Технология CWDM простыми словами: О модулях и мультиплексорах.

Ранее, в статье «WDM простыми словами», мы рассмотрели общие принципы спектрального уплотнения каналов (Wavelength Division Multiplexing) – эта технология позволила удвоить количество информации, передаваемой в волоконно-оптических сетях. Уплотнение «Одно волокно - один двусторонний канал» было первым шагом. Следующим этапом стало появление технологии CWDM (Coarse WDM).

Технология грубого спектрального уплотнения работает на тех же физических принципах, что и WDM, но, благодаря более строгим требованиям к точности лазеров, позволяет агрегировать в одном волокне не 2 луча лазера, а до 18-и. Это достигнуто за счет снижения допусков при производстве модулей. Так, в приёмопередатчиках CWDM, допустима погрешность длины волны передаваемого сигнала  ±6-7 нанометров, в то время как в простых, «одноглазых» модулях WDM ± 20-30, а в двухволоконных модулях - до 40 нанометров. Это означает, что обычный двухволоконный  трансивер, маркированный как «1310nm», в реальности может излучать сигнал и на волне 1280 нанометров, и на волне 1340 нанометров, и это никак не скажется на его работоспособности. 

Повышеные  требования к допускам при производстве приёмопередатчиков, в технологии CWDM, влекут за собой удорожание модулей, но позволяют в «диапазон прозрачности» современного оптического волокна (1270 – 1610 нанометров), поместить 18 несущих сигнал лазерных лучей, т.е. 9 дуплексных каналов. Стандартом Международного Института Электросвязи (ITU) G.694.2, для технологии CWDM установлены центральные длины волн: 1270, 1290, 1310, 1330, 1350, 1370, 1390, 1410, 1430, 1450, 1470, 1490, 1510, 1530, 1550, 1570, 1590 и 1610 нанометров. Повышение ёмкости сети в 9 раз, без прокладки дополнительных физических линий, требует, кроме специальных модулей, также дополнительное оборудование – мультиплексоры. Т.е. модули, установленные в коммутатор, подключаются не напрямую к трассе, а через мультиплексор. И система выглядит следующим образом:

Одно из типовых решений с использованием технологии спектрального уплотнения каналов

Мультиплексор – полностью пассивное устройство, которое с помощью системы призм собирает (мультиплексирует) от 2-х до 9-и отдельных оптических сигналов в единый поток, направляя его в линию, и, одновременно, принимает аналогичный поток с другой стороны линии, и, с помощью системы призм, разделяет (демультиплексирует) его на отдельные составляющие - каналы. Мультиплексор не требует питания, дальность работы системы уплотнения CWDM полностью зависит от оптического бюджета используемых CWDM-трансиверов.

При этом нужно понимать, что при прохождении каскада призм, оптический сигнал подвергается большему рассеиванию, и чем больше этот каскад (больше каналов, наличие апгрейд-порта и т.п.), тем выше затухание, которое добавляется к объективно имеющимся потерям на линии. В стандартном оборудовании коммерческого класса: до 3-х децибел на каждую длину волны каждого мультиплексора. Это значит, что если замеры трассы показывают, что потери на ней составляют, например, 15 децибел на длине волны 1310 нанометров, то можно использовать обычные двухволоконные, или WDM приёмопередатчики, с оптическим бюджетом от 16 децибел. А при использовании на этой трассе системы уплотнения CWDM, для модуля с этой длиной волны, требуется прибавить затухание на 2-х мультиплексорах – т.е. минимальный оптический бюджет составит 3 + 15 + 3 = 21 децибел (Мультиплексор на стороне "А" + Трасса + Мультиплексор на стороне "Б"). Необходимо отметить, что из-за неравномерной прозрачности оптического волокна для света с разной длиной волны, набор приёмопередатчиков будет неоднороден – будет состоять из модулей разного оптического бюджета.

Прозрачность двух типов оптического волокна для света разных длин волн

Уже появилось новое поколение кабеля на основе волокна Corning SMF-28 Ultra, с повышенными характеристиками прозрачности. Например:

Кабель магистральный суперлегкий в грунт  (с центральным оптическим модулем без промежуточной оболочки) – «ТОС»

Кабель магистральный легкий подвесной самонесущий (многомодульный без промежуточной оболочки) – «ДОТс»

Многие производители используют спорный маркетинговый прием, маркируя модули CWDM исходя из расчетной дальности модуля… без мультиплексоров. MlaxLink избегает введения в заблуждение потребителей – на наших модулях

CWDM отсутствует маркировка в километрах, а для потребителей подготовлена таблица, с помощью которой можно выбрать оптимальный набор модулей для конкретной задачи:

Таблица для подбора модулей для систем CWDM, с учетом мультиплексоров

Остановимся и на таком решении, как масштабируемые мультиплексоры. Это серия мультиплексоров V2 от MlaxLink, снабженных апгрейд-портом. При возникновении в будущем задач по увеличению уплотнения каналов, не требуется замена оборудования –

мультиплексоры V2 последовательно соединяются, как показано на схеме:

Мультиплексоры ML-V2-MUX-C-4B и ML-V2-MUX-C-4A

Сами же мультиплексоры CWDM MlaxLink, выпускаются в двух вариантах: корпусной и безкорпусной. Корпусной, предназначен как для установки в шасси и для отдельного использования. 

Корпусной (слева) и безкорпусной (справа) мультиплексоры

Для удобства использования в шкафу или стойке, корпусные мультиплексоры можно надежно закрепить в одноюнитовое шасси, которое в свою очередь крепится на стандартной фурнитуре в стойку или шкаф:

Шасси для мультиплексоров ML-V2-MUX-RACK