วิธีใช้ CWDM และ DWDM (ตัวคูณหารความยาวคลื่นไฟเบอร์ออปติก)

- แม้ว่าการแบ่งมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นทั้งสองประเภท ได้แก่ CWDM และ DWDM ต่างก็เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น แต่ทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อรับมือกับความท้าทายของเครือข่ายที่แตกต่างกัน

- มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหยาบ (CWDM) และมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นหนาแน่น (DWDM) เป็นเทคโนโลยีหลักสองเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นโดยใช้มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น (WDM) แต่มีรูปแบบและการใช้งานความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน

-CWDM และ DWDM เป็นทั้งวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น และเพิ่มการใช้ประโยชน์สูงสุดจากสินทรัพย์ไฟเบอร์ทั้งที่มีอยู่และใหม่ แต่เทคโนโลยีทั้งสองแตกต่างกันในหลาย ๆ ด้าน

-เพื่อให้เข้าใจได้ดีที่สุดถึงวิธีการตัดสินใจว่าเทคโนโลยี WDM ใดจากทั้งสองนี้อาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการวางแผนเครือข่าย จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเทคโนโลยีแต่ละอย่าง และความแตกต่างคืออะไร

- โดยทั่วไประบบ CWDM รองรับความยาวคลื่นแปดความยาวคลื่นต่อไฟเบอร์ และได้รับการออกแบบสำหรับการสื่อสารระยะสั้น โดยใช้ความถี่ช่วงกว้างที่มีความยาวคลื่นกระจายออกจากกัน

- เนื่องจาก CWDM ขึ้นอยู่กับระยะห่างของช่องสัญญาณ 20 นาโนเมตรตั้งแต่ 1470 ถึง 1610 นาโนเมตร โดยทั่วไปแล้วจะใช้งานบนไฟเบอร์ที่มีระยะสูงสุด 80 กม. หรือน้อยกว่า เนื่องจากเครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคัลไม่สามารถใช้กับช่องสัญญาณที่มีระยะห่างขนาดใหญ่ได้ ระยะห่างของช่องสัญญาณที่กว้างช่วยให้สามารถใช้เลนส์ที่มีราคาปานกลางได้ อย่างไรก็ตาม ความจุของลิงก์และระยะทางที่รองรับด้วย CWDM จะน้อยกว่า DWDM

- โดยทั่วไป CWDM ใช้สำหรับต้นทุนที่ต่ำกว่า ความจุที่ต่ำกว่า (ต่ำกว่า 10G) และการใช้งานในระยะทางที่สั้นกว่า ซึ่งต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญ

- เมื่อเร็ว ๆ นี้ ราคาสำหรับส่วนประกอบ CWDM และ DWDM ก็มีการเปรียบเทียบกันอย่างสมเหตุสมผล ปัจจุบันความยาวคลื่น CWDM สามารถขนส่งอีเทอร์เน็ตขนาด 10 กิกะบิตและไฟเบอร์แชนแนล 16G ได้ และไม่น่าเป็นไปได้ที่ความสามารถนี้จะเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

- ในระบบ DWDM จำนวนช่องสัญญาณมัลติเพล็กซ์จะมีความหนาแน่นมากกว่า CWDM มาก เนื่องจาก DWDM ใช้ระยะห่างความยาวคลื่นที่แคบกว่าเพื่อให้พอดีกับช่องสัญญาณบนเส้นใยเดี่ยวมากขึ้น

- แทนที่จะใช้ระยะห่างของช่องสัญญาณ 20 นาโนเมตรที่ใช้ใน CWDM (เทียบเท่าประมาณ 15 ล้าน GHz) ระบบ DWDM ใช้ระยะห่างช่องสัญญาณที่ระบุที่หลากหลายตั้งแต่ 12.5 GHz ถึง 200 GHz ในแถบ C-Band และบางครั้งก็เป็นแถบความถี่ L

-โดยทั่วไประบบ DWDM ในปัจจุบันจะรองรับ 96 ช่องสัญญาณโดยเว้นระยะห่าง 0.8 นาโนเมตรภายในสเปกตรัม C-Band ขนาด 1550 นาโนเมตร ด้วยเหตุนี้ ระบบ DWDM จึงสามารถส่งข้อมูลปริมาณมหาศาลผ่านลิงก์ไฟเบอร์เส้นเดียว เนื่องจากระบบดังกล่าวยอมให้มีความยาวคลื่นมากขึ้นมารวมกันบนไฟเบอร์เดียวกัน

-DWDM เหมาะสมที่สุดสำหรับการสื่อสารระยะไกลสูงสุด 120 กม. ขึ้นไป เนื่องจากความสามารถในการใช้ประโยชน์จากเครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอล ซึ่งสามารถขยายสเปกตรัม 1550 nm หรือ C-band ทั้งหมดที่ใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชัน DWDM ได้อย่างคุ้มค่า วิธีนี้เอาชนะการลดทอนหรือระยะทางที่ยาว และเมื่อเสริมด้วย Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFA) ระบบ DWDM มีความสามารถในการส่งข้อมูลปริมาณมากในระยะทางไกลที่ทอดยาวหลายร้อยหรือหลายพันกิโลเมตร

-นอกเหนือจากความสามารถในการรองรับความยาวคลื่นจำนวนที่มากกว่า CWDM แล้ว แพลตฟอร์ม DWDM ยังสามารถจัดการโปรโตคอลความเร็วสูงได้ เนื่องจากผู้จำหน่ายอุปกรณ์ขนส่งทางแสงส่วนใหญ่ในปัจจุบันมักรองรับ 100G หรือ 200G ต่อความยาวคลื่น ในขณะที่เทคโนโลยีเกิดใหม่อนุญาตให้มี 400G และสูงกว่านั้น

CWDM มีระยะห่างของช่องสัญญาณที่กว้างกว่า DWDM ซึ่งเป็นความแตกต่างเล็กน้อยในความถี่หรือความยาวคลื่นระหว่างช่องแสงสองช่องที่อยู่ติดกัน

• โดยทั่วไประบบ CWDM จะส่งความยาวคลื่นแปดช่วงโดยมีระยะห่างช่องสัญญาณ 20 นาโนเมตรในตารางสเปกตรัมตั้งแต่ 1470 นาโนเมตรถึง 1610 นาโนเมตร

• ในทางกลับกัน ระบบ DWDM สามารถรองรับความยาวคลื่นได้ 40, 80, 96 หรือสูงถึง 160 ความยาวคลื่นโดยใช้ระยะห่างที่แคบกว่ามากที่ 0.8/0.4 นาโนเมตร (กริด 100 GHz/50 GHz) โดยทั่วไปความยาวคลื่น DWDM จะอยู่ระหว่าง 1525 nm ถึง 1565 nm (C-band) โดยบางระบบยังสามารถใช้ความยาวคลื่นตั้งแต่ 1570 nm ถึง 1610 nm (L-band)

-CWDM เป็นเทคโนโลยีที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อขยายขีดความสามารถของเครือข่ายไฟเบอร์ เป็นตัวเลือกเทคโนโลยีที่มีขนาดกะทัดรัดและคุ้มค่า เมื่อประสิทธิภาพสเปกตรัมหรือความจำเป็นในการขยายระยะทางไกลไม่เกิน 80 กม. ไม่ใช่ข้อกำหนดที่สำคัญ

-โซลูชัน CWDM ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์แบบพาสซีฟ มักถูกนำไปใช้ในโทโพโลยีแบบจุดต่อจุดในเครือข่ายองค์กรและเครือข่ายการเข้าถึงโทรคมนาคม

-ด้วยเหตุผลดังกล่าว CWDM จึงเหมาะที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันระยะสั้นที่ไม่ต้องใช้บริการมากกว่า 10Gb และในสถานที่ที่ไม่ต้องการช่องสัญญาณจำนวนมาก

ในทางกลับกัน เทคโนโลยี DWDM เป็นโซลูชันในอุดมคติสำหรับเครือข่ายที่ต้องการความเร็วสูงกว่า ความจุของช่องสัญญาณที่มากขึ้น หรือสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความสามารถในการใช้แอมพลิฟายเออร์เพื่อส่งข้อมูลในระยะทางที่ไกลกว่ามาก

-แม้ว่าฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในระบบ DWDM จะมีราคาถูก แต่ก็คุ้มค่ากว่าการใส่ไฟเบอร์ใหม่มาก

-เนื่องจากความต้องการความจุเพิ่มขึ้นและอัตราค่าบริการเพิ่มขึ้นเป็น 10G/40G/100G และ 200G ต้นทุนที่เกิดขึ้นซ้ำสูงของสายเช่าเพื่อให้การเชื่อมต่อสำหรับอัตราข้อมูลที่สูงกว่าเหล่านี้จึงไม่สามารถปรับขนาดได้สำหรับองค์กร เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้งานและดำเนินการเครือข่ายออปติก DWDM ของตนเอง

- ด้วยเหตุนี้ จึงมีความต้องการเพิ่มขึ้นในการเพิ่มความจุของเครือข่ายโดยการใช้แอปพลิเคชันเครือข่ายออปติก DWDM เพื่อเพิ่มการเชื่อมต่อไฟเบอร์ระหว่างไซต์ต่างๆ องค์กรต่างๆ ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้มากขึ้นในฐานะโซลูชันตามความต้องการที่ปรับขนาดได้ เพื่อให้ทันกับความต้องการแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น

- โดยทั่วไปแล้ว ระบบ DWDM จะใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานอยู่ และมักจะใช้งานเป็นแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์แบบรวม เช่น ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers) ซึ่งให้ความสามารถในการปฏิบัติงานที่ได้รับการปรับปรุง และเปิดใช้งานการสร้างเครือข่ายออปติกที่ซับซ้อนและปรับขนาดได้

-เนื่องจากความสามารถในการจัดการข้อมูลจำนวนมาก DWDM จึงถูกใช้โดยองค์กรต่างๆ ที่ครอบคลุมหลายอุตสาหกรรม โดยเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายไฟเบอร์ระยะไกล แกนกลาง หรือพื้นที่ในเมืองใหญ่ในปัจจุบัน

-เทคโนโลยี DWDM ยังใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล เช่น แพลตฟอร์ม ODCI (Optical Data Center Interconnect) ที่ให้ลิงก์แบนด์วิธสูงเป็นพิเศษ (400G ขึ้นไป) โดยใช้ฮาร์ดแวร์ราคาต่อบิตต่ำที่ปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมของศูนย์ข้อมูล

- โซลูชันการขนส่งด้วยแสงทั้ง CWDM และ DWDM มีให้เลือกทั้งแบบระบบแอคทีฟหรือพาสซีฟ

-ในโซลูชันการขนส่งแบบออปติคอลแบบพาสซีฟ (หรือไม่ใช้พลังงาน) ตัวรับส่งสัญญาณ CWDM หรือ DWDM จะอยู่ภายในอุปกรณ์โดยตรง เช่น สวิตช์ข้อมูลหรือเราเตอร์

- ตัวอย่างทั่วไปของสิ่งนี้คือสวิตช์ IP ที่มีออปติกแบบเสียบได้ SFP แบบช่องสัญญาณที่ปรับตามความยาวคลื่น CWDM หรือ DWDM ที่เฉพาะเจาะจง เอาต์พุตจากตัวรับส่งสัญญาณ SFP แบบช่องสัญญาณเชื่อมต่อกับพาสซีฟมัลติเพล็กเซอร์ที่สอดคล้องกันซึ่งรวมและกระจายซ้ำ หรือมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์ ซึ่งเป็นสัญญาณความยาวคลื่นต่างๆ

-เนื่องจากตัวรับส่งสัญญาณ SFP แบบเสียบได้ CWDM หรือ DWDM แบบช่องสัญญาณอยู่ในสวิตช์ข้อมูลหรือเราเตอร์ หมายความว่าฟังก์ชัน xWDM จะถูกฝังอยู่ภายในอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องโดยธรรมชาติ

-โซลูชันการขนส่งแบบออปติกแบบแอคทีฟมีส่วนประกอบที่ใช้พลังงาน AC หรือ DC และเป็นระบบสแตนด์อโลนที่แยกออกจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ เช่น สวิตช์ข้อมูลและเราเตอร์

-งานหลักของระบบการขนส่งด้วยแสงแบบสแตนด์อโลนคือการรับสัญญาณเอาต์พุตช่วงสั้นและขยายขอบเขตการเข้าถึงของสัญญาณในขณะเดียวกันก็แปลงเป็นความยาวคลื่น CWDM หรือ DWDM แบบช่องสัญญาณด้วย

-ตัวอย่างทั่วไปของสิ่งนี้คือสวิตช์ IP ที่มีพอร์ต 10Gb ที่บรรจุด้วยออปติก 1310 SFP+ 'สีเทา' โดยที่อินเทอร์เฟซจากพอร์ต 1310 SFP+ บนสวิตช์ IP จะถูกเชื่อมต่อข้ามผ่านจัมเปอร์ไฟเบอร์ไปยังพอร์ตอินเทอร์เฟซไคลเอ็นต์ของการ์ด Transponder ภายในระบบการขนส่งแบบออปติคอลที่ใช้งานอยู่

- ทรานสปอนเดอร์เป็นส่วนประกอบที่รับสัญญาณออปติคัลขาเข้าแล้วแปลงเป็นความยาวคลื่น xWDM ที่เป็นช่องสัญญาณ

- จากนั้นระบบขนส่งเชิงแสงแบบแอคทีฟจะรับสัญญาณ xWDM ที่แปลงแล้ว รวมสัญญาณเหล่านั้นและส่งผ่านโดยใช้ส่วนประกอบเพิ่มเติมบางอย่าง รวมถึงมัลติเพล็กเซอร์แบบพาสซีฟ และตัวขยายสัญญาณหากจำเป็น สำหรับการใช้งานระยะไกล เนื่องจากการแยกฟังก์ชันการขนส่ง xWDM ออกจากอุปกรณ์ปลายทาง เช่น สวิตช์ข้อมูลหรือเราเตอร์ ระบบการขนส่งแบบออปติกที่ใช้งานจึงมีแนวโน้มที่จะซับซ้อนมากกว่าโซลูชันแบบพาสซีฟ

-เครือข่ายออปติกมีบทบาทสำคัญในเครือข่ายหลายชั้นในปัจจุบัน และใช้เพื่อขยายขอบเขตการเข้าถึงของออปติกแบบเสียบได้แบบดั้งเดิม เชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล และเชื่อมโยงไซต์ต่างๆ เข้าด้วยกันภายในวิทยาเขตหรือเขตธุรกิจทั่วภูมิภาคมหานคร ระหว่างเมือง หรือสำหรับการเชื่อมต่อระดับชาติระยะไกล

-ด้วยเหตุนี้ องค์กรภาครัฐ สาธารณูปโภค ผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพ สถาบันการเงิน องค์กรธุรกิจ และผู้ประกอบการศูนย์ข้อมูลจึงพิจารณาว่าการขนส่งแบบออปติกเป็นทางเลือกสำหรับเครือข่ายที่มีความสำคัญต่อภารกิจของตน

-CWDM และ DWDM - การแบ่งมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นสองประเภท - เป็นทั้งวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับความต้องการเครือข่ายที่แตกต่างกัน

-ด้วยการเติบโตอย่างมากของแอปพลิเคชันแบบ over-the-top การประมวลผลแบบคลาวด์ อุปกรณ์เคลื่อนที่ และความต้องการสำหรับผู้บริโภคและพนักงานในการเข้าถึงข้อมูลและแอปพลิเคชันของตนอย่างต่อเนื่อง โซลูชันเครือข่ายออปติคอล CWDM และ DWDM จึงถูกนำมาใช้อย่างรวดเร็วโดยธุรกิจต่างๆ เนื่องจากความต้องการแบนด์วิธและระยะทางยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง

-ดังนั้น องค์กรหลายแห่งในอุตสาหกรรมต่างๆ จึงดำเนินการเครือข่ายการขนส่งแบบออปติกของตนเองเพื่อรวมแบนด์วิธที่มีอัตราสูงและการรับส่งข้อมูลประเภทต่างๆ ในระยะทางไกล