في مجال الاتصالات بالألياف الضوئية، يظل تحقيق أقصى قدر من كفاءة موارد النطاق الترددي المحدودة محورًا بحثيًا حاسمًا.تعمل مثل مسارات الطريق السريعمع نمو حركة البيانات بشكل كبير ، يصبح الطلب على عرض النطاق الترددي أكثر إلحاحًا.
تخيل أن جميع السيارات في المدينة تحاول أن تتدفق على طريق ذو مسار واحد، والنتيجة ستكون حتماً الازدحام. وبالمثل، عندما لا تستطيع شبكات الألياف أن تلبي الطلب المتزايد على عرض النطاق الترددي،تحدث ازدحام الشبكة وزيادة فترة التأخير، في نهاية المطاف تدهور تجربة المستخدمين والعمليات التجارية.
ظهرت تكنولوجيا تقسيم الموجات المتعددة (WDM) كحل ، مما أدى إلى إنشاء مسارات متعددة على طريق سريع واحد للألياف.هذا الابتكار حول الاتصالات بالألياف من مسار ضيق ذو مسار واحد إلى طريق سريع متعدد المسارات، مع كل مسار تحمل تدفقات بيانات متميزة.
تكمن عبقرية WDM في استخدامها لأطوال موجة ضوئية مختلفة. من خلال تعديل تدفقات البيانات المنفصلة على أطوال موجة متميزة ودمجها لنقل عبر ألياف واحدة،ثم فصلهم في نهاية الاستقبال، WDM يزيد بشكل كبير من قدرة الإرسال.
تهيمن تقنيات WDM الأساسية على هذا المجال: تقسيم التعدد المتعدد للطول الموجي الخام (CWDM) وتقسيم التعدد المتعدد للطول الموجي الكثيف (DWDM).هذه تمثل مقاربات مختلفة لنفس المفهوم الأساسي، كل منها مناسب لبيئات الشبكة المحددة ومتطلبات المستخدم.
تدعم تكنولوجيا CWDM ما يصل إلى 18 قناة طول موجة على ألياف واحدة ، مع تفاصيل كل قناة 20 نانومترًا.هذا الفاصل واسع نسبيا يجعل تنفيذات CWDM أكثر فعالية من حيث التكلفة ولكن يحد من العدد الإجمالي للقنوات المتاحة.
تعمل التكنولوجيا بشكل أساسي في مناطق طول الموجة 1310nm و 1550nm ، مع تفضيل الأخيرة بسبب انخفاض ضعف الألياف.CWDM يحقق عادة مسافات نقل تصل إلى 70 كيلومترامما يجعلها مثالية للتطبيقات قصيرة المدى.
ومع ذلك، فإن ظاهرة "ذروة المياه" حيث يرتفع انخفاض الإشارة بين 1370nm و 1430nm يقلل من القنوات المتاحة إلى ثمانية قنوات فقط للانتقالات التي تمتد على مسافة 40-70 كيلومتر.هذا الحد ينبع من امتصاص أيون هيدروكسيل في الألياف، مما يتسبب في فقدان إشارة يصل إلى 1.0dB / km مقارنة مع 0.25dB / km فقط في منطقة 1550nm.
تتناقض DWDM بشكل حاد مع نظيرها الخام ، حيث تدعم ما يصل إلى 80 قناة طول موجة مع مسافة 0.8nm فقط بينها.هذا التعبئة القناة الكثيفة تمكن قدرة أكبر بكثير عرض النطاق الترددي.
ميزة رئيسية لـ DWDM هي توافقها مع التضخيم البصري ، مما يسمح بتجديد الإشارة على مسافات طويلة.هذا يجعل DWDM الخيار المفضل للاتصالات بعيدة المدى وتطبيقات عرض النطاق الترددي العالي مثل شبكات المناطق الحضريةوالشبكات العمودية والكابلات تحت البحر.
في حين أن CWDM عادةً ما تتعامل مع تطبيقات Ethernet 10 Gigabit و 16G Fiber Channel ، يمكن لـ DWDM دعم بروتوكولات تصل إلى 100Gbps لكل قناة وما وراءها ،جعلها آمنة في المستقبل لمتطلبات السرعة العالية الناشئة.
تاريخياً، جعلت تكاليف المكونات المنخفضة لـ CWDM الخيار الأكثر جاذبية. ومع ذلك، مع نضوج تكنولوجيا DWDM، تقلصت فروق الأسعار بشكل كبير.عند تقييم قدرات السرعة، وقدرة القناة، ومتوسط نقل، ومزايا الشبكة السلبية، وظهرت DWDM بشكل متزايد باعتبارها الخيار المفضل لنشر الشبكات الجديدة.
| السمة | الـ DWDM | CWDM |
|---|---|---|
| المسافة غير المضخمة | 80 كم | 70 كم |
| المسافة المضخمة | 1000 كيلومتر | لا |
| عدد القنوات | 88 (مع المقاطع) | 18 (قمة المياه محدودة) |
| المسافة بين القنوات | 0.8 nm | 20 نانومتر |
| البروتوكولات المدعومة | جميعها، بما في ذلك 100G +: 1/10/40/100GE و 8/16/32GFC | ما يصل إلى 10GE و 8GFC (40G ممكن مع 4x10G CWDM) |
بالنسبة لتنفيذات CWDM القائمة مع القدرة المتبقية ، قد يكون من الحكمة الاستمرار في التكنولوجيا. ومع ذلك ، عند الاقتراب من حدود القدرة ، تواجه المنظمات خيارين:الانتقال الكامل إلى أنظمة DWDM ذات قدرة أعلى، أو تنفيذ طبقة DWDM الهجينة على البنية التحتية CWDM الحالية ̇ الاستفادة من قنوات 1530nm و 1550nm لإنشاء 26 مسارًا إضافيًا.
تقليديًا، تفضل شركات الاتصالات DWDM للأنظمة الثابتة المتكاملة رأسًا التي تتطلب مساحة كبيرة، في حين تفضل المؤسسات CWDM لربط مركز البيانات.ظهرت حلول DWDM أكثر مرونة، مما يجعل التكنولوجيا قابلة للحياة بشكل متزايد لتطبيقات المؤسسات.
تعد التقنيات الناشئة مثل فوتونيك السيليكون بتقليل تكاليف DWDM بشكل أكبر ، في حين أن تقسيم الفضاء المتعدد قد يتغلب في النهاية على قيود عرض النطاق الترددي الحالية للألياف.عند اختيار حلول WDM، يجب على المنظمات أن تأخذ في الاعتبار كل من المتطلبات الحالية والقدرة على التوسع في المستقبل.
يعتمد القرار بين CWDM و DWDM في نهاية المطاف على خصائص الشبكة المحددة بما في ذلك الحجم ومتطلبات عرض النطاق الترددي ومسافة الإرسال وقيود الميزانية.من خلال التحليل الدقيق والتخطيط الاستراتيجي، يمكن للمنظمات الاستفادة من هذه التقنيات لبناء شبكات الألياف الفعالة والموثوقة والقابلة للتكيف التي تدعم النمو على المدى الطويل.
في مجال الاتصالات بالألياف الضوئية، يظل تحقيق أقصى قدر من كفاءة موارد النطاق الترددي المحدودة محورًا بحثيًا حاسمًا.تعمل مثل مسارات الطريق السريعمع نمو حركة البيانات بشكل كبير ، يصبح الطلب على عرض النطاق الترددي أكثر إلحاحًا.
تخيل أن جميع السيارات في المدينة تحاول أن تتدفق على طريق ذو مسار واحد، والنتيجة ستكون حتماً الازدحام. وبالمثل، عندما لا تستطيع شبكات الألياف أن تلبي الطلب المتزايد على عرض النطاق الترددي،تحدث ازدحام الشبكة وزيادة فترة التأخير، في نهاية المطاف تدهور تجربة المستخدمين والعمليات التجارية.
ظهرت تكنولوجيا تقسيم الموجات المتعددة (WDM) كحل ، مما أدى إلى إنشاء مسارات متعددة على طريق سريع واحد للألياف.هذا الابتكار حول الاتصالات بالألياف من مسار ضيق ذو مسار واحد إلى طريق سريع متعدد المسارات، مع كل مسار تحمل تدفقات بيانات متميزة.
تكمن عبقرية WDM في استخدامها لأطوال موجة ضوئية مختلفة. من خلال تعديل تدفقات البيانات المنفصلة على أطوال موجة متميزة ودمجها لنقل عبر ألياف واحدة،ثم فصلهم في نهاية الاستقبال، WDM يزيد بشكل كبير من قدرة الإرسال.
تهيمن تقنيات WDM الأساسية على هذا المجال: تقسيم التعدد المتعدد للطول الموجي الخام (CWDM) وتقسيم التعدد المتعدد للطول الموجي الكثيف (DWDM).هذه تمثل مقاربات مختلفة لنفس المفهوم الأساسي، كل منها مناسب لبيئات الشبكة المحددة ومتطلبات المستخدم.
تدعم تكنولوجيا CWDM ما يصل إلى 18 قناة طول موجة على ألياف واحدة ، مع تفاصيل كل قناة 20 نانومترًا.هذا الفاصل واسع نسبيا يجعل تنفيذات CWDM أكثر فعالية من حيث التكلفة ولكن يحد من العدد الإجمالي للقنوات المتاحة.
تعمل التكنولوجيا بشكل أساسي في مناطق طول الموجة 1310nm و 1550nm ، مع تفضيل الأخيرة بسبب انخفاض ضعف الألياف.CWDM يحقق عادة مسافات نقل تصل إلى 70 كيلومترامما يجعلها مثالية للتطبيقات قصيرة المدى.
ومع ذلك، فإن ظاهرة "ذروة المياه" حيث يرتفع انخفاض الإشارة بين 1370nm و 1430nm يقلل من القنوات المتاحة إلى ثمانية قنوات فقط للانتقالات التي تمتد على مسافة 40-70 كيلومتر.هذا الحد ينبع من امتصاص أيون هيدروكسيل في الألياف، مما يتسبب في فقدان إشارة يصل إلى 1.0dB / km مقارنة مع 0.25dB / km فقط في منطقة 1550nm.
تتناقض DWDM بشكل حاد مع نظيرها الخام ، حيث تدعم ما يصل إلى 80 قناة طول موجة مع مسافة 0.8nm فقط بينها.هذا التعبئة القناة الكثيفة تمكن قدرة أكبر بكثير عرض النطاق الترددي.
ميزة رئيسية لـ DWDM هي توافقها مع التضخيم البصري ، مما يسمح بتجديد الإشارة على مسافات طويلة.هذا يجعل DWDM الخيار المفضل للاتصالات بعيدة المدى وتطبيقات عرض النطاق الترددي العالي مثل شبكات المناطق الحضريةوالشبكات العمودية والكابلات تحت البحر.
في حين أن CWDM عادةً ما تتعامل مع تطبيقات Ethernet 10 Gigabit و 16G Fiber Channel ، يمكن لـ DWDM دعم بروتوكولات تصل إلى 100Gbps لكل قناة وما وراءها ،جعلها آمنة في المستقبل لمتطلبات السرعة العالية الناشئة.
تاريخياً، جعلت تكاليف المكونات المنخفضة لـ CWDM الخيار الأكثر جاذبية. ومع ذلك، مع نضوج تكنولوجيا DWDM، تقلصت فروق الأسعار بشكل كبير.عند تقييم قدرات السرعة، وقدرة القناة، ومتوسط نقل، ومزايا الشبكة السلبية، وظهرت DWDM بشكل متزايد باعتبارها الخيار المفضل لنشر الشبكات الجديدة.
| السمة | الـ DWDM | CWDM |
|---|---|---|
| المسافة غير المضخمة | 80 كم | 70 كم |
| المسافة المضخمة | 1000 كيلومتر | لا |
| عدد القنوات | 88 (مع المقاطع) | 18 (قمة المياه محدودة) |
| المسافة بين القنوات | 0.8 nm | 20 نانومتر |
| البروتوكولات المدعومة | جميعها، بما في ذلك 100G +: 1/10/40/100GE و 8/16/32GFC | ما يصل إلى 10GE و 8GFC (40G ممكن مع 4x10G CWDM) |
بالنسبة لتنفيذات CWDM القائمة مع القدرة المتبقية ، قد يكون من الحكمة الاستمرار في التكنولوجيا. ومع ذلك ، عند الاقتراب من حدود القدرة ، تواجه المنظمات خيارين:الانتقال الكامل إلى أنظمة DWDM ذات قدرة أعلى، أو تنفيذ طبقة DWDM الهجينة على البنية التحتية CWDM الحالية ̇ الاستفادة من قنوات 1530nm و 1550nm لإنشاء 26 مسارًا إضافيًا.
تقليديًا، تفضل شركات الاتصالات DWDM للأنظمة الثابتة المتكاملة رأسًا التي تتطلب مساحة كبيرة، في حين تفضل المؤسسات CWDM لربط مركز البيانات.ظهرت حلول DWDM أكثر مرونة، مما يجعل التكنولوجيا قابلة للحياة بشكل متزايد لتطبيقات المؤسسات.
تعد التقنيات الناشئة مثل فوتونيك السيليكون بتقليل تكاليف DWDM بشكل أكبر ، في حين أن تقسيم الفضاء المتعدد قد يتغلب في النهاية على قيود عرض النطاق الترددي الحالية للألياف.عند اختيار حلول WDM، يجب على المنظمات أن تأخذ في الاعتبار كل من المتطلبات الحالية والقدرة على التوسع في المستقبل.
يعتمد القرار بين CWDM و DWDM في نهاية المطاف على خصائص الشبكة المحددة بما في ذلك الحجم ومتطلبات عرض النطاق الترددي ومسافة الإرسال وقيود الميزانية.من خلال التحليل الدقيق والتخطيط الاستراتيجي، يمكن للمنظمات الاستفادة من هذه التقنيات لبناء شبكات الألياف الفعالة والموثوقة والقابلة للتكيف التي تدعم النمو على المدى الطويل.
