CWDM – технология грубого спектрального мультиплексирования (уплотнения) (сокращенно от англ. Coarse Wavelength Division Multiplexing), позволяет одновременно передавать до 18 длин волн, при помощи которых можно организовать 9 дуплексных каналов передачи данных в рамках одного оптического волокна.

Принцип технологии CWDM заключается в том, что несколько каналов данных передаются по одному ОВ (оптическому волокну) на разных длинах волн, не взаимодействуя с другими оптическими сигналами в данном ОВ.

Длины волн, используемые для передачи в CWDM, лежат в диапазоне 1270-1610 нм, который охватывает несколько спектральных диапазонов используемых в телекоммуникациях:

  • O-band (original band, основной диапазон) 1270-1370 нм;
  • E-band (extensive band, расширенный диапазон) 1371-1470 нм;
  • S-band (short band, коротковолновый диапазон) 1471-1530 нм;
  • С-band (compromise band, компромиссный диапазон) 1531-1570 нм;
  • L-band (long band, длинноволновый диапазон) 1571-1611 нм.

Вне зависимости от передаваемого трафика, любая система уплотнения, построенная по технологии грубого спектрального мультиплексирования, является пассивной, то есть состоит из приемо-передатчиков и пассивных компонентов.

Компоненты CWDM

Системы уплотнения CWDM строятся на основе трех компонентов:

  • Оптических трансиверов, рассчитанных для работы в системах уплотнения CWDM;
  • Оптических мультиплексоров и демультиплексоров CWDM;
  • Оптических мультиплексоров ввода/вывода (OADM) CWDM.

Оптические трансиверы CWDM – двухволоконные приемо-передатчики для организации передачи информации в системе спектрального уплотнения CWDM. Все CWDM модули вне зависимости от их форм-фактора имеют выделенные порты: «Тх» – для передачи и «Rx» – для приема.

Современная линейка CWDM трансиверов включает в себя модели поддерживающие передачу данных со скоростью от 155 Мбит/с до 25 Гбит/с:

CWDM модули
Таблица CWDM модулей

Оптические мультиплексоры и демультиплексоры CWDM – это пассивные волоконно-оптическое устройства, предназначенные для мультиплексирования (суммирования) и демультиплексирования (разделения) оптических сигналов, разделенных по длине волны (частоте). В системах спектрального уплотнения CWDM применяются мультиплексоры построенные на основе тонкопленочных фильтров – TFF (от англ. Thin Film Filter), которые последовательно соединены друг с другом. Подробнее о оптических фильтрах TFF можно ознакомиться по ссылке.

По типу CWDM мультиплексоры можно разделить на одноволоконные и двухволоконные устройства.

Виды CWDM мультиплексоров

Одноволоконные мультиплексоры CWDM – позволяют передавать до 9 дуплексных каналов связи по одному волокну. Одноволоконный мультиплексор — это комбинированное устройство, которое одновременно мультиплексируют подаваемый канальный сигнал на разных длинах волн и мультиплексирует принимаемый групповой сигнал.

Двухволоконные мультиплексоры CWDM – являются исторически первыми мультиплексирующими устройствами установленными на сетях. При помощи этого типа мультиплексиров можно передать по двум волокнам до 18 каналов связи. Функционально двухволоконный мультиплексор представляет собой два взаимно не связанных друг с другом одноволоконных мультиплексора, один из них только мультиплексирует подаваемые канальные сигналы, а другой только демультиплексирует принимаемый групповой сигнал.

CWDM мультиплексоры
Таблица CWDM мультиплексоров

Оптические мультиплексоры ввода/вывода CWDM сокращенно OADM (от англ. Optical Add Drop Multiplexer) – являются пассивными оптическими устройствами, которые применяются для организации промежуточных узлов связи в рамках магистральной трассы организованной по технологии CWDM.

Принципиально CWDM OADM ничем не отличаются от обычных мультиплексоров/демультиплексоров, они так же могут быть рассчитаны для работы на одноволоконных или двухволоконных линиях. Основным их отличием является лишь метод подключения к оптической линии – у обычных мультиплексоров в линию подключаются только порт/порты «COM», в то время как у OADM к линии подключаются порты «COM» и «EXP» (другое название «UPG»). То есть у мультиплексоров ввода/вывода есть как минимум два линейных порта (в случае одноволоконной модификации), а у мультиплексоров линейный порт лишь один.

По принципу действия можно разделить мультиплексоры OADM CWDM на, однонаправленные и двунаправленные.

Однонаправленные мультиплексоры ввода/вывода CWDM выделяют и вносят в линейный сигнал N длин волн (зачастую N ≤ 2). «Однонаправленным» этот тип OADM называется потому, что ввод/вывод длин волн происходит в одном направлении распространения группового сигнала. Используются для организации связи между «головным» узлом связи и «промежуточным».

Схема работы однонаправленного OADM

Двунаправленные мультиплексоры ввода/вывода CWDM выделяют и вносят в линейный сигнал N длин волн (зачастую N ≤ 2) в обе стороны распространения сигнала. Используются в полно связных схемах с количеством узлов связи больше трех.

Схема работы двунаправленного OADM

Виды CWDM систем

Не смотря на то, что технология CWDM пассивная и не позволяет усиливать передаваемые сигналы, она обладает высокой гибкостью и позволяет организовывать топологии различной сложности в рамках оптических бюджетов приемо-передатчиков.

Схема «Точка-Точка» — самая простая топология сети, которую можно реализовать на оборудовании CWDM. Сеть в данном случае состоит из двух узлов связи, соединенных между собой одним или несколькими (зачастую двумя) оптическими волокнами. Данная топология предполагает организацию передачи данных между двумя узлами связи.

В зависимости от количества волокон между узлами связи можно организовать передачу:

  • 1 – 9 каналов данных по одному оптическому волокну;
  • 1 – 18 каналов данных по двум оптическим волокнам.

В качестве оборудования уплотнения в данной схеме используются:

  • Мультиплексоры и демультиплексоры CWDM, в зависимости от количества задействованных волокон для передачи, мультиплексоры могут быть одноволоконные или двухволоконные. Так же возможны более сложные структуры в зависимости от требований заказчика, более подробно о костомных мультиплексорах можно прочитать по ссылке.
  • Оптические трансиверы CWDM.

Схема «Точка-точка с OADM» — топология сети, состоящая из нескольких узлов связи последовательно соединенных между собой одним или несколькими оптическими волокнами. В данной схеме крайние узлы являются «головными», а средний – «промежуточным» узлами. Передача каналов в такой системе осуществляется в нескольких направлениях:

  • Между «головными» узлами связи;
  • Между «промежуточным» и одним «головным» узлом связи;
  • Между «промежуточным» и обоими «головными» узлами связи.

В качестве оборудования уплотнения в данной схеме используются:

  • Мультиплексоры и демультиплексоры CWDM, в зависимости от количества задействованных волокон для передачи, мультиплексоры могут быть одноволоконные или двухволоконные. Они используются на «головных узлах».
  • Оптические мультиплексоры ввода/вывода CWDM, в зависимости от схемы передачи каналов связи OADM могут быть:
    • Однонаправленными, при передаче каналов между «промежуточным» и одним «головным» узлом связи;
    • Двунаправленными, при передаче каналов между «промежуточным» и обоими «головными» узлами связи.

На тип OADM не влияет количество задействованных в системе передачи волокон. Мультиплексоры ввода/вывода CWDM могут быть как одноволоконными так и двухволоконными.

  • Оптические трансиверы CWDM.

Схема «Точка-многоточие» — топология сети, состоящая из нескольких узлов связи последовательно соединенных между собой одним или несколькими оптическими волокнами. В данной схеме первый узел зачастую является «головным», а все последующие – «промежуточными» узлами. Передача каналов в такой системе осуществляется в нескольких направлениях:

  • От «головного» узла к «промежуточным» узлам связи;
  • Между «промежуточными» узлами связи.

В зависимости от количества волокон между узлами связи в данной системе уплотнения можно организовать передачу:

  • 1 – 9 каналов данных по одному оптическому волокну;
  • 1 – 18 каналов данных по двум оптическим волокнам.

В качестве оборудования уплотнения в данной схеме используются:

  • Мультиплексор и демультиплексор CWDM. В зависимости от количества задействованных волокон для передачи, мультиплексор может быть одноволоконный или двухволоконный, он устанавливается на «головном» узле связи.
  • Оптические мультиплексоры ввода/вывода CWDM, в зависимости от схемы передачи каналов связи OADM могут быть:
  • Однонаправленными, при передаче каналов между «промежуточным» и «головным» узлом связи;
  • Двунаправленными, при передаче каналов между «промежуточными» и «головным» узлом связи.
  • Оптические трансиверы CWDM.

Схема «Звезда» или «Дерево» — не характерная топология для систем спектрального уплотнения (данная топология широко распространена в сетях PON), головной узел соединен с оконечными узлами невзаимосвязанными оптическими волокнами. Зачастую такие топологии реализуются на одном волокне, но могут встречаться случаи, когда при построении сети по топологии «Звезда» для каждого «луча» используется несколько оптических волокон.

Количество конечных узлов в такой схеме не ограничено, емкость одного «луча» составляет 1 – 9 каналов.

В качестве оборудования уплотнения в данной схеме используются:

  • Мультиплексоры и демультиплексоры CWDM, в данном случае на головной узел устанавливается несколько мультиплексоров и демультиплексоров в едином корпусе для экономии места в телекоммуникационной стойки и удобства коммутации.
  • Оптические мультиплексоры ввода/вывода CWDM, в зависимости от количества каналов, организуемых в рамках одного «луча» на оконечные узлы, устанавливается однонаправленные OADM (для одного или двух каналов) или оптические мультиплексоры необходимой канальной емкости.
  • Оптические трансиверы CWDM.

Передача CWDM совместно с сигналом – КТВ

Кроме вышеперечисленных схем, при помощи оборудования CWDM можно организовать кольцевую схему подключения (топология «Кольцо») или схему подключения каждый с каждым (топология «Mesh»), это весьма специфичные и редко используемые топологии подключения. Так же существуют решения позволяющие организовывать передачу каналов поверх других систем передачи: передача CWDM поверх WDM и передача CWDM поверх PON.

Сферы применения CWDM

Основными характеристиками систем уплотнения на базе технологии CWDM являются широкий рабочий диапазон и дальность передачи ограниченная 80 – 160 км в зависимости от используемых CWDM трансиверов. Стоит заметить, что в зависимости от скорости передачи информации максимальная дальность передачи различается, так для:

  • 100 Мбит/с – 1,25 Гбит/с – дальность передачи составляет до 160 км;
  • 2,5 Гбит/с – дальность передачи ограничена 120 км;
  • 10 Гбит/с – дальность передачи не превышает 80 км;
  • 25 Гбит/с – составляет не более 30 км.

В связи с такими ограничениями по протяженности трас в зависимости от передаваемого трафика, CWDM системы наиболее востребованы в следующих сферах:

  • Локальных – сетях для передачи каналов связи 8 Гбит/с – 25 Гбит/с;
  • Metro – сетях для передачи каналов связи 100 Мбит/с – 10 Гбит/с;
  • Long haul сетях для передачи каналов связи 100 Мбит/с – 1, 25 Гбит/с;
  • Гибридных сетях совместной передачи типа «CATV+CWDM» с передачей трафика 100 Мбит/с – 10 Гбит/с.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.