粗および高密度の波長分割多重化
波長分割多重(WDM)により、異なるデータストリームを単一の光ファイバーネットワーク上で同時に送信できます。 他の記事では、高速道路のアナロジーを使用して、WDMがどのように単一の仮想ファイバーネットワークを作成するかを概説しました。 これを使用して複数のサービスを1つのダークファイバーに結合すると、ファイバーを最大化でき、組織が絶対に必要になるまでファイバーを敷設またはリースすることなく、増大する需要に対応できます。 現在使用されているWDMテクノロジには、主に2つのタイプがあります。粗波長分割多重(CWDM)と高密度波長分割多重(DWDM)です。
CWDMでは、単一のダークファイバで最大18チャネルを転送できますが、DWDMでは最大88チャネルをサポートします。 どちらのテクノロジーもプロトコルに依存しません。つまり、データ、ストレージ、音声、またはビデオの任意の組み合わせを異なる波長チャネルで使用できます。 ファイバーの観点から見ると、CWDMテクノロジーとDWDMテクノロジーの主な違いは、伝送チャネルが電磁スペクトルに沿ってどのように配置されているかにあります。
WDMテクノロジーは、可視光のスペクトルを超える赤外線を使用します。 1260nm〜1670nmの波長を使用できます。 ほとんどのファイバは、1310nmと1550nmの2つの領域に最適化されており、光ネットワークの効果的な「ウィンドウ」を可能にします。
粗波長分割多重
CWDMは、最大18チャンネルをダークファイバーペアで接続できるテクノロジーです。 CWDMには、1310nmと1550nmの2つの波長領域が最も一般的に関連付けられています。 1550nm領域は、ファイバでの損失が少ないため、より一般的です(信号がより遠くまで伝わることを意味します)。
道路を例にとると、道路の18車線をペイントするようなもので、1310のファイバ領域に9(1270nm〜1450nm)、1550の領域に9(1470nm〜1610nm)があります。 これを達成するために、各チャネルの波長は20nm離れています。
CWDMは、最大70 kmの距離に対応する便利で低コストのソリューションです。 しかし、40kmから70kmの最大距離の間では、ファイバーのウォーターピークと呼ばれる現象により、CWDMは8チャネルに制限される傾向があります(これについてはさらに詳しく説明します)。 CWDM信号は増幅できないため、70kmの推定値は絶対最大値になります。

DWDMを使用すると、道路を88車線の高速道路に変更できます。 DWDMは、チャネルあたり最大100Gbpsの高速プロトコルを処理できます。 各チャネルは、CWDMシステムで見られる20nmではなく、0.8nmしか離れていません。
高密度波長分割多重はCWDMと同じ原理で動作しますが、チャネル容量の増加に加えて、はるかに長い距離をサポートするために増幅することもできます。
CWDMとDWDMの波長比較
次の図は、DWDMチャネルがCWDMチャネルと比較して波長スペクトルにどのように適合するかを示しています。 各CWDMチャネルは、隣接するチャネルから20nm離れています。 図では、1550地域の8つのCWDMチャネルを区別するために色を使用しています。 1310地域では、標準化された配色はありません。
一方、DWDMの場合、すべてのDWDMチャネルは1530および1550nm CWDMリージョン内にあります。 DWDMチャネルの場合、カラースキームも標準化されていません。おそらく、肉眼でDWDMチャネルの88の異なる色を覚えて区別することも負担になるためです。 代わりに、ブロックを使用して、それらがグループ化されている場所を示します。

CWDMおよびDWDMは、ダークファイバーを介して接続できるトラフィックの量を増やします。 では、さらに追加してみませんか? 18個のCWDMチャネルと88個のDWDMチャネルで停止する理由 それ以上追加できないのは、繊維自体が線形ではないためです。
40 kmを超える長距離の場合、CWDMは、ウォーターピークと呼ばれるファイバー内の化学的特性により、9つのワーキングチャネルに制限されます。 ウォーターピークは、ファイバの1300nm領域で損失が大きい領域であり、CWDMチャネル1370nm〜1430nmに影響します。 この地域では、1550地域の0.25dB / kmに対して、信号損失は1.0dB / kmです。 これは、1310nm領域のCWDMチャネルが使用できないことを意味するのではなく、距離が短くなるだけです。

DWDMチャネルは、ファイバの1550 nm領域にあります。これは、ファイバ内で最も損失が少ない領域です。 1550地域は、安定した低損失の谷にあり、両側が高損失の地域に囲まれています。 1550領域のどちらの側でも、ファイバの損失は急速に増加し、光ネットワークアプリケーションでは使用できなくなります。

DWDMチャネルの数を、たとえば40から80に増やす便利な方法は、インターリーバーを使用することです。 インターリーバーは、50GHz間隔のDWDM信号を100GHz間隔のチャネルプランに多重化します。 50 GHzと100 GHzの信号は一般に奇数信号と偶数信号と呼ばれ、これらの信号を組み合わせたりインターリーブしたりして、通常はファイバのCバンドで40から80チャンネルに移動します。

前述したように、CWDM接続は70kmに制限されていますが、DWDMは最大80kmを送信できます。 しかし、おそらくさらに重要なことは、DWDMをより長い距離にわたって増幅できることです。 すべてのDWDMチャネルは、主にファイバの「平坦化された」1550nmの範囲に収まる傾向があるため、増幅に適しています。
| DWDM | CWDM | |
| 距離 | 増幅されていない70km | 増幅されていない80km |
| 1000km +増幅 | 適用できません | |
| チャンネル | 88(インターリーバーを使用) | 18(水のピーク時の距離制限) |
| 間隔 | 0.8nm | 20nm |
| プロトコル | 100G以降を含むすべて:1/10/40 / 100GEおよび8/16 / 32GFC | 最大10GEおよび8GFC (4x10G CWDMを使用した40G) |
CWDMソリューションが既に配置されていて、システムがさらに成長するための容量を保持している場合、CWDMを検討する必要があります。 容量がいっぱいになった場合、2つのオプションがあります。容量の大きいDWDMシステムから再度開始するか、チャネル1530および1550nmの上部に「ハイブリッドDWDM」ネットワークをオーバーレイします。既存のCWDMネットワーク。
DWDMシステムは、従来、固定の垂直統合システム用に電話会社によって設計および使用されてきたため、大きな不動産要件をもたらしてきました。 これが、CWDMが企業のデータセンター接続で長い間人気のある選択肢だった理由です。 しかし今日、企業のデータセンターレベルでもDWDMのより柔軟なソリューションがあり、はるかに現実的なオプションとなっています。
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この記事を非技術者に説明する:
波長分割多重化(WDM)には、粗い(CWDM)と高密度(DWDM)の2つの主要な技術があります。 どちらも単一のファイバで複数の波長の光を使用しますが、波長の間隔、チャネル数、および多重化信号を増幅する能力が異なります。
CWDMとは異なり、DWDMの波長はより密集しており、接続を増幅できます。 これは、データをはるかに長い距離で送信できることを意味します。 CWDMは従来より低コストのソリューションでしたが、今日では両方の価格が同程度です。 どのソリューションが最適かは、ユーザーとネットワークの要件によって決まります。