GROBE UND DICHTE WELLENLÄNGE TEILUNG MULTIPLEXING
Mit Wavelength Division Multiplexing (WDM) können verschiedene Datenströme gleichzeitig über ein einziges Glasfasernetz gesendet werden. In anderen Artikeln haben wir die Analogie einer Schnellstraße verwendet, um die Funktionsweise von WDM beim Erstellen eines einzelnen virtuellen Glasfasernetzwerks zu skizzieren. Die Kombination mehrerer Dienste auf einer dunklen Faser kann die Faser maximieren und Unternehmen dabei helfen, den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, ohne mehr Faser zu verlegen oder zu leasen, bis dies unbedingt erforderlich ist. Heutzutage werden zwei Haupttypen von WDM-Technologien verwendet: Grobes Wellenlängenmultiplex (CWDM) und dichtes Wellenlängenmultiplex (DWDM).
Mit CWDM können bis zu 18 Kanäle über eine einzelne dunkle Faser transportiert werden, während DWDM bis zu 88 Kanäle unterstützt. Beide Technologien sind protokollunabhängig, dh auf den verschiedenen Wellenlängenkanälen kann jede Mischung aus Daten, Speicher, Sprache oder Video verwendet werden. In Bezug auf Fasern liegt der Hauptunterschied zwischen CWDM- und DWDM-Technologien darin, wie die Übertragungskanäle entlang des elektromagnetischen Spektrums verteilt sind.
Die WDM-Technologie nutzt Infrarotlicht, das außerhalb des Spektrums des sichtbaren Lichts liegt. Es können Wellenlängen zwischen 1260nm und 1670nm verwendet werden. Die meisten Fasern sind für die beiden Regionen 1310 nm und 1550 nm optimiert, was effektive „Fenster“ für die optische Vernetzung ermöglicht.
Coarse Wavelength Division Multiplexing
CWDM ist eine Technologie, mit der bis zu 18 Kanäle über ein dunkles Glasfaserpaar verbunden werden können. Zwei Wellenlängenbereiche sind am häufigsten mit CWDM assoziiert, 1310 nm und 1550 nm. Die 1550-nm-Region ist populärer, weil sie einen geringeren Verlust in der Faser aufweist (was bedeutet, dass das Signal weiter wandern kann).
Wenn wir unsere Straßenanalogie verwenden, ist das so, als würden Sie 18 Fahrspuren auf der Straße malen, neun in der 1310-Region der Faser (1270 nm bis 1450 nm) und neun in der 1550-Region (1470 nm bis 1610 nm). Um dies zu erreichen, sind die Wellenlängen jedes Kanals 20 nm voneinander entfernt.
CWDM ist eine bequeme und kostengünstige Lösung für Entfernungen bis zu 70 km. Aufgrund eines Phänomens, das als Wasserpeak der Faser bezeichnet wird (mehr dazu weiter unten), ist CWDM zwischen 40 km und seiner maximalen Entfernung von 70 km tendenziell auf 8 Kanäle beschränkt. CWDM-Signale können nicht verstärkt werden, sodass die Schätzung von 70 km ein absolutes Maximum darstellt.
Mit DWDM können wir unsere Straße auf eine 88-spurige Schnellstraße umbauen. DWDM kann schnellere Protokolle mit bis zu 100 Gbit / s pro Kanal verarbeiten. Jeder Kanal ist nur 0,8 nm von den 20 nm entfernt, die Sie in einem CWDM-System finden würden.
Das dichte Wellenlängen-Multiplexing funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie CWDM, kann jedoch zusätzlich zu der erhöhten Kanalkapazität auch verstärkt werden, um viel größere Entfernungen zu unterstützen.
CWDM- und DWDM-Wellenlängenvergleich
Die folgende Abbildung zeigt, wie die DWDM-Kanäle im Vergleich zu CWDM-Kanälen in das Wellenlängenspektrum passen. Jeder CWDM-Kanal ist 20 nm vom benachbarten Kanal entfernt. In der Abbildung verwenden wir Farben, um die 8 CWDM-Kanäle in der Region 1550 zu unterscheiden. Für die 1310 Regionen wurden keine Farbschemata standardisiert.
Für DWDM hingegen liegen alle DWDM-Kanäle in den CWDM-Regionen 1530 und 1550 nm. Auch bei DWDM-Kanälen wurde ein Farbschema nicht standardisiert: Wahrscheinlich auch, weil das Erinnern und Unterscheiden von 88 verschiedenen Farben für die DWDM-Kanäle mit bloßem Auge ebenfalls eine Belastung sein kann. Stattdessen verwenden wir einen Block, um anzuzeigen, wo sie gruppiert sind.
CWDM und DWDM erhöhen den Datenverkehr, der über eine dunkle Glasfaser verbunden werden kann. Warum also nicht mehr hinzufügen? Warum bei 18 CWDM-Kanälen und 88 DWDM-Kanälen anhalten? Der Grund, warum es nicht möglich ist, mehr hinzuzufügen, ist, dass die Faser selbst nicht linear ist.
Bei größeren Entfernungen über 40 km ist CWDM aufgrund einer chemischen Eigenschaft in der Faser, die als Wasserspitze bezeichnet wird, auf 9 Arbeitskanäle beschränkt. Der Wasserpeak ist ein Bereich mit hohem Verlust in der 1300 nm-Region der Faser, der die CWDM-Kanäle 1370 nm bis 1430 nm beeinflusst. In dieser Region beträgt der Signalverlust 1,0 dB / km gegenüber 0,25 dB / km in der 1550-Region. Dies bedeutet nicht, dass CWDM-Kanäle in der 1310-nm-Region nicht verwendet werden können, nur dass die Entfernung verringert wird.
DWDM-Kanäle befinden sich im 1550-nm-Bereich der Faser, dem Bereich in der Faser, der den geringsten Verlust aufweist. Die Region von 1550 befindet sich in einem stabilen, verlustarmen Tal, das zu beiden Seiten von Gebieten mit hohen Verlusten umgeben ist. Zu beiden Seiten des 1550-Bereichs nimmt der Verlust der Faser schnell zu und wird für optische Netzwerkanwendungen unbrauchbar.
Eine bequeme Möglichkeit, die Anzahl der DWDM-Kanäle von beispielsweise 40 auf 80 zu erhöhen, ist die Verwendung eines Interleavers. Ein Interleaver multiplext DWDM-Signale mit einem Abstand von 50 GHz auf einen Kanalplan mit einem Abstand von 100 GHz. Die 50- und 100-GHz-Signale werden üblicherweise als ungerade und gerade Signale bezeichnet, und diese Signale werden typischerweise kombiniert oder verschachtelt, um sich von 40 auf 80 Kanäle im C-Band der Faser zu bewegen.
Wie bereits erwähnt, ist die CWDM-Konnektivität auf 70 km begrenzt, während DWDM bis zu 80 km übertragen kann. Aber vielleicht noch wichtiger ist, dass DWDM für größere Entfernungen verstärkt werden kann. Da alle DWDM-Kanäle in der Regel im "abgeflachten" Bereich von 1550 nm der Faser liegen, eignen sie sich besser zur Verstärkung.
| DWDM | CWDM | |
| Entfernung | 70km unverstärkt | 80km unverstärkt |
| 1000km + verstärkt | Unzutreffend | |
| Kanäle | 88 (Interleaver verwenden) | 18 (Entfernungen in der Wasserspitze begrenzt) |
| Abstand | 0,8 nm | 20nm |
| Protokolle | Alle einschließlich 100G und darüber hinaus: 1/10/40 / 100GE und 8/16 / 32GFC | Bis zu 10GE und 8GFC (40 G mit 4x10 G CWDM) |
Wenn bereits eine CWDM-Lösung vorhanden ist und das System noch über Kapazitäten für weiteres Wachstum verfügt, sollte CWDM in Betracht gezogen werden. Wenn die Kapazität voll wird, gibt es zwei Möglichkeiten: Sie können erneut mit einem DWDM-System mit höherer Kapazität beginnen oder ein „Hybrid-DWDM“ -Netzwerk über die Kanäle 1530 und 1550 nm legen, wodurch weitere 26 neue Kanäle entstehen das bestehende CWDM-Netzwerk.
DWDM-Systeme wurden traditionell von Telekommunikationsunternehmen für ortsfeste, vertikal integrierte Systeme entwickelt und verwendet und haben als solche einen großen Immobilienbedarf mit sich gebracht. Aus diesem Grund war CWDM lange Zeit die beliebteste Wahl für die Anbindung von Rechenzentren in Unternehmen. Heutzutage gibt es flexiblere Lösungen für DWDM auch für Rechenzentren in Unternehmen, sodass diese Option viel realistischer ist.
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Erklären Sie diesen Artikel einer nicht-technischen Person:
Es gibt zwei Haupttechnologietypen für das Wellenlängenmultiplexen (WDM): Grob (CWDM) und Dicht (DWDM). Sie verwenden beide mehrere Lichtwellenlängen auf einer einzelnen Faser, unterscheiden sich jedoch in ihrem Abstand der Wellenlängen, der Anzahl der Kanäle und der Fähigkeit, die gemultiplexten Signale zu verstärken.
Im Gegensatz zu CWDM sind die Wellenlängen in DWDM dichter gepackt und Verbindungen können verstärkt werden. Dies bedeutet, dass Daten über viel größere Entfernungen übertragen werden können. CWDM war traditionell eine kostengünstigere Lösung, aber heute sind die Preise für beide vergleichbar. Die Entscheidung, welche Lösung am besten geeignet ist, hängt von den Benutzer- und Netzwerkanforderungen ab.
