CWDM- und DWDM-Tutorial

 

Wavelength Division Multiplexing (WDM) ist eine Technik, die eine besondere Eigenschaft der Glasfaser nutzt. Diese Eigenschaft ermöglicht die Kombination mehrerer Signale auf einem einzigen Faserstrang. Jedes Signal ist einer anderen Lichtwellenlänge zugeordnet. Da eine Wellenlänge eine andere Wellenlänge nicht beeinflusst, interferieren die Signale nicht. Es handelt sich um die Technologie, die eine kosteneffiziente Erweiterung der Kapazität optischer Netzwerke ermöglicht. Grobes WDM (CWDM) und dichtes WDM (DWDM) sind unterschiedliche Wellenlängenmuster von WDM-Systemen. In diesem Tutorial werden CWDM und DWDM in vielerlei Hinsicht verglichen, darunter Funktionen, Übertragungsentfernung, Anwendungen und Kosten usw.


CWDM-Einführung

CWDM, also Coarse WDM, wurde als kostengünstiger Ansatz zur Erhöhung der Bandbreitennutzung der Glasfaserinfrastruktur eingeführt. Durch die Verwendung mehrerer Wellenlängen (Farben) des Lichts sind 18 Kanäle im Spektrumraster von 1270 nm bis 1610 nm mit einem Kanalabstand von 20 nm möglich, der im ITU-T-Standard G.694.2 definiert ist. Für verschiedene Anwendungen gibt es jedoch unterschiedliche ITU-T-Standards zur Definition des spezifischen Wellenbereichs und der Kanäle. Gemäß ITU-T G.695 erhöht CWDM beispielsweise die Glasfaserkapazität in Schritten von 4, 8 oder 16 Kanälen. Durch die Vergrößerung des Kanalabstands zwischen den Wellenlängen auf der Faser ermöglicht CWDM eine einfache und kostengünstige Methode zur Übertragung von bis zu 16 Kanälen auf einer einzigen Faser.

Vorteile von CWDM:
Passive Geräte, die keinen Strom verbrauchen. Viel geringere Kosten pro Kanal als DWDM. Skalierbarkeit zur bedarfsgerechten Erweiterung der Glasfaserkapazität mit geringen oder keinen höheren Kosten. Protokolltransparent. Benutzerfreundlichkeit

Nachteile von CWDM:
16 Kanäle reichen möglicherweise nicht aus. Passive Geräte ohne Verwaltungsfunktionen. Kosten deutlich mehr pro Kanal als BWDM

 

DWDM-Einführung

Dense WDM (DWDM) ist die Technologie der Wahl für den Transport extrem großer Datenmengen über Metro- oder weite Strecken in Telekommunikationsnetzen. Optische Netzwerke und insbesondere der Einsatz der DWDM-Technologie haben sich als optimale Möglichkeit erwiesen, kosteneffizienten Transport mit erweiterter Funktionalität zu kombinieren und so die Bandbreitenexplosion des Zugangsnetzwerks zu bewältigen.

DWDM ist typischerweise in der Lage, bis zu 80 Kanäle (Wellenlängen) im sogenannten konventionellen Band oder C-Band-Spektrum zu transportieren, wobei alle 80 Kanäle im 1550-nm-Bereich liegen. DWDM nutzt das Betriebsfenster des Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA), um die optischen Kanäle zu verstärken und die Reichweite des Systems auf über 1500 km zu erweitern. Dieser dichtere Kanalabstand erfordert eine strengere Kontrolle der Wellenlängen und daher gekühlter Laser im Gegensatz zum Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM), das ungekühlte Laser mit einem breiteren Kanalabstand aufweist.

 

Vorteile von DWDM:
Bis zu 32 Kanäle können passiv realisiert werden. Bis zu 160 Kanäle mit einer aktiven Lösung. Bei aktiven Lösungen werden optische Verstärker eingesetzt, um größere Entfernungen zu erreichen

Nachteile von DWDM:
DWDM-Lösungen sind ziemlich teuer. Aktive Lösungen erfordern einen hohen Einrichtungs- und Wartungsaufwand. Sehr geringe Skalierbarkeit für Bereitstellungen unter 32 Kanälen

CWDM vs. DWDM

Gemäß der jeweiligen Einführung zu CWDM und DWDM oben wissen wir, dass CWDM durch Wellenlängen und DWDM durch Frequenzen definiert wird. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Technologien.

 

Für Anwendungen bringt der engere Wellenlängenabstand von DWDM mehr Kanäle auf eine einzelne Faser, kostet aber mehr Implementierung und Betrieb. CWDM entspricht den Grundkapazitäten von DWDM, weist jedoch eine geringere Kapazität und geringere Kosten auf. CWDM ermöglicht es Netzbetreibern, flexibel auf die unterschiedlichen Kundenbedürfnisse in Metropolregionen zu reagieren, in denen Glasfaser möglicherweise knapp ist. Sinn und Zweck von CWDM ist die Kommunikation über kurze Entfernungen. Es nutzt Breitbandfrequenzen und verteilt weit voneinander entfernte Wellenlängen. DWDM ist für die Langstreckenübertragung konzipiert, bei der die Wellenlängen eng beieinander gepackt sind. Anbieter haben verschiedene Techniken entwickelt, um 32, 64 oder 128 Wellenlängen in eine Faser zu packen. Das DWDM-System wird durch Erbium-dotierte Faserverstärker verstärkt, sodass es für Hochgeschwindigkeitskommunikation über Tausende von Kilometern hinweg funktioniert.


Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich von CWDM und DWDM:

 

Specifications/Features	CWDM	DWDM
Full form	Coarse Wavelength Division Multiplexing, WDM system having less than 8 active wavelengths per optical fiber	Dense Wavelength Division Multiplexing, WDM system having more than 8 active wavelengths per optical fiber
Characteristic	Defined by wavelengths	Defined by frequencies
Capacity	lower	higher
Cost	low	high
Distance	short range communication	long range communication
Frequencies	uses wide range frequencies	uses narrow range frequencies
Wavelength spacing	more	less, hence can pack 40+ channels compare to CWDM in the same frequency range
Amplification	light signal is not amplified here	light signal amplification can be used here

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