CWDM と DWDM: 違い、距離、コスト、およびそれぞれを選択する場合

10+ 年間の地下鉄および長距離ファイバーの導入経験を持つ光伝送エンジニアによってレビューされています。- ITU-T 仕様および現在のトランシーバー モジュールの可用性に対する最終更新。

 

CWDM は、非冷却レーザーで 20nm のチャネル間隔を使用し、80km 未満の距離で最大 18 チャネルを使用します。 DWDM では、0.8nm 以上の狭い間隔で温度安定化レーザーを使用し、数百キロメートルまたは数千キロメートルにわたる 40 ～ 96+ チャネルを使用します。-

予算内で中程度の容量が必要な場合は、CWDM を選択してください。チャネル数、距離、または将来の拡張性が初期費用を上回る場合は、DWDM を選択してください。

この記事では、ほとんどの比較ガイドでは省略されている{0}}物理的な制約や実際のデプロイメントのトレードオフなど、実際に決定を下す原因となる技術的な違いについて説明します。{1}

クイック リファレンス: CWDM と DWDM の概要

 

パラメータ	CWDM	DWDM
チャンネル間隔	20nm (ITU-T G.694.2)	0.8nm / 0.4nm (ITU-T G.694.1)
ファイバーあたりの最大チャネル数	18 (実際には 8 が多い)	40–96+
波長範囲	1270～1610nm（O～Lバンド）	1530～1565nm（C-バンド）、1565～1625nm（L-バンド）
レーザーの種類	非冷却DFB	TEC付き冷却DFB
光増幅	現実的ではない (EDFA ウィンドウの外)	EDFA、ラマン、またはハイブリッド
一般的な最大距離	40～80km (パッシブ)	80kmパッシブ。 1000km+増幅
-チャネルごとのデータレートの上限	10G (25G の可用性は限られています)	400G+ (コヒーレント)
トランシーバーあたりの電力	~0.5W	~3～4W (冷却); 15W+ (コヒーレント)

 

この表を出発点として使用してください。要件が完全に CWDM 列に収まる場合は、CWDM で十分である可能性があります。 1 行でも DWDM 領域に入る場合、-特に距離やチャネル数-）、その制約が決定全体を左右する理由を理解してください。

 

 

主要な違いはチャンネル間隔です

CWDM と DWDM はどちらも、各信号に独自の波長を割り当てることにより、単一のファイバー上で複数の光信号を送信する波長分割多重 (WDM) テクノロジーです。この 2 つの根本的な違いは、それらの波長がどれだけ密に詰め込まれているかによって決まります。

CWDM チャネルは 20nm 間隔で配置され、次のように定義されている 1270nm ～ 1610nm の範囲に及びます。ITU-T G.694.2。この広い間隔は、レーザー ソースに熱安定化が必要ないことを意味します。-非冷却分布帰還 (DFB) レーザーは、温度変動によって波長が数ナノメートル変動しても、次のチャネルに漏れないため、正常に動作します。これにより、モジュールのコストと消費電力が低く抑えられます。

DWDM は別の話です。チャネルは 0.8nm (100 GHz) または 0.4nm (50 GHz) の間隔で配置され、C- 帯域 (1530 ～ 1565nm)、場合によっては L- 帯域 (1565 ～ 1625nm) に詰め込まれます。ITU-T G.694.1周波数グリッド。その密度では、ナノメートルのほんの一部のドリフトでもクロストークが発生します。そのため、DWDM トランシーバーには熱電冷却器 (TEC)-レーザーを正確な ITU 周波数にロックするモジュール内の小型のアクティブ冷却素子-が必要となり、コスト、消費電力、熱管理が複雑になります。

比較における他のすべての-コスト、容量、距離、増幅-は、この間隔制約から流れます。方法を理解するDWDM ネットワーク アーキテクチャこの密度で波長管理を行うことは、機器チェーンがこれほど異なって見える理由を説明しています。

 

チャネル数と容量

CWDM の 1270 ～ 1610nm ウィンドウにわたる 20nm の間隔により、最大 18 チャネルが得られます。実際には、多くの展開では 8 のみが使用され、1470 ～ 1610nm の範囲に固定されます。理由: より低い波長 (1270 ～ 1450nm) は、標準 G.652 ファイバーの「ウォーター ピーク」領域を通過します。この領域では、ヒドロキシル イオン (OH-) の吸収により信号損失が増加します。新しい G.652D 低-水量-ピーク ファイバーではこの問題は大幅に解消されていますが、設置されているプラ​​ントの多くは依然として古いタイプのファイバーを使用しています。

これはスペックシートが示す以上に重要です。古いキャンパスのファイバー プラントでは、リンク エンジニアリング中に 1390nm チャネルが最初に除外されることがよくあります。 G.652A または G.652B ファイバーでは、1383nm 付近の水のピークにより、その波長で 2+ dB/km の減衰が追加される可能性があります。-20km を超える走行では 1390nm チャネルを完全にノックアウトするのに十分です。およそ 2005 年より前に設置されたファイバーを使用している場合は、18 個の CWDM チャネルすべてが使用可能であると仮定する前に、1383nm 付近の減衰を確認してください。

DWDM は 100 GHz 間隔で 40 チャネル、50 GHz で 80 チャネルをパックし、C- バンドと L- バンドの両方を拡張増幅で使用する場合は最大 96 以上をパックします。各チャネルは、トランシーバーと変調形式に応じて、10G、100G、400G、さらには 800G を伝送できます。 80 チャネル × 100G で、単一のファイバー ペアは合計 8 Tbps を伝送します。-この容量には、CWDM 導入では到達できません。

CWDM の実際的なチャネルごとの上限は、SFP+ フォーム ファクタを使用すると約 10G です。. 25G CWDM SFP28 モジュールは存在しますが、まだ広く導入されていません。チャネルごとの要件が 10G を超えると、ほとんどのネットワーク アーキテクトは DWDM に移行します。これは、チャネルごとのコストのプレミアムが、光ファイバごとの使用率が大幅に増加することで相殺され始めるためです。-

 

伝送距離と増幅率

これは、物理学が最も鋭い分割を生み出す場所です。

CWDM 波長は、通信ネットワークで使用される主力光増幅器であるエルビウム{0}}ドープ ファイバ増幅器（EDFA）-のゲイン ウィンドウの範囲外となる広いスペクトル範囲に広がります。 EDFA は C- 帯域 (約 1530 ～ 1565nm) の信号を増幅します。この帯域は DWDM スペクトルをカバーしますが、重複するのは 2 つまたは 3 つの CWDM チャネルのみです。ほとんどの CWDM チャネルは光学的に増幅できないため、すべての CWDM リンクは、増幅されていない信号がカバーできる距離に制限されます。通常は、ファイバーの品質、コネクタの損失、および使用しているチャネルの波長に応じて 40 ～ 80km です。

DWDM は完全に EDFA ゲイン ウィンドウ内で動作し、繰り返し増幅できます。一般的な長距離システムでは、60～100 km ごとに EDFA が配置され、ラマン増幅（ファイバ自体を利得媒体として使用する技術）によりスパンがさらに拡張されます。-海底ケーブル システムは通常、この方法で数千キロメートルをカバーします。地下鉄導入の場合でも、EDFA を 1 つ追加すると、信号再生成なしで 80 km のパッシブ リーチが 200 km 以上のアクティブ リンクに変わります。

距離が 40 km 未満でチャネルのニーズが中程度の場合、この違いは問題にならない可能性があります。-どちらのテクノロジーも受動的に機能します。ただし、80 km のしきい値を超える場合、または将来の成長に向けて増幅が必要になることが予想される場合、再生せずに拡張できる唯一のパスは DWDM です。の役割WDMネットワークにおける光回線の保護また、別のファイバ ペアを実行できない場合、リンク障害が発生するたびに大きな影響が及ぶため、長距離ではさらに重要になります。

 

 

コスト: 「CWDM のほうが安い」ほど単純ではない

従来の通念-CWDM は低予算のオプションであり、DWDM は高価です-10 年前は正確でしたが、着実に崩れてきています。 DWDM コンポーネントの量が増加し、製造プロセスが成熟したことで、多くの購入者の予想よりもギャップが縮まりました。

 

CWDM が依然として明らかなコスト上の利点を保持している場合:

• 非冷却レーザーは消費電力が少なく (DWDM 冷却トランシーバーあたり約 0.5W 対 . 3 -4W)、製造コストも低くなります。
• パッシブ CWDM マルチプレクサ / デマルチプレクサ ユニットは、より広い通過帯域許容値を備えた、よりシンプルな薄膜フィルタ デバイスです。{0}
• 増幅器、分散補償、光チャネル モニタリングは不要です。{0}インフラストラクチャ チェーンは短くなります。
• 導入には、特殊な波長エンジニアリングや継続的な熱管理は必要ありません。
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DWDM の高い初期費用が相殺される場合:

ファイバー不足、ファイバー ペアあたりの波長が 8+ 個、チャネル プランニングあたり - 個以上の場合、DWDM は多くの場合、転送ビットあたりのコストが低くなります。クロスオーバーが発生するのは、マルチプレクサ/デマルチプレクサとプラットフォームへの投資を 40、80、またはそれ以上の波長に分散しているためです。 16- チャネル CWDM システムと 40 チャネル DWDM システムの合計コストは同様ですが、DWDM システムは 2.5 倍のチャネル数を実現し、各チャネルはより高いデータ レートを伝送できます。

多くの購入者は、将来の波長の増加が織り込まれると、「安価な」CWDM 設計がどれだけ早く制約されるかを過小評価しています。キャンパスが 4- チャネル CWDM で開始し、2 年以内に 8 チャネルに達し、その後 DWDM に移行するためにプラットフォームの完全な交換に直面し、初日からパッシブ DWDM で開始した場合よりも総額でより多くの費用がかかるケースを見てきました。

チャネルごとの詳細な比較については、{0}CWDM マルチプレクサ/デマルチプレクサ プラットフォーム- チャネルごと、- Gbps ベースで同等の DWDM と比較すると、「CWDM は常に安価である」という前提が、およそ 8 チャネルを超えるか、チャネルあたり 10G を超えると崩れることがよくわかります。-

 

 

CWDM を選択する場合

CWDM は、要件が物理的な制限内に収まっており、実際の容量よりも運用の簡素性が重要である場合に最適です。

• エンタープライズキャンパス相互接続40 km 以内の 4 ～ 8 つの建物をリンクし、それぞれに 1G または 10G リンクが必要です。プラグアンドプレイのシンプルさと運用オーバーヘッドの低さが優先されます。--
• メトロアクセスリング短距離の専用波長サービスをビジネス顧客に提供する地域の ISP またはケーブル事業者向け。
• モバイルバックホールアグリゲーションここでは、携帯電話サイトは中央局への 1G ～ 10G リンクを必要とし、ファイバー ペアは限られていますが、距離は短いです。
• 一時的なプロジェクトまたは予算に制約のあるプロジェクト-ネットワークは 3 ～ 5 年以内に再展開またはアップグレードできる可能性があり、初期投資の削減により容量の上限が正当化される場合。

適切な健全性チェック: 「今後 5 年間、このルートでは 8 つ以上の波長、または 1 波長あたり 10G を超える波長は必要ない」と自信を持って言えるのであれば、おそらく CWDM の選択が正しいでしょう。その予測に実際の不確実性がある場合は、次のセクションを注意深く読んでください。

 

 

DWDM を選択する場合

次の条件のいずれかが当てはまる場合、DWDM が現実的な選択肢になります。{0}多くの場合、唯一実行可能な選択肢になります-。

• 距離が80kmを超えるまたは、ネットワーク パスに光増幅が必要です。
• チャンネル数が 8 ～ 10 を超えています現在でも、5 年間の計画期間内でも、単一のファイバー ペアで実現できます。
• 10G を超えるチャネルあたりのデータ レート-25G、100G、400G DWDM トランシーバーはすぐに入手できますが、10G を超える CWDM オプションは依然として限られています。
• データセンター相互接続 (DCI)地下鉄-の分離された施設間では、容量の増加が急速であり、正確に予測することが困難です。
• 通信事業者のバックボーンと長距離輸送-海底システムを含め、ファイバーが最も高価な資産であり、利用率を最大化することが主な経済的推進力となります。

特に DCI アプリケーションの場合、完全な機能を理解するDWDM トランスポンダおよびマックスポンダ カード{0}コヒーレント検出や調整可能な波長などのエコシステム オファー-は、静的な初日の見積もりではなく、実際のトラフィック増加パターンにプラットフォームを一致させるのに役立ちます。-

 

 

購入者のシナリオ: お客様の状況に合わせたテクノロジー

正しい選択は、テクノロジー自体には依存せず、特定の導入コンテキストに依存します。通常、さまざまな購入者のプロフィールにわたって決定がどのように展開されるかは次のとおりです。

 

エンタープライズ キャンパス (複数の建物の相互接続)

距離は通常 10km 未満、建物数 4 ～ 8 棟、リンクごとに 1G ～ 10G。 CWDM は、ほとんどの場合、ここに最適です。運用のシンプルさ-波長計画、熱管理、アンプのメンテナンスが不要-は、ファイバー容量を最大限に絞り出すこと以上に重要です。例外: キャンパスが、ストランド数が制限されたリースされたダーク ファイバーであり、建物数が増加している場合、パッシブ DWDM は、ヘッドルームの点で適度なコスト プレミアムを支払う価値がある可能性があります。

 

メトロ DCI (データセンター間、10 ～ 80km)

ここが決定が本当に難しいところです。メトロ DCI 計画では、容量予測がおよそ 8 波長またはチャネルあたり 10G を超えると、通常、パッシブ CWDM は、たとえ初日は正常に機能したとしても、経済的なパスではなくなります。-組織が低く安定したトラフィック上限に確信を持っていない限り、通常はメトロ DCI には DWDM を推奨します。

 

ISP/キャリアアクセスアグリゲーション

POP またはセル サイトから中央局までの短距離アグリゲーション: CWDM はこれを 1G～10G で適切に処理します。-しかし、これらの中央オフィスを接続するアグリゲーション リングには、容量と距離の両方の理由から、ほとんどの場合 DWDM が必要です。ここでは、以下に説明するハイブリッド アプローチ (CWDM アクセス + DWDM コア) が一般的です。

 

長距離-と潜水艦

DWDMのみ。増幅が必要な距離や、バックボーン規模で必要なチャネル数を実現する現実的な CWDM オプションはありません。

 

 

ハイブリッド アプローチ: 同じネットワーク上の CWDM と DWDM

これら 2 つのテクノロジーは相互に排他的なものではなく、{0}メトロ ネットワークではこれらを組み合わせるのが一般的です。典型的なパターン: CWDM はアクセス レイヤ (顧客宅内からアグリゲーション ノードまでの到達距離が短​​く、チャネル数が少ない-リンク) を処理し、DWDM はコア リング (アグリゲーション ノードとデータセンター間の大容量、到達距離が長い-リンク) を処理します。-

1530nm および 1550nm 範囲の CWDM チャネルは C- 帯域の DWDM チャネルと共存できるため、波長プランには互換性があります。 DWDM チャネルは、単一の CWDM チャネルのスペクトル幅内に収まります。適切なパッシブ フィルタリングを使用すると、DWDM を「1550nm」CWDM スロットにオーバーレイし、共有ファイバ上で 2 つのシステムを効果的にネストできます。

これには慎重な波長エンジニアリングが必要です。-これはプラグアンドプレイ オーバーレイではありません--。しかし、これは、-よく理解されている設計パターンであり、--技術の選択を強制することを回避し、特定のルートでの需要の増加に応じてネットワークを CWDM から DWDM に段階的に進化させることができます。

 

 

購入者が過小評価しがちなこと: 実際の導入に関する考慮事項

仕様シートの比較以外にも、プランナーが不意を突かれることが多い実際的な問題がいくつかあります。-

 

レガシーファイバーとウォーターピーク。ファイバー プラントが 2005 年より前に設立され、18 個の CWDM チャネルすべてを利用している場合は、がっかりするかもしれません。古い G.652A/B ファイバーでは、通常、下位の CWDM チャネルを有効にする前に、OTDR を使用して 1383nm 付近の減衰を検証します。この手順をスキップすると、インストール後に「18 チャネル」の CWDM プランが 8 チャネルのプランに変わります。

 

波長の成長を予測するのは困難です。CWDM 導入で最もよく見られる残念な点はパフォーマンスではなく、{0}}予想よりも早くチャンネルが不足してしまうことです。エンタープライズおよび DCI 環境におけるトラフィックの増加は、線形予測が示すよりも大きくなる傾向があります。 5 年以内に 8 つを超える波長が必要になる可能性がある場合は、潜在的なプラットフォーム交換コストを CWDM ビジネス ケースに織り込んでください。

 

遠距離では増幅はオプションではありません。CWDM が増幅できないのは、単に範囲が制限されているだけではありません。{0}これは、ファイバーの状態が悪化した場合（新しい接続、コネクタの老朽化、ケーブルの再配線など）、マージンを回復するツールがないことを意味します。 EDFA を備えた DWDM は、パッシブ-のみのシステムにはない光予算のクッションを提供します。

 

運用の複雑さのスケールは異なります。CWDM は展開が簡単ですが、そのシンプルさは監視フックの数が少ないことを意味します。パッシブ CWDM リンクは機能するか機能しないかのどちらかです。-外部テスト機器を追加せずにチャネル電力レベル、OSNR、または事前障害による劣化を監視する能力には限界があります。-通常、アクティブ DWDM プラットフォームには、障害が発生する前に問題を検出できる光チャネル モニタリング (OCM) とパフォーマンス テレメトリが組み込まれています。{4}

 

Coherent DWDM は計算を変更します。最新のコヒーレント DWDM トランシーバー（100G+）には、色分散（ファイバー内をわずかに異なる速度で伝送される異なる波長によって引き起こされる信号拡散）と偏波効果を補償するデジタル信号処理が組み込まれています。これにより、DWDM システムにコストと複雑性を追加するために使用されていた外部分散補償モジュールが自動的に排除されます。-これにより、より高いデータ レートでの 2 つのテクノロジー間の運用上のギャップが大幅に減少しました。

 

 

よくある質問