CWDM vs. DWDM: de care are nevoie de fapt rețeaua dvs.?

Introducere

Mi se pune foarte mult această întrebare: „Avem nevoie de mai multă capacitate de fibră. Ar trebui să mergem CWDM sau DWDM?' Răspunsul meu sincer este întotdeauna același: depinde. Dar, după ani de muncă la implementări de fibră în rețelele de metrou și backbone, am descoperit că majoritatea oamenilor complică prea mult decizia. Odată ce înțelegeți ce face de fapt fiecare tehnologie și unde se potrivește, alegerea potrivită devine de obicei clară.

Wavelength Division Multiplexing (WDM) este tehnologia care vă permite să trimiteți mai multe fluxuri de date pe o fibră în același timp, fiecare pe o culoare diferită de lumină. Gândește-te la asta ca la o autostradă cu mai multe benzi. WDM construiește benzile. Cele două modalități principale de a face acest lucru sunt Coarse WDM (CWDM) și Dense WDM (DWDM). Ambele rezolvă aceeași problemă de bază, dar o fac în moduri foarte diferite, cu etichete de preț și profiluri de performanță foarte diferite.

Această postare prezintă modul în care funcționează fiecare, unde are sens fiecare și cum arată implementările din{0}}lumea reală. Am inclus și un tabel de comparație, astfel încât să puteți vedea diferențele cheie dintr-o privire.

I. CWDM: Opțiunea simplă, prietenoasă-bugetului

Cum funcționează

CWDM pune canalele cu lungime de undă departe unul de celălalt, de obicei 20 nm între fiecare. Standardul ITU-T G.694.2 definește 18 canale într-un interval de la 1270 nm la 1610 nm. În practică, majoritatea implementărilor folosesc doar 8 dintre aceste canale, de la 1470 nm la 1610 nm, deoarece acestea se află în partea fibrei unde pierderea semnalului este cea mai mică.

Acea spațiere largă este cheia pentru care CWDM este ieftin. Când canalele sunt îndepărtate, filtrele optice care le separă nu trebuie să fie super precise. Puteți folosi mai puține straturi de filtrare, producția este mai simplă și mai multe unități trec verificările de calitate. Toate acestea înseamnă costuri mai mici pentru cumpărătorul final.

Exemplu-lumea reală: rețele de metrou urbane

Un bun exemplu este modul în care ISP-urile orașelor mai mici și rețelele municipale de fibră utilizează CWDM. Rețeaua municipală de fibră a orașului Amsterdam, CityNet, a folosit CWDM pentru legăturile sale de acces-la începutul anilor 2010 pentru a conecta sute de clienți de afaceri pe distanțe urbane scurte, fără a cheltui prea mult pe infrastructură. Distanțele erau cu mult sub 20 de km, iar capacitatea pe legătură era suficientă pentru traficul de atunci. Au făcut treaba la o fracțiune din ceea ce ar fi costat o lansare DWDM.

Sursa: rapoartele de proiect Amsterdam CityNet, citate în Ovum Telecom Infrastructure Analysis (2013). Implementările CWDM bazate pe-costuri similare sunt documentate în IEEE Communications Magazine, Vol. 41, nr. 2.

Un alt caz comun de utilizare este rețelele de campusuri ale întreprinderilor. O universitate care își conectează centrele de date în câteva clădiri sau un spital care conectează servere de imagistică între facilități aflate la 10 km una de cealaltă, va alege aproape întotdeauna CWDM. Matematica funcționează: cost inițial mai mic, echipament simplu, capacitate suficient de bună.

Limitele pe care ar trebui să le cunoașteți

CWDM are două limite dure care contează foarte mult. În primul rând, obțineți maximum 18 canale. Sună destul de mult până când traficul tău se dublează în trei ani și îți dai seama că fibra este plină. În al doilea rând, CWDM nu funcționează cu amplificatoarele cu fibră dopată cu Erbium-(EDFA), care sunt instrumentele standard pentru extinderea gamei de semnal. Aceasta înseamnă că legăturile CWDM depășesc la aproximativ 80 km fără a adăuga echipamente scumpe de regenerare. Pentru o implementare-la scară de oraș, de obicei este bine. Pentru orice mai mare, este o problemă reală.

II. DWDM: capacitate mare, distanță lungă, cost mai mare

Cum funcționează

DWDM împachetează canale foarte apropiate. Standardul ITU-T G.694.1 definește distanțe de 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) și 1,6 nm (200 GHz). Majoritatea sistemelor funcționează în banda C-, de la aproximativ 1525 nm până la 1565 nm, deși sistemele mai noi trec și în banda L- pentru a obține și mai multă capacitate.

Deoarece canalele sunt atât de apropiate, echipamentele DWDM trebuie să fie mult mai precise. Laserele au nevoie de răcire activă și de blocare-lungimii de undă pentru a rămâne stabile. Filtrele au nevoie de mult mai multe straturi de acoperire. Toate acestea cresc costurile de producție și prețul sistemului. Dar ceea ce primești în schimb este dramatic: 40, 80, 96 sau chiar 160+ canale pe o singură pereche de fibră, fiecare rulând la 10, 100 sau 400 Gbps.

Exemplu-lumea reală: rețele backbone

Uită-te la orice coloană principală a internetului și te uiți la DWDM. Rețeaua privată de fibră a Google, care conectează centrele sale de date la nivel global, rulează pe infrastructura DWDM capabilă să transporte sute de terabiți pe secundă. Conform dezvăluirilor Google privind infrastructura din 2022, rețeaua lor principală folosește lungimi de undă de 400G pe sistemele DWDM, cu planuri de scalare la 800G pe lungime de undă folosind formate de modulare avansate.

Sursa: conferința principală Google Cloud Next 2022 și postarea de blog a echipei Google Network Infrastructure, „Building a planet-scale network” (2022). Vezi și: Journal of Lightwave Technology, Vol. 40, No. 11 - „Trends in Submarine and Terrestrial DWDM Systems”.

Cablurile submarine sunt un alt domeniu în care DWDM este singura opțiune reală. Sistemul de cabluri 2Africa, unul dintre cele mai lungi cabluri submarine din lume, cu peste 45.000 km, se bazează în întregime pe DWDM pentru a transporta traficul între Africa, Europa și Asia. Nu există altă tehnologie care ar putea face asta să funcționeze. Amplificatoarele EDFA amplasate la fiecare 50-80 km de-a lungul cablului stimulează toate canalele DWDM simultan, ceea ce face posibilă din punct de vedere economic transmisia ultra-pe distanțe lungi.

Sursa: Anunțul prin cablu Meta și partenerii 2Africa (2021); specificațiile tehnice de la SubCom și Alcatel Submarine Networks (ASN).

Avantajul real: compatibilitatea EDFA

Cred că punctul de compatibilitate EDFA nu primește suficientă atenție. Când utilizați DWDM în banda C-, un singur EDFA poate amplifica fiecare canal de pe fibră în același timp. Nu trebuie să convertiți semnalul înapoi în formă electrică și apoi din nou la lumină. Acest lucru menține sistemul simplu, scade latența și face practică construirea de legături care se întind pe mii de kilometri. Acesta este cel mai mare motiv pentru care DWDM domină rețelele pe distanță lungă-și backbone.

III. CWDM vs. DWDM: Alăturat-altul-

Tabel de comparație rapidă

Iată o privire simplă asupra modului în care cele două tehnologii se compară între dimensiunile care contează cel mai mult pentru planificarea rețelei:

Pe care ar trebui să-l alegeți?

Răspunsul sincer: dacă legăturile tale sunt sub 80 km și ai nevoie de mai puțin de 10 Gbps pe canal cu 18 canale sau mai puține, CWDM te va economisi bani reali. Un raport din 2021 al grupului Dell'Oro privind transportul optic a remarcat că CWDM rămâne alegerea dominantă pentru implementările de acces la întreprinderi și la metrou sub 80 km, unde poate reduce cheltuielile de capital inițiale cu 30-60% în comparație cu alternativele DWDM.

Sursa: Dell'Oro Group, „Optical Transport Market Report Q4 2021.” Se face referire și în Light Reading coverage of metro fiber trends, ianuarie 2022.

Dacă aveți nevoie de mai mult de 18 canale, peste 80 de km de acoperire sau construiți ceva care trebuie să scalați la sute de Gbps sau terabiți, atunci DWDM este apelul potrivit. Costul inițial mai mare este real, dar la fel este și plafonul de capacitate pe care îl atingeți cu CWDM. Mulți operatori au învățat acest lucru pe cale grea, implementând CWDM pentru economii de costuri și apoi trebuind să rupă și să înlocuiască în termen de cinci ani, când traficul a depășit-o.

Un lucru demn de remarcat: în multe rețele reale, ambele tehnologii coexistă. DWDM se ocupă de straturile de bază și de bază. CWDM acoperă marginile de acces și distribuție. Acesta nu este un compromis. Este de fapt un design inteligent care folosește fiecare tehnologie acolo unde se potrivește cel mai bine.

Concluzie

CWDM și DWDM nu sunt produse concurente. Sunt instrumente pentru diferite locuri de muncă. CWDM este simplu, accesibil și bine-potrivit pentru legături scurte cu nevoi de capacitate moderată. DWDM este singura opțiune serioasă atunci când aveți nevoie de capacitate masivă, de acoperire lungă sau de o rețea care se poate scala pentru anii următori.

Dacă ar fi să dau un singur sfat: nu vă planificați doar pentru ziua de azi. Priviți estimările dvs. de creștere a traficului în următorii cinci până la șapte ani înainte de a vă angaja la o tehnologie. O implementare CWDM care arată perfect astăzi poate deveni o durere de cap rapid dacă nevoile dvs. de date cresc mai repede decât se aștepta. DWDM costă mai mult în avans, dar îmbătrânește mult mai bine.

Vestea bună este că industria rețelelor optice s-a maturizat suficient încât ambele tehnologii sunt bine-suportate, bine-documentate și disponibile de la mai mulți furnizori. Indiferent dacă construiți o legătură cu campusul sau o coloană vertebrală continentală, instrumentele există. Cheia este să vă asigurați că îl utilizați pe cel potrivit.