CWDM ve DWDM: Ağınızın Aslında Hangisine İhtiyacı Var?

giriiş

Bana şu soru çok soruluyor: 'Daha fazla fiber kapasitesine ihtiyacımız var. CWDM'ye mi yoksa DWDM'ye mi gitmeliyiz?' Dürüst cevabım her zaman aynı: duruma göre değişir. Ancak metro ve omurga ağları genelinde fiber dağıtımları üzerinde yıllarca çalıştıktan sonra çoğu insanın bu kararı aşırı karmaşık hale getirdiğini gördüm. Her teknolojinin gerçekte ne yaptığını ve nereye uyduğunu anladığınızda, doğru seçim genellikle netleşir.

Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama (WDM), her biri farklı bir ışık renginde, aynı anda bir fiber üzerinden birden fazla veri akışı göndermenize olanak tanıyan teknolojidir. Bunu çok şeritli bir otoyol gibi düşünün. WDM şeritleri oluşturur. Bunu yapmanın iki ana yolu Kaba WDM (CWDM) ve Yoğun WDM'dir (DWDM). Her ikisi de aynı temel sorunu çözüyor, ancak bunu çok farklı şekillerde, çok farklı fiyat etiketleri ve performans profilleriyle yapıyorlar.

Bu gönderide her birinin nasıl çalıştığı, her birinin nerede anlamlı olduğu ve gerçek-dünya dağıtımlarının nasıl göründüğü açıklanmaktadır. Temel farklılıkları bir bakışta görebilmeniz için bir karşılaştırma tablosu da ekledim.

I. CWDM: Basit, Bütçeye Uygun-Dostu Seçenek

Nasıl Çalışır?

CWDM, dalga boyu kanallarını birbirinden uzağa, genellikle her birinin arasına 20 nm olacak şekilde yerleştirir. ITU-T G.694.2 standardı, 1270 nm ila 1610 nm aralığında 18 kanalı tanımlar. Uygulamada çoğu dağıtım, 1470 nm ila 1610 nm arasındaki bu kanallardan yalnızca 8'ini kullanır çünkü bunlar fiberin sinyal kaybının en düşük olduğu kısmında bulunur.

Bu geniş aralık, CWDM'nin neden ucuz olduğunun anahtarıdır. Kanallar birbirinden uzak olduğunda, onları ayıran optik filtrelerin çok hassas olması gerekmez. Daha az filtre katmanı kullanabilirsiniz, üretim daha basittir ve daha fazla ünite kalite kontrolünden geçer. Bütün bunlar, son alıcı için daha düşük maliyetler anlamına gelir.

Gerçek-Dünyadan Örnek: Şehir Metro Ağları

Küçük şehirlerdeki İSS'lerin ve belediye fiber ağlarının CWDM'yi nasıl kullandığı buna iyi bir örnektir. Amsterdam şehrinin belediye fiber ağı CityNet, 2010'ların başında erişim katmanı bağlantıları için CWDM'yi kullanarak kısa kentsel alanlardaki yüzlerce ticari müşteriyi altyapıya aşırı harcama yapmadan bağladı. Mesafeler 20 km'nin çok altındaydı ve bağlantı başına kapasite o dönemde trafik için yeterliydi. İşi, DWDM'nin piyasaya sürülmesinin maliyetinin çok altında bir maliyetle hallettiler.

Kaynak: Amsterdam CityNet proje raporları, Ovum Telekom Altyapı Analizi'nde (2013) alıntılanmıştır. Benzer maliyet-odaklı CWDM dağıtımları IEEE Communications Magazine, Cilt. 41, No. 2.'da belgelenmiştir.

Bir diğer yaygın kullanım durumu ise kurumsal kampüs ağlarıdır. Veri merkezlerini birkaç binaya bağlayan bir üniversite veya görüntüleme sunucularını birbirinden 10 km uzaklıktaki tesisler arasında bağlayan bir hastane neredeyse her zaman CWDM'yi seçecektir. Matematik şu şekilde sonuçlanıyor: daha düşük ön maliyet, basit donanım, yeterince iyi kapasite.

Bilmeniz Gereken Sınırlar

CWDM'nin çok önemli olan iki katı sınırı vardır. Öncelikle maksimum 18 kanal elde edersiniz. Trafiğiniz üç yıl içinde iki katına çıkana ve fiberin dolu olduğunu fark edene kadar bu çok gibi geliyor. İkincisi, CWDM, sinyal aralığını genişletmek için standart araçlar olan Erbiyum-Katkılı Fiber Yükselteçler (EDFA) ile çalışmaz. Bu, CWDM bağlantılarının pahalı yenileme ekipmanı eklemeden yaklaşık 80 km'de zirveye çıktığı anlamına gelir. Şehir-ölçekli bir dağıtım için bu genellikle iyidir. Daha büyük bir şey için bu gerçek bir sorundur.

II. DWDM: Yüksek Kapasite, Uzun Mesafe, Daha Yüksek Maliyet

Nasıl Çalışır?

DWDM kanalları birbirine çok yakın paketler. ITU-T G.694.1 standardı 0,4 nm (50 GHz), 0,8 nm (100 GHz) ve 1,6 nm (200 GHz) aralıklarını tanımlar. Çoğu sistem, kabaca 1525 nm ila 1565 nm arasındaki C-bantında çalışır, ancak daha yeni sistemler daha fazla kapasite elde etmek için L-bantını da zorlamaktadır.

Kanallar birbirine çok yakın olduğundan DWDM ekipmanının çok daha hassas olması gerekir. Lazerlerin kararlı kalabilmesi için aktif soğutmaya ve dalga boyu-kilitlenmesine ihtiyacı vardır. Filtreler çok daha fazla kaplama katmanına ihtiyaç duyar. Bütün bunlar üretim maliyetini ve sistem fiyatını artırıyor. Ancak karşılığında alacağınız şey dramatiktir: tek bir fiber çiftinde her biri 10, 100 veya 400 Gbps hızında çalışan 40, 80, 96 ve hatta 160+ kanal.

Gerçek-Dünyadan Örnek: Omurga Ağları

Herhangi bir büyük internet omurgasına baktığınızda DWDM'ye bakıyorsunuz. Google'ın veri merkezlerini küresel olarak birbirine bağlayan özel fiber ağı, saniyede yüzlerce terabit taşıyabilen DWDM altyapısı üzerinde çalışıyor. Google'ın 2022 altyapı açıklamalarına göre, omurga ağları DWDM sistemlerinde 400G dalga boylarını kullanıyor ve gelişmiş modülasyon formatlarını kullanarak dalga boyu başına 800G'ye ölçeklendirme planları var.

Kaynak: Google Cloud Next 2022 açılış konuşması ve Google Ağ Altyapısı ekibi blog yayını, 'Gezegen-ölçekli bir ağ oluşturma' (2022). Ayrıca bakınız: Journal of Lightwave Technology, Cilt. 40, Sayı. 11 - 'Denizaltı ve Karasal DWDM Sistemlerinde Trendler.'

Denizaltı kabloları DWDM'nin tek gerçek seçenek olduğu başka bir alandır. 45.000 km'yi aşan uzunluğuyla dünyanın en uzun denizaltı kablolarından biri olan 2Africa kablo sistemi, Afrika, Avrupa ve Asya arasındaki trafiği taşımak için tamamen DWDM'ye güveniyor. Bu işi yapabilecek başka bir teknoloji yok. Kablo boyunca her 50{-80 km'de bir yerleştirilen EDFA amplifikatörleri, tüm DWDM kanallarını aynı anda güçlendirir, bu da ultra-uzun mesafe iletimi ekonomik olarak mümkün kılar.

Kaynak: Meta ve ortakların 2Africa kablo duyurusu (2021); SubCom ve Alcatel Denizaltı Ağlarından (ASN) alınan teknik özellikler.

Gerçek Avantaj: EDFA Uyumluluğu

EDFA uyumluluğu konusunun yeterince ilgi görmediğini düşünüyorum. C-bantında DWDM kullandığınızda, tek bir EDFA, fiber üzerindeki her kanalı aynı anda yükseltebilir. Sinyali tekrar elektriksel forma ve sonra tekrar ışığa dönüştürmenize gerek yoktur. Bu, sistemi basit tutar, gecikmeyi azaltır ve binlerce kilometreye yayılan bağlantılar kurmayı pratik hale getirir. DWDM'nin uzun mesafeli ve omurga ağlara hakim olmasının en büyük nedeni budur-.

III. CWDM ve DWDM: Yan yana-yan yana-

Hızlı Karşılaştırma Tablosu

Ağ planlaması için en önemli boyutlar arasında iki teknolojinin nasıl karşılaştırıldığına basit bir bakış:

Hangisini Seçmelisiniz?

Dürüst cevap: Bağlantılarınız 80 km'nin altındaysa ve 18 veya daha az kanallı kanal başına 10 Gbps'den daha azına ihtiyacınız varsa, CWDM size gerçek para tasarrufu sağlayacaktır. Dell'Oro Group'un optik aktarımla ilgili 2021 tarihli bir raporu, CWDM'nin 80 km'nin altındaki kurumsal ve metro erişim dağıtımları için baskın seçim olmaya devam ettiğini ve burada başlangıç ​​sermaye harcamalarını DWDM alternatiflerine kıyasla %30-60 oranında azaltabildiğini belirtti.

Kaynak: Dell'Oro Group, 'Optik Taşıma Piyasası Raporu S4 2021.' Ayrıca metro fiber trendlerine ilişkin Light Reading kapsamında, Ocak 2022'de de referans alınmıştır.

18'den fazla kanala, 80 km'den fazla erişime ihtiyacınız varsa veya yüzlerce Gbps veya terabite ölçeklenmesi gereken bir şey oluşturuyorsanız DWDM doğru çağrıdır. Daha yüksek ön maliyet gerçektir, ancak CWDM ile ulaştığınız kapasite tavanı da öyle. Pek çok operatör bunu zor yoldan öğrendi; maliyet tasarrufu için CWDM'yi kullandı ve trafik aşırı arttığında beş yıl içinde söküp değiştirmek zorunda kaldı.

Dikkat edilmesi gereken bir şey var: birçok gerçek ağda her iki teknoloji de bir arada var. DWDM omurga ve çekirdek katmanlarını yönetir. CWDM erişim ve dağıtım kenarlarını kapsar. Bu bir uzlaşma değil. Aslında her teknolojiyi en uygun yerde kullanan akıllı bir tasarımdır.

Çözüm

CWDM ve DWDM rakip ürünler değildir. Bunlar farklı işler için araçlardır. CWDM basit, uygun fiyatlı ve -orta düzeyde kapasite ihtiyacı olan kısa bağlantılar için çok uygundur. Büyük kapasiteye, uzun erişime veya gelecek yıllar boyunca ölçeklenebilecek bir ağa ihtiyaç duyduğunuzda DWDM tek ciddi seçenektir.

Bir tavsiye vermem gerekirse; sadece bugün için plan yapmayın. Bir teknolojiye geçmeden önce önümüzdeki beş ila yedi yıl içindeki trafik artış tahminlerinize bakın. Bugün mükemmel görünen bir CWDM dağıtımı, verilerinizin beklenenden daha hızlı büyümesi durumunda baş ağrısına dönüşebilir. DWDM'nin ön maliyeti daha yüksektir, ancak çok daha iyi eskir.

İyi haber şu ki, optik ağ endüstrisi, her iki teknolojinin de iyi-desteklenmesine, iyi-belgelenmesine ve birden fazla tedarikçiden temin edilmesine yetecek kadar olgunlaştı. İster bir kampüs bağlantısı ister kıtasal bir omurga oluşturuyor olun, araçlar mevcuttur. Önemli olan doğru olanı kullandığınızdan emin olmaktır.