In den Bereichen Telekommunikation, Rechenzentrumskonnektivität und Videoübertragung ist die Verwendung von Glasfaserkabeln äußerst wünschenswert. Die Realität zeigt jedoch, dass Glasfaserkabel nicht mehr für jeden einzelnen Dienst wirtschaftlich oder praktikabel sind. Daher ist die Nutzung von Wellenlängenmultiplex (WDM) zur Erweiterung der Glasfaserkapazität der vorhandenen Glasfaserinfrastruktur dringend zu empfehlen. WDM ist eine Technologie, die mehrere optische Signale mithilfe von Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen auf einer einzigen Faser multiplext. Ein kurzer Blick auf die WDM-Felder erfolgt im Folgenden auf CWDM und DWDM. Sie basieren auf dem gleichen Konzept der Nutzung mehrerer Lichtwellenlängen auf einer einzigen Faser. Beide haben jedoch ihre Vor- und Nachteile.
Was ist CWDM?
CWDM unterstützt bis zu 18 Wellenlängenkanäle, die gleichzeitig über eine Glasfaser übertragen werden. Um dies zu erreichen, liegen die Wellenlängen jedes Kanals 20 nm auseinander. DWDM unterstützt bis zu 80 Wellenlängenkanäle gleichzeitig, wobei die einzelnen Kanäle nur 0,8 nm voneinander entfernt sind. Die CWDM-Technologie bietet eine komfortable und kostengünstige Lösung für kürzere Distanzen von bis zu 70 Kilometern. Bei Distanzen zwischen 40 und 70 Kilometern unterstützt CWDM in der Regel nur acht Kanäle.
Ein CWDM-System unterstützt üblicherweise acht Wellenlängen pro Faser und ist für die Kommunikation über kurze Entfernungen ausgelegt, wobei Weitbereichsfrequenzen mit weit auseinander liegenden Wellenlängen verwendet werden.
Da CWDM auf einem 20-nm-Kanalabstand von 1470 bis 1610 nm basiert, wird es typischerweise auf Glasfaserstrecken von bis zu 80 km oder weniger eingesetzt, da optische Verstärker bei großen Kanalabständen nicht verwendet werden können. Dieser große Kanalabstand ermöglicht den Einsatz preiswerter Optiken. Allerdings sind die Kapazität der Verbindungen und die unterstützte Distanz bei CWDM geringer als bei DWDM.
Im Allgemeinen wird CWDM für kostengünstigere Anwendungen mit geringerer Kapazität (unter 10 G) und kürzeren Entfernungen verwendet, bei denen die Kosten ein wichtiger Faktor sind.
In jüngster Zeit sind die Preise für CWDM- und DWDM-Komponenten einigermaßen vergleichbar. CWDM-Wellenlängen können derzeit bis zu 10 Gigabit Ethernet und 16G Fiber Channel übertragen, und es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass diese Kapazität in Zukunft weiter steigen wird.
Was ist DWDM?
Im Gegensatz zu CWDM können DWDM-Verbindungen verstärkt werden und können daher für die Datenübertragung über viel größere Entfernungen verwendet werden.
In DWDM-Systemen ist die Anzahl der Multiplexkanäle viel höher als bei CWDM, da DWDM einen engeren Wellenlängenabstand verwendet, um mehr Kanäle auf eine einzelne Faser zu packen.
Anstelle des bei CWDM verwendeten Kanalabstands von 20 nm (entspricht etwa 15 Millionen GHz) verwenden DWDM-Systeme eine Vielzahl spezifizierter Kanalabstände von 12,5 GHz bis 200 GHz im C-Band und manchmal im L-Band.
Heutige DWDM-Systeme unterstützen typischerweise 96 Kanäle im Abstand von 0,8 nm innerhalb des 1550 nm C-Band-Spektrums. Aus diesem Grund können DWDM-Systeme enorme Datenmengen über eine einzige Glasfaserverbindung übertragen, da sie die Unterbringung von wesentlich mehr Wellenlängen auf derselben Glasfaser ermöglichen.
DWDM eignet sich optimal für die Fernkommunikation über Entfernungen von bis zu 120 km und mehr. Es nutzt optische Verstärker, die das gesamte 1550-nm- bzw. C-Band-Spektrum, das üblicherweise in DWDM-Anwendungen verwendet wird, kostengünstig verstärken können. Dadurch werden große Dämpfungs- und Distanzunterschiede überwunden. Mit der Verstärkung durch Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFAs) können DWDM-Systeme große Datenmengen über weite Entfernungen von bis zu Hunderten oder Tausenden von Kilometern übertragen.
DWDM-Plattformen können nicht nur eine größere Anzahl von Wellenlängen als CWDM unterstützen, sondern sind auch in der Lage, Protokolle mit höherer Geschwindigkeit zu verarbeiten, da die meisten Anbieter optischer Transportgeräte heute üblicherweise 100 G oder 200 G pro Wellenlänge unterstützen, während neue Technologien 400 G und mehr ermöglichen.
DWDM vs. CWDM-Wellenlängenspektrum:
CWDM hat einen größeren Kanalabstand als DWDM – den nominalen Unterschied in der Frequenz oder Wellenlänge zwischen zwei benachbarten optischen Kanälen.
CWDM-Systeme transportieren typischerweise acht Wellenlängen mit einem Kanalabstand von 20 nm im Spektrumraster von 1470 nm bis 1610 nm.
DWDM-Systeme hingegen können 40, 80, 96 oder bis zu 160 Wellenlängen übertragen, indem sie einen viel engeren Abstand von 0,8/0,4 nm (100 GHz/50 GHz-Raster) nutzen. DWDM-Wellenlängen liegen typischerweise zwischen 1525 nm und 1565 nm (C-Band), wobei einige Systeme auch Wellenlängen von 1570 nm bis 1610 nm (L-Band) nutzen können.
CWDM-Vorteile:
1. Niedrige Kosten
CWDM ist aufgrund der Hardwarekosten deutlich günstiger als DWDM. Das CWDM-System verwendet gekühlte Laser, die deutlich günstiger sind als ungekühlte DWDM-Laser. Darüber hinaus ist der Preis von DWDM-Transceivern typischerweise vier- bis fünfmal höher als der von CWDM-Modulen. Auch die Betriebskosten von DWDM sind höher als bei CWDM. Daher ist CWDM eine ideale Wahl für alle, die über begrenzte finanzielle Mittel verfügen.
2. Leistungsbedarf
Im Vergleich zu CWDM ist der Leistungsbedarf von DWDM deutlich höher. DWDM-Laser verbrauchen zusammen mit den zugehörigen Überwachungs- und Steuerschaltungen etwa 4 Watt pro Wellenlänge. Ein ungekühlter CWDM-Lasersender hingegen verbraucht etwa 0,5 Watt. CWDM ist eine passive Technologie, die keinen Strom verbraucht. Dies hat positive finanzielle Auswirkungen für Internetbetreiber.
3. Einfache Bedienung
CWDM-Systeme verwenden im Vergleich zu DWDM eine einfachere Technologie. Sie nutzen LEDs oder Laser zur Stromversorgung. Die Wellenfilter von CWDM-Systemen sind kleiner und günstiger. Daher sind sie einfach zu installieren und zu verwenden.
DWDM-Vorteile:
1. Flexibles Upgrade
DWDM ist flexibel und robust in Bezug auf verschiedene Fasertypen. Ein DWDM-Upgrade auf 16 Kanäle ist sowohl für G.652- als auch für G.652.C-Fasern möglich. Der Grund hierfür liegt darin, dass DWDM immer den verlustarmen Bereich der Faser nutzt. 16-Kanal-CWDM-Systeme hingegen übertragen im Bereich von 1300–1400 nm, wo die Dämpfung deutlich höher ist.
2. Skalierbarkeit
DWDM-Lösungen ermöglichen die Aufrüstung in Schritten von acht Kanälen auf maximal 40 Kanäle. Sie ermöglichen eine deutlich höhere Gesamtkapazität auf der Glasfaser als eine CWDM-Lösung.
3. Lange Übertragungsdistanz
DWDM nutzt das 1550-Wellenlängenband, das mit herkömmlichen optischen Verstärkern (EDFAs) verstärkt werden kann. Es erhöht die Übertragungsdistanz auf Hunderte von Kilometern.
Das folgende Bild vermittelt Ihnen einen visuellen Eindruck der Unterschiede zwischen CWDM und DWDM.
Veröffentlichungszeit: 14. Juni 2022