در حوزه ارتباطات فیبر نوری، به حداکثر رساندن کارایی منابع پهنای باند محدود همچنان یک تمرکز تحقیقاتی حیاتی است.عملکردهای بسیار شبیه به خطوط در یک بزرگراه، که هم سرعت و هم ظرفیت انتقال داده را تعیین می کند. با افزایش سریع ترافیک داده، تقاضا برای پهنای باند به طور فزاینده ای ضروری می شود.
تصور کنید که تمام وسایل نقلیه در یک شهر تلاش می کنند تا به یک جاده ی یک خط فشار بیاورند، نتیجه ی این کار به طور اجتناب ناپذیر تعطیلی خواهد بود.ازدحام شبکه و افزایش تاخیر رخ می دهد، در نهایت تجربه کاربری و عملیات تجاری را کاهش می دهد.
تکنولوژی تقسیم طول موج چندگانه (WDM) به عنوان یک راه حل ظهور کرد، به طور موثر ایجاد چندین خط در یک بزرگراه فیبر واحد.این نوآوری ارتباطات فیبر را از یک مسیر باریک تک خط به یک بزرگراه چند خط تبدیل کرد، با هر خط حمل جریان داده های متمایز.
درخشش WDM در استفاده از طول موج های مختلف نور است. با تنظیم جریان های داده های جداگانه به طول موج های مختلف و ترکیب آنها برای انتقال از طریق یک فیبر واحد،و سپس آنها را از هم جدا می کند.، WDM به طور چشمگیری ظرفیت انتقال را افزایش می دهد.
دو فناوری اصلی WDM بر این زمینه تسلط دارند: چندگانه سازی تقسیم طول موج خشن (CWDM) و چندگانه سازی تقسیم طول موج متراکم (DWDM).این ها رویکردهای متفاوتی به یک مفهوم اساسی را نشان می دهند.، هرکدام برای محیط های شبکه خاص و نیازهای کاربر مناسب است.
تکنولوژی CWDM از 18 کانال طول موج در یک فیبر پشتیبانی می کند، هر کانال با فاصله 20 نانومتر فاصله دارد.این فاصله نسبتا گسترده باعث می شود پیاده سازی CWDM مقرون به صرفه تر باشد اما تعداد کل کانال های موجود را محدود می کند..
این فناوری عمدتاً در مناطق طول موج 1310nm و 1550nm کار می کند، با این که آخرین به دلیل کاهش فیبر کمتر ترجیح داده می شود.CWDM به طور معمول فاصله انتقال را تا 70 کیلومتر به دست می آورد، که باعث می شود برای کاربردهای کوتاه مدت ایده آل باشد.
با این حال، پدیده "قله آب" که در آن کاهش سیگنال بین 1370nm و 1430nm افزایش می یابد، کانال های موجود را برای انتقال 40-70 کیلومتر به فقط هشت کانال کاهش می دهد.این محدودیت ناشی از جذب یون هایدروکسیل در فیبر است، که باعث از دست دادن سیگنال به اندازه 1.0dB / km در مقایسه با تنها 0.25dB / km در منطقه 1550nm می شود.
DWDM به شدت با همتای خشن خود متناقض است و از 80 کانال طول موج با فاصله 0.8nm بین آنها پشتیبانی می کند.این بسته بندی کانال متراکم امکان ظرفیت پهنای باند به طور قابل توجهی بیشتر.
یک مزیت اصلی DWDM سازگاری آن با تقویت نوری است که اجازه بازسازی سیگنال را در مسافت های طولانی می دهد.این باعث می شود که DWDM انتخاب مورد نظر برای ارتباطات طولانی مدت و برنامه های کاربردی پهنای باند بالا مانند شبکه های منطقه شهری باشد.، شبکه های ستون فقرات و کابل های زیر دریایی.
در حالی که CWDM به طور معمول برنامه های 10 گیگابیت اترن و 16G Fiber Channel را مدیریت می کند، DWDM می تواند از پروتکل هایی که به 100Gbps در هر کانال و فراتر از آن می رسند، پشتیبانی کند.در آینده برای نیازهای در حال ظهور با سرعت بالا.
از نظر تاریخی، هزینه های پایین تر قطعات CWDM آن را گزینه ای جذاب تر می کرد. با این حال، به عنوان تکنولوژی DWDM بالغ شده است، تفاوت قیمت به طور قابل توجهی کاهش یافته است.در هنگام ارزیابی قابلیت های سرعتاز نظر ظرفیت کانال، فاصله انتقال و مزایای شبکه غیرفعال، DWDM به طور فزاینده ای به عنوان انتخاب مورد نظر برای استقرار شبکه های جدید ظاهر می شود.
| ویژگی | DWDM | CWDM |
|---|---|---|
| فاصله بدون تقویت | 80 کیلومتر | ۷۰ کیلومتر |
| فاصله بزرگ شده | 1000+ کیلومتر | N/A |
| تعداد کانال ها | 88 (با میانبر) | 18 (قله آب محدود) |
| فاصله کانال | 0.8 نانومتر | 20 نانومتر |
| پروتکل های پشتیبانی شده | همه، از جمله 100G+: 1/10/40/100GE و 8/16/32GFC | تا 10GE و 8GFC (40G ممکن با 4x10G CWDM) |
برای پیاده سازی های موجود CWDM با ظرفیت باقیمانده، ادامه دادن به فناوری ممکن است عاقلانه باشد. با این حال، هنگامی که به محدودیت های ظرفیت نزدیک می شوند، سازمان ها با دو گزینه روبرو می شوند:مهاجرت کامل به سیستم های DWDM با ظرفیت بالاتر، یا پیاده سازی یک پوشش DWDM ترکیبی در زیرساخت های موجود CWDM با استفاده از کانال های 1530nm و 1550nm برای ایجاد 26 مسیر اضافی.
به طور سنتی، شرکت های مخابراتی ترجیح می دادند DWDM برای سیستم های ثابت و عمودی یکپارچه که نیاز به فضای قابل توجهی دارند، در حالی که شرکت ها CWDM را برای اتصال مرکز داده ترجیح می دادند.راه حل های DWDM انعطاف پذیر تر ظهور کرده اند، باعث می شود این فناوری به طور فزاینده ای برای برنامه های کاربردی شرکت قابل اجرا باشد.
فن آوری های نوظهور مانند فوتونیک سیلیکون وعده کاهش بیشتر هزینه های DWDM را می دهند، در حالی که چندگانه سازی تقسیم فضا ممکن است در نهایت محدودیت های پهنای باند فیبر فعلی را غلبه کند.هنگام انتخاب راه حل های WDM، سازمان ها باید هم الزامات فعلی و هم مقیاس پذیری آینده را در نظر بگیرند.
تصمیم گیری بین CWDM و DWDM در نهایت به ویژگی های خاص شبکه بستگی دارد، از جمله اندازه، تقاضای پهنای باند، فاصله انتقال و محدودیت های بودجه.از طریق تحلیل دقیق و برنامه ریزی استراتژیک، سازمان ها می توانند از این فناوری ها برای ساخت شبکه های فیبر کارآمد، قابل اعتماد و سازگار که از رشد بلند مدت پشتیبانی می کنند، استفاده کنند.
در حوزه ارتباطات فیبر نوری، به حداکثر رساندن کارایی منابع پهنای باند محدود همچنان یک تمرکز تحقیقاتی حیاتی است.عملکردهای بسیار شبیه به خطوط در یک بزرگراه، که هم سرعت و هم ظرفیت انتقال داده را تعیین می کند. با افزایش سریع ترافیک داده، تقاضا برای پهنای باند به طور فزاینده ای ضروری می شود.
تصور کنید که تمام وسایل نقلیه در یک شهر تلاش می کنند تا به یک جاده ی یک خط فشار بیاورند، نتیجه ی این کار به طور اجتناب ناپذیر تعطیلی خواهد بود.ازدحام شبکه و افزایش تاخیر رخ می دهد، در نهایت تجربه کاربری و عملیات تجاری را کاهش می دهد.
تکنولوژی تقسیم طول موج چندگانه (WDM) به عنوان یک راه حل ظهور کرد، به طور موثر ایجاد چندین خط در یک بزرگراه فیبر واحد.این نوآوری ارتباطات فیبر را از یک مسیر باریک تک خط به یک بزرگراه چند خط تبدیل کرد، با هر خط حمل جریان داده های متمایز.
درخشش WDM در استفاده از طول موج های مختلف نور است. با تنظیم جریان های داده های جداگانه به طول موج های مختلف و ترکیب آنها برای انتقال از طریق یک فیبر واحد،و سپس آنها را از هم جدا می کند.، WDM به طور چشمگیری ظرفیت انتقال را افزایش می دهد.
دو فناوری اصلی WDM بر این زمینه تسلط دارند: چندگانه سازی تقسیم طول موج خشن (CWDM) و چندگانه سازی تقسیم طول موج متراکم (DWDM).این ها رویکردهای متفاوتی به یک مفهوم اساسی را نشان می دهند.، هرکدام برای محیط های شبکه خاص و نیازهای کاربر مناسب است.
تکنولوژی CWDM از 18 کانال طول موج در یک فیبر پشتیبانی می کند، هر کانال با فاصله 20 نانومتر فاصله دارد.این فاصله نسبتا گسترده باعث می شود پیاده سازی CWDM مقرون به صرفه تر باشد اما تعداد کل کانال های موجود را محدود می کند..
این فناوری عمدتاً در مناطق طول موج 1310nm و 1550nm کار می کند، با این که آخرین به دلیل کاهش فیبر کمتر ترجیح داده می شود.CWDM به طور معمول فاصله انتقال را تا 70 کیلومتر به دست می آورد، که باعث می شود برای کاربردهای کوتاه مدت ایده آل باشد.
با این حال، پدیده "قله آب" که در آن کاهش سیگنال بین 1370nm و 1430nm افزایش می یابد، کانال های موجود را برای انتقال 40-70 کیلومتر به فقط هشت کانال کاهش می دهد.این محدودیت ناشی از جذب یون هایدروکسیل در فیبر است، که باعث از دست دادن سیگنال به اندازه 1.0dB / km در مقایسه با تنها 0.25dB / km در منطقه 1550nm می شود.
DWDM به شدت با همتای خشن خود متناقض است و از 80 کانال طول موج با فاصله 0.8nm بین آنها پشتیبانی می کند.این بسته بندی کانال متراکم امکان ظرفیت پهنای باند به طور قابل توجهی بیشتر.
یک مزیت اصلی DWDM سازگاری آن با تقویت نوری است که اجازه بازسازی سیگنال را در مسافت های طولانی می دهد.این باعث می شود که DWDM انتخاب مورد نظر برای ارتباطات طولانی مدت و برنامه های کاربردی پهنای باند بالا مانند شبکه های منطقه شهری باشد.، شبکه های ستون فقرات و کابل های زیر دریایی.
در حالی که CWDM به طور معمول برنامه های 10 گیگابیت اترن و 16G Fiber Channel را مدیریت می کند، DWDM می تواند از پروتکل هایی که به 100Gbps در هر کانال و فراتر از آن می رسند، پشتیبانی کند.در آینده برای نیازهای در حال ظهور با سرعت بالا.
از نظر تاریخی، هزینه های پایین تر قطعات CWDM آن را گزینه ای جذاب تر می کرد. با این حال، به عنوان تکنولوژی DWDM بالغ شده است، تفاوت قیمت به طور قابل توجهی کاهش یافته است.در هنگام ارزیابی قابلیت های سرعتاز نظر ظرفیت کانال، فاصله انتقال و مزایای شبکه غیرفعال، DWDM به طور فزاینده ای به عنوان انتخاب مورد نظر برای استقرار شبکه های جدید ظاهر می شود.
| ویژگی | DWDM | CWDM |
|---|---|---|
| فاصله بدون تقویت | 80 کیلومتر | ۷۰ کیلومتر |
| فاصله بزرگ شده | 1000+ کیلومتر | N/A |
| تعداد کانال ها | 88 (با میانبر) | 18 (قله آب محدود) |
| فاصله کانال | 0.8 نانومتر | 20 نانومتر |
| پروتکل های پشتیبانی شده | همه، از جمله 100G+: 1/10/40/100GE و 8/16/32GFC | تا 10GE و 8GFC (40G ممکن با 4x10G CWDM) |
برای پیاده سازی های موجود CWDM با ظرفیت باقیمانده، ادامه دادن به فناوری ممکن است عاقلانه باشد. با این حال، هنگامی که به محدودیت های ظرفیت نزدیک می شوند، سازمان ها با دو گزینه روبرو می شوند:مهاجرت کامل به سیستم های DWDM با ظرفیت بالاتر، یا پیاده سازی یک پوشش DWDM ترکیبی در زیرساخت های موجود CWDM با استفاده از کانال های 1530nm و 1550nm برای ایجاد 26 مسیر اضافی.
به طور سنتی، شرکت های مخابراتی ترجیح می دادند DWDM برای سیستم های ثابت و عمودی یکپارچه که نیاز به فضای قابل توجهی دارند، در حالی که شرکت ها CWDM را برای اتصال مرکز داده ترجیح می دادند.راه حل های DWDM انعطاف پذیر تر ظهور کرده اند، باعث می شود این فناوری به طور فزاینده ای برای برنامه های کاربردی شرکت قابل اجرا باشد.
فن آوری های نوظهور مانند فوتونیک سیلیکون وعده کاهش بیشتر هزینه های DWDM را می دهند، در حالی که چندگانه سازی تقسیم فضا ممکن است در نهایت محدودیت های پهنای باند فیبر فعلی را غلبه کند.هنگام انتخاب راه حل های WDM، سازمان ها باید هم الزامات فعلی و هم مقیاس پذیری آینده را در نظر بگیرند.
تصمیم گیری بین CWDM و DWDM در نهایت به ویژگی های خاص شبکه بستگی دارد، از جمله اندازه، تقاضای پهنای باند، فاصله انتقال و محدودیت های بودجه.از طریق تحلیل دقیق و برنامه ریزی استراتژیک، سازمان ها می توانند از این فناوری ها برای ساخت شبکه های فیبر کارآمد، قابل اعتماد و سازگار که از رشد بلند مدت پشتیبانی می کنند، استفاده کنند.