CWDM v primerjavi z DWDM: katerega vaše omrežje dejansko potrebuje?

Uvod

Pogosto mi postavljajo to vprašanje: 'Potrebujemo več zmogljivosti vlaken. Ali naj uporabimo CWDM ali DWDM?' Moj iskren odgovor je vedno enak: odvisno. Toda po letih dela na uvajanju optičnih vlaken v podzemnih in hrbteničnih omrežjih sem ugotovil, da večina ljudi preveč zapleta odločitev. Ko enkrat razumete, kaj posamezna tehnologija dejansko počne in kam ustreza, običajno postane prava izbira jasna.

Wavelength Division Multiplexing (WDM) je tehnologija, ki vam omogoča pošiljanje več podatkovnih tokov po enem vlaknu hkrati, vsakega z drugačno barvo svetlobe. Predstavljajte si to kot avtocesto z več pasovi. WDM gradi steze. Dva glavna načina za to sta grobi WDM (CWDM) in gosti WDM (DWDM). Oba rešujeta isto osnovno težavo, vendar to počneta na zelo različne načine, z zelo različnimi cenami in profili delovanja.

Ta objava razčlenjuje, kako vsak deluje, kje je vsak smiseln in kako-so videti uvajanja v resničnem svetu. Vključil sem tudi primerjalno tabelo, da lahko na prvi pogled vidite ključne razlike.

I. CWDM: Preprosta, proračunu-prijazna možnost

Kako deluje

CWDM postavlja kanale valovne dolžine daleč drug od drugega, običajno 20 nm med vsakim. Standard ITU-T G.694.2 definira 18 kanalov v razponu od 1270 nm do 1610 nm. V praksi večina uvedb uporablja le 8 od teh kanalov, od 1470 nm do 1610 nm, ker se ti nahajajo v delu vlakna, kjer je izguba signala najmanjša.

Ta širok razmik je ključ do tega, zakaj je CWDM poceni. Ko so kanali daleč narazen, ni treba, da so optični filtri, ki jih ločujejo, zelo natančni. Uporabite lahko manj filtrirnih slojev, izdelava je preprostejša in več enot prestane preverjanje kakovosti. Vse to pomeni nižje stroške za končnega kupca.

Primer iz-resničnega sveta: omrežja mestne podzemne železnice

Dober primer je, kako manjši mestni ponudniki internetnih storitev in občinska optična omrežja uporabljajo CWDM. Mestno optično omrežje mesta Amsterdam, CityNet, je v zgodnjih 2010-ih uporabilo CWDM za svoje-povezave slojev dostopa, da bi povezalo na stotine poslovnih strank na kratkih mestnih razponih brez prevelike porabe za infrastrukturo. Razdalje so bile krepko pod 20 km, zmogljivost na povezavo pa je zadostovala za takratni promet. Delo so opravili za delček cene, ki bi jo stala uvedba DWDM.

Vir: poročila o projektu Amsterdam CityNet, navedena v Ovum Telecom Infrastructure Analysis (2013). Podobne stroškovno{2}}uvedbe CWDM so dokumentirane v IEEE Communications Magazine, Vol. 41, No. 2.

Drug pogost primer uporabe so omrežja kampusov podjetij. Univerza, ki povezuje svoje podatkovne centre v nekaj stavbah, ali bolnišnica, ki povezuje slikovne strežnike med objekti, oddaljenimi 10 km, bo skoraj vedno izbrala CWDM. Matematika se izide: nižji začetni stroški, preprosta oprema, dovolj dobra zmogljivost.

Meje, ki bi jih morali poznati

CWDM ima dve trdi omejitvi, ki sta zelo pomembni. Prvič, dobite največ 18 kanalov. To zveni kot veliko, dokler se vaš promet v treh letih ne podvoji in ugotovite, da je vlakno polno. Drugič, CWDM ne deluje z erbijevimi-ojačevalniki vlaken (EDFA), ki so standardna orodja za razširitev dosega signala. To pomeni, da povezave CWDM dosežejo vrh pri približno 80 km brez dodajanja drage opreme za regeneracijo. Za uvedbo-v mestnem merilu je to običajno v redu. Za vse, kar je večje, je to resen problem.

II. DWDM: visoka zmogljivost, dolge razdalje, višji stroški

Kako deluje

DWDM pakira kanale zelo blizu skupaj. Standard ITU-T G.694.1 določa razmike 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) in 1,6 nm (200 GHz). Večina sistemov deluje v pasu C-, približno 1525 nm do 1565 nm, čeprav novejši sistemi prehajajo tudi v pas L-, da pridobijo še večjo zmogljivost.

Ker so kanali tako blizu skupaj, mora biti oprema DWDM veliko bolj natančna. Laserji potrebujejo aktivno hlajenje in-zaklepanje valovne dolžine, da ostanejo stabilni. Filtri potrebujejo veliko več slojev premaza. Vse to zvišuje proizvodne stroške in ceno sistema. Toda tisto, kar dobite v zameno, je dramatično: 40, 80, 96 ali celo 160+ kanalov na enem paru vlaken, pri čemer vsaka deluje s hitrostjo 10, 100 ali 400 Gbps.

Primer iz-resničnega sveta: hrbtenična omrežja

Poglejte katero koli glavno internetno hrbtenico in gledate DWDM. Googlovo zasebno optično omrežje, ki povezuje njegove podatkovne centre po vsem svetu, deluje na infrastrukturi DWDM, ki lahko prenaša na stotine terabitov na sekundo. Glede na Googlova razkritja infrastrukture za leto 2022 njihovo hrbtenično omrežje uporablja valovne dolžine 400G v sistemih DWDM, z načrti za povečanje na 800G na valovno dolžino z uporabo naprednih formatov modulacije.

Vir: uvodna beseda Google Cloud Next 2022 in objava v spletnem dnevniku skupine Google Network Infrastructure, »Gradnja omrežja-na planetarnem merilu« (2022). Glej tudi: Journal of Lightwave Technology, Vol. 40, No. 11 - 'Trends in Submarine and Terrestrial DWDM Systems.'

Podmorski kabli so drugo področje, kjer je DWDM edina prava možnost. Kabelski sistem 2Africa, eden najdaljših podmorskih kablov na svetu z več kot 45.000 km, se v celoti opira na DWDM za prenos prometa med Afriko, Evropo in Azijo. Ni druge tehnologije, s katero bi to lahko delovalo. Ojačevalniki EDFA, nameščeni vsakih 50-80 km vzdolž kabla, okrepijo vse kanale DWDM hkrati, kar naredi prenos na ultra-dolge razdalje ekonomsko mogoč.

Vir: kabelska napoved družbe Meta in partnerji 2Africa (2021); tehnične specifikacije podjetij SubCom in Alcatel Submarine Networks (ASN).

Prava prednost: združljivost z EDFA

Mislim, da točka združljivosti EDFA ne dobi dovolj pozornosti. Ko uporabljate DWDM v pasu C-, lahko en sam EDFA ojača vsak kanal na vlaknu hkrati. Ni vam treba pretvoriti signala nazaj v električno obliko in nato spet nazaj v svetlobo. To ohranja sistem preprost, zmanjšuje zakasnitev in omogoča praktično gradnjo povezav, ki segajo na tisoče kilometrov. To je največji razlog, da DWDM prevladuje v-omrežjih za dolge razdalje in hrbteničnih omrežjih.

III. CWDM proti DWDM: drug-ob-drug

Hitra primerjalna tabela

Tukaj je neposreden pogled na primerjavo obeh tehnologij v dimenzijah, ki so najpomembnejše za načrtovanje omrežja:

Katerega izbrati?

Iskren odgovor: če so vaše povezave pod 80 km in potrebujete manj kot 10 Gbps na kanal z 18 ali manj kanali, vam bo CWDM prihranil pravi denar. Poročilo skupine Dell'Oro iz leta 2021 o optičnem transportu ugotavlja, da CWDM ostaja prevladujoča izbira za uvedbe dostopa do podjetji in metroja pod 80 km, kjer lahko zmanjša začetno kapitalsko porabo za 30–60 % v primerjavi z alternativami DWDM.

Vir: Skupina Dell'Oro, 'Optical Transport Market Report Q4 2021.' Navedeno tudi v poročanju Light Reading o trendih metro vlaken, januar 2022.

Če potrebujete več kot 18 kanalov, več kot 80 km dosega ali gradite nekaj, kar se mora meriti na stotine Gbps ali terabitov, potem je DWDM pravi klic. Višji začetni stroški so resnični, toda tudi zgornja meja zmogljivosti, ki jo dosežete s CWDM. Številni operaterji so se tega naučili na težji način, saj so uvedli CWDM za prihranek stroškov, nato pa so morali v petih letih raztrgati in zamenjati, ko je promet prerasel.

Omeniti velja eno stvar: v mnogih resničnih omrežjih obe tehnologiji obstajata sočasno. DWDM obravnava hrbtenično in jedrno plast. CWDM pokriva robove dostopa in distribucije. To ni kompromis. Pravzaprav gre za pametno zasnovo, ki vsako tehnologijo uporablja tam, kjer ji najbolj ustreza.

Zaključek

CWDM in DWDM nista konkurenčna izdelka. So orodja za različna dela. CWDM je preprost, cenovno dostopen in zelo-primeren za kratke povezave z zmernimi potrebami po zmogljivosti. DWDM je edina resna možnost, ko potrebujete veliko zmogljivost, dolg doseg ali omrežje, ki se lahko širi v prihodnjih letih.

Če bi moral dati en nasvet: ne načrtujte samo za danes. Poglejte svoje ocene rasti prometa v naslednjih petih do sedmih letih, preden se zavežete tehnologiji. Uvedba CWDM, ki je danes videti popolna, lahko hitro postane glavobol, če vaše potrebe po podatkih rastejo hitreje od pričakovanega. DWDM stane več vnaprej, vendar se stara veliko bolje.

Dobra novica je, da je industrija optičnih omrežij dovolj dozorela, da sta obe tehnologiji dobro-podprti, dobro{1}}dokumentirani in na voljo pri več prodajalcih. Ne glede na to, ali gradite povezavo kampusa ali celinsko hrbtenico, orodja obstajajo. Ključno je samo zagotoviti, da uporabljate pravega.