Разница между CWDM и DWDM: какая технология соответствует вашим потребностям?

Высокие скорости передачи данных становятся все более необходимыми в меняющемся мире связи. Среди многих способов достижения этой цели наиболее эффективными оказались грубый мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) и плотный мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM). Эти две технологии используют длины волн света для передачи нескольких потоков данных по одному оптическому волокну. Однако их применимость существенно различается, и каждый из них имеет уникальные преимущества. Данная статья призвана всесторонне сравнить CWDM с DWDM изучая, из чего они состоят, их преимущества и недостатки или даже то, где их лучше всего использовать, чтобы можно было разумно выбрать, какую технологию следует использовать в зависимости от требований к сети.

Что такое CWDM и DWDM в оптоволокне?

Понимание технологии CWDM

Грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) — это технология, которая одновременно передает множество потоков данных по одному оптоволоконному кабелю, при этом каждый сигнал имеет свою уникальную длину волны. Длины волн обычно разнесены довольно далеко друг от друга, поэтому этот метод лучше всего подходит для сетей ближней и средней дальности. В этой системе может быть до 18 каналов, и расстояние между ними должно быть не менее 20 нанометров. В этом типе системы используются пассивные компоненты, поэтому он дешевле, чем другие методы. Он также может увеличить пропускную способность, не требуя серьезных изменений в инфраструктуре, что делает его идеальным для городских сетей или расширения сети доступа при ограниченном бюджете. CWDM хорошо работает, когда достаточно простоты, поскольку он дешев и не требует решений с высокой пропускной способностью там, где недорогие решения тоже работают нормально.

Введение в системы DWDM

Более продвинутая, чем CWDM, технология плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) предназначена для оптимизации пропускной способности оптических волокон по передаче данных. Например, длины волн, используемые DWDM, расположены близко друг от друга, обычно 0.8 нанометра (100 ГГц) или 0.4 нанометра (50 ГГц). Такое плотное расстояние позволяет системам DWDM поддерживать гораздо больше каналов, иногда до 80 на пару волокон. Он имеет дальние и мощные городские сети с широким диапазоном и пропускной способностью, поскольку он может преодолевать большие расстояния без потери мощности или качества сигнала. Активный контроль температуры и высококачественные лазеры относятся к числу точных, а иногда и дорогостоящих требований к компонентам. Масштабируемость является ключевым моментом в телекоммуникационных средах, где наибольшее значение имеют высокая емкость и уровень производительности. Именно поэтому в этих местах обычно используется технология DWDM.

Как CWDM и DWDM работают в оптических сетях

CWDM и DWDM помогают улучшить пропускную способность оптических сетей, позволяя передавать более одного сигнала данных по одному оптическому волокну посредством управления длиной волны. Тем не менее, они реализованы по-разному и имеют разнообразные приложения.

CWDM использует широко разнесенные длины волн (20 нм) вместе с пассивными компонентами, что делает его экономически эффективным для повышения пропускной способности городских сетей (MAN) ближнего и среднего радиуса действия. Эта технология обычно поддерживает до 18 каналов и хорошо подходит для сред, где достаточно меньшей емкости и более простых конфигураций.

И наоборот, в DWDM используется гораздо меньший интервал длин волн (от 0.4 до 0.8 нм), что требует более точных активных компонентов, которые обычно дороги. Это позволяет системам DWDM поддерживать гораздо больше каналов, часто превышающих 80, что делает их подходящими для дальних маршрутов или городских сетей с высокой пропускной способностью, где производительность, масштабируемость и емкость имеют наибольшее значение.

В этих двух методах различные каналы мультиплексируются по оптическому волокну, хотя их разнесение длин волн, требования к оборудованию и область применения, среди других факторов, могут влиять на их развертывание в различных сетевых сценариях.

Чем CWDM и DWDM отличаются по длине волны?

Длины волн, используемые в CWDM

CWDM, или мультиплексирование с грубым разделением по длине волны, использует диапазон длин волн от 1270 до 1610 нм, разделяя каждый канал на 20 нм. Из-за большего расстояния конструкция упрощается и удешевляется, но можно разместить меньше каналов. Рекомендация ITU-T G.694.2 определила стандартную сетку CWDM, которая выделила 18 различных каналов в этом диапазоне длин волн. Эти более значительные интервалы между расстояниями позволяют использовать неохлаждаемые лазеры и пассивные устройства, что делает их экономически эффективными для городских сетей (MAN) и доступа к сетевым приложениям на коротких расстояниях.

Характеристики длины волны DWDM

DWDM, или плотное мультиплексирование с разделением по длине волны, представляет собой технологию, которая использует близко расположенные длины волн от 1525 до 1565 нм (C-диапазон), но может также распространяться на L-диапазон (от 1570 до 1610 нм). Каждый канал упакован еще плотнее с типичным расстоянием 0.8, 0.4 или даже 0.2 нм. В DWDM пространство сжимается, чтобы разместить больше каналов на одном волокне. Благодаря такому компактному пространству системы DWDM могут поддерживать гораздо больше каналов, чем другие технологии – часто до или даже более 96 каналов на волокно – тем самым заполняя емкость оптического волокна. Сетка DWDM определяется рекомендацией ITU-T G694.1, которая определяет точное распределение частот и длин волн. Для точной настройки лазеров и поддержания необходимой температуры системы DWDM обычно имеют охлаждаемые лазеры и используют передовые методы модуляции, что делает такие системы дорогостоящими, но высокопроизводительными и масштабируемыми для сетей большой протяженности и высокой пропускной способности.

Расстояние между каналами: CWDM против DWDM

Чтобы определить разницу между разносом каналов CWDM и DWDM, необходимо взглянуть на технические характеристики каждой технологии и на то, где она используется. Это делается с использованием неохлаждаемых пассивных компонентов, которые стоят дешевле для приложений на коротких расстояниях, таких как городские сети или сети доступа, поскольку они имеют более широкое расстояние в 20 нм и могут поддерживать меньше каналов, обычно 18 в диапазоне от 1270 до 1610 нм. Напротив, в DWDM используются узкие интервалы между каналами, часто около 0.8 нм, поэтому в них может поместиться гораздо больше каналов — до 96 или даже больше. Плотная упаковка длин волн требует охлаждаемых лазеров и прецизионных компонентов, что делает систему более дорогой. Тем не менее, увеличенная пропускная способность и масштабируемость DWDM могут удовлетворить потребности сетей большой протяженности с высокой пропускной способностью, тем самым значительно улучшая производительность и позволяя осуществлять передачу на более значительные расстояния.

Что лучше: CWDM или DWDM?

Пригодность для передачи данных на большие расстояния

Когда дело доходит до передачи информации на большие расстояния, CWDM и DWDM нуждаются в хорошей оценке, но на самом деле второй вариант является лучшим. В отличие от CWDM, который поддерживает 18 каналов в рабочем диапазоне, DWDM может преодолевать сотни километров без какой-либо регенерации сигнала. Правда в том, что эти методы модуляции, используемые охлаждаемыми лазерами в DWDM и стабильными сигналами, очень важны, особенно при работе с большими расстояниями, которые другие сигналы не могут достичь. Более того, система с узким разносом каналов, используемая в этой технологии, увеличивает количество длин волн, что делает полосу пропускания очень большой, что в конечном итоге экономит время для одновременной передачи большего количества данных. С другой стороны, из-за потерь на дисперсию и затухание восприимчивость выше на более коротких расстояниях, что ограничивает ее на таких участках, поскольку компоненты не охлаждаются. Поэтому, если вам нужны сетевые приложения с высокой пропускной способностью для дальних перевозок, где масштабируемость имеет наибольшее значение, выберите DWDM, поскольку производительность тоже имеет значение!

Масштабируемость CWDM и DWDM

Говоря о масштабируемости, DWDM имеет больше преимуществ, чем CWDM. Системы DWDM могут поддерживать больше каналов в пределах одного оптоволоконного канала – до 96 и даже больше. Такие большие цифры достигаются из-за узкого расстояния между каналами, которое обычно составляет 0.8 нм по сравнению с его аналогом, где мы обычно используем более широкое расстояние между каналами, около 20 нм, обычно при работе с последним типом, поэтому DWDM может поддерживать множество каналов на одном оптоволоконном кабеле в соответствии с к DWDM против CWDM. Плотность упаковки длин волн увеличивает скорость передачи данных и общую емкость, т. е. с помощью этой технологии можно передавать более высокие скорости на большие расстояния с использованием меньшего количества кабелей, что делает ее очень гибкой для растущих потребностей сети.

С другой стороны, хотя дешевизна и простота компонентов, используемых в строительстве, делают привлекательными вариантами для территорий, где требуется низкий уровень пропускной способности на более коротких расстояниях, все же существует ограничение, налагаемое количеством доступных каналов, которое в большинстве случаев не превышает восемнадцати, в отличие от ДВДМС. По сравнению с этими двумя технологиями, когда дело доходит до масштабируемости, это означает только одно – ограниченную масштабируемость, если она вообще есть, для некоторых приложений, поскольку каналов CW-DMX просто недостаточно.

Другими словами, CW-DMX является экономически эффективным решением для небольших сетей, в то время как DWMX следует использовать тем, кому нужны крупномасштабные конструкции, способные обрабатывать большие объемы трафика, генерируемые в будущем за счет дополнительных улучшений возможностей передачи данных (DWDC).

Соображения стоимости: CWDM против DWDM

Когда вы сравниваете затраты на CWDM и DWDM, важно учитывать как капитальные (CapEx), так и эксплуатационные расходы (OpEx). Недорогость на начальном этапе обычно является характеристикой систем CWDM. Они делают это, используя менее сложные неохлаждаемые лазерные компоненты. Кроме того, они имеют более широкое разнесение каналов, поэтому не требуется точной настройки оборудования. Такое упрощение при проектировании приводит к снижению капитальных затрат, что делает CWDM доступным решением для приложений с низкой скоростью передачи данных на коротких расстояниях.

С другой стороны, несмотря на то, что DWDM является дорогостоящим на начальном этапе, он предлагает большие долгосрочные преимущества, которые перевешивают требуемые более высокие CapEx. Необходимые узкие каналы в сочетании с передовыми технологиями увеличивают цены на такие элементы, как мультиплексоры/транспондеры/усилители, среди прочего, используемые в этой системе. Тем не менее, масштабируемость может быть улучшена за счет эффективности, реализованной в этих системах, где больше сигналов может проходить без потери качества на большие расстояния, таким образом становясь заделом на будущее.

Что касается эксплуатационных расходов (OpEx), если рассматривать их в более масштабном контексте, особенно при междугородном развертывании, DWDM может со временем оказаться дешевле, чем любая другая технология, доступная в настоящее время в этом классе. Благодаря возможности расширения пропускной способности без развертывания дополнительных волокон текущие эксплуатационные расходы сокращаются, что показывает, насколько более эффективен DWDM по сравнению с CWDM, который вообще не может достичь такого уровня экономии средств. Кроме того, более эффективное использование существующих ресурсов может быть результатом более высоких скоростей передачи данных, связанных с DWDM, что повышает долгосрочную экономическую эффективность.

Таким образом, хотя он и является недорогой альтернативой, подходящей для небольших и бюджетных нужд, он все же не превосходит высокую масштабируемость в сочетании с преимуществами по стоимости расширенного диапазона, которые предлагают системы плотного волнового мультиплексирования в глобальных сетях или мегаполисах.

Сколько каналов поддерживают CWDM и DWDM?

Объяснение каналов CWDM

CWDM позволяет использовать 18 каналов в диапазоне от 1270 нм до 1610 нм. Расстояние между этими каналами составляет всего 20 нм, что не так уж много; это снижает сложность оптических компонентов и ограничивает помехи. Следует отметить, что поскольку расстояние между каналами больше, чем в системах DWDM (где расстояние между каналами составляет всего 0.8 нм), вы не сможете передавать сигналы на большие расстояния без какого-либо усиления; это означает, что дальность действия CWDM без усилителей обычно не превышает 80 км, что делает его идеальным для городских сетей или линий связи на короткие расстояния, где преодолеваемые расстояния меньше. Этот компромисс ограничивает масштабируемость по емкости и дальности действия для CWDM, но предлагает доступный вариант, где эти требования не являются необходимыми.

Количество каналов в технологиях DWDM

По количеству каналов DWDM значительно превосходит CWDM. В настоящее время большинство систем работают в диапазоне C (1530–1565 нм), обеспечивая наиболее сбалансированную производительность и экономическую эффективность. Такие системы предлагают от 40 до 96 каналов. Однако продвинутые могут достигать до 192 каналов, используя диапазон C и L (1565–1625 нм). В DWDM соседние каналы могут быть расположены на расстоянии всего 0.4 нм друг от друга, что позволяет передавать данные на большие расстояния без помех или потери сигнала. Благодаря такой высокой плотности каналов DWDM обладает огромной емкостью для хранения данных; таким образом, его можно использовать для крупномасштабных сетей.

Сравнение пропускной способности каналов CWDM и DWDM

Согласно текущим отраслевым знаниям, между пропускной способностью каналов CWDM и DWDM существует несколько основных различий. CWDM предназначен для более коротких расстояний и приложений с меньшей пропускной способностью, поскольку он имеет 18 каналов, разнесенных на расстоянии 20 нм друг от друга. Его простота и экономичность делают его идеальным для городских и корпоративных сред, где большие расстояния и высокие скорости передачи данных не так важны. В таких ситуациях CWDM может поддерживать до 18 каналов. С другой стороны, DWDM поддерживает гораздо больше каналов, обычно 40–96 только в C-диапазоне или даже до 192, если одновременно используются C-диапазон и L-диапазон. Меньшее расстояние между каналами (0.8–0.4 нм) в DWDM позволяет передавать большие объемы данных на большие расстояния без помех, что делает его идеальным для сетей большой протяженности с высокой пропускной способностью. Таким образом, DWDM является более масштабируемым и надежным решением для более широких коммуникационных инфраструктур, которым требуется более значительная полоса пропускания на больших расстояниях.

Каковы общие применения CWDM и DWDM?

Использование CWDM в сетях доступа телекоммуникаций

В сетях телекоммуникационного доступа CWDM использует свои специфические свойства для различных потребностей связи. В городских сетях и сетях доступа обычно используется технология CWDM, поскольку она дешева и проста в реализации. Он лучше всего подходит для приложений, требующих более коротких расстояний, обычно до 80 км, по оптическим каналам без усиления, что снижает общие затраты на сеть. Благодаря возможности одновременной поддержки 18 каналов CWDM позволяет поставщикам услуг увеличивать пропускную способность сети без значительных изменений инфраструктуры, что делает ее гибкой технологией для городских сетей. Таким образом, это делает его очень подходящим для подключения базовых станций в мобильных сетях, предоставления бизнес-услуг и обеспечения широкополосной связи в жилых районах. Кроме того, его фильтры проще, а требования к охлаждению не очень строгие, что делает CWDM привлекательным в местах, где DWDM может быть сложно развернуть из-за ограничений широкого покрытия.

DWDM в центрах обработки данных и корпоративных сетях

Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM) жизненно важно для центров обработки данных и корпоративных сетей, поскольку оно может поддерживать большие требования к пропускной способности на больших расстояниях. Это означает, что технология DWDM передает множество каналов данных по одному оптическому волокну, каждый на своей длине волны. Такое расположение позволяет центрам обработки данных справляться с огромным трафиком без использования слишком большого количества кабелей.

Создание избыточности данных между различными местоположениями и предоставление высокоскоростных сетевых соединений, которые могут поддерживать такие приложения, как потоковая передача облачных сервисов или крупномасштабные решения для хранения данных, являются причинами, по которым DWDM развертывается в центрах обработки данных. С другой стороны, для предприятий надежность и масштабируемость являются важными факторами при проектировании коммуникационных инфраструктур, которые также должны обеспечивать легкую передачу информации между головными офисами, филиалами, площадками аварийного восстановления и т. д.; следовательно, эта технология становится необходимой. Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны использует небольшие промежутки между различными каналами на одном оптоволоконном кабеле для максимизации канализации. Помимо совместимости с несколькими сетевыми протоколами, DWDM легко интегрируется с существующим оборудованием, что делает его важным компонентом любой современной стратегии для корпоративных сетей или центров обработки данных.

Развертывание CWDM и DWDM в различных сетевых сценариях

Решение о том, использовать ли грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM) или плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM), зависит от таких факторов, как расстояние, требования к полосе пропускания и соображения стоимости. CWDM используется в городских сетях (MAN) и сетях доступа для обеспечения экономичности и простоты. Он имеет мало каналов и больший интервал длин волн, предназначен для коротких и средних расстояний, доходящих до 80 км, что сводит к минимуму потребность в усилении сигнала и упрощает обслуживание.

С другой стороны, DWDM является наиболее подходящей технологией для дальних и высокопроизводительных приложений. С узким интервалом длин волн, который может поддерживать сотни каналов, он позволяет передавать данные на очень большие расстояния, иногда превышающие несколько тысяч километров, без значительного ухудшения сигналов. Магистральные сети широко используют системы DWDM вместе с крупномасштабными корпоративными сетями и межсоединениями центров обработки данных, где есть необходимость в передаче с высокой пропускной способностью на большие расстояния. DWDM, будучи более дорогим, чем CWDM, обеспечивает превосходную масштабируемость, а также лучшую готовность к будущему, таким образом, становясь идеальным вариантом при работе с надежностью и расширяемостью, требуемыми различными сетевыми решениями.

Справочные источники

Волоконно-оптическая связь

Мультиплексирование

Оптоволокно

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: В чем разница между CWDM и DWDM в технологиях WDM?

Ответ: Наиболее важное различие между CWDM (грубое мультиплексирование с разделением по длине волны) и DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) заключается в том, что при CWDM обычно меньше каналов, которые расположены более широко, чем в случае с DWDM. Кроме того, последний может поддерживать гораздо больше каналов, расположенных ближе друг к другу, что позволяет DWDM передавать более значительные объемы данных на большие расстояния, что подходит для приложений более крупных оптоволоконных сетей.

Вопрос: Сколько каналов могут поддерживать CWDM и DWDM?

О: Обычно системы CWDM могут поддерживать до 18 каналов, тогда как в некоторых продвинутых версиях систем DWDM эти цифры достигают 96 или даже 160 длин волн.

Вопрос: Каковы типичные применения CWDM и DWDM?

Ответ: Часто используемая для более коротких расстояний и оптоволоконных сетей средней пропускной способности, CWDM известна как гибкая технология. С другой стороны, когда речь идет о приложениях на большие расстояния или сетях с высокой пропускной способностью, требующих передачи больших объемов данных в течение длительных периодов времени, ничто не сравнится с технологией DWDM.

Вопрос: Как CWDM и DWDM удовлетворяют требованиям к разным длинам волн?

Ответ: В большинстве случаев длины волн CWDM расположены довольно далеко друг от друга, с интервалом около 20 нм, тогда как у DWDMS они намного ближе друг к другу с интервалом 0.8 нм или 0.4 нм. В результате на один оптоволоконный кабель можно подключить больше каналов, используя плотное мультиплексирование с разделением по длине волны для достижения максимального использования полосы пропускания.

Вопрос: Существуют ли различия в типе оптического волокна, используемого в CWDM и DWDM?

Ответ: Хотя для обеих этих систем можно использовать одинаковые типы оптических волокон, иногда только для определенных типов или версий могут потребоваться более качественные волокна, изготовленные с большей точностью, например, для плотных мультиплексоров с разделением по длине волны, которые нуждаются в них из-за их более плотного света. длины волн, используемые во время работы.

Вопрос: В чем разница между CWDM и DWDM с точки зрения стоимости?

Ответ: CWDM обычно стоит дешевле, чем DWDM, поскольку требует менее точного оборудования и меньшего количества компонентов. Кроме того, CWDM более удобен для развертывания и, следовательно, подходит для сетей меньшего размера и на более коротких расстояниях, чем любая другая система. Однако для DWDM требуются более сложные инструменты и большее количество компонентов, что приводит к более высоким затратам, но обеспечивает большую пропускную способность на больших расстояниях, что делает его идеальным для крупномасштабного развертывания.

Вопрос: Можно ли использовать CWDM и DWDM в одной оптоволоконной сети?

О: Существуют определенные конфигурации, в которых можно использовать как CWDM, так и DWDM в одной сети. Добавление большего количества каналов в существующую сеть, которая использует только каналы CWDM, увеличит общую емкость данных и эффективность сети, поскольку это то, что системы DWDM делают лучше всего.

Вопрос: Для чего используются трансиверы DWDM? Как это влияет на создание хорошей рабочей среды для сетей такого типа?

Ответ: Эти специализированные устройства преобразуют электрические сигналы в оптические сигналы определенной длины волны для передачи их по оптоволоконным кабелям на большие расстояния, в которых используется технология плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM). Они обеспечивают высокую целостность данных и обеспечивают более высокую пропускную способность на больших расстояниях по каналам DWDM.

Вопрос: Почему CWMD считается гибкой технологией при развертывании сетей?

Ответ: Обычно говорят, что она гибкая, потому что ее легко и дешево развернуть по сравнению с другими технологиями, такими как темное волокно или мультиплексирование с плотным волновым разделением. Таким образом, добавление дополнительных каналов без существенного изменения инфраструктуры может масштабировать системы CWMD в соответствии с растущими потребностями в любой расширяющейся сетевой сети.

Вопрос: Как эти два разных типа решают различные сетевые проблемы?

Ответ: В каждом типе используются отдельные методы, основанные на концепциях мультиплексирования с разделением по длине волны, для решения различных сетевых задач. CWDM экономически эффективен для коротких маршрутов и специально разработан для приложений с ограниченными затратами и ограниченными расстояниями между точками, требующими одновременного подключения. В то же время плотное мультиплексирование с разделением волн предполагает передачу на большие расстояния по одному волокну, требующую множества близко расположенных точных длин волн.