Nel campo delle telecomunicazioni, della connettività dei data center e del trasporto video, il cablaggio in fibra ottica è altamente auspicabile. Tuttavia, la realtà è che il cablaggio in fibra ottica non rappresenta più una scelta economicamente o fattibile per ogni singolo servizio. Pertanto, l'utilizzo della multiplazione a divisione di lunghezza d'onda (WDM) per espandere la capacità della fibra sull'infrastruttura esistente è altamente consigliabile. Il WDM è una tecnologia che multiplexa più segnali ottici su una singola fibra utilizzando diverse lunghezze d'onda della luce laser. Verrà fornita una breve analisi dei campi del WDM, concentrandosi su CWDM e DWDM. Entrambi si basano sullo stesso concetto di utilizzo di più lunghezze d'onda della luce su una singola fibra. Entrambi presentano vantaggi e svantaggi.
Che cos'è il CWDM?
La tecnologia CWDM supporta fino a 18 canali di lunghezza d'onda trasmessi simultaneamente attraverso una fibra. Per ottenere questo risultato, le diverse lunghezze d'onda di ciascun canale sono distanziate di 20 nm. La tecnologia DWDM, invece, supporta fino a 80 canali di lunghezza d'onda simultanei, ciascuno dei quali distanziato di soli 0,8 nm. La tecnologia CWDM offre una soluzione pratica ed economica per distanze più brevi, fino a 70 chilometri. Per distanze comprese tra 40 e 70 chilometri, la CWDM tende a essere limitata al supporto di otto canali.
Un sistema CWDM supporta in genere otto lunghezze d'onda per fibra ed è progettato per comunicazioni a corto raggio, utilizzando frequenze ad ampio spettro con lunghezze d'onda molto distanziate tra loro.
Poiché la tecnologia CWDM si basa su una spaziatura dei canali di 20 nm, da 1470 a 1610 nm, viene tipicamente impiegata su tratte in fibra fino a 80 km o meno, in quanto gli amplificatori ottici non possono essere utilizzati con canali di spaziatura così ampia. Questa ampia spaziatura dei canali consente l'utilizzo di componenti ottici a costi contenuti. Tuttavia, la capacità dei collegamenti e la distanza supportata sono inferiori con la tecnologia CWDM rispetto alla DWDM.
In genere, la tecnologia CWDM viene utilizzata per applicazioni a basso costo, bassa capacità (inferiore a 10G) e distanze più brevi, dove il costo è un fattore importante.
Più recentemente, i prezzi dei componenti CWDM e DWDM sono diventati ragionevolmente comparabili. Le lunghezze d'onda CWDM sono attualmente in grado di trasportare fino a 10 Gigabit Ethernet e 16G Fiber Channel, ed è piuttosto improbabile che questa capacità aumenti ulteriormente in futuro.
Che cos'è il DWDM?
A differenza del CWDM, le connessioni DWDM possono essere amplificate e, pertanto, possono essere utilizzate per trasmettere dati su distanze molto maggiori.
Nei sistemi DWDM, il numero di canali multiplexati è molto più elevato rispetto al CWDM, poiché il DWDM utilizza una spaziatura delle lunghezze d'onda più stretta per far entrare più canali su una singola fibra.
Anziché la spaziatura dei canali di 20 nm utilizzata nel CWDM (equivalente a circa 15 milioni di GHz), i sistemi DWDM utilizzano una varietà di spaziature di canali specificate che vanno da 12,5 GHz a 200 GHz nella banda C e talvolta nella banda L.
I moderni sistemi DWDM supportano in genere 96 canali distanziati di 0,8 nm all'interno dello spettro della banda C a 1550 nm. Grazie a questa caratteristica, i sistemi DWDM possono trasmettere un'enorme quantità di dati attraverso un singolo collegamento in fibra, poiché consentono di impacchettare molte più lunghezze d'onda sulla stessa fibra.
La tecnologia DWDM è ottimale per le comunicazioni a lungo raggio, fino a 120 km e oltre, grazie alla sua capacità di sfruttare gli amplificatori ottici, che possono amplificare in modo economicamente vantaggioso l'intero spettro a 1550 nm o banda C, comunemente utilizzato nelle applicazioni DWDM. Ciò consente di superare i problemi di attenuazione o di distanza e, se potenziata dagli amplificatori a fibra drogata con erbio (EDFA), i sistemi DWDM sono in grado di trasmettere grandi quantità di dati su lunghe distanze, che possono raggiungere centinaia o migliaia di chilometri.
Oltre alla capacità di supportare un numero maggiore di lunghezze d'onda rispetto al CWDM, le piattaforme DWDM sono anche in grado di gestire protocolli a velocità più elevate, poiché la maggior parte dei fornitori di apparecchiature di trasporto ottico oggi supporta comunemente 100G o 200G per lunghezza d'onda, mentre le tecnologie emergenti consentono di raggiungere 400G e oltre.
Spettro di lunghezze d'onda DWDM vs CWDM:
Il CWDM ha una spaziatura tra i canali maggiore rispetto al DWDM, ovvero una differenza nominale di frequenza o lunghezza d'onda tra due canali ottici adiacenti.
I sistemi CWDM trasportano tipicamente otto lunghezze d'onda con una spaziatura tra i canali di 20 nm nella griglia spettrale da 1470 nm a 1610 nm.
I sistemi DWDM, d'altro canto, possono trasportare 40, 80, 96 o fino a 160 lunghezze d'onda utilizzando una spaziatura molto più stretta di 0,8/0,4 nm (griglia a 100 GHz/50 GHz). Le lunghezze d'onda DWDM sono tipicamente comprese tra 1525 nm e 1565 nm (banda C), con alcuni sistemi in grado di utilizzare anche lunghezze d'onda da 1570 nm a 1610 nm (banda L).
Vantaggi del CWDM:
1. Basso costo
La tecnologia CWDM è molto più economica della DWDM grazie ai costi dell'hardware. I sistemi CWDM utilizzano laser raffreddati, che sono molto più economici dei laser non raffreddati utilizzati nei sistemi DWDM. Inoltre, il prezzo dei ricetrasmettitori DWDM è in genere quattro o cinque volte superiore a quello dei corrispondenti moduli CWDM. Anche i costi operativi del DWDM sono più elevati rispetto al CWDM. Pertanto, il CWDM rappresenta una scelta ideale per chi ha un budget limitato.
2. Requisiti di alimentazione
Rispetto al CWDM, il fabbisogno energetico del DWDM è significativamente più elevato. I laser DWDM, insieme ai circuiti di monitoraggio e controllo associati, consumano circa 4 W per lunghezza d'onda. Un trasmettitore laser CWDM non raffreddato, invece, consuma circa 0,5 W. Il CWDM è una tecnologia passiva che non utilizza energia elettrica, con conseguenti vantaggi economici per gli operatori internet.
3. Facilità d'uso
I sistemi CWDM utilizzano una tecnologia più semplice rispetto ai DWDM. Si avvalgono di LED o laser per la generazione dell'energia. I filtri d'onda dei sistemi CWDM sono più piccoli ed economici, il che ne facilita l'installazione e l'utilizzo.
Vantaggi del DWDM:
1. Aggiornamento flessibile
Il DWDM è flessibile e robusto rispetto ai tipi di fibra. L'aggiornamento a 16 canali del DWDM è fattibile sia su fibre G.652 che G.652.C. Questo perché il DWDM utilizza sempre la regione a bassa attenuazione della fibra, mentre i sistemi CWDM a 16 canali prevedono la trasmissione nella regione 1300-1400 nm, dove l'attenuazione è notevolmente maggiore.
2. Scalabilità
Le soluzioni DWDM consentono l'aggiornamento a passi di otto canali fino a un massimo di 40 canali. Permettono una capacità totale sulla fibra molto più elevata rispetto a una soluzione CWDM.
3. Lunga distanza di trasmissione
La tecnologia DWDM utilizza la banda di lunghezze d'onda di 1550 MHz, che può essere amplificata tramite amplificatori ottici convenzionali (EDFA). Ciò consente di estendere la distanza di trasmissione fino a centinaia di chilometri.
L'immagine seguente vi darà un'idea visiva delle differenze tra CWDM e DWDM.
Data di pubblicazione: 14 giugno 2022