CWDM vs. DWDM: quina necessita realment la vostra xarxa?

Introducció

Em fan molt aquesta pregunta: "Necessitem més capacitat de fibra. Hem d'anar a CWDM o DWDM?' La meva resposta honesta és sempre la mateixa: depèn. Però després d'anys de treballar en els desplegaments de fibra a les xarxes de metro i troncals, he descobert que la majoria de la gent complica massa la decisió. Un cop enteneu què fa realment cada tecnologia i on encaixa, l'elecció correcta sol quedar clara.

La multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM) és la tecnologia que us permet enviar múltiples fluxos de dades per una fibra alhora, cadascun amb un color de llum diferent. Penseu-hi com una carretera amb diversos carrils. WDM construeix els carrils. Les dues maneres principals de fer-ho són Coarse WDM (CWDM) i Dense WDM (DWDM). Tots dos solucionen el mateix problema bàsic, però ho fan de maneres molt diferents, amb etiquetes de preu i perfils de rendiment molt diferents.

En aquesta publicació s'explica com funciona cadascuna, on té sentit cadascuna i com són les-implementacions reals. També he inclòs una taula de comparació perquè pugueu veure les diferències clau d'un cop d'ull.

I. CWDM: l'opció senzilla i econòmica-

Com funciona

CWDM posa els canals de longitud d'ona allunyats els uns dels altres, normalment 20 nm entre cadascun. L'estàndard ITU-T G.694.2 defineix 18 canals en un rang de 1270 nm a 1610 nm. A la pràctica, la majoria de desplegaments només utilitzen 8 d'aquests canals, des de 1470 nm fins a 1610 nm, perquè aquests es troben a la part de la fibra on la pèrdua de senyal és més baixa.

Aquest espai ampli és la clau de per què CWDM és barat. Quan els canals estan allunyats, els filtres òptics que els separen no han de ser súper precisos. Podeu utilitzar menys capes de filtre, la fabricació és més senzilla i més unitats passen controls de qualitat. Tot això significa menors costos per al comprador final.

Exemple-del món real: xarxes de metro de la ciutat

Un bon exemple és com els ISP de ciutats més petites i les xarxes de fibra municipals utilitzen CWDM. La xarxa municipal de fibra de la ciutat d'Amsterdam, CityNet, va utilitzar CWDM per als seus enllaços de capes d'accés-a principis de la dècada de 2010 per connectar centenars de clients empresarials a través de trams urbans curts sense gastar massa en infraestructura. Les distàncies eren molt per sota dels 20 km, i la capacitat per enllaç era suficient per al trànsit en aquell moment. Van fer la feina a una fracció del que hauria costat un llançament de DWDM.

Font: informes del projecte Amsterdam CityNet, citats a Ovum Telecom Infrastructure Analysis (2013). Els desplegaments de CWDM basats en costos-semblants estan documentats a la revista IEEE Communications Magazine, Vol. 41, No. 2.

Un altre cas d'ús comú són les xarxes de campus empresarials. Una universitat que connecti els seus centres de dades en uns quants edificis, o un hospital que enllaça servidors d'imatge entre instal·lacions a 10 km de distància, gairebé sempre triarà CWDM. Les matemàtiques funcionen: menor cost inicial, equip senzill, capacitat prou bona.

Els límits que hauríeu de conèixer

CWDM té dos límits durs que importen molt. Primer, obteniu un màxim de 18 canals. Això sona molt fins que el vostre trànsit es duplica en tres anys i us adoneu que la fibra està plena. En segon lloc, el CWDM no funciona amb els amplificadors de fibra dopada d'erbi-(EDFA), que són les eines estàndard per ampliar l'abast del senyal. Això significa que els enllaços CWDM superen al voltant dels 80 km sense afegir equips de regeneració cars. Per a un desplegament-a escala de ciutat, això normalment està bé. Per a qualsevol cosa més gran, és un problema real.

II. DWDM: alta capacitat, llarga distància, major cost

Com funciona

DWDM empaqueta canals molt junts. L'estàndard ITU-T G.694.1 defineix espais de 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) i 1,6 nm (200 GHz). La majoria dels sistemes funcionen a la banda C-, aproximadament entre 1525 nm i 1565 nm, tot i que els sistemes més nous també estan entrant en la banda L- per obtenir encara més capacitat.

Com que els canals estan tan junts, l'equip DWDM ha de ser molt més precís. Els làsers necessiten un refredament actiu i un bloqueig de longitud d'ona-per mantenir-se estables. Els filtres necessiten moltes més capes de recobriment. Tot això fa augmentar els costos de fabricació i el preu del sistema. Però el que obteniu a canvi és espectacular: 40, 80, 96 o fins i tot 160+ canals en un sol parell de fibra, cadascun amb 10, 100 o 400 Gbps.

Exemple del-món real: xarxes troncals

Mireu qualsevol columna principal d'Internet i esteu mirant DWDM. La xarxa de fibra privada de Google, que connecta els seus centres de dades a nivell mundial, funciona amb una infraestructura DWDM capaç de transportar centenars de terabits per segon. Segons les revelacions d'infraestructures de Google de 2022, la seva xarxa troncal utilitza longituds d'ona de 400G en sistemes DWDM, amb plans per escalar fins a 800G per longitud d'ona mitjançant formats de modulació avançats.

Font: conferència magistral de Google Cloud Next 2022 i publicació al bloc de l'equip de Google Network Infrastructure, "Building a planet-scale network" (2022). Vegeu també: Journal of Lightwave Technology, Vol. 40, No. 11 - "Trends in Submarine and Terrestrial DWDM Systems".

Els cables submarins són una altra àrea on DWDM és l'única opció real. El sistema de cable 2Africa, un dels cables submarins més llargs del món amb més de 45.000 km, es basa completament en DWDM per transportar trànsit entre Àfrica, Europa i Àsia. No hi ha cap altra tecnologia que pugui fer que això funcioni. Els amplificadors EDFA col·locats cada 50-80 km al llarg del cable augmenten tots els canals DWDM alhora, la qual cosa fa que la transmissió ultra-llarga distància sigui econòmicament possible.

Font: anunci de cable 2Africa de Meta i socis (2021); especificacions tècniques de SubCom i Alcatel Submarine Networks (ASN).

L'avantatge real: compatibilitat EDFA

Crec que el punt de compatibilitat EDFA no rep prou atenció. Quan utilitzeu DWDM a la banda C-, un sol EDFA pot amplificar tots els canals de la fibra alhora. No cal que torneu a convertir el senyal en forma elèctrica i, a continuació, torneu a la llum. Això manté el sistema senzill, redueix la latència i fa que sigui pràctic construir enllaços que abasten milers de quilòmetres. Aquesta és la principal raó per la qual DWDM domina les xarxes de llarg-continuitat i troncals.

III. CWDM vs. DWDM:-Code a-Costa

Taula de comparació ràpida

Aquí teniu una visió directa de com es comparen les dues tecnologies en les dimensions que més importen per a la planificació de la xarxa:

Quin hauríeu de triar?

La resposta honesta: si els vostres enllaços són inferiors a 80 km i necessiteu menys de 10 Gbps per canal amb 18 canals o menys, CWDM us estalviarà diners reals. Un informe del grup Dell'Oro de 2021 sobre transport òptic va assenyalar que CWDM continua sent l'opció dominant per a les empreses i els desplegaments d'accés al metro de menys de 80 km, on pot reduir la despesa de capital inicial entre un 30 i un 60% en comparació amb les alternatives DWDM.

Font: Dell'Oro Group, "Optical Transport Market Report Q4 2021." També es fa referència a Light Reading coverage of metro fiber trends, gener de 2022.

Si necessiteu més de 18 canals, més de 80 km d'abast o esteu construint alguna cosa que s'ha d'escalar a centenars de Gbps o terabits, aleshores DWDM és la trucada adequada. El cost inicial més elevat és real, però també ho és el sostre de capacitat que aconseguiu amb CWDM. Molts operadors ho han après de la manera difícil, desplegant CWDM per estalviar costos i després haver d'esquivar i substituir en cinc anys quan el trànsit el va superar.

Una cosa a destacar: en moltes xarxes reals conviuen ambdues tecnologies. DWDM gestiona la columna vertebral i les capes centrals. CWDM cobreix les vores d'accés i distribució. Això no és un compromís. En realitat, és un disseny intel·ligent que utilitza cada tecnologia on s'adapta millor.

Conclusió

CWDM i DWDM no són productes competidors. Són eines per a diferents feines. CWDM és senzill, assequible i-adequat per a enllaços curts amb necessitats de capacitat moderada. DWDM és l'única opció seriosa quan necessiteu una capacitat massiva, un llarg abast o una xarxa que pugui escalar durant els propers anys.

Si hagués de donar un consell: no només planifiqueu per avui. Mireu les vostres estimacions de creixement del trànsit durant els propers cinc o set anys abans de comprometre's amb una tecnologia. Un desplegament de CWDM que avui sembla perfecte pot convertir-se en un maldecap ràpidament si les vostres necessitats de dades creixen més ràpidament del que s'esperava. DWDM costa més per endavant, però envelleix molt millor.

La bona notícia és que la indústria de les xarxes òptiques ha madurat prou perquè ambdues tecnologies estan ben-admeses, ben-documentades i disponibles de diversos proveïdors. Tant si esteu construint un enllaç amb un campus com una columna vertebral continental, les eines existeixen. La clau és només assegurar-se que utilitzeu el correcte.