Что нужно знать о технологии CWDM?

Грубое спектральное мультиплексирование – CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) – технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Согласно рекомендации ITU-T G.694.2 в системах CWDM кроме широко известных диапазонов С, S, L используются еще два диапазона O (original, основной) 1260–1360 нм и E (extensive, расширенный) 1360–1460 нм. В совокупности все диапазоны охватывают область от 1260 до 1625 нм, в которой располагается 18 каналов с шагом 20 нм.

CWDM Mux/Demux: Ключевые компоненты технологии CWDM

Mux обычно известен как мультиплексор, который соединяет несколько каналов длины волны на одном волокне, Demux отделяет их снова на другом конце. Настройка Mux/Demux особенно полезна для увеличения сквозной емкости развернутого оптоволокна. Mux обычно находится в центральном офисе, блок Demux располагается либо в шкафу, либо в муфте, из которого волокна направляются к месту назначения в звездообразной топологии.

Двухволоконный CWDM Mux/Demux

Двухволоконный CWDM Mux/Demux представляет собой пассивное устройство, мультиплексирующее и демультиплексирующее длины волны для расширения ёмкости сети, которое должно работать парами для двунаправленной передачи по двойному волокну. Он может поддеживать до 18 каналов для передачи и приема 18 видов сигналов, с длиной волны от 1270nm до 1610nm. Модуль CWDM, вставленный в оптическом порте Mux, дожен иметь одинаковую длину волны как порта Mux, чтобы завершить передачу сигнала.

Одноволоконный CWDM Mux Demux

Одноволоконный CWDM Mux Demux должен использоваться парами. Один мультиплексирует несколько сигналов, передает их через одно волокно вместе, а другой на противоположной стороне волокна демультиплексирует интегрированные сигналы. Учитывая, что одноволоконный CWDM Mux Demux передает и принимает интегрированные сигналы через одно и то же волокно, длина волны для RX и TX одинакового порта на одноволоконном CWDM Mux Demux должна быть разными. Принцип работы одноволоконного CWDM Mux Demux более сложный, по сравнению с двухволоконным.

Как показано на рисунке ниже, передача слева направо использует 1470nm, 1510nm, 1550nm и 1590nm для мультиплексирования сигналов, передает их через одно волокно и с использованием одинаковых четырех длин волны для демультиплексирования этих сигналов, тогда как противоположная передача передает сигналы с 1490nm, 1530nm, 1570nm и 1610nm через то же волокно. Что касается длины волны модуля, он должен использовать ту же длину волны, что и TX порта на CWDM Mux Demux. Например, когда порт одновоноконного CWDM Mux Demux имеет 1470nm для TX и 1490nm для RX, затем 1470nm модуль CWDM должен быть вставлен.

Приложения технологии CWDM

Из-за технических характеристик CWDM, CWDM применяется в основном в двух широких областях: городская сеть и сеть доступа. Всегда существуют два функции. Одна из функций состоит в том, чтобы использовать каждый оптический канал для передачи отдельного входного сигнала по индивидуальной скорости. И другая - использовать CWDM для разложения высокоскоростного сигнала на более медленные компоненты, которые могут передаваться более экономично, например, некоторые модули 10G.

CWDM в MAN (Metropolitan Area Network)

MAN (Metropolitan Area Network) относится к сети, которая охватывает город и его пригороды, обеспечивая интегрированную платформу передачи для городских районов. Сети CWDM обеспечивают предоставление услуг по длине волны на большой территории metro, с такими функциональными и экономическими преимуществами, как полное логическое соединение в сетке, повторное использование длины волны и низкая конечная латентность. Эти функции применимы к сегментам CO-CO (Inter-Office) и FTTB (Fiber to the Building) городской сети. Преимущества CWDM с низкой латентностью особенно привлекательны в приложениях SAN с поддержкой ESCON и FICON/Fibre Channel. Низкопространственное, низкопомощное и низкозатратное преимущество CWDM также позволяют его развертывание на сегментах OSP (Outside Plant) или RT (Remote Terminal) на рынке metro.

CWDM в соединении LAN и SAN

CWDM имеет богатую топологию сети, такую как точка-точка, кольцо, сетка и т. д. Кольцевая сеть может обеспечить функцию самовосстановления защиты: стиль восстановления включает защиту от разрыва линии и разделение узлов. Кольца CWDM и двухточенные линии идеально подходят для соединения географически распределенной сети LAN (local area network) и SAN (storage area network). Путём интеграции несколько линий Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet и Fibre Channel по одному оптическому волокну, корпорация может извлечь выгоду из CWDM для двухточенных или кольцевых приложений.

CWDM интегрирован в 10 Gigabit Ethernet

Благодаря преимуществам низкой стоимости внедрения, надежности, относительной простоте установки и обслуживания, Ethernet широко используется в системе metro/доступа в настоящее время. По мере увеличения пропускной способности была выдвинута более высокая скорость передачи данных 10 Gigabit Ethernet. Ethernet, интегрированный с CWDM, представляет собой один из лучших методов реальзации. В стандартов 10 Gigabit Ethernet в IEEE 802.3ae один является четырехканальным 1300nm решением CWDM. Однако, если CWDM был основан на 10 каналах 1Gbps, тогда будет использоваться 200nm спектра длин волны. По сравнению с TDM (transmission time division multiplexing), технология 10G CWDM может иметь более высокую начальную стоимость, но он может предоставлять лучшую стабильность и гибкость, чем TDM.

CWDM в PON (Passive Optical Network)

PON представляет собой оптическую сеть точка-многоточка, которая использует существующее волокно. Это экономичный способ обеспечения пропускной способности до последней мили. Его экономия достигается за счет использования пассивных устройств в виде сплиттеров и разветвителей, а не более дорогостоящей активной электроники. PON расширяет количество конечных точек и увеличивает емкость волокна. Но PON ограничен в объеме пропускной способности, который он может поддерживать. Поскольку CWDM может увеличить пропускную способность экономично, когда они сочетаются вместе, каждая дополнительная лямбда становится виртуальным двухточечным соединением от центрального офиса до конечного пользователя. Если один конечный пользователь в исходном развертывании PON растет до такой степени, что ему нужно собственное волокно, добавление CWDM к волокну PON создает виртуальное волокно для этого пользователя. Как только трафик переключается на назначенную лямбду, пропускная способность, взятая из PON, теперь доступна для других конечных пользователей. Таким образом, система доступа может максимизировать эффективность волокна.

Вывод

CWDM является привлекательным решением для операторов, которым необходимо модернизировать свои сети для удовлетворения текущих или будущих потребностей в трафике, одновременно минимизируя использование ценных волоконных нитей. С ростом требований к трафику, популярность CWDM с операторами в сетях доступа и городских сетей будет сродни популярности DWDM в сетях long haul и ultra-long haul.