CWDM u odnosu na DWDM: Koja mreža zapravo treba?

Uvod

Često mi postavljaju ovo pitanje: 'Trebamo više kapaciteta vlakana. Trebamo li prijeći na CWDM ili DWDM?' Moj iskreni odgovor uvijek je isti: ovisi. Ali nakon godina rada na implementaciji vlakana u metro i okosnim mrežama, otkrio sam da većina ljudi previše komplicira odluku. Nakon što shvatite što svaka tehnologija zapravo radi i gdje se uklapa, pravi izbor obično postaje jasan.

Wavelength Division Multiplexing (WDM) je tehnologija koja vam omogućuje slanje više tokova podataka niz jedno vlakno u isto vrijeme, svaki na različitoj boji svjetla. Zamislite to kao autocestu s više traka. WDM gradi staze. Dva glavna načina za to su Grubi WDM (CWDM) i Gusti WDM (DWDM). Oba rješavaju isti osnovni problem, ali to rade na vrlo različite načine, s vrlo različitim cijenama i profilima performansi.

Ovaj post raščlanjuje kako svaki od njih funkcionira, gdje svaki ima smisla i kako-implementacije izgledaju u stvarnom svijetu. Uključio sam i usporednu tablicu tako da možete na prvi pogled vidjeti ključne razlike.

I. CWDM: Jednostavna opcija-prijateljska

Kako to radi

CWDM postavlja kanale valne duljine daleko jedan od drugoga, obično 20 nm između svakog. Standard ITU-T G.694.2 definira 18 kanala u rasponu od 1270 nm do 1610 nm. U praksi većina implementacija koristi samo 8 od tih kanala, od 1470 nm do 1610 nm, jer se oni nalaze u dijelu vlakna gdje je gubitak signala najmanji.

Taj veliki razmak je ključ zašto je CWDM jeftin. Kada su kanali udaljeni, optički filtri koji ih razdvajaju ne moraju biti super precizni. Možete koristiti manje slojeva filtera, proizvodnja je jednostavnija, a više jedinica prolazi provjere kvalitete. Sve to znači manje troškove za krajnjeg kupca.

Primjer-stvarnog svijeta: gradske metro mreže

Dobar primjer je kako manji gradski ISP-ovi i općinske optičke mreže koriste CWDM. Gradska optička mreža grada Amsterdama, CityNet, ranih 2010-ih ranih je 2010-ih koristila CWDM za svoje veze-sloja za povezivanje stotina poslovnih korisnika u kratkim urbanim rasponima bez pretjeranog trošenja na infrastrukturu. Udaljenosti su bile znatno ispod 20 km, a kapacitet po linku bio je dovoljan za tadašnji promet. Obavili su posao za djelić onoga što bi koštalo uvođenje DWDM-a.

Izvor: Izvješća o projektu Amsterdam CityNet, citirana u Ovum Telecom Infrastructure Analysis (2013). Slične implementacije-CWDM-a vođene troškovima dokumentirane su u IEEE Communications Magazine, Vol. 41, No. 2.

Još jedan uobičajeni slučaj upotrebe su mreže poslovnih kampusa. Sveučilište koje povezuje svoje podatkovne centre preko nekoliko zgrada ili bolnica koja povezuje slikovne poslužitelje između objekata udaljenih 10 km, gotovo će uvijek odabrati CWDM. Matematika funkcionira: niži početni trošak, jednostavna oprema, dovoljno dobar kapacitet.

Granice koje biste trebali znati

CWDM ima dva čvrsta ograničenja koja su vrlo važna. Prvo, dobivate maksimalno 18 kanala. To zvuči kao dosta dok se vaš promet ne udvostruči u tri godine i shvatite da je vlakno puno. Drugo, CWDM ne radi s erbijevim-pojačivačima vlakana (EDFA), koji su standardni alati za proširenje dometa signala. To znači da CWDM veze dostižu vrhunac na oko 80 km bez dodavanja skupe opreme za regeneraciju. Za-uvođenje na razini grada to je obično u redu. Za sve veće, to je pravi problem.

II. DWDM: Veliki kapacitet, velike udaljenosti, viši trošak

Kako to radi

DWDM pakira kanale vrlo blizu jedan drugom. Standard ITU-T G.694.1 definira razmake od 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) i 1,6 nm (200 GHz). Većina sustava radi u C-pojasu, otprilike 1525 nm do 1565 nm, iako noviji sustavi guraju i L-pojas kako bi dobili još više kapaciteta.

Budući da su kanali tako blizu, DWDM oprema mora biti mnogo preciznija. Laserima je potrebno aktivno hlađenje i-zaključavanje valne duljine kako bi ostali stabilni. Filtrima je potrebno mnogo više slojeva premaza. Sve to povećava troškove proizvodnje i cijenu sustava. Ali ono što dobivate zauzvrat je dramatično: 40, 80, 96 ili čak 160+ kanala na jednom paru vlakana, a svaki radi pri 10, 100 ili 400 Gbps.

Primjer-stvarnog svijeta: okosnice mreže

Pogledajte bilo koju veću internetsku okosnicu i gledate DWDM. Googleova privatna optička mreža, koja globalno povezuje njegove podatkovne centre, radi na DWDM infrastrukturi koja može prenositi stotine terabita u sekundi. Prema Googleovim objavama infrastrukture za 2022., njihova okosnica mreže koristi valne duljine od 400G na DWDM sustavima, s planovima za skaliranje na 800G po valnoj duljini korištenjem naprednih formata modulacije.

Izvor: govor na Google Cloudu Next 2022. i post na blogu tima Googleove mrežne infrastrukture, 'Izgradnja mreže-razmjera planeta' (2022.). Vidi također: Journal of Lightwave Technology, Vol. 40, No. 11 - 'Trendovi u podmorskim i zemaljskim DWDM sustavima.'

Podmorski kabeli još su jedno područje gdje je DWDM jedina prava opcija. Kabelski sustav 2Africa, jedan od najdužih podmorskih kabela na svijetu s preko 45.000 km, u potpunosti se oslanja na DWDM za prijenos prometa između Afrike, Europe i Azije. Ne postoji druga tehnologija koja bi to mogla učiniti. EDFA pojačala postavljena svakih 50-80 km duž kabela pojačavaju sve DWDM kanale odjednom, što čini prijenos ultra-na velikim udaljenostima ekonomski mogućim.

Izvor: kabelska najava 2Africa tvrtke Meta i partnera (2021.); tehničke specifikacije SubComa i Alcatel Submarine Networks (ASN).

Prava prednost: EDFA kompatibilnost

Mislim da se točki EDFA kompatibilnosti ne pridaje dovoljno pažnje. Kada koristite DWDM u C-pojasu, jedan EDFA može pojačati svaki kanal na vlaknu u isto vrijeme. Ne morate pretvarati signal natrag u električni oblik, a zatim ponovno u svjetlo. Ovo održava sustav jednostavnim, smanjuje kašnjenje i čini ga praktičnim za izgradnju veza koje se protežu tisućama kilometara. Ovo je najveći pojedinačni razlog zbog kojeg DWDM dominira-mrežama dugog dometa i glavnim mrežama.

III. CWDM naspram DWDM: jedno-pored-jedno

Tablica brze usporedbe

Ovdje je jednostavan pogled na to kako se dvije tehnologije uspoređuju u dimenzijama koje su najvažnije za mrežno planiranje:

Koju odabrati?

Iskren odgovor: ako su vaše veze ispod 80 km i trebate manje od 10 Gbps po kanalu s 18 ili manje kanala, CWDM će vam uštedjeti pravi novac. Izvješće Dell'Oro Grupe o optičkom transportu iz 2021. navodi da CWDM ostaje dominantan izbor za poslovne i metro pristupe do 80 km, gdje može smanjiti početnu kapitalnu potrošnju za 30-60% u usporedbi s DWDM alternativama.

Izvor: Dell'Oro Grupa, 'Optical Transport Market Report Q4 2021.' Također se navodi u izvješću Light Readinga o trendovima metro vlakana, siječanj 2022.

Ako trebate više od 18 kanala, više od 80 km dosega ili gradite nešto što mora skalirati na stotine Gbps ili terabita, onda je DWDM pravi poziv. Viši početni trošak je stvaran, ali isto tako i gornja granica kapaciteta koju dosegnete s CWDM-om. Mnogi operateri su to naučili na teži način, implementirajući CWDM radi uštede, a zatim su ga morali ripati i zamijeniti u roku od pet godina kada ga je promet prerastao.

Jedna stvar vrijedna pažnje: u mnogim stvarnim mrežama obje tehnologije koegzistiraju. DWDM upravlja okosnicom i temeljnim slojevima. CWDM pokriva rubove pristupa i distribucije. Ovo nije kompromis. To je zapravo pametan dizajn koji koristi svaku tehnologiju tamo gdje joj najbolje odgovara.

Zaključak

CWDM i DWDM nisu konkurentski proizvodi. Oni su alati za različite poslove. CWDM je jednostavan, pristupačan i-prikladan za kratke veze s umjerenim potrebama za kapacitetom. DWDM je jedina ozbiljna opcija kada vam je potreban ogroman kapacitet, veliki doseg ili mreža koja se može skalirati godinama koje dolaze.

Kad bih morao dati jedan savjet: nemojte planirati samo danas. Pogledajte svoje procjene rasta prometa u sljedećih pet do sedam godina prije nego što se posvetite tehnologiji. Implementacija CWDM-a koja danas izgleda savršeno može brzo postati glavobolja ako vaše potrebe za podacima rastu brže od očekivanog. DWDM košta više unaprijed, ali stari puno bolje.

Dobra vijest je da je industrija optičkog umrežavanja dovoljno sazrela da su obje tehnologije dobro-podržane, dobro-dokumentirane i dostupne od više dobavljača. Bilo da gradite vezu kampusa ili kontinentalnu okosnicu, alati postoje. Ključ je samo osigurati da koristite pravi.