CWDM과 DWDM: 차이점, 거리, 비용 및 각각을 선택하는 시기

10+년간의 메트로 및 장거리 광섬유 구축 경험을 보유한 광전송 엔지니어가 검토했습니다.- ITU-T 사양 및 현재 트랜시버 모듈 가용성에 대해 마지막으로 업데이트되었습니다.

 

CWDM은 80km 미만의 거리에서 최대 18개 채널에 대해 비냉각식 레이저와 함께 20nm 채널 간격을 사용합니다. DWDM은 수백 또는 수천 킬로미터에 걸쳐 40-96+ 채널에 대해 온도-안정화 레이저와 함께 0.8nm 이하의 더 좁은 간격을 사용합니다.

예산에 맞춰 적당한 용량이 필요할 때 CWDM을 선택하세요. 채널 수, 거리 또는 향후 확장성이 초기 비용보다 중요할 경우 DWDM을 선택하십시오.

이 문서에서는 대부분의 비교 가이드에서 건너뛰는 물리적 제약과 실제 배포 절충안을 포함하여{0}}실제로 결정을 내리는 기술적 차이점을 설명합니다.{1}}

빠른 참조: CWDM과 DWDM 비교 살펴보기

 

매개변수	CWDM	DWDM
채널 간격	20nm(ITU-T G.694.2)	0.8nm / 0.4nm(ITU-T G.694.1)
파이버당 최대 채널	18(실제로는 8인 경우가 많음)	40–96+
파장 범위	1270~1610nm(O ~ L 대역)	1530~1565nm(C-밴드), 1565~1625nm(L-밴드)
레이저 종류	비냉각 DFB	TEC가 포함된 냉각 DFB
광학 증폭	실용적이지 않음(EDFA 기간 밖)	EDFA, 라만 또는 하이브리드
일반적인 최대 거리	40~80km(패시브)	80km 패시브; 1000km 이상 증폭
채널별{0}}데이터 속도 상한선	10G(25G 제한적 가용성)	400G+(일관성)
트랜시버당 전력	~0.5W	~3~4W(냉각); 15W+(일관성)

 

이 표를 출발점으로 사용하세요. 요구 사항이 완전히 CWDM 열에 속한다면 CWDM이면 충분할 것입니다. 단 하나의 행이라도 DWDM 영역으로 푸시되는 경우-특히 거리나 채널 수-에서 해당 제약 조건이 전체 결정에 영향을 미치는 이유를 이해하려면 계속 읽어보세요.

 

 

핵심 차이점은 채널 간격입니다.

CWDM과 DWDM은 모두 각 신호에 고유한 파장을 할당하여 단일 광섬유를 통해 여러 광 신호를 보내는 WDM(파장 분할 다중화) 기술입니다. 둘 사이의 근본적인 분할은 해당 파장이 얼마나 촘촘하게 포장되어 있는지에 따라 결정됩니다.

CWDM 채널은 20nm 간격으로 위치하며 정의된 대로 1270nm~1610nm 범위에 걸쳐 있습니다.ITU-T G.694.2. 간격이 넓다는 것은 레이저 소스에 열 안정화가 필요하지 않음을 의미합니다.{1}}비냉각식 분산 피드백(DFB) 레이저는 온도 변화에 따라 파장이 몇 나노미터 이동하더라도 다음 채널로 번지지 않기 때문에 잘 작동합니다. 이는 모듈 비용과 전력 소비를 낮게 유지합니다.

DWDM은 다른 이야기입니다. 채널은 0.8nm(100GHz) 또는 0.4nm(50GHz) 떨어져 있으며 C-대역(1530~1565nm)과 때로는 L-대역(1565~1625nm)으로 구성됩니다.ITU-T G.694.1주파수 그리드. 이러한 밀도에서는 나노미터의 극히 일부 드리프트라도 누화를 유발합니다. 따라서 DWDM 트랜시버에는 레이저를 정확한 ITU 주파수로 고정하는 모듈 내부의 열전 냉각기(TEC)-작은 활성 냉각 요소가 필요하며-비용, 전력 소비 및 열 관리 복잡성이 추가됩니다.

비교-비용, 용량, 거리, 증폭-의 다른 모든 것은 이 간격 제약에서 비롯됩니다. 방법 이해하기DWDM 네트워크 아키텍처이 밀도에서 파장 관리를 처리하는 방법은 장비 체인이 왜 그렇게 다르게 보이는지 설명합니다.

 

채널 수 및 용량

1270~1610nm 창에 걸친 CWDM의 20nm 간격은 최대 18개 채널을 생성합니다. 실제로 많은 배포에서는 1470~1610nm 범위를 고수하면서 8개만 사용합니다. 그 이유는 더 낮은 파장(1270-1450nm)이 표준 G.652 섬유의 "물 피크" 영역을 통과하기 때문입니다. 여기서 수산기 이온(OH⁻) 흡수로 인해 신호 손실이 증가합니다. 최신 G.652D 저-물-피크 광섬유는 이 문제를 대부분 제거하지만 설치된 플랜트 중 다수는 여전히 이전 광섬유 유형을 사용합니다.

이는 사양 시트에서 제안하는 것보다 더 중요합니다. 오래된 캠퍼스 광섬유 공장에서는 1390nm 채널이 링크 엔지니어링 중에 가장 먼저 배제되는 채널인 경우가 많습니다. G.652A 또는 G.652B 광섬유에서 1383nm 부근의 물 피크는 해당 파장에서 2+dB/km의 감쇠를 추가하여-20km 이상의 실행에서 1390nm 채널을 완전히 녹아웃시킬 수 있습니다. 대략 2005년 이전에 설치된 광섬유로 작업하는 경우 18개의 CWDM 채널을 모두 사용할 수 있다고 가정하기 전에 약 1383nm의 감쇠를 확인하십시오.

DWDM은 100GHz 간격에서 40개 채널, 50GHz에서 80개, 확장 증폭과 함께 C-대역과 L-대역을 모두 사용하는 경우 최대 96개 이상을 압축합니다. 각 채널은 트랜시버 및 변조 형식에 따라 10G, 100G, 400G 또는 800G를 전달할 수 있습니다. 80개 채널 × 100G에서 단일 광섬유 쌍은 8Tbps 집계{16}}를 전달하며 이는 CWDM 배포가 접근할 수 없는 용량입니다.

CWDM의 실제{0}}채널별 한도는 SFP+ 폼 팩터를 사용하면 약 10G입니다.{3}}G CWDM SFP28 모듈은 존재하지만 아직 널리 배포되지는 않습니다. 채널당-요구사항이 10G를 초과하면 대부분의 네트워크 설계자는 DWDM으로 전환합니다. 그 이유는 채널당 비용 프리미엄이 훨씬 더 높은 파이버 사용량당 -상쇄되기 시작하기 때문입니다.

 

전송 거리 및 증폭

물리학이 가장 날카로운 구분을 만드는 곳이 바로 여기입니다.

CWDM 파장은 통신 네트워크에 사용되는 주력 광 증폭기인 에르븀-도핑 광섬유 증폭기(EDFA)-의 이득 범위를 벗어나는 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 퍼집니다. EDFA는 DWDM 스펙트럼을 포괄하지만 2~3개의 CWDM 채널과만 겹치는 C-대역(약 1530~1565nm)의 신호를 증폭합니다. 대부분의 CWDM 채널은 광학적으로 증폭할 수 없기 때문에 모든 CWDM 링크는 증폭되지 않은 신호가 처리할 수 있는 거리로 제한됩니다. 일반적으로 광섬유 품질, 커넥터 손실 및 사용 중인 채널 파장에 따라 40~80km입니다.

EDFA 이득 창 내에서 완전히 작동하는 DWDM은 반복적으로 증폭될 수 있습니다. 일반적인 장거리-시스템은 60~100km마다 EDFA를 배치하고 라만 증폭(광섬유 자체를 이득 매체로 사용하는 기술)을 통해 범위를 더욱 확장합니다. 해저 케이블 시스템은 일반적으로 이러한 방식으로 수천 킬로미터를 커버합니다. 메트로 구축에서도 단일 EDFA를 추가하면 신호 재생성 없이 80km의 수동 도달 범위가 200km 이상의 활성 링크로 전환됩니다.

중간 정도의 채널이 필요한 40km 미만의 거리에서는 이러한 차이가 중요하지 않을 수 있습니다.-두 기술 모두 수동적으로 작동합니다. 그러나 80km 임계값을 넘거나 향후 성장을 위해 증폭이 필요할 것으로 예상되면 DWDM은 재생 없이 확장할 수 있는 유일한 경로입니다. 역할WDM 네트워크의 광 회선 보호또한 다른 광섬유 쌍을 실행할 수 없을 때 각 링크 오류가 더 높은 결과를 가져오기 때문에 더 먼 거리에서 더욱 중요해집니다.

 

 

비용: "CWDM이 더 저렴하다"만큼 간단하지는 않습니다.

일반적인 통념-CWDM은 예산 옵션이고 DWDM은 비싸다-10년 전에는 정확했지만 꾸준히 약화되어 왔습니다. DWDM 구성 요소의 양이 증가하고 제조 공정이 성숙해지면서 많은 구매자가 기대하는 것보다 격차가 줄어들었습니다.

 

CWDM이 여전히 확실한 비용 이점을 갖고 있는 경우:

• 비냉각식 레이저는 더 적은 전력을 소비하며(DWDM 냉각식 트랜시버당 약 0.5W 대 . 3-4W) 제조 비용도 저렴합니다.
• 패시브 CWDM 다중화/역다중화 장치는 통과 대역 허용 범위가 더 넓은 단순한{0}}박막 필터 장치입니다.
• 증폭기, 분산 보상, 광 채널 모니터링이 없습니다.-인프라 체인이 더 짧습니다.
• 배포에는 전문적인 파장 엔지니어링이나 지속적인 열 관리가 필요하지 않습니다.
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DWDM의 높은 초기 비용이 상쇄되는 경우:

섬유 부족, 섬유 쌍당 8+ 파장, 채널 계획당 10G+라는 조건에서 DWDM은 종종 전송된 비트당 더 낮은 비용을 제공합니다. 교차는 다중화/역다중화 및 플랫폼 투자를 40, 80개 이상의 파장에 걸쳐 분산시키기 때문에 발생합니다. 16-채널 CWDM 시스템과 40채널 DWDM 시스템의 총 비용은 비슷할 수 있지만 DWDM 시스템은 2.5배의 채널 수를 제공하며 각 채널은 더 높은 데이터 속도를 전달할 수 있습니다.

많은 구매자는 미래의 파장 성장이 가격에 반영되면 "저렴한" CWDM 설계가 얼마나 빨리 제한되는지를 과소평가합니다. 우리는 캠퍼스가 4-채널 CWDM으로 시작하여 2년 이내에 8개 채널을 달성한 후 전체 플랫폼 교체에 직면하여 DWDM으로 이동하는 경우를 보았습니다. 첫날부터 패시브 DWDM으로 시작한 것보다 총 지출이 더 많습니다.

채널별 더 자세한-비교를 위해서는 다음을 평가하세요.CWDM 다중화기/역다중화기 플랫폼채널당 및-Gbps 기준으로 DWDM에 상응하는 데이터를 비교하면 "CWDM이 항상 더 저렴하다"는 가정이 채널당 대략 8개 이상 또는 채널당 10G 이상으로 무너지는 경우가 많습니다.

 

 

CWDM을 선택해야 하는 경우

CWDM은 요구 사항이 물리적 한계 내에서 유지되고 운영 단순성이 원시 용량보다 더 중요한 경우에 가장 적합합니다.

• 엔터프라이즈 캠퍼스 상호 연결40km 이내에 4~8개의 건물을 연결하며 각각 1G 또는 10G 링크가 필요합니다. 여기서는 플러그{5}}간단성과 낮은 운영 오버헤드가 우선입니다.
• 지하철 액세스 링단거리 전용 파장 서비스를 통해 비즈니스 고객에게 서비스를 제공하는 지역 ISP 또는 케이블 사업자용입니다.
• 모바일 백홀 집계셀 사이트에는 중앙 사무실에 대한 1G-10G 링크가 필요하고 광섬유 쌍은 제한되어 있지만 거리가 짧습니다.
• 임시 또는 예산이-제한된 프로젝트네트워크는 3~5년 내에 재배치되거나 업그레이드될 수 있으며 낮은 초기 투자로 용량 한도를 정당화할 수 있습니다.

올바른 상태 점검: "향후 5년 동안 이 경로에서는 8개 이상의 파장 또는 파장당 10G 이상이 필요하지 않을 것입니다"라고 자신있게 말할 수 있다면 CWDM이 아마도 올바른 선택일 것입니다. 해당 예측에 실제 불확실성이 있는 경우 다음 섹션을 주의 깊게 읽어보세요.

 

 

DWDM을 선택해야 하는 경우

DWDM은 실용적인 선택이 되며{0}}다음 조건 중 하나라도 적용될 경우 실행 가능한 유일한 선택이 되는 경우가 많습니다-.

• 거리가 80km를 초과합니다.또는 네트워크 경로에 광 증폭이 필요합니다.
• 채널 수가 8~10개를 초과합니다.현재 또는 5년 계획 기간 내에 단일 광섬유 쌍에서.
• 10G 이상의 채널당{0}}데이터 속도25G, 100G, 400G DWDM 트랜시버는 쉽게 사용할 수 있지만 10G 이상의 CWDM 옵션은 여전히 ​​제한되어 있습니다.
• 데이터 센터 상호 연결(DCI)용량 증가가 빠르고 정확하게 예측하기 어려운 대도시{0}}분리 시설 간
• 통신사 백본 및 장거리-운송, 광섬유가 가장 비싼 자산이고 활용도를 극대화하는 것이 주요 경제 동인인 해저 시스템을 포함합니다.

특히 DCI 애플리케이션의 경우 전체 내용을 이해합니다.DWDM 트랜스폰더 및 먹스폰더 카드일관된 감지 및 조정 가능한 파장을 포함한-생태계 제공-은 첫날의 정적인 추정이 아닌 실제 트래픽 증가 패턴에 플랫폼을 일치시키는 데 도움이 됩니다.{2}}

 

 

구매자 시나리오: 상황에 맞는 기술 매칭

올바른 선택은 기술 자체보다는 특정 배포 상황에 더 많이 좌우됩니다. 일반적으로 다양한 구매자 프로필에 걸쳐 결정이 어떻게 진행되는지는 다음과 같습니다.

 

엔터프라이즈 캠퍼스(다중-빌딩 상호 연결)

거리는 일반적으로 10km 미만, 건물 4~8개, 링크당 1G~10G입니다. CWDM은 거의 항상 여기에 적합합니다. 작동 단순성-파장 계획 없음, 열 관리 없음, 증폭기 유지 관리 없음-은 최대 광섬유 용량을 짜내는 것보다 더 중요합니다. 예외: 캠퍼스가 제한된 가닥 수의 임대 다크 파이버에 있고 건물 수가 증가하는 경우 패시브 DWDM은 헤드룸에 대한 적당한 비용 프리미엄의 가치가 있을 수 있습니다.

 

Metro DCI(데이터 센터에서 데이터 센터까지, 10~80km)

여기서 결정이 정말 어려워집니다. 메트로 DCI 계획에서 용량 예측이 채널당 약 8파장 또는 10G를 초과하면 일반적으로 수동 CWDM은 첫날에 제대로 작동하더라도 일반적으로 경제적인 경로가 되지 않습니다-. 조직이 낮고 안정적인 트래픽 한도에 대해 매우 확신하지 않는 한 일반적으로 메트로 DCI에 DWDM을 권장합니다.

 

ISP/통신사 액세스 집계

POP 또는 셀 사이트에서 중앙 사무실까지의 단거리-집계: CWDM은 1G~10G에서 이를 잘 처리합니다. 그러나 중앙 사무실을 연결하는 집합 링에는 용량과 거리상의 이유로 거의 항상 DWDM이 필요합니다. 여기서는 아래에 설명된 하이브리드 접근 방식(CWDM 액세스 + DWDM 코어)이 일반적입니다.

 

장거리-운항 및 잠수함

DWDM에만 해당됩니다. 증폭이 필요한 거리나 백본 규모에 필요한 채널 수에 대한 현실적인 CWDM 옵션은 없습니다.

 

 

하이브리드 접근 방식: 동일한 네트워크의 CWDM 및 DWDM

이 두 기술은 상호 배타적이지 않습니다.{0}}이 두 기술을 결합하는 것은 대도시 네트워크에서 일반적인 관행입니다. 일반적인 패턴: CWDM은 액세스 계층(고객 구내에서 집합 노드까지의 짧은-도달 범위, 낮은-채널-수 링크)을 처리하는 반면, DWDM은 코어 링(집합 노드와 데이터 센터 간의 높은-용량, 긴-도달 범위 링크)을 처리합니다.

1530nm 및 1550nm 범위의 CWDM 채널이 C- 대역의 DWDM 채널과 공존할 수 있으므로 파장 계획은 호환됩니다. DWDM 채널은 단일 CWDM 채널의 스펙트럼 폭 내에 맞습니다. 적절한 수동 필터링을 사용하면 DWDM을 "1550nm" CWDM 슬롯에 오버레이하고 공유 광섬유에 두 시스템을 효과적으로 중첩할 수 있습니다.

이를 위해서는 신중한 파장 엔지니어링이 필요합니다.-플러그 앤 플레이 오버레이가 아닙니다-. 그러나 이것은 모두-또는 전무-기술 선택을 강요하지 않고 특정 경로에 대한 수요가 증가함에 따라 네트워크가 CWDM에서 DWDM으로 점진적으로 발전할 수 있도록 하는 잘 이해된 설계 패턴입니다.

 

 

구매자가 종종 과소평가하는 것: 실제 배포 고려 사항

사양{0}}시트 비교 외에도 기획자가 자주 당황하게 만드는 몇 가지 실제 문제가 있습니다.

 

레거시 섬유와 물의 정점.귀하의 광섬유 공장이 2005년 이전이고 18개의 CWDM 채널을 모두 사용하고 있다면 실망하실 수도 있습니다. 구형 G.652A/B 광섬유에서는 일반적으로 낮은 CWDM 채널을 활성화하기 전에 OTDR을 사용하여 약 1383nm의 감쇠를 확인합니다. 이 단계를 건너뛰면 설치 후 "18채널" CWDM 계획이 8채널 계획으로 바뀌었습니다.

 

파장 성장은 예측하기 어렵습니다.CWDM 배포에서 가장 흔히 볼 수 있는 후회는 성능이 아니라{0}}예상보다 빨리 채널이 부족하다는 것입니다. 기업 및 DCI 환경의 트래픽 증가는 선형 예측에서 제시하는 것보다 더 큰 경향이 있습니다. 5년 내에 8개 이상의 파장이 필요할 가능성이 있는 경우 CWDM 비즈니스 사례에 잠재적인 플랫폼 교체 비용을 고려하십시오.

 

멀리서 증폭하는 것은 선택 사항이 아닙니다.CWDM의 증폭 불가능은 단순한 범위 제한이 아닙니다.{0}}광케이블 상태가 저하되는 경우(새 스플라이스, 커넥터 노후화, 케이블 경로 재지정) 마진 복구 도구가 없다는 의미입니다. EDFA가 포함된 DWDM은 패시브-전용 시스템에는 부족한 광학 예산 쿠션을 제공합니다.

 

운영 복잡성은 다르게 확장됩니다.CWDM은 배포가 더 간단하지만 이러한 단순성은 모니터링 후크가 적다는 것을 의미합니다. 패시브 CWDM 링크는 작동하거나 작동하지 않습니다.-외부 테스트 장비를 추가하지 않고도 채널 전력 수준, OSNR 또는 사전 장애 성능 저하를 모니터링하는 기능이 제한됩니다.- 활성 DWDM 플랫폼에는 일반적으로 -광채널 모니터링(OCM)과 성능 원격 측정 기능이 내장되어 있어 중단이 발생하기 전에 문제를 포착할 수 있습니다.

 

Coherent DWDM은 미적분학을 변경합니다.최신 코히어런트 DWDM 트랜시버(100G+)에는{2}}색 분산(광섬유에서 약간 다른 속도로 이동하는 서로 다른 파장으로 인해 발생하는 신호 확산)과 편광 효과를 보상하는 디지털 신호 처리가 내장되어 있으며{3}}DWDM 시스템에 비용과 복잡성을 추가하는 데 사용되는 외부 분산 보상 모듈을 자동으로 제거합니다. 이는 더 높은 데이터 속도에서 두 기술 간의 운영 격차를 의미 있게 줄였습니다.

 

 

자주 묻는 질문