في مجال الاتصالات، وربط مراكز البيانات، ونقل الفيديو، يُعدّ استخدام كابلات الألياف الضوئية خيارًا مرغوبًا للغاية. إلا أن الواقع يُشير إلى أن استخدام كابلات الألياف الضوئية لم يعد خيارًا اقتصاديًا أو عمليًا لكل خدمة على حدة. لذا، يُنصح بشدة باستخدام تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM) لزيادة سعة الألياف على البنية التحتية الحالية للألياف. تُعدّ تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM) تقنيةً تُضاعف إرسال إشارات ضوئية متعددة على ليف واحد باستخدام أطوال موجية مختلفة من ضوء الليزر. سيتم إجراء دراسة سريعة لمجالات WDM على تقنيتي CWDM وDWDM. يعتمد كلاهما على نفس مفهوم استخدام أطوال موجية متعددة من الضوء على ليف واحد. ولكن لكل منهما مزايا وعيوب.
ما هو CWDM؟
يدعم CWDM ما يصل إلى 18 قناة طول موجي تُنقل عبر الألياف الضوئية في آنٍ واحد. ولتحقيق ذلك، تفصل بين كل قناة أطوال موجية مختلفة بمقدار 20 نانومتر. أما DWDM، فيدعم ما يصل إلى 80 قناة طول موجي متزامنة، بفاصل 0.8 نانومتر فقط بين كل قناة. تُقدم تقنية CWDM حلاً عمليًا واقتصاديًا لمسافات أقصر تصل إلى 70 كيلومترًا. أما للمسافات التي تتراوح بين 40 و70 كيلومترًا، فتقتصر تقنية CWDM عادةً على دعم ثماني قنوات.
يدعم نظام CWDM عادةً ثمانية أطوال موجية لكل ليف، وهو مصمم للاتصالات قصيرة المدى، باستخدام ترددات واسعة النطاق مع أطوال موجية متباعدة.
بما أن تقنية CWDM تعتمد على تباعد قنوات يبلغ 20 نانومترًا، يتراوح بين 1470 و1610 نانومتر، فإنها تُستخدم عادةً على نطاقات ألياف ضوئية تصل إلى 80 كيلومترًا أو أقل، نظرًا لعدم إمكانية استخدام مُضخِّمات بصرية مع قنوات ذات تباعد كبير. يسمح هذا التباعد الواسع للقنوات باستخدام بصريات بأسعار معقولة. مع ذلك، فإن سعة الروابط والمسافة التي تدعمها تقنية CWDM أقل منها في تقنية DWDM.
بشكل عام، يتم استخدام CWDM في التطبيقات ذات التكلفة المنخفضة والسعة المنخفضة (أقل من 10 جيجابايت) والمسافة الأقصر حيث تكون التكلفة عاملاً مهمًا.
في الآونة الأخيرة، أصبحت أسعار مكونات CWDM وDWDM متقاربة نسبيًا. وتستطيع أطوال موجات CWDM حاليًا نقل ما يصل إلى 10 جيجابت إيثرنت و16 جيجابت قناة ألياف، ومن غير المرجح أن تزداد هذه السعة مستقبلًا.
ما هو DWDM؟
على عكس CWDM، يمكن تضخيم اتصالات DWDM وبالتالي يمكن استخدامها لنقل البيانات لمسافات أطول بكثير.
في أنظمة DWDM، يكون عدد القنوات المتعددة أكثر كثافة من CWDM لأن DWDM يستخدم تباعدًا أضيق بين الأطوال الموجية لتناسب المزيد من القنوات على ألياف واحدة.
بدلاً من مسافة القناة 20 نانومتر المستخدمة في CWDM (ما يعادل حوالي 15 مليون جيجاهرتز)، تستخدم أنظمة DWDM مجموعة متنوعة من مسافات القنوات المحددة من 12.5 جيجاهرتز إلى 200 جيجاهرتز في النطاق C وأحيانًا النطاق L.
تدعم أنظمة DWDM الحالية عادةً 96 قناةً متباعدة بمسافة 0.8 نانومتر ضمن نطاق C-Band 1550 نانومتر. بفضل ذلك، تستطيع أنظمة DWDM نقل كميات هائلة من البيانات عبر وصلة ألياف ضوئية واحدة، إذ تسمح بدمج أطوال موجية أكثر بكثير على الألياف نفسها.
يُعدّ DWDM مثاليًا للاتصالات بعيدة المدى التي تصل إلى 120 كم فأكثر، نظرًا لقدرته على الاستفادة من المُضخِّمات الضوئية، التي تُضخِّم بكفاءة عالية طيف 1550 نانومتر أو النطاق C بالكامل، وهو الطيف الشائع استخدامه في تطبيقات DWDM. يتغلب هذا على فترات التوهين الطويلة أو المسافات الطويلة، وعند تعزيزه بمُضخِّمات الألياف المُشبَّعة بالإربيوم (EDFAs)، تتمتع أنظمة DWDM بالقدرة على نقل كميات هائلة من البيانات عبر مسافات طويلة تصل إلى مئات أو آلاف الكيلومترات.
بالإضافة إلى القدرة على دعم عدد أكبر من الأطوال الموجية مقارنة بتقنية CWDM، فإن منصات DWDM قادرة أيضًا على التعامل مع بروتوكولات السرعة الأعلى حيث يدعم معظم بائعي معدات النقل الضوئية اليوم عادةً 100G أو 200G لكل طول موجي بينما تسمح التقنيات الناشئة بـ 400G وأكثر.
طيف الطول الموجي DWDM مقابل CWDM:
تتمتع تقنية CWDM بمسافة قناة أوسع من تقنية DWDM - الفرق الاسمي في التردد أو الطول الموجي بين قناتين بصريتين متجاورتين.
تنقل أنظمة CWDM عادةً ثمانية أطوال موجية بمسافة قناة تبلغ 20 نانومترًا في شبكة الطيف من 1470 نانومتر إلى 1610 نانومتر.
من ناحية أخرى، تستطيع أنظمة DWDM حمل 40، 80، 96، أو حتى 160 طولًا موجيًا باستخدام مسافة أضيق بكثير 0.8/0.4 نانومتر (شبكة 100 جيجاهرتز/50 جيجاهرتز). تتراوح أطوال موجات DWDM عادةً بين 1525 و1565 نانومتر (النطاق C)، مع قدرة بعض الأنظمة أيضًا على استخدام أطوال موجية بين 1570 و1610 نانومتر (النطاق L).
مزايا CWDM:
1. منخفضة التكلفة
تقنية CWDM أرخص بكثير من تقنية DWDM نظرًا لتكاليف الأجهزة. يستخدم نظام CWDM ليزرات مبردة أرخص بكثير من ليزرات DWDM غير المبردة. إضافةً إلى ذلك، عادةً ما يكون سعر أجهزة الإرسال والاستقبال DWDM أعلى بأربع أو خمس مرات من سعر وحدات CWDM. حتى أن تكاليف تشغيل DWDM أعلى منها. لذا، يُعد CWDM خيارًا مثاليًا لمن يعانون من محدودية التمويل.
2. متطلبات الطاقة
مقارنةً بتقنية CWDM، تُعد متطلبات الطاقة لتقنية DWDM أعلى بكثير. إذ تستهلك ليزرات DWDM، مع دوائر المراقبة والتحكم المرتبطة بها، حوالي 4 واط لكل طول موجي. في حين يستهلك جهاز إرسال ليزر CWDM غير المُبرَّد حوالي 0.5 واط من الطاقة. CWDM تقنية سلبية لا تستهلك طاقة كهربائية، ولها آثار مالية إيجابية على مُشغِّلي الإنترنت.
3. سهولة التشغيل
تستخدم أنظمة CWDM تقنية أبسط مقارنةً بأنظمة DWDM. فهي تستخدم مصابيح LED أو الليزر لتوفير الطاقة. تتميز فلاتر الموجات في أنظمة CWDM بأنها أصغر حجمًا وأقل تكلفة، ما يجعلها سهلة التركيب والاستخدام.
مزايا DWDM:
1. ترقية مرنة
تتميز تقنية DWDM بمرونتها ومتانتها فيما يتعلق بأنواع الألياف. ويمكن ترقية DWDM إلى 16 قناة على ألياف G.652 وG.652.C. ويرجع ذلك إلى أن DWDM تستخدم دائمًا منطقة الفقد المنخفضة للألياف. بينما تتضمن أنظمة CWDM ذات 16 قناة نقلًا في نطاق 1300-1400 نانومتر، حيث يكون التوهين أعلى بشكل ملحوظ.
2. قابلية التوسع
تتيح حلول DWDM ترقية النطاق العريض على مراحل من ثماني قنوات إلى 40 قناة كحد أقصى. كما أنها توفر سعة إجمالية أعلى بكثير على الألياف مقارنةً بحلول CWDM.
3. مسافة نقل طويلة
يستخدم DWDM نطاق الطول الموجي 1550، والذي يمكن تضخيمه باستخدام مضخمات بصرية تقليدية (EDFA). ويزيد هذا من مسافة الإرسال إلى مئات الكيلومترات.
الصورة التالية ستمنحك انطباعًا بصريًا عن الاختلافات بين CWDM و DWDM.
وقت النشر: ١٤ يونيو ٢٠٢٢