Сравнение систем DWDM и CWDM

Грубое спектральное мультиплексирование было впервые использовано в 1980-х годах для передачи цифрового видео сигала по многомодовому оптическому волокну. Технология использовалась компанией Quante в окне 800 нм с четырьмя каналами, по 140 Мбит/с каждый. Данная технология главным образом применялась на кабельных телевизионных сетях. Однако, до настоящего времени эта технология не вызывала интереса.

В настоящее время CWDM становится очень востребованной в качестве транспортной архитектуры. В отличие от DWDM, системы, основанные на технологии CWDM, развертываются на лазерах с распределенной обратной связью и широкополосных оптических фильтрах. Эти технологии обеспечивают ряд преимуществ для CWDM, таких как низкое рассеивание энергии, меньший размер и небольшая стоимость. Коммерческая выгода CWDM систем обеспечивает ей преимущество перед DWDM системами.

CWDM и DWDM

Полоса пропускания волоконно-оптических линий может быть увеличена путем повышения скорости передачи данных или передачей на нескольких длинах волн внутри одного волокна. Такой метод известен как мультиплексирование по длине волны. Технология WDM подразумевает использование мультиплексора для объединения внутри одного волокна сигналов, передаваемых на разных длинах волн. На приемном конце демультиплексор разделяет волны и распределяет сигналы по различным волокнам, которые оканчиваются обособленными приемниками (рисунок 1). Интервалы между разными длинами волн передаваемыми по одному волокну определяют границы между технологиями CWDM и DWDM (рисунок 2).

Рисунок 1. WDM мультиплексирование

В DWDM системах обычно используется один из трех возможных способов разделения:

• •   200 ГГц (1.6 нм)

• •   100 ГГц (0.8 нм)

• •   50 ГГц (0.4 нм)

В будущем планируется обеспечить разделение с меньшим шагом.

Рисунок 2. Сравнение 4-х и 8-ми канального демультиплексирования Шаг между различными длинами волн в CWDM системах составляет обычно 20 нм, в то время как большинство DWDM систем использует шаг – 0,8 нм (100 ГГц).

Как в DWDM, так и в CWDM технологиях используются лазеры с распределенной обратной связью (DFB - инжекционный лазерный диод с отражательной брэгговской решеткой). DWDM системы требуют использования охлаждаемых DFB-лазеров. Причиной этого служит тот факт, что смещение длины волны полупроводникового лазера с ростом температуры составляет примерно 0,08 нм/0С. С целью стабилизации смещения длины волны производится охлаждение лазера. CWDM системы используют лазеры, которые не нуждаются в охлаждении. Эти системы обычно используются при температуре от 00 до 700 С с отклонением длины волны лазера от этого диапазона примерно на 6 нм. Это смещение длины волны складывается со смещением, вносимым самим лазером (±3 нм), в результате суммарное отклонение длин волн составляет ±12 нм. Полоса пропускания оптических фильтров и разделение каналов лазера должны быть достаточны широкими, чтобы обеспечить (поддержать) колебание длин волн неохлажденного лазера в CWDM системах (рисунок 2.3). Разделение каналов в таких системах обычно составляет 20 нм с полосой пропускания канала 13 нм.

Неохпаждаемыи лазер с распределенной обратной связью [длина волны 1.55 нм]

1.547 1,545 1,549 1,550 1.551 1,552 1,553 Пнем воины (i*<)

Рисунок 3. Неохлаждаемый лазер с распределенной обратной связью (длина волны – 1.55 нм)

УМЕНЬШЕНИЕ СТОИМОСТИ АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Разницу в стоимости между CWDM и DWDM можно списать на эксплуатационные расходы и стоимость аппаратного обеспечения. Пока DWDM лазеры являются более дорогостоящими, чем CWDM; охлаждаемые DFB лазеры обеспечивают рентабельное решение для протяженных транспортных колец, требующих высокой производительности. С увеличением числа подключенных через DWDM систему клиентов, стоимость такой системы амортизируется. Сети доступа, с другой стороны, требуют меньших расходов и меньшую производительность систем для того, чтобы соответствовать требованиям рынка, основанным на готовности покупателя платить за предоставляемую полосу пропускания. Цены DWDM трансиверов обычно в 4 или 5 раз превышают CWDM аналоги. Стоимость DWDM трансивера определятся совокупностью факторов, связанных с лазером. Ключевым фактором является допустимое отклонение промышленной длины волны DWDM лазера в сравнении с CWDM. Обычно для DWDM лазера допускается отклонение в пределах ±0,1нм, тогда как для CWDM лазера ±(2-3) нм. Этот факт тоже повышает стоимость DWDM лазеров относительно CWDM. К тому же, сама конструкция DWDM лазеров, имеющая резервуар для охлаждения (для температурной стабилизации) и треморезистор, является более дорогостоящей, чем неохлаждаемый CWDM лазер. CWDM фильтр стоит примерно в 2 раза меньше, чем DWDM фильтр.