Выбор CWDM или DWDM для построения сети передачи данных

Оглавление

Задача: Организовать канал передачи данных между узлами.

Линия 1 длина 45 км
Емкость 4х10G
Возможностью увеличения емкости до 8x10G и более

Описание решения

Для организации канала связи между узлами, мы предлагаем рассмотреть 2 схемы, реализованные по технологии CWDM и DWDM

Схема включения

Схема включения CWDM и DWDM

Как видно из схем включения отличий не много:

1) DWDM SFP+ модули вместо CWDM

2) DWDM AWG MUX вместо CWDM, на 32 длины волны

Athermal AWG DWDM мультиплексоры (Arrayed Waveguide Grating Dense Wavelength Division Mux/Demultiplexer) изготавливаются на основе кремниево-планарной технологии с атермальной (холодной) стабилизацией, которая позволяет производить мультиплексоры пассивными, не требующими внешнего питания. Данная технология, в отличии от технологии построения мультиплексоров на фильтрах, позволяет достичь минимальных параметров затухания при достаточно большом количестве DWDM каналов.

Мультиплексоры универсальны в применении, например для создания системы уплотнения до 16-и дуплексных 10G каналов связи по одному волокну, достаточно использовать два мультиплексора

Касательно цен можно заметить, что мультиплексоры, изготовленные по AWG технологии, значительно дешевле аналогичных мультиплексоров выполненных на фильтрах.

Расчет потерь в оптическом тракте

Расчет потерь в оптическом тракте.

Бюджет оптического линейного тракта CWDM складываются из:

потери в линии (зависят от длины волны)
потери в MUX/DEMUX
потери на соединениях (не менее 1 дБ)
эксплуатационный запас (2-3 дБ)

Расчет потерь в тракте

		Потери в ОВ 1 для СWDM 45км + 2xMUX	Потри в ОВ 2 для DWDM на всех каналах одинаковое на 45км + 2xMUX
Канал 1	1310	16,1+7	9,5 дБ + 10дБ
Канал 1	1330	15,6+7
Канал 2	1350	15+7
Канал 2	1370	14,5+7
Канал 3	1390	13,9+7
Канал 3	1410	13,1+7
Канал 4	1430	12,4+7
Канал 4	1450	11,7+7
Канал 5	1470	11,1+7
Канал 5	1490	10,5+7
Канал 6	1510	10,1+7
Канал 6	1530	9,8+7
Канал 7	1550	9,5+7
Канал 7	1570	9,4+7
Канал 8	1590	9,5+7
Канал 8	1610	9,7+7

Примечание: данные затухания приведены для волокна G.652D

При использовании волокна G.652A в диапазоне 1370-1420нм сигнал передаваться не будет

Эксплуатационный запас –отсутствует

Модули CWDM из диапазона 1350-1450нм не выпускаются для указанных расстояний

Бюджет мощности SFP+ модулей 23 дБ (80 км).

Исходя из приведенных выше данных, мы считаем, что максимальная емкость CWDM сети будет составлять не более чем 4x10G каналов. То есть отсутствует возможность увеличения пропускной способности.

При использовании оборудования DWDM, существует возможность увеличения пропускной способности сети от 4х10G до 20х10G при установке на первом этапе DWDM MUX соответствующей емкости. В дальнейшем требуется покупать только DWDM SFP+ модули.

Спецификация оборудования для организации 4х10G с резервированием линии

Наименование	Количество
Спецификация CWDM
Оптический мультиплексор CWDM 1x16 длины волн 1310-1610nm, (LC/UPC), COM (SC/UPC), Rack	4
Оптический трансивер NS-SFP+ 10GCWDM, длина волны 1610nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1590nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1570nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1550nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1530nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1510nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1490nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G CWDM, длина волны 1470nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Спецификация DWDM
Оптический мультиплексор DWDM 1x32, каналы 30-61, (LC/UPC), COM (LC/UPC), RACK	4
Оптический трансивер NS-SFP+ 10GDWDM, 30 канал, длина волны 1553.33nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 31 канал, длина волны 1552.52nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 32 канал, длина волны 1551.72nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 33 канал, длина волны 1550.92nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 34 канал, длина волны 1550.12nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 35 канал, длина волны 1549.32nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 36 канал, длина волны 1548.51nm, дальность 80km, LC, DDM	2
Оптический трансивер NS-SFP+ 10G DWDM, 37 канал, длина волны 1547.72nm, дальность 80km, LC, DDM	2

Примечание: при использовании оптического мультиплексора DWDM 1x32, на этапе запуска используется 8 несущих длин волн (4x10G), возможность увеличения до 16х10G.

Недостатки CWDM решения:

нет гарантии что заработает в диапазоне 1370-1420 нм, нужно предварительное тестирование если не известен тип ОВ
разные затухания на разных длинах волн в CWDM
гарантировано можно организовать только 4х10G каналов
маленький запас бюджета мощности на половине каналов (1310-1410 нм)
не выпускаются CWDM 10GSFP+ на расстояние более 40 км для 1350-1450 нм.

Преимущества DWDM решения:

возможность постепенного увеличения пропускной способности от 4х10Gдо 16х10G на DWDM AWG MUX без замены пассивного оборудования. Докупаются только DWDM SFP+ модули
гарантировано рабочая схема, не нужно предварительного тестирования
одинаковое затухание на всех длинах волн
высокая стабильность AWG MUX от температуры и времени
сопоставимая цена с CWDM
запас бюджета около 3 дБ на всех каналах

Выводы

Сеть построенная на основе оборудования CWDM позволяет организовать только 4 канала 10G на расстояние более 40 км. Возможность увеличения пропускной способности отсутствует

Таким образом поставленная задача может быть реализована только с использованием технологии DWDM.