COMMENT EMPLOYER CWDM ET DWDM (MULTIPLEXAGE PAR RÉPARTITION EN LONGUEUR D'ONDE OPTIQUE DE FIBRE)

November 3, 2021
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KOENT OPTEC LIMITED - Technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (XWDM)
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CWDM ou DWDM : lequel utiliser et quand ?

-Bien que les deux types de multiplexage par répartition en longueur d'onde —CWDM et DWDM — soient tous deux des méthodes efficaces pour répondre aux besoins croissants en capacité de bande passante, ils sont conçus pour relever des défis réseau différents.

-Le multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (CWDM) et le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) sont les deux principales technologies développées sur la base du multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM), mais avec des schémas de longueurs d'onde et des applications différents.

-CWDM et DWDM sont tous deux des méthodes efficaces pour répondre aux besoins croissants en capacité de bande passante et maximiser l'utilisation des actifs fibre existants et nouveaux, mais les deux technologies diffèrent l'une de l'autre à de nombreux égards.

-Pour bien comprendre comment décider laquelle de ces deux technologies WDM peut être la meilleure option lors de la planification d'un réseau, il est essentiel d'avoir une compréhension de base du fonctionnement de chaque technologie et de leurs différences.

CWDM (Multiplexeur par répartition en longueur d'onde grossière)

-Un système CWDM prend généralement en charge huit longueurs d'onde par fibre et est conçu pour les communications à courte portée, en utilisant des fréquences à large plage avec des longueurs d'onde très espacées.

-Étant donné que le CWDM est basé sur un espacement de canaux de 20 nm de 1470 à 1610 nm, il est généralement déployé sur des portées de fibre allant jusqu'à 80 km ou moins, car les amplificateurs optiques ne peuvent pas être utilisés avec de grands espacements de canaux. Cet espacement important des canaux permet l'utilisation d'optiques à prix modéré. Cependant, la capacité des liaisons ainsi que la distance prise en charge sont moindres avec le CWDM qu'avec le DWDM.

-Généralement, le CWDM est utilisé pour les applications à faible coût, à faible capacité (inférieure à 10G) et à courte distance où le coût est un facteur important.

-Plus récemment, les prix des composants CWDM et DWDM sont devenus raisonnablement comparables. Les longueurs d'onde CWDM sont actuellement capables de transporter jusqu'à 10 Gigabit Ethernet et 16G Fiber Channel, et il est peu probable que cette capacité augmente encore à l'avenir.

DWDM (Multiplexeur par répartition en longueur d'onde dense)

-Dans les systèmes DWDM, le nombre de canaux multiplexés est beaucoup plus dense que le CWDM car le DWDM utilise un espacement de longueurs d'onde plus serré pour adapter davantage de canaux sur une seule fibre.

-Au lieu de l'espacement de canaux de 20 nm utilisé dans le CWDM (équivalent à environ 15 millions de GHz), les systèmes DWDM utilisent une variété d'espacements de canaux spécifiés de 12,5 GHz à 200 GHz dans la bande C et parfois la bande L.

-Les systèmes DWDM actuels prennent généralement en charge 96 canaux espacés de 0,8 nm dans le spectre de la bande C de 1550 nm. Pour cette raison, les systèmes DWDM peuvent transmettre une énorme quantité de données via une seule liaison fibre car ils permettent d'intégrer beaucoup plus de longueurs d'onde sur la même fibre.

-Le DWDM est optimal pour les communications à longue portée jusqu'à 120 km et au-delà en raison de sa capacité à exploiter les amplificateurs optiques, qui peuvent amplifier de manière rentable l'ensemble du spectre de 1550 nm ou de la bande C couramment utilisé dans les applications DWDM. Cela surmonte les longues portées d'atténuation ou de distance et, lorsqu'ils sont amplifiés par des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA), les systèmes DWDM ont la capacité de transporter de grandes quantités de données sur de longues distances allant jusqu'à des centaines ou des milliers de kilomètres.

-En plus de la capacité de prendre en charge un plus grand nombre de longueurs d'onde que le CWDM, les plateformes DWDM sont également capables de gérer des protocoles à plus grande vitesse, car la plupart des fournisseurs d'équipements de transport optique prennent couramment en charge 100G ou 200G par longueur d'onde, tandis que les technologies émergentes permettent 400G et au-delà.

Spectre de longueurs d'onde DWDM vs CWDM

Le CWDM a un espacement de canaux plus large que le DWDM — la différence nominale de fréquence ou de longueur d'onde entre deux canaux optiques adjacents.

  • Les systèmes CWDM transportent généralement huit longueurs d'onde avec un espacement de canaux de 20 nm dans la grille spectrale de 1470 nm à 1610 nm.

  • Les systèmes DWDM, en revanche, peuvent transporter 40, 80, 96 ou jusqu'à 160 longueurs d'onde en utilisant un espacement beaucoup plus étroit de 0,8/0,4 nm (grille de 100 GHz/50 GHz). Les longueurs d'onde DWDM sont généralement comprises entre 1525 nm et 1565 nm (bande C), certains systèmes étant également capables d'utiliser des longueurs d'onde de 1570 nm à 1610 nm (bande L).

CWDM ou DWDM : lequel utiliser ?

-Le CWDM est une technologie flexible qui peut être déployée pour étendre la capacité d'un réseau fibre. Il s'agit d'une option technologique compacte et rentable lorsque l'efficacité spectrale ou la nécessité de couvrir de longues distances de moins de 80 km ne sont pas des exigences importantes.

-Les solutions CWDM, qui utilisent généralement des composants matériels passifs, sont couramment déployées dans une topologie point à point dans les réseaux d'entreprise et les réseaux d'accès télécom.

-Pour ces raisons, le CWDM est généralement le mieux adapté aux applications à courte portée qui ne nécessitent pas de services supérieurs à 10 Go et dans les endroits où peu de canaux sont nécessaires.

-D'un autre côté, la technologie DWDM est la solution idéale pour les réseaux qui nécessitent des vitesses plus élevées, une plus grande capacité de canaux ou pour les applications nécessitant la capacité d'utiliser des amplificateurs pour transmettre des données sur des distances beaucoup plus longues.

-Bien que le matériel et l'électronique utilisés dans les systèmes DWDM ne soient pas bon marché, ils sont considérablement plus rentables que l'installation de nouvelles fibres.

-À mesure que le besoin de capacité augmente et que les débits de service augmentent à 10G/40G/100G et 200G, les coûts récurrents élevés des lignes louées pour fournir une connectivité pour ces débits de données plus élevés ne sont pas évolutifs pour les organisations par rapport à la mise en œuvre et à l'exploitation de leur propre réseau optique DWDM.

-Pour cette raison, il existe une demande croissante d'augmentation de la capacité du réseau en utilisant des applications de réseau optique DWDM pour maximiser la connectivité fibre entre les sites. Les organisations exploitent de plus en plus cette technologie en tant que solution évolutive à la demande pour suivre leurs demandes croissantes en bande passante.

-Généralement, les systèmes DWDM utilisent des composants matériels actifs et sont souvent déployés en tant que plateformes matérielles intégrées telles que les ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers), qui offrent des capacités opérationnelles améliorées et permettent la création de réseaux optiques complexes et évolutifs.

-En raison de sa capacité à gérer autant de données, le DWDM est utilisé par les organisations de nombreux secteurs comme partie intégrante de leurs réseaux fibre longue distance, centraux ou métropolitains aujourd'hui.

-Les technologies DWDM sont également utilisées pour interconnecter les centres de données, tels que les plateformes ODCI (Optical Data Center Interconnect) qui fournissent des liaisons à très haut débit (400G et au-delà) en utilisant du matériel à faible coût par bit optimisé pour l'environnement du centre de données.

Systèmes actifs et passifs : quelle est la différence ?

-Les solutions de transport optique CWDM et DWDM sont disponibles en tant que systèmes actifs ou passifs.

-Dans une solution de transport optique passive (ou non alimentée), un émetteur-récepteur CWDM ou DWDM réside directement à l'intérieur d'un appareil, tel qu'un commutateur de données ou un routeur.

-Un exemple typique serait un commutateur IP qui possède une optique enfichable SFP canalisée qui est réglée sur une longueur d'onde CWDM ou DWDM spécifique. La sortie de l'émetteur-récepteur SFP canalisé se connecte à un multiplexeur passif correspondant qui combine et redistribue, ou multiplexe et démultiplexe, les différents signaux de longueur d'onde.

-Étant donné que l'émetteur-récepteur SFP enfichable CWDM ou DWDM canalisé réside dans le commutateur de données ou le routeur, cela signifie que la fonctionnalité xWDM est intrinsèquement intégrée dans l'appareil respectif.

-Les solutions de transport optique actives ont des composants alimentés en courant alternatif ou continu et sont des systèmes autonomes séparés des appareils auxquels ils se connectent, tels que les commutateurs de données et les routeurs.

-Une tâche principale d'un système de transport optique autonome est de prendre un signal de sortie à courte portée et d'étendre la portée du signal tout en le convertissant en une longueur d'onde CWDM ou DWDM canalisée.

-Un exemple typique serait un commutateur IP qui possède un port 10 Go rempli d'une optique SFP+ 'grise' 1310, où l'interface du port 1310 SFP+ sur le commutateur IP est ensuite connectée via un cavalier fibre au port d'interface client d'une carte Transpondeur au sein d'un système de transport optique actif.

-Un transpondeur est un composant qui reçoit un signal optique entrant, puis le convertit en une longueur d'onde xWDM canalisée.

-Le système de transport optique actif prend ensuite les signaux xWDM convertis, les combine et les transmet à l'aide de quelques composants supplémentaires, notamment des multiplexeurs passifs et des amplificateurs si nécessaire, pour les applications longue distance. En raison de la séparation de la fonctionnalité de transport xWDM de l'appareil final, tel qu'un commutateur de données ou un routeur, les systèmes de transport optique actifs ont également tendance à être plus complexes que les solutions passives.

Conclusion

-La mise en réseau optique joue un rôle clé dans les réseaux multicouches d'aujourd'hui et est utilisée pour étendre la portée des optiques enfichables traditionnelles, interconnecter les centres de données et relier les sites au sein d'un campus ou d'un parc d'affaires dans les régions métropolitaines, entre les villes ou pour la connectivité nationale longue distance.

-En conséquence, les organisations du secteur public, les services publics, les prestataires de soins de santé, les institutions financières, les entreprises et les opérateurs de centres de données considèrent le transport optique comme la solution de choix pour leurs réseaux critiques.

-CWDM et DWDM — les deux types de multiplexage par répartition en longueur d'onde — sont tous deux des méthodes efficaces pour répondre aux besoins croissants en capacité de bande passante ; mais ils sont conçus pour répondre à différents besoins réseau.

-Avec la croissance massive des applications over-the-top, du cloud computing, des appareils mobiles et la nécessité pour les consommateurs et les employés d'avoir un accès constant à leurs données et applications, les solutions de réseau optique CWDM et DWDM sont rapidement adoptées par les entreprises à mesure que leurs exigences en matière de bande passante et de distance continuent de croître.

-Ainsi, de nombreuses organisations de tous les secteurs exploitent désormais leurs propres réseaux de transport optique pour consolider des débits de bande passante élevés et différents types de trafic sur de longues distances.