CWDM vs. DWDM - eine umfassende Analyse

Dense Wavelength Division Multiplexing (oder DWDM) und Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) sind die beiden Haupttypen des Wellenlängenmultiplexing, die im Zusammenhang mit optischen Transportnetzen (OTN) eine Rolle spielen. Diese WDM-Technologien können die Glasfaserbandbreite erhöhen, indem sie optische Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen auf einem einzigen Glasfaserstrang kombinieren (multiplexen). Obwohl das grundlegende Funktionsprinzip von Coarse und Dense Wavelength Multiplexing dasselbe ist, gibt es einige Unterschiede. In diesem Beitrag werden wir über CWDM und DWDM sprechen.

WDM, DWDM, CWDM Grundlagen

Bevor wir CWDM mit DWDM vergleichen, ist es besser, die grundlegende Einführung von WDM, CWDM und DWDM zu kennen.

Was ist WDM?

WDM (Wavelength Division Multiplexing) ist eine Technologie für die Datenübertragung zwischen Standorten. Mit WDM können wir mehr Bandbreite erreichen, indem wir Datenströme mit unterschiedlichen Wellenlängen über ein einziges Glasfaserkabel transportieren. Auf diese Weise hilft uns das Wellenlängenmultiplexing, den Glasfaserauslastungsfaktor zu maximieren und unsere Netzinvestitionen zu optimieren.

Was ist CWDM?

CWDM ist eine Art von WDM. Beim Coarse Wavelength Division Multiplexing wird eine geringe Anzahl von Kanälen übertragen. Es arbeitet mit einem breiteren Abstand von 20 nm zwischen den Kanälen. Dieser größere Kanalabstand macht CWDM unempfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen. CWDM bietet eine maximale Verbindungsdistanz von bis zu 60 Kilometern und wurde bereits 2004 von der IEEE für 10-Gigabit-Ethernet standardisiert. CWDM ist für seine Flexibilität bekannt, da es in verschiedenen Glasfasernetzen eingesetzt werden kann. In Telekom-Zugangsnetzen und Unternehmensnetzwerken wird CWDM für eine Punkt-zu-Punkt-Topologie eingesetzt.

Was ist DWDM?

DWDM ist eine Art von WDM. Dense Wavelength Division Multiplexing überträgt eine höhere Anzahl von Kanälen. Es arbeitet mit einem geringeren Abstand von 0,8 nm bzw. 0,4 nm zwischen den Kanälen für 100-GHz- bzw. 50-GHz-Raster. Durch den geringeren Abstand zwischen den Kanälen kann DWDM mit einer höheren Kanalzahl als CWDM betrieben werden.
Ein weiterer Vorteil von DWDM gegenüber CWDM ist die Möglichkeit der Verstärkung, was es zu einer idealen Wahl für Langstreckenanwendungen macht. Beim Betrieb in einer 50-GHz-Konfiguration kann DWDM bis zu 80 Kanäle mit jeweils 2,5 Gbit/s bereitstellen. Eine unverstärkte DWDM-Verbindung kann eine maximale Verbindungsdistanz von 80 Kilometern bieten. Mit Verstärkung sind DWDM-Langstreckenverbindungen von bis zu 1000 Kilometern realisierbar.

CWDM vs. DWDM - Was sind die Unterschiede?

Wie bereits erwähnt, sind sowohl CWDM als auch DWDM Wellenlängenmultiplex-Technologien. Wir verwenden diese beiden Technologien, um die Übertragung von mehreren Signalen mit unterschiedlichen Datentypen über eine einzige Faser zu erreichen. CWDM und DWDM sind sehr beliebt und gelten als praktische Hilfsmittel, um den steigenden Bandbreitenanforderungen gerecht zu werden. Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen den beiden Technologien, von denen wir nun die häufigsten erörtern werden!

Abstand zwischen den Kanälen

Beim Wellenlängenmultiplex kann der Kanalabstand als der Wellenlängenunterschied zwischen zwei nebeneinander verlaufenden optischen Kanälen definiert werden.

Mit einem größeren Abstand als DWDM; daher kann es weniger Wellenlängen aufnehmen. Genauer gesagt, können wir bei CWDM maximal 18 optische Kanäle mit einem Kanalabstand von 20 nm haben.
DWDM hingegen arbeitet mit einem viel geringeren Abstand zwischen den optischen Kanälen. Dieser geringere Abstand von 0,8 nm (für das 100-GHz-Raster) und 0,4 nm (für das 50-GHz-Raster) ermöglicht es der DWDM-Technologie, bis zu 160 Wellenlängen zu verarbeiten. In typischen Szenarien werden in DWDM-Systemen Wellenlängen aus dem C-Band (1525nm bis 1565nm) verwendet, mit Ausnahme einiger Systeme, die Wellenlängen aus dem L-Band (1570nm bis 1610nm) verarbeiten können.

Übertragungsreichweite

CWDM ist für die Kurzstreckenkommunikation konzipiert, während DWDM für die Langstreckenkommunikation gedacht ist. Bei CWDM-Systemen schränkt der Kanalabstand von 20 nm im Spektrum von 1470 bis 1610 nm die Verstärkung ein, so dass nur eine maximale Verbindungsentfernung von bis zu 80 km möglich ist. Andererseits werden, wie bereits erwähnt, in DWDM-Systemen Lichtströme verschiedener Wellenlängen mit einem viel geringeren Kanalabstand übertragen. Mit anderen Worten: In DWDM-Systemen arbeiten viele optische Kanäle in einer dichten Umgebung. Ohne Verstärkung kann ein DWDM-System eine maximale Verbindungsdistanz von bis zu 120 km bieten. Das gesamte C-Band-Spektrum, das von einer DWDM-Verbindung genutzt wird, kann kostengünstig verstärkt werden. Mit Dämpfung kann eine DWDM-Verbindung für viele Langstreckenanwendungen optimiert werden, bei denen sich die Verbindungen über Hunderte von Kilometern erstrecken.

Optische Modulation

CWDM und DWDM unterscheiden sich hinsichtlich der optischen Modulation. Bei CWDM erfolgt die optische Modulation mit einer elektronischen Abstimmung und nicht mit einem gekühlten Laser. Bei DWDM hingegen erfolgt die optische Modulation mit einem gekühlten Laser, wobei die Abstimmung von der Temperatur abhängt. Ein gekühlter Laser bietet zwar eine bessere Leistung, eine längere Lebensdauer und mehr Sicherheit, hat aber den Nachteil eines relativ hohen Stromverbrauchs.

Kostenfaktor

Was die Kosten betrifft, so bietet CWDM im Allgemeinen eine kostengünstigere Lösung als DWDM. Es gibt viele Faktoren, die zu diesem Kostenunterschied beitragen, aber der wichtigste ist die unterschiedliche Art der verwendeten optischen Komponenten. Bei DWDM-Systemen werden komplexe gekühlte Laser verwendet, was zu höheren Herstellungs- und Betriebskosten führt. Was die Installation und Wartung angeht, so sind CWDM-Systeme einfacher zu installieren und zu warten als DWDM-Systeme. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Kostenunterschied auf der Grundlage der spezifischen Netzwerkanforderungen bewertet werden sollte.

Vorteile und Nachteile

Wie bereits erwähnt, besteht der Hauptunterschied zwischen CWDM und DWDM in den Kanalabständen dieser beiden Technologien. CWDM arbeitet mit einem etwa 100-mal größeren Kanalabstand als DWDM. Der Faktor des Kanalabstands führt zusammen mit einigen anderen Faktoren zu spezifischen Vor- und Nachteilen in Bezug auf Kosten, Leistung, Verbindungsentfernung usw. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Vor- und Nachteile von CWDM und DWDM erläutert.

CWDM Vor- und Nachteile

Vorteile

• es verbraucht weniger Strom
• es benötigt weniger Platz
• Es kann sowohl Singlemode- als auch Multimode-Glasfasern verwenden
• Es kann Laser oder LEDs für die Stromversorgung verwenden
• Es funktioniert mit billigeren und kleineren Wellenfiltern
• Es kostet weniger und bringt Sie mit weniger Investitionen in Schwung

Nachteile

• Es bietet weniger Kapazität als DWDM
• Sie hat weniger Reichweite
• Eine Verstärkung ist nicht möglich
• Begrenzte Skalierbarkeit ist ein Nachteil von CWDM

DWDM Vor- und Nachteile

Vorteile

• Es bietet eine bessere Kapazität
• Mit EDFAs kann DWDM eine Abdeckung von Hunderten von Kilometern bieten.
• Eine Verstärkung ist möglich
• DWDM bietet bessere Skalierbarkeitsoptionen
• Es bietet eine zuverlässigere Datenübertragung über große Entfernungen

Nachteile

• Er benötigt mehr Platz
• Sie erfordert mehr Energie
• Es kann nur mit hochpräzisen Wellenfiltern und Lasern arbeiten
• EDFAs sind teuer
• Seine Bereitstellungskosten sind weitaus höher als die von CWDM
• Installation und Wartung von DWDM-Systemen können komplex sein

Fazit

CWDM und DWDM sind zwei unterschiedliche optische Kommunikationstechnologien mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen.

Wählen Sie CWDM, wenn:

• Energieeffizienz und Platzersparnis sind wesentliche Aspekte.
• Ihr Netz arbeitet in einem kleineren Rahmen oder mit einem geringeren Budget.
• Eine Verstärkung ist nicht erforderlich, und Sie arbeiten in einem kürzeren Bereich.

Wählen Sie DWDM Wenn:

• Hohe Kapazität und Fernabdeckung sind wichtige Anforderungen.
• Ihr Netzwerk erfordert umfangreiche Verstärkungsmöglichkeiten.
• Sie können dem Netz mehr physischen Platz und Stromressourcen zuweisen.
• Präzision und Genauigkeit bei Wellenfiltern und Lasern sind nicht verhandelbar.

Letztendlich hängt die Entscheidung zwischen CWDMund DWDM von Ihren spezifischen Netzwerkanforderungen, Budgetbeschränkungen und Leistungserwartungen ab. Bewerten Sie diese Faktoren sorgfältig, um die am besten geeignete Technologie für Ihre optische Kommunikationsinfrastruktur zu ermitteln.