CWDM, DWDM, O-Band, w czym są podobne, czym się różnią i jak nie wybrać źle

Co łączy wszystkie warianty WDM

Każdy system WDM działa na tej samej zasadzie: jedno włókno przenosi wiele niezależnych strumieni danych, każdy na innej długości fali światła. Kluczowy komponent pasywny to para MUX i DEMUX. Multiplekser na wejściu zbiera sygnały z różnych kanałów i wprowadza je w jedno włókno, a demultiplekser na wyjściu rozdziela je z powrotem.

Oba urządzenia są pasywne, nie mają ruchomych części, nie potrzebują zasilania i nie generują ciepła. Dobra para MUX i DEMUX pracuje przez dwadzieścia, trzydzieści lat bez interwencji. Kupujesz raz. Na tym podobieństwa się kończą, bo różnice, które mają znaczenie, leżą w gęstości kanałów, zasięgu, wymaganiach energetycznych i kosztach.

CWDM, dobry start dla sieci enterprise i metro

CWDM operuje w paśmie od 1271 do 1611 nm z odstępem 20 nm między kanałami, co daje osiemnaście nominalnych kanałów. Szeroki odstęp oznacza, że lasery nie muszą być precyzyjnie stabilizowane temperaturowo, a to bezpośrednio przekłada się na niższy koszt modułów i prostszy projekt systemu.

Zasięg bez wzmacniaczy sięga od 40 do 80 km, zależnie od jakości włókna i liczby elementów pasywnych w torze. CWDM jest z definicji systemem bez wzmocnienia, ponieważ wzmacniacze EDFA nie działają efektywnie poza pasmem C, a CWDM rozciąga się daleko poza to pasmo. To rozwiązanie dla połączeń kampusowych, sieci między budynkami, pierwszych wdrożeń metro i każdej organizacji, która szuka szybkiego i niedrogiego zwiększenia pojemności przy dystansach do kilkudziesięciu kilometrów.

Jest jedna zasada przy zakupie pary MUX i DEMUX dla CWDM, której wiele organizacji żałuje po fakcie: zawsze kupuj z portem ekspansji. Różnica w cenie to kilkaset złotych, a wartość przy rozbudowie ogromna, bo pozwala dołożyć moduły DWDM w istniejące kanały CWDM bez wymiany całego urządzenia.

DWDM, gdy skala i zasięg mają znaczenie

DWDM operuje w paśmie C od 1528 do 1565 nm z odstępem 100 GHz (0,8 nm) lub 50 GHz (0,4 nm) między kanałami. Przy standardowej siatce 100 GHz daje to czterdzieści kanałów, przy 50 GHz osiemdziesiąt, a z dołączonym pasmem L ponad sto sześćdziesiąt.

Kluczowa różnica wobec CWDM polega na tym, że DWDM współpracuje ze wzmacniaczami EDFA, które regenerują sygnał w domenie optycznej bez konwersji na sygnał elektryczny. To otwiera drogę do budowania łączy na setki i tysiące kilometrów, na tym samym włóknie. Wyższy koszt DWDM wynika wprost z inżynierii, bo lasery muszą trafiać w bardzo wąskie okno długości fali, z tolerancją około 0,1 nm wobec 2 do 3 nm dla CWDM, i wymagają stabilizacji temperatury elementem Peltiera. To nie marża producenta, tylko fizyka i precyzja produkcji. DWDM jest rozwiązaniem dla operatorów z sieciami backbone, dla połączeń DCI między centrami danych w różnych miastach i dla każdej organizacji, która potrzebuje dziesiątek kanałów albo dystansów przekraczających możliwości CWDM.

O-Band, nowa opcja, którą warto znać

O-Band (Original Band, od 1260 do 1360 nm) to jedno z pierwszych pasm telekomunikacyjnych. Z czasem transmisję dalekosiężną przejęły pasma C i L, ponieważ mają niższą tłumienność w włóknie krzemowym i pracują w nich wzmacniacze EDFA. O-Band ma wprawdzie wyższą tłumienność, ale wraca dziś z konkretnego powodu, który zawsze był jego przewagą.

Tą właściwością jest brak wrażliwości na dyspersję chromatyczną. Dla kabla G.652, czyli najczęściej stosowanego w Polsce i Europie, dyspersja chromatyczna w paśmie O jest bliska zeru. Oznacza to, że możesz przesłać 100G na odległość do 30 km bez korektorów dyspersji i bez wzmacniaczy optycznych.

To przekłada się na konkretne liczby. Rozwiązanie oparte na paśmie O pozwala zaoszczędzić na jednym linku 8×100 Gbit blisko 900 kWh energii rocznie, obniżyć koszt budowy sieci o około 50 procent, a całkowity koszt posiadania wraz z pięcioletnim utrzymaniem o około 80 procent. Salumanus jako jedna z pierwszych firm na świecie wprowadziła pełne rozwiązania dla sieci optycznych oparte na paśmie O. Obejmują one pasywne multipleksery oraz moduły optyczne w postaci interfejsu QSFP28, instalowane bezpośrednio w urządzeniach sieciowych. Moduły pracują z modulacją PAM4 i mają odbiornik szerokopasmowy. To rozwiązanie dla operatorów 5G i dostawców internetu opartych dziś głównie na połączeniach 10G, którzy chcą zbudować sieć dostępową i agregacyjną przy minimalnym koszcie infrastruktury i minimalnym zużyciu energii. Jest też doskonałym punktem wejścia do technologii 100G dla organizacji, które do tej pory nie miały powodu inwestować w koherentne systemy DWDM.

Hybryda CWDM i DWDM, najlepsze z obu światów na istniejącej infrastrukturze

Jeśli masz działający CWDM i stoisz przed ścianą pojemnościową, nie musisz wymieniać całej infrastruktury. Każdy kanał CWDM zajmuje okno o odstępie 20 nm, a w tym oknie mieści się kilka wąskich kanałów DWDM. Fizycznie dokładasz moduły DWDM jako warstwę w istniejących kanałach CWDM, bez wymiany kabli, bez wymiany głównych MUX i DEMUX, bez przerywania działania sieci.‍

To rozwiązanie dla organizacji z inwestycją w CWDM, które chcą zwielokrotnić pojemność bez zaczynania od zera. Warunek jest jeden i wraca jak refren: para MUX i DEMUX dla CWDM musi mieć port ekspansji.

Czym naprawdę różnią się moduły koherentne i dlaczego 0 dBm ma znaczenie?

Przy wyborze modułów dla systemu DWDM lub O-Band jeden parametr ma nieproporcjonalnie duże znaczenie w praktyce: moc wyjściowa. Większość systemów DWDM jest wyregulowana pod sygnał o mocy 0 dBm na wejściu multipleksera, podczas gdy większość dostępnych na rynku modułów koherentnych nadaje sygnał z mocą minus 10 dBm. Efekt jest taki, że przy minus 10 dBm musisz dodać wzmacniacz EDFA między modułem a multiplekserem, czyli dodatkowe urządzenie, dodatkowy koszt i gorszy OSNR.

Producenci, którzy próbują obejść ten problem, dobudowują do modułu miniaturowy wzmacniacz EDFA. Skutek jest taki, że moduł nadaje 0 dBm, ale ma znacznie wyższy pobór mocy i gorszy OSNR niż rozwiązanie projektowane od podstaw pod 0 dBm. Moduły GBC Photonics 400G OpenZR+ są projektowane z mocą wyjściową 0 dBm natywnie, bez dodatkowego EDFA. Wchodzą bezpośrednio do istniejących systemów DWDM bez modyfikacji. OSNR nadajnika wynosi 43 dB, pobór mocy schodzi poniżej 22 W, a moduł jest w pełni przestrajalny w paśmie C, ze zmianą kanału w 10 sekund.

Krajobraz rynku DSP, co warto wiedzieć przy zakupie

Na rynku koherentnych modułów optycznych działają obecnie cztery firmy z własnymi układami DSP: Acacia (przejęta przez Cisco), Infinera, Ciena i Marvell. To one de facto wyznaczają kierunki technologiczne. Producenci modułów, w tym GBC Photonics, kupują DSP od tych dostawców i integrują je z własną optyką. Warto o tym wiedzieć, bo DSP determinuje możliwości modułu: zasięg, obsługę trybów modulacji, możliwości PCS i integrację z systemami zarządzania. Kupujesz fizyczny moduł, ale wybierasz ekosystem DSP. Z perspektywy operatora w Polsce i CEE wniosek jest prosty: przy wyborze dostawcy modułów zawsze pytaj, który DSP jest w środku i jakie ma możliwości w kontekście Twoich konkretnych wymagań trasowych.

Krótki przewodnik decyzyjny

Kilka lokalizacji, dystanse do 50 km, od kilku do osiemnastu kanałów, to CWDM. Prosto, tanio, działa, zawsze z portem ekspansji w MUX i DEMUX. Sieć dostępowa i agregacyjna 5G lub dostawcy internetu, dystanse do 30 km, transmisje 100G, to O-Band, czyli minimalny koszt infrastruktury, brak wzmacniaczy i o 80 procent niższy całkowity koszt posiadania. Masz CWDM i potrzebujesz więcej pojemności bez wymiany infrastruktury, to hybryda CWDM i DWDM. Dziesiątki lub setki kanałów, duże dystanse i backbone sieci, to DWDM, jedyna opcja w tej klasie.

Masz konkretną sieć do rozbudowy?

Skontaktuj się z nami!