Croissance rentable des capacités et protection des investissements – Hybride DWDM-CWDM

Introduction du DWDM-CWDM hybride

Le CWDM est une excellente solution économique pour la mise à l'échelle des réseaux métropolitains. Les modules hybrides DWDM-CWDM à faible coût peuvent prendre en charge jusqu'à 8 canaux à 2,5 Gbit/s, ce qui est suffisant pour de nombreux réseaux métropolitains. Si les besoins en capacité dépassent 8 canaux, ces modules permettent de fusionner les trafics DWDM et CWDM de manière transparente au niveau de la couche optique. Les opérateurs peuvent ainsi ajouter de nombreux canaux à des réseaux initialement conçus pour une capacité et une portée CWDM plus limitées.

La technologie hybride DWDM-CWDM offre une véritable croissance de la capacité et une protection de l'investissement. Elle offre une solution simple et prête à l'emploi pour créer des systèmes hybrides de canaux DWDM entrelacés avec les offres de canaux CWDM existantes.

Théorie de l'hybridation DWDM/CWDM

La grille de fréquences CWDM est composée de 16 canaux espacés de 20 nm. Les huit canaux les plus couramment utilisés sont : 1 470 nm, 1 490 nm, 1 510 nm, 1 530 nm, 1 550 nm, 1 570 nm, 1 590 nm et 1 610 nm. La bande passante de ces canaux permet d'ajouter vingt-cinq canaux DWDM espacés de 100 GHz sous l'enveloppe de 1 530 nm et vingt-cinq autres sous l'enveloppe de 1 550 nm si le filtre est correctement conçu. La disponibilité théorique des canaux DWDM dans les bandes passantes de 1 530 nm et 1 550 nm est présentée dans le tableau ci-dessous.

Application pratique de l'hybridation DWDM/CWDM

En pratique, l'ajout de 25 canaux DWDM supplémentaires dans la bande passante des canaux CWDM à 1 530 nm et 1 550 nm n'est pas réalisable, car les filtres optiques ne sont pas des fonctions carrées parfaites. Le profil de filtre réel affecte le nombre de canaux pouvant être pris en charge. Cependant, la technologie de filtrage DWDM actuelle permet d'ajouter 38 canaux supplémentaires pour franchir la frontière CWDM, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

L'impact système de l'ajout de ces canaux est équivalent à l'ajout du composant en ligne avec l'équipement CWDM existant. Les pertes d'insertion s'ajoutent linéairement. La figure ci-dessous illustre l'infrastructure d'un système CWDM entièrement équipé.

Pour ajouter des canaux au côté MUX de ce réseau, il faudrait connecter un MUX DWDM avec les canaux appropriés pour couvrir la bande passante des filtres CWDM existants. La figure ci-dessous illustre l'infrastructure d'un système CWDM mis à niveau avec 38 canaux DWDM supplémentaires espacés de 100 GHz.

Ce système hybride comprend 38 canaux DWDM, auxquels s'ajoutent les 6 canaux CWDM existants, soit un total de 44. Le passage de la première architecture à la seconde nécessite deux multiplexeurs et démultiplexeurs DWDM, ainsi que les paires d'émetteurs et de récepteurs supplémentaires. La perte supplémentaire induite par la mise à niveau est égale à la perte supplémentaire des éléments DWDM et des points de connexion supplémentaires.

Plusieurs types de réseaux pourraient tirer parti de l'architecture hybride. Par exemple, on pourrait augmenter la capacité d'un anneau existant en déployant tous les éléments ci-dessus sur chaque nœud. On pourrait également permettre au trafic DWDM de se superposer à un réseau CWDM existant à un point de croisement prédéterminé.

Les deux réseaux seraient configurés de manière à permettre au trafic DWDM de circuler sur l'anneau CWDM. Tous les nœuds où le trafic DWDM transiterait sur l'anneau CWDM nécessiteraient des paires de multiplexeurs et de démultiplexeurs DWDM (illustrées ci-dessous).

Une autre application des canaux DWDM concerne les liaisons longue portée dans les anneaux CWDM. Si un réseau CWDM présente une certaine portée avec une grande distance entre les régénérateurs, par exemple 100 km, les canaux DWDM peuvent être utilisés à la place des canaux CWDM pour combler cette distance. La figure ci-dessous illustre un nœud mixte DWDM-CWDM.

Impact sur le système

L'ajout de composants sur l'anneau CWDM réduira le bilan de liaison de chaque segment d'un montant équivalent à la perte d'insertion de chaque nouveau composant. L'utilisation de filtres optiques à haute isolation pour les canaux DWDM minimisera la diaphonie entre canaux rapprochés. En cas de nombre de canaux très élevé, les effets non linéaires doivent être pris en compte, notamment l'automodulation de phase et le mélange à quatre ondes (FWM).

Les lasers utilisés dans les réseaux DWDM ont une largeur de ligne beaucoup plus étroite que ceux utilisés en CWDM. Par conséquent, les signaux DWDM ont généralement une portée plus longue et subissent moins d'élargissement d'impulsion dû à la dispersion chromatique. Cependant, ils se situent également dans la plage de fonctionnement d' un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA). Cela signifie que les signaux DWDM peuvent ne pas être régénérés sur de grandes distances. Cette limite est atteinte à la limite de dispersion de l'émetteur.

La technologie du récepteur est indépendante du signal optique présent. Un même récepteur peut être utilisé pour résoudre un signal CWDM aussi bien qu'un signal DWDM. Le matériau InGaAs utilisé pour convertir le signal optique en signal électrique possède une plage de fonctionnement couvrant les deux schémas de longueur d'onde. Dans le cas d'un récepteur 3R, il convient de choisir un récepteur compatible avec le débit de données de l'émetteur.