm. O espaço é reduzido no DWDM para colocar mais canais em uma fibra. Com este espaçamento compacto, os sistemas DWDM podem suportar muito mais canais do que outras tecnologias – muitas vezes até ou mesmo excedendo 96 canais por fibra – preenchendo assim a capacidade de uma fibra óptica. A grade DWDM é definida pela recomendação ITU-T G694.1, que especifica o espaçamento exato de frequência e as alocações de comprimento de onda. Para sintonizar os lasers com precisão e mantê-los na temperatura necessária, os sistemas DWDM geralmente possuem lasers resfriados e usam técnicas avançadas de modulação, o que torna esses sistemas caros, mas de alto desempenho e escaláveis ​​para redes de longa distância e alta capacidade.

Espaçamento de canais: CWDM vs DWDM

Para saber a diferença entre o espaçamento de canais CWDM e DWDM, é preciso observar as características técnicas de cada tecnologia e onde ela é utilizada. Isso é feito usando componentes passivos não resfriados, que custam menos para aplicações de curta distância, como redes metropolitanas ou de acesso, porque possuem espaçamento mais amplo em 20 nm que pode suportar menos canais, geralmente 18 na faixa de 1270 nm a 1610 nm. Em contraste, o DWDM emprega espaçamentos de canal estreitos, muitas vezes próximos de 0.8 nm, de modo que muitos mais canais podem caber – até 96 ou até números mais altos. O denso empacotamento de comprimentos de onda requer lasers resfriados e componentes de precisão, tornando o sistema mais caro. Ainda assim, o aumento da capacidade e escalabilidade do DWDM pode atender redes de longa distância e alta capacidade, melhorando significativamente o desempenho e permitindo a transmissão em distâncias mais consideráveis.

O que é melhor: CWDM ou DWDM?

Adequação para transmissão de dados de longa distância

Quando se trata de transmissão de informações de longa distância, o CWDM e o DWDM precisam de uma boa avaliação, mas na verdade o segundo é o melhor. Ao contrário do CWDM, que suporta 18 canais dentro do seu alcance operacional, o DWDM pode ir além de centenas de quilômetros sem qualquer regeneração de sinal. A verdade é que essas técnicas de modulação utilizadas por lasers resfriados em DWDM e sinais estáveis ​​são muito importantes, principalmente quando se trata de distâncias maiores que outros sinais não conseguem alcançar. Além disso, o sistema de espaçamento de canal estreito utilizado nesta tecnologia aumenta o número de comprimentos de onda, tornando assim as larguras de banda muito grandes, economizando tempo para que mais dados sejam transmitidos simultaneamente. Por outro lado, devido às perdas de dispersão e atenuação, a suscetibilidade é maior em distâncias mais curtas, limitando-a, portanto, nessas áreas porque os componentes não são resfriados. Portanto, se você deseja aplicativos de rede de alta capacidade para longas distâncias, onde a escalabilidade é mais importante, escolha o DWDM porque o desempenho também conta!

Escalabilidade de CWDM e DWDM

Ao pensar em escalabilidade, o DWDM traz mais benefícios que o CWDM. Mais canais podem ser suportados por sistemas DWDM no mesmo link de fibra – até 96 ou mais. Esses grandes números são alcançados devido ao espaçamento de canal estreito, que geralmente é de 0.8 nm em comparação com seu equivalente, onde usamos espaçamento de canal mais amplo de cerca de 20 nm normalmente ao lidar com o último tipo, de modo que o DWDM pode suportar muitos canais em um cabo de fibra de acordo com para DWDM versus CWDM. Os comprimentos de onda de empacotamento de densidade aumentam a taxa de dados e a capacidade geral, ou seja, velocidades mais altas podem ser transmitidas por longas distâncias usando menos cabos com esta tecnologia, tornando-a muito flexível para necessidades crescentes de rede.

Por outro lado, embora o baixo custo e a simplicidade tornem os componentes utilizados na construção opções atraentes para áreas que exigem baixos níveis de capacidade em distâncias mais curtas, ainda há uma limitação imposta pelo número de canais disponíveis, que na maioria dos casos não excede dezoito, ao contrário DWDMS. Em comparação entre estas duas tecnologias, quando se trata de escalabilidade, isto significa apenas uma coisa – escalabilidade limitada, se é que existe alguma, para algumas aplicações porque simplesmente não existem canais suficientes fornecidos pelo CW-DMX.

Em outras palavras, o CW-DMX é uma solução econômica para redes pequenas, enquanto o DWMX deve ser adotado por aqueles que precisam de projetos de grande escala capazes de lidar com volumes de tráfego pesados ​​gerados nos anos futuros através de melhorias adicionais na capacidade de transmissão de dados (DWDC).

Considerações de custo: CWDM vs DWDM

Ao comparar os custos de CWDM e DWDM, é importante incluir tanto capital (CapEx) quanto despesas operacionais (OpEx). Barato no início geralmente é uma característica dos sistemas CWDM. Eles fazem isso usando componentes de laser menos complexos que não são resfriados. Além disso, eles têm espaçamento de canal mais amplo, portanto não é necessário equipamento ajustado. Essa simplificação durante o projeto leva a um menor CapEx, tornando o CWDM uma solução acessível para aplicações de baixa taxa de dados em distâncias curtas.

Por outro lado, apesar de ser custoso na fase inicial, o DWDM oferece grandes benefícios a longo prazo que superam o maior CapEx necessário. Os canais estreitos necessários combinados com tecnologia avançada aumentam os preços de itens como multiplexadores/transponders/amplificadores, entre outros, usados ​​neste sistema. No entanto, a escalabilidade pode ser melhorada devido às eficiências percebidas com esses sistemas, onde mais sinais podem viajar sem perder qualidade em grandes distâncias, tornando-se assim à prova do futuro.

Em relação às despesas operacionais (OpEx), quando vistas em um contexto de escala mais significativa, especialmente em implantações intermunicipais, o DWDM pode se mostrar mais barato ao longo do tempo do que qualquer outra tecnologia atualmente disponível em sua classe. Com a capacidade de expandir a capacidade sem implantar fibras adicionais, os custos operacionais contínuos são reduzidos, mostrando assim como o DWDM é muito mais eficiente em comparação com o CWDM, que não consegue atingir este nível de poupança de custos. Além disso, uma melhor utilização dos recursos existentes pode resultar de taxas de dados mais elevadas associadas ao DWDM, melhorando a eficiência de custos a longo prazo.

Portanto, embora ofereça uma alternativa barata adequada para necessidades de pequena escala e baixo custo, ela ainda não supera a alta escalabilidade aliada aos benefícios de custo de alcance estendido oferecidos pelos sistemas de multiplexação por divisão de onda densa em redes de longa distância ou áreas metropolitanas.

Quantos canais o CWDM e o DWDM suportam?

Canais CWDM explicados

O CWDM permite 18 canais entre 1270 nm e 1610 nm. O espaçamento desses canais é separado por apenas 20 nm, o que não é muito; isso reduz a complexidade em componentes ópticos e limita a interferência. Deve-se notar que, como a separação entre os canais é maior do que em sistemas DWDM (que os espaçam em apenas 0.8 nm), você não pode transmitir sinais por longas distâncias sem algum tipo de amplificação; isso significa que o alcance do CWDM sem boosters normalmente não excede 80 km, tornando-o ideal para redes metropolitanas ou links de curta distância onde as distâncias percorridas são menores. Essa compensação restringe a escalabilidade na capacidade e alcance do CWDM, mas oferece uma opção acessível onde esses requisitos não são necessários.

Número de canais em tecnologias DWDM

Em termos de número de canais, o DWDM excede em muito o CWDM. Atualmente, a maioria dos sistemas opera dentro da banda C (1530-1565 nm), fornecendo o desempenho e a relação custo-benefício mais equilibrados. Esses sistemas oferecem entre 40 a 96 canais. No entanto, os avançados podem atingir até 192 canais usando a banda C e a banda L (1565-1625 nm). No DWDM, os canais adjacentes podem ser espaçados em até 0.4 nm, permitindo a transmissão de dados por longas distâncias sem interferência ou perda de sinal. Devido a essa alta densidade de canais, o DWDM tem uma enorme capacidade de armazenamento de dados; portanto, pode ser usado para redes de grande escala.

Comparando capacidades de canal de CWDM e DWDM

Com base nos insights atuais do setor, existem várias diferenças principais entre as capacidades de canal do CWDM e do DWDM. O CWDM destina-se a distâncias mais curtas e aplicações de menor capacidade, pois possui 18 canais espaçados de 20 nm. Sua simplicidade e economia o tornam ideal para ambientes metropolitanos e empresariais onde longas distâncias e altas taxas de dados não são tão importantes. Para estas situações, até 18 canais podem ser suportados pelo CWDM. Por outro lado, o DWDM suporta muito mais canais, normalmente 40-96 apenas na banda C, ou até 192 se as bandas C e L forem usadas juntas. O espaçamento de canal mais próximo (0.8 nm-0.4 nm) em DWDM permite que grandes volumes de dados sejam transmitidos por distâncias mais longas sem interferência, tornando-o perfeito para redes de longa distância e alta capacidade. Portanto, o DWDM é uma solução mais escalável e robusta para infraestruturas de comunicação mais amplas que necessitam de larguras de banda mais significativas em distâncias maiores.

Quais são as aplicações comuns de CWDM e DWDM?

Utilizando CWDM em Redes de Acesso de Telecomunicações

Nas redes de acesso de telecomunicações, o CWDM utiliza suas propriedades específicas para diferentes necessidades de comunicação. As redes metropolitanas e de acesso geralmente usam a tecnologia CWDM porque é barata e fácil de implementar. Funciona melhor para aplicações que exigem distâncias mais curtas, geralmente de até 80 km, em links ópticos não amplificados, o que reduz os custos gerais da rede. Com a capacidade de suportar 18 canais simultaneamente, o CWDM permite que os provedores de serviços aumentem a capacidade da rede sem alterações significativas na infraestrutura, o que o torna uma tecnologia flexível para redes metropolitanas. Portanto, isto o torna muito adequado para conectar estações base em redes móveis, possibilitando serviços empresariais e trazendo banda larga para áreas residenciais. Além disso, seus filtros são mais simples, enquanto os requisitos de resfriamento não são muito rigorosos, tornando o CWDM atraente em locais onde o DWDM pode ser difícil de implantar devido às amplas restrições de cobertura.

DWDM em data centers e redes empresariais

A Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) é vital para data centers e redes corporativas porque pode suportar grandes demandas de largura de banda em longas distâncias. Isto implica que a tecnologia DWDM envia muitos canais de dados através de uma fibra óptica, cada um no seu comprimento de onda. Tal arranjo permite que os data centers lidem com tráfego enorme sem muitos cabos.

O estabelecimento de redundância de dados entre vários locais e o fornecimento de links de rede de alta velocidade que podem suportar aplicativos como streaming de serviços de nuvem ou soluções de armazenamento em larga escala são razões pelas quais o DWDM é implantado em data centers. Por outro lado, para empresas, robustez e escalabilidade são considerações significativas ao projetar infraestruturas de comunicação, que também devem permitir a fácil transferência de informações entre matrizes, filiais, locais de recuperação de desastres, etc.; portanto, essa tecnologia se torna essencial. A multiplexação por divisão de comprimento de onda densa usa pequenos espaços entre diferentes canais em um único cabo de fibra óptica para maximizar a canalização. Além de ser compatível com vários protocolos de rede, o DWDM se integra facilmente ao hardware existente, tornando-o um componente essencial de qualquer estratégia moderna para redes corporativas ou data centers.

Implantando CWDM e DWDM em diferentes cenários de rede

A decisão de usar a Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Grossa (CWDM) ou a Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda Densa (DWDM) depende de fatores que incluem distância, requisitos de largura de banda e considerações de custo. O CWDM é usado em redes de área metropolitana (MANs) e redes de acesso para economia e simplicidade. Possui poucos canais e maior espaçamento de comprimento de onda, projetado para distâncias curtas a médias que vão até 80 km, minimizando assim a necessidade de amplificação do sinal, facilitando sua manutenção.

Por outro lado, DWDM é a tecnologia mais adequada para aplicações de longa distância e alta capacidade. Com espaçamento de comprimento de onda estreito que pode suportar centenas de canais, ele permite a transmissão de dados por distâncias muito longas, às vezes excedendo vários milhares de quilômetros, sem degradação considerável dos sinais. Redes de backbone utilizam extensivamente sistemas DWDM junto com redes empresariais de larga escala, além de interconexões de data center onde há necessidade de transmissão com altas larguras de banda em longas distâncias. DWDM, sendo mais caro que CWDM, oferece escalabilidade superior além de melhor proteção para o futuro, tornando-se assim a opção ideal ao lidar com a robustez e expansividade exigidas por diferentes soluções de rede.

Fontes de Referência

Comunicação por fibra óptica

Multiplexing

Fibra ótica

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a diferença entre CWDM e DWDM nas tecnologias WDM?

R: A distinção mais importante entre CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) e DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) é que com CWDM, geralmente há menos canais mais espaçados do que no caso de DWDM. Além disso, este último pode suportar muito mais canais mais próximos, possibilitando ao DWDM transmitir quantidades mais significativas de dados em distâncias mais longas, o que se adapta a aplicações de redes de fibra maiores.

P: Quantos canais o CWDM e o DWDM podem suportar?

R: Normalmente, até 18 canais podem ser suportados por sistemas CWDM, enquanto esses números atingem 96 ou até 160 comprimentos de onda em algumas versões avançadas de sistemas DWDM.

P: Quais são as aplicações típicas de CWDM e DWDM?

R: Frequentemente usado para distâncias mais curtas e redes de fibra de média capacidade, o CWDM é conhecido como uma tecnologia flexível. Por outro lado, quando se trata de aplicações de longa distância ou redes de alta capacidade que necessitam de grandes quantidades de transmissão de dados durante longos períodos, nada supera a tecnologia DWDM.

P: Como o CWDM e o DWDM lidam com diferentes requisitos de comprimento de onda?

R: Na maioria dos casos, os CWDMs têm seus comprimentos de onda bastante espaçados, em intervalos de cerca de 20 nm, enquanto aqueles para DWDMS são muito mais próximos, com espaçamento de 0.8 nm ou 0.4 nm. Como resultado, mais canais podem ser instalados em um cabo de fibra óptica usando multiplexação por divisão de comprimento de onda densa para atingir a utilização máxima da largura de banda.

P: Existem diferenças no tipo de fibra óptica usada em CWDM e DWDM?

R: Embora tipos semelhantes de fibras ópticas possam ser empregados para ambos os sistemas, às vezes, fibras de maior qualidade feitas com maior precisão podem ser exigidas apenas por certos tipos ou versões, como multiplexadores densos por divisão de comprimento de onda, que precisam deles devido à sua luz mais densa. comprimentos de onda usados ​​durante a operação.

P: Qual é a diferença entre CWDM e DWDM em termos de custo?

R: O CWDM geralmente custa menos que o DWDM porque requer equipamentos menos precisos e menos componentes. Além disso, o CWDM é mais implantável e, portanto, apropriado para redes menores e distâncias mais curtas do que qualquer outro sistema. No entanto, o DWDM requer instrumentos altamente sofisticados e um maior número de componentes, resultando em custos mais elevados, mas proporcionando maiores capacidades em intervalos mais longos, o que o torna ideal para implantações em larga escala.

P: Você pode misturar CWDM com DWDM na mesma rede de fibra?

R: Existem certas configurações onde é possível usar CWDM e DWDM na mesma rede. Adicionar mais canais a uma rede existente que utiliza apenas canais CWDM aumentará a capacidade geral de dados e a eficiência da rede, pois é isso que os sistemas DWDM fazem de melhor.

P: Para que são usados ​​os transceptores DWDM? Como isso faz diferença na criação de um bom ambiente de trabalho para esses tipos de redes?

R: Esses dispositivos especializados convertem sinais elétricos em sinais ópticos em comprimentos de onda específicos de luz para transmiti-los por cabos de fibra óptica de longa distância, que usam tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM). Eles garantem alta integridade dos dados e permitem taxas de transferência mais altas em distâncias mais longas ao longo dos canais DWDM.

P: Por que o CWMD é considerado uma tecnologia flexível na implantação de redes?

R: Geralmente é considerado flexível porque é fácil e barato de implantar em comparação com outras tecnologias, como fibra escura ou multiplexação por divisão de ondas densas. Portanto, adicionar canais adicionais sem alterar muita infraestrutura pode ampliar os sistemas CWMD de acordo com as necessidades crescentes em qualquer configuração de webwork em expansão.

P: Como esses dois tipos diferentes resolvem vários problemas de rede?

R: Cada tipo emprega métodos distintos baseados em conceitos de multiplexação por divisão de comprimento de onda para resolver diferentes desafios de rede. O CWDM é econômico para viagens curtas e foi projetado especificamente para aplicações com restrições de custos e distâncias limitadas entre pontos que necessitam de conectividade ao mesmo tempo. Ao mesmo tempo, a multiplexação por divisão de onda densa considera transmissões de longo alcance em uma única fibra, exigindo muitos comprimentos de onda precisos e próximos.