CWDM vs DWDM: Forskelle, afstand, omkostninger og hvornår du skal vælge hver

Gennemgået af optiske transportingeniører med 10+ års erfaring med metro og langdistance-fiberimplementering. Sidst opdateret i forhold til ITU-T-specifikationer og den aktuelle tilgængelighed af transceivermodul.

 

CWDM bruger 20 nm kanalafstand med ukølede lasere til op til 18 kanaler over afstande under 80 km. DWDM bruger 0,8 nm eller snævrere afstand med temperatur-stabiliserede lasere til 40–96+ kanaler over hundreder eller tusinder af kilometer.

Vælg CWDM, når du har brug for moderat kapacitet på et budget. Vælg DWDM, når kanalantal, afstand eller fremtidig skalerbarhed opvejer forudgående omkostninger.

Denne artikel gennemgår de tekniske forskelle, der faktisk driver denne beslutning,-inklusive de fysiske begrænsninger og reelle implementerings-afvejninger-, som de fleste sammenligningsguider springer over.

Hurtig reference: CWDM vs DWDM på et øjeblik

 

Parameter	CWDM	DWDM
Kanalafstand	20nm (ITU-T G.694.2)	0,8nm / 0,4nm (ITU-T G.694.1)
Max kanaler pr. fiber	18 (ofte 8 i praksis)	40–96+
Bølgelængdeområde	1270–1610 nm (O til L-bånd)	1530-1565 nm (C--bånd), 1565-1625 nm (L--bånd)
Laser type	Ukølet DFB	Afkølet DFB med TEC
Optisk forstærkning	Ikke praktisk (uden for EDFA-vindue)	EDFA, Raman eller hybrid
Typisk max afstand	40-80 km (passiv)	80 km passiv; 1000km+ forstærket
Datahastighedsloft pr.-kanal	10G (25G begrænset tilgængelighed)	400G+ (sammenhængende)
Strøm pr. transceiver	~0.5W	~3-4W (afkølet); 15W+ (sammenhængende)

 

Brug denne tabel som udgangspunkt: Hvis dine krav falder helt inden for CWDM-kolonnen, er CWDM sandsynligvis tilstrækkeligt. Hvis selv en række skubber ind i DWDM-territoriet,-især afstand eller kanalantal-læs videre for at forstå, hvorfor den begrænsning har en tendens til at tippe hele beslutningen.

 

 

Kerneforskellen er kanalafstand

Både CWDM og DWDM er WDM-teknologier (wavelength division multiplexing), der sender flere optiske signaler over en enkelt fiber ved at tildele hvert signal sin egen bølgelængde. Den grundlæggende opdeling mellem de to kommer ned til, hvor tæt disse bølgelængder er pakket.

CWDM-kanaler sidder 20 nm fra hinanden og spænder over området 1270 nm til 1610 nm som defineret afITU-T G.694.2. Den store afstand betyder, at laserkilden ikke har brug for termisk stabilisering-ukølede distribuerede feedback-lasere (DFB) fungerer fint, for selvom bølgelængden driver et par nanometer med temperatursvingninger, vil den ikke bløde ind i den næste kanal. Dette holder modulomkostninger og strømforbrug lavt.

DWDM er en anden historie. Kanaler sidder 0,8 nm (100 GHz) eller 0,4 nm (50 GHz) fra hinanden, pakket ind i C--båndet (1530-1565 nm) og nogle gange L--båndet (1565-1625 nm), efterITU-T G.694.1frekvensgitter. Ved den tæthed forårsager selv en brøkdel af en nanometer drift krydstale. Så DWDM-transceivere kræver termoelektriske kølere (TEC'er)-små aktive køleelementer inde i modulet, der låser laseren til dens nøjagtige ITU-frekvens-og tilføjer omkostninger, strømforbrug og kompleksitet til termisk styring.

Alt andet i sammenligningen-omkostninger, kapacitet, afstand, forstærkning-kommer fra denne afstandsbegrænsning. Forstå hvordanDWDM netværksarkitekturhåndterer bølgelængdestyring ved denne tæthed forklarer, hvorfor udstyrskæden ser så anderledes ud.

 

Kanalantal og kapacitet

CWDM's 20 nm afstand på tværs af 1270-1610 nm vinduet giver maksimalt 18 kanaler. I praksis bruger mange implementeringer kun 8, der holder sig til området 1470-1610nm. Årsagen: de lavere bølgelængder (1270-1450 nm) passerer gennem "vandtop"-området af standard G.652 fiber, hvor hydroxylion (OH⁻) absorption forårsager forhøjet signaltab. Nyere G.652D lav-vand-spidsfiber eliminerer stort set dette problem, men masser af installerede anlæg bruger stadig ældre fibertyper.

Dette betyder mere end specifikationerne antyder. På ældre campusfiberanlæg er 1390nm-kanalen ofte den første, vi udelukker under link engineering. På G.652A- eller G.652B-fiber kan vandtoppen omkring 1383 nm tilføje 2+ dB/km dæmpning ved den bølgelængde- nok til at slå 1390nm-kanalen helt ud på løb over 20 km. Hvis du arbejder med fiber installeret før omkring 2005, skal du kontrollere dæmpningen omkring 1383nm, før du antager, at alle 18 CWDM-kanaler er brugbare.

DWDM pakker 40 kanaler med en afstand på 100 GHz, 80 ved 50 GHz og op til 96 eller mere, når du bruger både C--bånd og L--bånd med udvidet forstærkning. Hver kanal kan bære 10G, 100G, 400G eller endda 800G afhængigt af transceiveren og modulationsformatet. Ved 80 kanaler × 100G bærer et enkelt fiberpar 8 Tbps samlet -en kapacitet, som ingen CWDM-implementering kan nærme sig.

CWDMs praktiske per-kanalloft er omkring 10G ved hjælp af SFP+ formfaktorer. 25G CWDM SFP28-moduler findes, men er endnu ikke udbredt i vid udstrækning. Når kravene pr.-kanal kommer forbi 10G, skifter de fleste netværksarkitekter til DWDM, fordi omkostningspræmien pr.-kanal begynder at blive opvejet af en dramatisk højere fiberudnyttelse pr.-.

 

Transmissionsafstand og forstærkning

Det er her, fysikken skaber det skarpeste skel.

CWDM-bølgelængder spredt over et bredt spektralområde, der falder uden for forstærkningsvinduet for erbium-dopede fiberforstærkere (EDFA'er)-de arbejdshest optiske forstærkere, der bruges i telekommunikationsnetværk. EDFA'er forstærker signaler i C--båndet (omtrent 1530-1565nm), som dækker DWDM-spektret, men kun overlapper med to eller tre CWDM-kanaler. Da du ikke kan forstærke de fleste CWDM-kanaler optisk, er hvert CWDM-link begrænset til den afstand, det uforstærkede signal kan dække: typisk 40-80 km afhængig af fiberkvalitet, stiktab og hvilken kanalbølgelængde du bruger.

DWDM, der opererer helt inden for EDFA-forstærkningsvinduet, kan forstærkes gentagne gange. Et typisk langdistance-system placerer EDFA'er hver 60-100 km, med Raman-forstærkning (en teknik, der bruger selve fiberen som forstærkningsmediet), der strækker sig længere. Undersøiske kabelsystemer dækker rutinemæssigt tusindvis af kilometer på denne måde. Selv i metro-implementeringer forvandler tilføjelse af en enkelt EDFA en passiv rækkevidde på 80 km til en 200 km+ aktiv forbindelse uden signalregenerering.

For afstande under 40 km med moderate kanalbehov er denne skelnen muligvis ligegyldig-begge teknologier fungerer passivt. Men når du først krydser tærsklen på 80 km eller forventer at have behov for forstærkning til fremtidig vækst, er DWDM den eneste vej, der skalerer uden regenerering. Rollen somoptisk linjebeskyttelse i WDM-netværkbliver også mere kritisk på længere afstande, da hvert linkfejl har større konsekvens, når du ikke bare kan køre endnu et fiberpar.

 

 

Pris: Ikke så simpelt som "CWDM er billigere"

Den konventionelle visdom-CWDM er budgetmuligheden, DWDM er dyrt-var præcis for ti år siden, men er blevet udhulet støt. DWDM-komponentvolumen er steget, og fremstillingsprocesser er modnet, hvilket har indsnævret forskellen mere, end mange købere forventer.

 

Hvor CWDM stadig har en klar omkostningsfordel:

• Ukølede lasere bruger mindre strøm (ca. 0,5 W vs. . 3-4 W pr. DWDM-kølet transceiver) og koster mindre at fremstille.
• Passive CWDM mux/demux-enheder er enklere tynde-filmfilterenheder med bredere pasbåndstolerancer.
• Ingen forstærkere, ingen spredningskompensation, ingen optiske kanalmonitorer-infrastrukturkæden er kortere.
• Implementering kræver ikke specialiseret bølgelængdeteknik eller løbende termisk styring.
•  

Hvor DWDMs højere upfront-omkostninger bliver opvejet:

Under forhold med fiberknaphed, 8+ bølgelængder pr. fiberpar og 10G+ pr.-kanalplanlægning, leverer DWDM ofte en lavere pris pr. transporteret bit. Overgangen sker, fordi du spreder mux/demux og platforminvesteringen over 40, 80 eller flere bølgelængder. Et 16--kanals CWDM-system og et 40-kanals DWDM-system kan koste et tilsvarende beløb, men DWDM-systemet leverer 2,5 gange kanalantal, og hver kanal kan bære højere datahastigheder.

Mange købere undervurderer, hvor hurtigt et "billigt" CWDM-design bliver begrænset, når fremtidig bølgelængdevækst er prissat ind. Vi har set tilfælde, hvor en campus startede med 4-kanals CWDM, ramte 8 kanaler inden for to år, og derefter stod over for en komplet platformsudskiftning for at flytte til DWDM-brugere mere i alt fra en dag med passiv, end hvis de startede med en passiv.

For en mere detaljeret sammenligning pr.-kanal ved at evaluereCWDM mux/demux platformemod DWDM-ækvivalenter på en pr.-kanal og pr.-Gbps-basis afslører ofte, at "CWDM er altid billigere"-antagelsen fordeler sig over ca. 8 kanaler eller over 10G pr. kanal.

 

 

Hvornår skal man vælge CWDM

CWDM passer bedst, når kravene holder sig inden for dets fysiske grænser, og operativ enkelhed betyder mere end rå kapacitet:

• Enterprise campus forbinder hinandenforbinder 4-8 bygninger inden for 40 km, der hver har brug for 1G- eller 10G-forbindelser, hvor plug-}and-play enkelhed og lave driftsomkostninger er prioriterede.
• Metro adgang ringerfor regionale internetudbydere eller kabeloperatører, der betjener erhvervskunder med dedikerede bølgelængdetjenester over korte afstande.
• Mobil backhaul aggregeringhvor cellesteder har brug for 1G-10G-forbindelser til et centralt kontor, og fiberpar er begrænsede, men afstandene er korte.
• Midlertidige eller budget-begrænsede projekterhvor netværket kan omplaceres eller opgraderes inden for 3-5 år, og den lavere forhåndsinvestering retfærdiggør kapacitetsloftet.

Et godt fornuftstjek: Hvis du trygt kan sige "vi har ikke brug for mere end 8 bølgelængder eller mere end 10G pr. bølgelængde på denne rute i de næste 5 år," er CWDM nok det rigtige opkald. Hvis der er reel usikkerhed i den prognose, skal du læse næste afsnit omhyggeligt.

 

 

Hvornår skal du vælge DWDM

DWDM bliver det praktiske valg-og ofte det eneste levedygtige-når nogen af ​​disse betingelser gælder:

• Afstanden overstiger 80 kmeller netværksstien kræver optisk forstærkning.
• Kanalantal overstiger 8-10på et enkelt fiberpar, hvad enten det er i dag eller inden for en 5-årig planlægningshorisont.
• Datahastigheder pr.-kanal over 10Ger nødvendige - 25G, 100G, 400G DWDM-transceivere er let tilgængelige, mens CWDM-muligheder over 10G forbliver begrænsede.
• Datacenter interconnect (DCI)mellem metro-adskilte faciliteter, hvor kapacitetsvæksten er hurtig og svær at forudsige præcist.
• Transportørrygrad og langdistance-transport, herunder ubådssystemer, hvor fiber er det dyreste aktiv og maksimering af udnyttelse er den primære økonomiske drivkraft.

For DCI-applikationer specifikt, at forstå, hvad det fuldeDWDM transponder og muxponder kortøkosystemtilbud-inklusive sammenhængende detektion og justerbare bølgelængder-hjælper med at matche platformen til faktiske trafikvækstmønstre snarere end en statisk dag-et estimat.

 

 

Køberscenarier: Tilpas teknologi til din situation

Det rigtige valg afhænger mindre af selve teknologien og mere af den specifikke implementeringskontekst. Her er, hvordan beslutningen typisk udspiller sig på tværs af forskellige køberprofiler:

 

Enterprise Campus (Multi-Building Interconnect)

Afstande normalt under 10 km, 4–8 bygninger, 1G–10G pr. link. CWDM er næsten altid den rigtige pasform her. Den operationelle enkelhed-ingen bølgelængdeplanlægning, ingen termisk styring, ingen forstærkervedligeholdelse- betyder mere end at presse den maksimale fiberkapacitet ud. Undtagelse: Hvis campus er på lejet mørk fiber med begrænset antal strenge, og bygningsantallet vokser, kan passiv DWDM være den beskedne omkostningspræmie værd for frihøjde.

 

Metro DCI (datacenter til datacenter, 10–80 km)

Det er her, beslutningen virkelig bliver svær. Når kapacitetsprognosen overstiger ca. 8 bølgelængder eller 10G pr. kanal i metroplanlægning, holder passiv CWDM normalt op med at være den økonomiske vej-selv om det fungerer fint på dag ét. Vi anbefaler generelt DWDM til metro DCI, medmindre organisationen er meget sikker på et lavt, stabilt trafikloft.

 

ISP/Carrier Access Aggregation

Kort-aggregering fra POP'er eller cellewebsteder til et centralt kontor: CWDM håndterer dette godt ved 1G-10G. Men den aggregeringsring, der forbinder disse centrale kontorer, har næsten altid brug for DWDM af både kapacitets- og afstandsårsager. Den hybride tilgang (CWDM-adgang + DWDM-kerne) beskrevet nedenfor er almindelig her.

 

Langdistance-og ubåd

Kun DWDM. Der er ingen realistisk CWDM-mulighed for afstande, der kræver forstærkning eller for kanaltællinger, der er nødvendige på backbone-skala.

 

 

Den hybride tilgang: CWDM og DWDM på samme netværk

Disse to teknologier udelukker ikke hinanden-at kombinere dem er almindelig praksis i metronetværk. Et typisk mønster: CWDM håndterer adgangslaget (kort-rækkevidde, lav-kanal-links fra kundelokaler til aggregeringsnoder), mens DWDM håndterer kerneringen (høj-kapacitet, længere-længere rækkevidde mellem aggregeringsnoder og datacentre).

Bølgelængdeplanerne er kompatible, fordi CWDM-kanaler i 1530nm- og 1550nm-området kan eksistere side om side med DWDM-kanaler i C--båndet. DWDM-kanalerne passer inden for spektralbredden af ​​en enkelt CWDM-kanal. Med korrekt passiv filtrering kan du overlejre DWDM på "1550nm" CWDM-slottet og effektivt indlejre de to systemer på delt fiber.

Dette kræver omhyggelig bølgelængdekonstruktion-det er ikke en plug-og-play-overlejring. Men det er et vel-forstået designmønster, der undgår at fremtvinge et alt-eller-intet teknologivalg, og det lader netværk udvikle sig gradvist fra CWDM til DWDM, efterhånden som efterspørgslen vokser på specifikke ruter.

 

 

Hvad købere ofte undervurderer: Reelle implementeringsovervejelser

Ud over sammenligningen af ​​spec-arket er der adskillige praktiske problemer, som ofte fanger planlæggere:

 

Legacy fiber og vandtoppen.Hvis din fiberfabrik er fra før 2005, og du regner med alle 18 CWDM-kanaler, kan du blive skuffet. På ældre G.652A/B-fiber verificerer vi typisk dæmpning omkring 1383nm med en OTDR, før vi aktiverer de lavere CWDM-kanaler. At springe dette trin over har forvandlet "18-kanals" CWDM-planer til 8-kanals planer efter installation.

 

Bølgelængdevækst er svær at forudsige.Den mest almindelige fortrydelse, vi ser i CWDM-implementeringer, er ikke ydeevnen-det løber tør for kanaler hurtigere end forventet. Trafikvækst i virksomheds- og DCI-miljøer har en tendens til at være mere klodset, end lineære prognoser antyder. Hvis der er nogen chance for, at du får brug for mere end 8 bølgelængder inden for 5 år, så tag de potentielle platformsbytteomkostninger ind i din CWDM-forretningssag.

 

Forstærkning er ikke valgfri på afstand.CWDMs manglende evne til at blive forstærket er ikke kun en rækkeviddebegrænsning-det betyder, at du ikke har noget margingendannelsesværktøj, hvis fiberforholdene forringes (nye splejsninger, ældning af stik, kabelomlægninger). DWDM med en EDFA giver dig en optisk budgetpude, som kun passive-systemer mangler.

 

Operationel kompleksitet skaleres forskelligt.CWDM er nemmere at implementere, men den enkelhed betyder færre overvågningskroge. Et passivt CWDM-link virker enten, eller også virker det ikke-der er begrænset mulighed for at overvåge kanaleffektniveauer, OSNR eller præ-forringelse af fejl uden at tilføje eksternt testudstyr. Aktive DWDM-platforme inkluderer typisk indbygget-optisk kanalovervågning (OCM) og ydeevnetelemetri, der kan fange problemer, før de forårsager afbrydelser.

 

Kohærent DWDM ændrer beregningen.Moderne sammenhængende DWDM-transceivere (100G+) omfatter indbygget-digital signalbehandling, der kompenserer for kromatisk spredning (signalspredning forårsaget af forskellige bølgelængder, der bevæger sig med lidt forskellige hastigheder i fiber) og polarisationseffekter, der automatisk-eliminerer de eksterne spredningskompensationsmoduler, der plejede at tilføje DWDM-moduler og kompleksitet. Dette har betydningsfuldt reduceret den operationelle kløft mellem de to teknologier ved højere datahastigheder.

 

 

Ofte stillede spørgsmål