CWDM

CWDM (ang. Coarse Wavelength Division Multiplexing) - Technologia zwielokrotnienia w dziedzinie długości fali, wykorzystywana w transmisji światłowodowej. System przesyła w jednym włóknie światłowodowym od 2 do 18 różnokolorowych sygnałów (długości fal), z odstępem 20 nm w zakresie 1270-1610 nm. Każda z fal może przenosić niezależnie informację. W zależności od mocy laserów, tłumienia światłowodu, tłumienia muliplekserów i demuliplekserów oraz czułości odbiorników w systemie CWDM możliwa jest transmisja na odległość niewiele powyżej 100km.

CWDM opisuje standard (ITU G.694.2), który specyfikuje 18 kanałów od 1270nm do 1610nm.

Nominal central wavelengths for coarse WDM systems
The CWDM grid wavelengths within the range 1270 nm to 1610 nm are shown in Table 1. The value of 'c' (speed of light in vacuum) that should be used for converting between wavelength and frequency is 2.99792458 × 108 m/s.

Table 1/G.694.2 – Nominal central wavelengths
Nominal central wavelengths (nm)for spacing of 20 nm
1270
1290
1310
1330
1350
1370
1390
1410
1430
1450
1470
1490
1510
1530
1550
1570
1590
1610
NOTE – The endpoints of this table are illustrative only.


Appendix I
Central wavelength spacing and wavelength variation
Effective CWDM realizations with uncooled lasers and wide passband filters require a nominal central wavelength spacing of not less than 20 nm. Total source wavelength variation of the order of ± 6-7 nm is expected to be compatible with current filter technologies. As for the guard-band, one third of the minimum channel spacing is sufficient. Therefore, in order to maximise the number of channels, 20 nm has been chosen. Specific values and allocations of this variation will be defined in individual applications. The wavelength variation is determined by mainly two factors. First, the laser manufacturer is allowed a wavelength variation around the nominal wavelength in order to achieve a higher yield and/or relax fabrication tolerances. Second, the use of uncooled lasers will cause the wavelength to change with temperature within the specified temperature range of the laser.

Pierwsze multipleksery w technologii CWDM operowały 8 kanałami w trzecim oknie optycznym (1470-1610nm). Podwojenia liczby kanałów CWDM można dokonać za pomocą równoczesnego wykorzystania drugiego okna transmisyjnego (1310-1450nm). Pozwala to ulokować następną wiązkę, która zawiera kolejne 8 kanałów o wyższych częstotliwościach. W drugim oknie optycznym zasięg transmisji skraca się o połowę. Jest to spowodowane większą tłumiennością włókna niż w oknie trzecim. Do transmisji potrzebne są włókna niwelujące efekt podwyższonej tłumienności (bez piku wodnego n.p. Corning SMF28e).Dlatego wykorzystywanie drugiego okna transmisyjnego w technologii CWDM jest rzadko stosowane.
System CWDM umożliwia użycie nieskąplikowanych, niechłodzonych laserów co prowadzi do obniżenia kosztów w stosunku do systemu DWDM. Często są to tanie elementy wykonane w formie modułów SFP. SFP znacznie różnią się ceną w zależności od producenta, przepływności transmitowanego sygnału, długości fali, mocy wyjściowej i czułości. Zwykle można stosować zamiennie moduły różnych producentów w różnych urządzeniach (choć bywają wyjątki). W systemach z kanałami o przepływności 10Gbit/s stosuje się wieksze i znacznie droższe moduły XFP.

SFP


XFP

Sygnały od urządzeń zewnętrznych (szerokopasmowe tzw. białe 1310/1550 nm) doprowadzane są do transponderów. Transponder zamienia sygnał biały na sygnał kolorowy wąskopasmowy. Często w transponderach stosuje się multipleksację/demultipleksację w dziedzinie czasu (TDM) kilku kanałów o małej przepływności w jeden o przepływności większej. Taki transponder bywa nazywany muxponderem. Następnie sygnały kolorowe doprowadzane są do portów multipleksera/demultipleksera CWDM (multipleksacja w dziedzinie długości fali). Na wyjściu multiplexera otrzymujemy zbiorczy sygnał wielokolorowy. W CWDM nie jest realizowane wzmacnianie sygnałów przy pomocy wzmacniaczy optycznych (wzmacniacze EDFA są wąskopasmowe). Jeśli zasięg systemu jest zbyt mały można wykonać jedynie pełną regenerację (3R) poprzez demultipleksację i przepuszczenie każdego kanału poprzez transponder regeneratorowy z dwoma laserami kolorowymi (możliwa jest przy okazji zmiana długości fali).
Regeneracja 3R (Reshaping, Reamplification, Retiming) – odtwarzanie kształtu, amplitudy i zegara sygnału.
Produkowane komercyjnie systemy umożliwiają zwiększenie liczby transmitowanych kanałów poprzez dodanie multiplekserów i transponderów DWDM oraz przesyłanie łącznie w jednym systemie szerokopasmowych sygnałów CWDM i wąskopasmowych sygnałów DWDM.

Przykładowe realizacje CWDM:

1692MSE produkcji Alcatel. 8 kanałowy system CWDM. W najprostszej swej postaci zbudowany z małej półki mieszczącej obok kontrolera multiplekser/demultiplekser CWDM oraz 4 karty podwójnych transponderów. Wykorzystuje wymienną optykę w postaci modułów SFP. Może być rozbudowany poprzez dodanie dodatkowych półek z muxponderami.


System wykorzystuje następujące fale: 1470 nm, 1490 nm, 1510 nm, 1530 nm, 1550 nm, 1570 nm, 1590 nm, 1610 nm. Kanał zarządzania OSC (Optical Supervision Channel) jest realizowany na 1310 nm i może być dodany do sygnału kolorowego. Możliwa jest dwukierunkowa transmisja 4 kanałów po jednym włóknie. Wykorzystuje wymienną optykę w postaci modułów SFP. Może być rozbudowany poprzez dodanie dodatkowych półek z muxponderami . Dostępne są Add-Drop Multipleksery dla wydzielania 1, 2 lub 4 kanałów w węzłach pośrednich. Wraz z innymi produktami Alcatela (SDH, DWDM…)może zostać podłączony do zdalnego systemu nadzoru.
Możliwa jest transmisja następujących sygnałów:
125 Mbit/s Fast Ethernet /FDDI
155.52 Mbit/s STM-1/OC-3
200Mbit/s ESCON /FICON
270Mbit/s Digital Video HDTV
622.08Mbit/s STM-4/OC-12
1.0625Gbit/s Fiber channel
1,25Gbit/s Gigabit Ethernet
1.24416Gbps OC-24
2.125Gbps 2Fiber channel
2.48832Gbit/s STM-16/OC-48
2.5Gbps 2 Gigabit Ethernet
2.66606Gbit/s OC-48 z FEC
Muxpondery tzw. karty 4xANY pozwalają efektywniej wykorzystać kanały CWDM poprzez multipleksację TDM kanałów o niskiej przepływności n.p. 4 kanałów STM-1 w kanał o przepływności STM-16 który następnie jest zamieniany na sygnał kolorowy i przesyłany.

TS produkcji Transmode.
Szesnasto kanałowy system CWDM. Wykorzystuje następujące fale [nm]: 1511; 1531; 1551; 1571; 1471; 1491; 1591; 1611; 1451; 1431; 1411; 1391; 1371; 1351; 1331; 1311 ale może być rozbudowany do wersji hybrydowej z kanałami DWDM.

Główne zalety:
Automatyczna detekcja przepływności i protokołu
Modularna budowa – do obudowy montowane są wymienne moduły, z wymienna optyką, wszystko na zasadzie plug and play.
Dwie opcje obudowy dla różnych aplikacji 1U dla 2 kart i 6U dla 13-tu kart, zasilanie 230 i 48V oraz obudowa dla elementów pasywnych (multipleksery).
Multipleksery CWDM 4 kanałowe, 8 kanałowe; 8 kanałowe z portami do rozbudowy; 4 kanałowe do transmisji po jednym włóknie, OADM z wydzielaniem 1 i 2 kanałów; Multipleksery DWDM, przedwzmacniacze i DCU.
Jeden typ transpondera umożliwia realizacje wielu aplikacji
System zarządzania może zostać zainstalowany na PC, możliwe zarządzanie przez przeglądarkę internetową i na bazie SNMP
Transpondery wykorzystują optykę w postaci SFP a dla 10Gbit/s XFP
Dostępne są aplikacje pozwalające na uzyskanie 120 km zasięgów dla CWDM
Szeroka rodzina muxponderów umożliwia optymalne wykorzystanie pasma.
Umożliwia transmisje 4Gbit Fibre Channel , 10GBE i STM-64.
Istnieją moduły umożliwiające stosowanie mechanizmów protekcji.
8 kanałowy system CWDM ma możliwość rozbudowy do 16 kanałowego CWDM oraz dalszy upgrade o kanały DWDM, dostępne są odpowiednie moduły multiplekserów/demultiplekserów i kolorowe wkładki optyczne.

Produkowane są również pasywne multipleksery, które można wykorzystywać wraz z kolorowymi wkładkami SFP montowanymi do dołączanych do nich urzadzeń aktywnych.


i widok w środku...


Strona z serwisu Sławomira Pastuszki.