CWDM أم DWDM: ما الذي تحتاجه شبكتك فعليًا؟

مقدمة

لقد تم طرح هذا السؤال كثيرًا: "نحن بحاجة إلى المزيد من سعة الألياف". هل يجب أن نستخدم CWDM أو DWDM؟ إجابتي الصادقة هي نفسها دائمًا: هذا يعتمد. ولكن بعد سنوات من العمل على نشر الألياف عبر شبكات المترو والشبكات الأساسية، وجدت أن معظم الناس يبالغون في تعقيد القرار. بمجرد أن تفهم ما تفعله كل تقنية فعليًا وأين تناسبها، عادةً ما يصبح الاختيار الصحيح واضحًا.

تعد تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) هي التقنية التي تتيح لك إرسال تدفقات بيانات متعددة عبر ليف واحد في نفس الوقت، كل منها بلون مختلف من الضوء. فكر في الأمر وكأنه طريق سريع به ممرات متعددة. WDM يبني الممرات. الطريقتان الرئيسيتان للقيام بذلك هما Coarse WDM (CWDM) وDense WDM (DWDM). كلاهما يحل نفس المشكلة الأساسية، لكنهما يفعلان ذلك بطرق مختلفة جدًا، مع علامات أسعار مختلفة جدًا وملفات تعريف الأداء.

توضح هذه المقالة كيفية عمل كل واحدة منها، والمكان المنطقي لكل واحدة منها، وكيف تبدو عمليات النشر في العالم الحقيقي. لقد قمت أيضًا بتضمين جدول مقارنة حتى تتمكن من رؤية الاختلافات الرئيسية في لمحة.

I. CWDM: الخيار البسيط والصديق للميزانية-.

كيف يعمل

يضع CWDM قنوات الطول الموجي بعيدة عن بعضها البعض، عادة 20 نانومتر بين كل واحدة. يحدد معيار ITU-T G.694.2 18 قناة عبر نطاق يتراوح من 1270 نانومتر إلى 1610 نانومتر. من الناحية العملية، تستخدم معظم عمليات النشر 8 فقط من تلك القنوات، من 1470 نانومتر إلى 1610 نانومتر، لأن تلك القنوات تقع في جزء من الألياف حيث يكون فقدان الإشارة في أدنى مستوياته.

هذا التباعد الواسع هو السبب وراء كون CWDM رخيصًا. عندما تكون القنوات متباعدة، لا يجب أن تكون المرشحات الضوئية التي تفصل بينها دقيقة للغاية. يمكنك استخدام عدد أقل من طبقات التصفية، ويصبح التصنيع أكثر بساطة، ويجتاز عدد أكبر من الوحدات اختبارات الجودة. كل هذا يعني انخفاض التكاليف بالنسبة للمشتري النهائي.

مثال حقيقي-على مستوى العالم: شبكات مترو المدن

ومن الأمثلة الجيدة على ذلك كيفية استخدام مزودي خدمات الإنترنت في المدن الصغيرة وشبكات الألياف البلدية لـ CWDM. استخدمت شبكة الألياف البلدية لمدينة أمستردام، CityNet، CWDM لارتباطات طبقة الوصول-في أوائل عام 2010 لتوصيل مئات من عملاء الأعمال عبر مساحات حضرية قصيرة دون الإفراط في الإنفاق على البنية التحتية. وكانت المسافات أقل بكثير من 20 كيلومترًا، وكانت القدرة لكل وصلة كافية لحركة المرور في ذلك الوقت. لقد أنجزوا المهمة بجزء بسيط من تكلفة طرح DWDM.

المصدر: تقارير مشروع Amsterdam CityNet، مستشهد بها في تحليل البنية التحتية لـ Ovum Telecom (2013). تم توثيق عمليات نشر CWDM ذات التكلفة المماثلة- في مجلة IEEE Communications، المجلد . 41، العدد . 2.

حالة الاستخدام الشائعة الأخرى هي شبكات الحرم الجامعي للمؤسسات. الجامعة التي تربط مراكز البيانات الخاصة بها عبر عدد قليل من المباني، أو المستشفى التي تربط خوادم التصوير بين المرافق التي تبعد مسافة 10 كيلومترات، ستختار دائمًا CWDM. لقد نجحت الحسابات: تكلفة أولية أقل، ومعدات بسيطة، وقدرة جيدة بما فيه الكفاية.

الحدود التي يجب أن تعرفها

لدى CWDM حدان صعبان مهمان كثيرًا. أولاً، تحصل على 18 قناة كحد أقصى. يبدو هذا كثيرًا حتى تتضاعف حركة المرور الخاصة بك خلال ثلاث سنوات وتدرك أن الألياف ممتلئة. ثانيًا، لا يعمل CWDM مع Erbium-مضخمات الألياف المخدرة (EDFA)، وهي الأدوات القياسية لتوسيع نطاق الإشارة. وهذا يعني أن وصلات CWDM تصل إلى حوالي 80 كيلومترًا دون إضافة معدات تجديد باهظة الثمن. بالنسبة للنشر على مستوى المدينة-، يعد هذا أمرًا جيدًا عادةً. بالنسبة لأي شيء أكبر، فهي مشكلة حقيقية.

ثانيا. DWDM: قدرة عالية، مسافة طويلة، تكلفة أعلى

كيف يعمل

حزم DWDM القنوات قريبة جدًا من بعضها البعض. يحدد معيار ITU-T G.694.1 مسافات تبلغ 0.4 نانومتر (50 جيجا هرتز)، و0.8 نانومتر (100 جيجا هرتز)، و1.6 نانومتر (200 جيجا هرتز). تعمل معظم الأنظمة في النطاق C-، ما يقرب من 1525 نانومتر إلى 1565 نانومتر، على الرغم من أن الأنظمة الأحدث تتجه نحو النطاق L- أيضًا للحصول على سعة أكبر.

نظرًا لأن القنوات قريبة جدًا من بعضها البعض، يجب أن تكون معدات DWDM أكثر دقة. تحتاج أجهزة الليزر إلى تبريد نشط وتأمين الطول الموجي-ليظل مستقرًا. تحتاج المرشحات إلى طبقات طلاء أكثر بكثير. كل هذا يؤدي إلى ارتفاع تكلفة التصنيع وسعر النظام. ولكن ما تحصل عليه في المقابل مثير: 40، 80، 96، أو حتى 160+ قناة على زوج واحد من الألياف، تعمل كل منها بسرعة 10 أو 100 أو 400 جيجابت في الثانية.

-مثال حقيقي على مستوى العالم: الشبكات الأساسية

انظر إلى أي عمود فقري رئيسي للإنترنت وأنت تنظر إلى DWDM. تعمل شبكة الألياف الخاصة بشركة Google، والتي تربط مراكز بياناتها على مستوى العالم، على بنية أساسية DWDM قادرة على حمل مئات التيرابت في الثانية. وفقًا لإفصاحات Google عن البنية التحتية لعام 2022، تستخدم شبكتها الأساسية أطوال موجية تبلغ 400 جيجا على أنظمة DWDM، مع خطط للتوسع إلى 800 جيجا لكل طول موجي باستخدام تنسيقات التعديل المتقدمة.

المصدر: الكلمة الرئيسية لـ Google Cloud Next 2022 ومنشور مدونة فريق Google Network Infrastructure، "بناء شبكة على نطاق الكوكب-" (2022). راجع أيضًا: مجلة Lightwave Technology، المجلد . 40، رقم . 11 - "الاتجاهات في أنظمة DWDM البحرية والأرضية."

تعد الكابلات البحرية مجالًا آخر حيث يكون DWDM هو الخيار الحقيقي الوحيد. يعتمد نظام الكابلات 2Africa، وهو أحد أطول الكابلات البحرية في العالم بطول يزيد عن 45000 كيلومتر، بشكل كامل على DWDM لنقل حركة المرور بين أفريقيا وأوروبا وآسيا. لا توجد تكنولوجيا أخرى يمكنها أن تجعل هذا العمل. يتم وضع مكبرات الصوت EDFA كل 50-80 كم على طول الكابل لتعزيز جميع قنوات DWDM في وقت واحد، وهو ما يجعل النقل لمسافات طويلة جدًا-ممكنًا اقتصاديًا.

المصدر: إعلان Meta and Partners 2Africa Cable (2021)؛ المواصفات الفنية من SubCom وAlcatel Submarine Networks (ASN).

الميزة الحقيقية: توافق EDFA

أعتقد أن نقطة توافق EDFA لا تحظى بالاهتمام الكافي. عند استخدام DWDM في النطاق C-، يمكن لـ EDFA واحد تضخيم كل قناة على الألياف في نفس الوقت. لا تحتاج إلى تحويل الإشارة مرة أخرى إلى الشكل الكهربائي ثم العودة إلى الضوء مرة أخرى. وهذا يبقي النظام بسيطًا، ويقلل زمن الوصول، ويجعل من العملي إنشاء روابط تمتد لآلاف الكيلومترات. وهذا هو السبب الأكبر وراء سيطرة DWDM على شبكات النقل-الأساسية والشبكات الأساسية.

ثالثا. CWDM مقابل DWDM: الجانب-بواسطة-الجانب

جدول المقارنة السريعة

فيما يلي نظرة مباشرة على كيفية مقارنة التقنيتين عبر الأبعاد الأكثر أهمية لتخطيط الشبكة:

أي واحد يجب أن تختار؟

الإجابة الصادقة: إذا كان طول روابطك أقل من 80 كيلومترًا وتحتاج إلى أقل من 10 جيجابت في الثانية لكل قناة تحتوي على 18 قناة أو أقل، فإن CWDM سيوفر لك أموالًا حقيقية. أشار تقرير Dell'Oro Group لعام 2021 حول النقل البصري إلى أن CWDM يظل الخيار المهيمن لعمليات نشر الوصول إلى المؤسسات والمترو على بعد أقل من 80 كيلومترًا، حيث يمكنه خفض الإنفاق الرأسمالي الأولي بنسبة 30-60% مقارنة ببدائل DWDM.

المصدر: Dell'Oro Group، 'تقرير سوق النقل البصري Q4 2021.' تمت الإشارة إليه أيضًا في تغطية القراءة الخفيفة لاتجاهات ألياف المترو، يناير 2022.

إذا كنت بحاجة إلى أكثر من 18 قناة، أو أكثر من 80 كيلومترًا من الوصول، أو كنت تقوم ببناء شيء يجب أن يصل إلى مئات جيجابت في الثانية أو تيرابت، فإن DWDM هو الخيار المناسب. إن التكلفة الأولية المرتفعة حقيقية، ولكن أيضًا سقف السعة الذي تصل إليه باستخدام CWDM. لقد تعلم الكثير من المشغلين ذلك بالطريقة الصعبة، حيث قاموا بنشر CWDM لتوفير التكاليف ثم اضطروا إلى النسخ والاستبدال في غضون خمس سنوات عندما تجاوزت حركة المرور ذلك.

شيء واحد جدير بالملاحظة: في العديد من الشبكات الحقيقية، تتعايش كلتا التقنيتين. يعالج DWDM العمود الفقري والطبقات الأساسية. يغطي CWDM حواف الوصول والتوزيع. هذا ليس حلا وسطا. إنه في الواقع تصميم ذكي يستخدم كل تقنية في المكان المناسب لها.

خاتمة

CWDM وDWDM ليسا منتجات منافسة. إنها أدوات لوظائف مختلفة. يعد CWDM بسيطًا وبأسعار معقولة و-مناسب تمامًا للروابط القصيرة ذات الاحتياجات ذات السعة المتوسطة. يعد DWDM هو الخيار الجاد الوحيد عندما تحتاج إلى سعة هائلة أو وصول طويل أو شبكة يمكن التوسع فيها لسنوات قادمة.

إذا كان علي أن أقدم لك نصيحة واحدة: لا تخطط لليوم فقط. انظر إلى تقديرات نمو حركة المرور الخاصة بك على مدى السنوات الخمس إلى السبع القادمة قبل الالتزام بالتكنولوجيا. يمكن أن يصبح نشر CWDM الذي يبدو مثاليًا اليوم بمثابة صداع سريع إذا كانت احتياجات بياناتك تنمو بشكل أسرع من المتوقع. يكلف DWDM مبلغًا أكبر مقدمًا، لكنه يصبح أفضل كثيرًا.

والخبر السار هو أن صناعة الشبكات الضوئية قد نضجت بدرجة كافية بحيث أصبحت كلا التقنيتين مدعومتين جيدًا وموثقتين جيدًا- ومتاحتين من موردين متعددين. سواء كنت تقوم ببناء رابط للحرم الجامعي أو العمود الفقري القاري، فإن الأدوات موجودة. المفتاح هو التأكد من أنك تستخدم المفتاح الصحيح.