В области оптоволоконной связи технология мультиплексирования по длине волны (WDM) является ключевым средством увеличения пропускной способности оптического волокна. Будучи ключевым ответвлением технологии WDM, CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) широко используется в определенных сценариях благодаря своей низкой стоимости и простоте развертывания. Ниже: ЭТУ будет представлен подробный анализ CWDM, включая его определение, принципы работы, основные характеристики, планирование длин волн, сценарии применения, преимущества и ограничения.

Ⅰ. Определение и основные принципы CWDM

1. Определение

CWDM — это технология мультиплексирования оптического волокна посредством одновременной передачи нескольких оптических сигналов разных длин волн по одному оптическому волокну. По сравнению с плотным мультиплексированием по длине волны (DWDM), разнос длин волн здесь меньше (обычно 20 нм), отсюда и название «грубое мультиплексирование по длине волны».

2. Принцип работы

Основным принципом работы системы CWDM является мультиплексирование по длине волны:

2 ) Процесс передачи: Оптические сигналы разных длин волн распространяются в оптоволокне независимо, не мешая друг другу;

3 ) Приемная сторона: смешанный оптический сигнал разделяется по длине волны с помощью демультиплексора (DEMUX) и передается на соответствующее приемное устройство.

Проще говоря, CWDM эквивалентен «открытию нескольких линий» для оптоволокна. Каждая «линия» соответствует определённой длине волны и может одновременно передавать различные бизнес-сигналы (такие как данные, голос, видео и т. д.).

Ⅱ. Ключевые характеристики CWDM

1. Рабочее окно

CWDM в основном работает в диапазоне длин волн с малыми потерями в оптоволокне 1270–1610 нм, охватывая O-диапазон (1260–1360 нм), E-диапазон (1360–1460 нм), S-диапазон (1460–1530 нм), C-диапазон (1530–1565 нм) и L-диапазон (1565–1625 нм).

2. Количество каналов

Из-за большого разноса длин волн, ограничений потерь в оптическом волокне и характеристик устройства максимальное количество каналов в системе CWDM обычно составляет 16 (некоторые упрощенные системы могут поддерживать 8 или 4 канала).

3. Трансмиссия Д расстояние

Дальность передачи данных в системах CWDM относительно ограничена, обычно 20–80 километров (без ретрансляторов). Увеличение дальности передачи может быть достигнуто добавлением оптических усилителей (например, EDFA) или модулей компенсации дисперсии, но это увеличивает стоимость.

4. Устройство С характеристики

1) Лазер: нет необходимости использовать высокоточные лазеры с термоконтролем (обычно необходимые для DWDM). В некоторых случаях можно использовать более дешёвые неохлаждаемые лазеры для снижения энергопотребления и затрат.

2) Фильтры: Требования к селективности по длине волны ниже, а сложность изготовления и стоимость комбайнеров/демультиплексоров значительно ниже, чем у устройств DWDM.

Ⅲ. Планирование длины волны CWDM (стандарт ITU-T G.694.2)

Международный союз электросвязи (МСЭ-Т) определяет диапазон длин волн CWDM в стандарте G.694.2, определяя 16 стандартных длин волн следующим образом:

Как профессиональный производитель модулей, ETU-Link предлагает оптические модули 1G-800G. Ниже представлены несколько моделей оптических модулей CWDM от ETU-Link:

4. Сценарии применения CWDM

Благодаря своим преимуществам низкой стоимости и простоты развертывания технология CWDM в первую очередь применяется в сценариях с умеренными требованиями к пропускной способности и расстоянию передачи:

1. Городские вычислительные сети (MAN) и сети доступа

1 ) Применяется для обеспечения связи между различными компьютерными залами и базовыми станциями в городе, а также для передачи данных, голоса и других комплексных услуг;

2 ) Поддерживает расширение магистральных каналов корпоративных сетей и кампусных сетей для удовлетворения потребностей агрегации нескольких услуг.

2. Межсоединение центров обработки данных (DCI)

1 ) Соединить различные центры обработки данных на небольших расстояниях (например, 10–40 километров) для достижения высокоскоростной передачи данных между серверами и устройствами хранения;

2 ) Поддерживает мультиплексную передачу сигналов нескольких протоколов, таких как Ethernet (10G/40G/100G) и FC (Fibre Channel).

3. Сети кабельного телевидения (CATV)

Он используется для передачи и распределения вещательных и телевизионных сигналов, а также для передачи видео, широкополосной связи и других услуг, повышая коэффициент использования оптических волокон.

4. Промышленный контроль и мониторинг

В таких сценариях, как промышленные парки и транспортные узлы, обеспечивается передача видеозаписей наблюдения и сигналов управления на большие расстояния, что упрощает прокладку проводов.

Ⅴ. Преимущества и ограничения CWDM

1. Преимущества:

Низкий С ост: Компоненты (лазеры, фильтры и т. д.) не требуют высокоточного контроля, а стоимость производства составляет всего 1/3–1/5 стоимости DWDM. Развертывание и обслуживание системы просты, что снижает трудозатраты.

Гибкий Д занятость: Поддерживает горячее подключение и может постепенно увеличивать количество каналов в соответствии с потребностями бизнеса (например, расширение с 4 волн до 8 волн и 16 волн); предъявляет низкие требования к типу волокна и может использовать обычное волокно G.652 без необходимости использования выделенного волокна.

Низкий П власть С потребление: При использовании неохлаждаемых лазеров энергопотребление значительно ниже, чем у охлаждаемых DWDM-лазеров.

Сильный С совместимость: совместим с различными скоростями (100M/1G/10G/40G) и протоколами (Ethernet, SDH, FC и т. д.), адаптируясь к смешанной бизнес-передаче.

2. Ограничения:

Ограниченный С вместимость: Максимальное количество каналов — 16, что значительно меньше сотен каналов DWDM и не подходит для сверхбольших магистральных сетей.

Короткий Т передача Д расстояние: Дальность передачи без ретрансляторов обычно не превышает 80 километров, тогда как DWDM может поддерживать тысячи километров передачи через усилители.

Низкий В длина_с_средней_длины У тилизация: Широкий интервал в 20 нм приводит к низкому использованию полосы пропускания волокна, что не подходит для сценариев с чрезвычайно высокими требованиями к плотности полосы пропускания.

Ⅵ. Резюме

CWDM — это экономичная технология спектрального уплотнения, которая обеспечивает незаменимые преимущества в сценариях связи с низкой и средней пропускной способностью на короткие и средние расстояния. Низкая стоимость и простота развертывания отвечают требованиям к пропускной способности городских сетей, сетей доступа и взаимодействию между центрами обработки данных, что делает её идеальным выбором для баланса производительности и стоимости.

С развитием технологий оптической связи технология CWDM также постоянно совершенствуется (например, поддерживает более высокоскоростной 100G CWDM) и в будущем продолжит играть важную роль в сетях малого и среднего размера, а также в сценариях периферийных вычислений.

О ЭТУ-Л ЧЕРНИЛА

Компания ETU-Link Technology Co., Ltd., основанная в 2014 году, — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях, разработке, производстве и продаже компонентов оптической связи. Компания, специализирующаяся на высокоскоростных оптических модулях, является основным продуктом и обслуживает рынки оптоволоконной связи, включая телекоммуникации, передачу данных и хранение данных.