في مجال الاتصالات، وربط مراكز البيانات، ونقل الفيديو، يُعدّ استخدام كابلات الألياف الضوئية خيارًا مرغوبًا للغاية. مع ذلك، لم يعد استخدام كابلات الألياف الضوئية خيارًا اقتصاديًا أو عمليًا لكل خدمة على حدة. لذا، يُنصح بشدة باستخدام تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) لتوسيع سعة الألياف على البنية التحتية الحالية. WDM هي تقنية تقوم بدمج إشارات ضوئية متعددة على ليف ضوئي واحد باستخدام أطوال موجية مختلفة من ضوء الليزر. سنتناول بإيجاز تقنيتي CWDM وDWDM في مجال WDM، فهما تعتمدان على نفس المبدأ، أي استخدام أطوال موجية متعددة من الضوء على ليف ضوئي واحد. ولكل منهما مزايا وعيوب.
ما هو CWDM؟
تدعم تقنية CWDM ما يصل إلى 18 قناة طول موجي تُنقل عبر الألياف الضوئية في آنٍ واحد. ولتحقيق ذلك، يفصل بين الأطوال الموجية المختلفة لكل قناة 20 نانومترًا. أما تقنية DWDM، فتدعم ما يصل إلى 80 قناة طول موجي متزامنة، يفصل بين كل قناة منها 0.8 نانومتر فقط. توفر تقنية CWDM حلاً عمليًا واقتصاديًا للمسافات القصيرة التي تصل إلى 70 كيلومترًا. أما للمسافات التي تتراوح بين 40 و70 كيلومترًا، فعادةً ما تقتصر تقنية CWDM 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 ضمن نطاق 1470 إلى 1610 نانومترًا، فإنها تُستخدم عادةً في وصلات الألياف الضوئية التي لا تتجاوز 80 كيلومترًا، نظرًا لعدم إمكانية استخدام مضخمات الإشارة الضوئية مع القنوات ذات التباعد الكبير. يتيح هذا التباعد الواسع بين القنوات استخدام بصريات متوسطة التكلفة. مع ذلك، فإن سعة الوصلات والمسافة التي تدعمها تقنية CWDM أقل من تقنية DWDM.
بشكل عام، يتم استخدام تقنية CWDM للتطبيقات منخفضة التكلفة والسعة (أقل من 10 جيجا) والمسافة القصيرة حيث تكون التكلفة عاملاً مهماً.
في الآونة الأخيرة، أصبحت أسعار مكونات كل من تقنيتي CWDM وDWDM متقاربة إلى حد كبير. وتستطيع أطوال موجات CWDM حاليًا نقل بيانات تصل سرعتها إلى 10 جيجابت إيثرنت و16 جيجابت فايبر تشانيل، ومن غير المرجح أن تزداد هذه السعة في المستقبل.
ما هو DWDM؟
على عكس تقنية CWDM، يمكن تضخيم اتصالات DWDM، وبالتالي يمكن استخدامها لنقل البيانات لمسافات أطول بكثير.
في أنظمة DWDM، يكون عدد القنوات المتعددة الإرسال أكثر كثافة بكثير من CWDM لأن DWDM يستخدم تباعدًا أقصر في الطول الموجي لوضع المزيد من القنوات على ليف واحد.
بدلاً من تباعد القنوات البالغ 20 نانومتر المستخدم في CWDM (ما يعادل حوالي 15 مليون جيجاهرتز)، تستخدم أنظمة DWDM مجموعة متنوعة من تباعد القنوات المحدد من 12.5 جيجاهرتز إلى 200 جيجاهرتز في النطاق C وأحيانًا النطاق L.
تدعم أنظمة DWDM الحالية عادةً 96 قناة متباعدة بمسافة 0.8 نانومتر ضمن نطاق الطيف C-Band البالغ 1550 نانومتر. وبفضل ذلك، تستطيع أنظمة DWDM نقل كميات هائلة من البيانات عبر وصلة ألياف ضوئية واحدة، إذ تسمح بتجميع أطوال موجية أكثر بكثير على نفس الليف.
تُعدّ تقنية DWDM مثالية للاتصالات بعيدة المدى التي تصل إلى 120 كيلومترًا وأكثر، وذلك لقدرتها على الاستفادة من مضخمات الإشارة الضوئية، التي تُضخّم طيف 1550 نانومتر أو النطاق C بالكامل، وهو الطيف المستخدم عادةً في تطبيقات DWDM، بكفاءة عالية من حيث التكلفة. يُتيح ذلك التغلب على فترات التوهين الطويلة أو المسافة، وعند تعزيزها بمضخمات الألياف المُطعّمة بالإربيوم (EDFAs)، تُصبح أنظمة DWDM قادرة 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 ذات سرعة أعلى حيث أن معظم موردي معدات النقل البصري اليوم يدعمون عادةً 100 جيجابت أو 200 جيجابت لكل طول موجي بينما تسمح التقنيات الناشئة بـ 400 جيجابت وما فوق.
طيف الطول الموجي DWDM مقابل CWDM:
تتميز تقنية CWDM بتباعد قنوات أوسع من تقنية DWDM - وهو الفرق الاسمي في التردد أو الطول الموجي بين قناتين بصريتين متجاورتين.
تقوم أنظمة CWDM عادةً بنقل ثمانية أطوال موجية بتباعد بين القنوات يبلغ 20 نانومتر في شبكة الطيف من 1470 نانومتر إلى 1610 نانومتر.
من ناحية أخرى، تستطيع أنظمة DWDM نقل 40 أو 80 أو 96 أو حتى 160 طول موجي باستخدام تباعد أضيق بكثير يبلغ 0.8/0.4 نانومتر (شبكة 100 جيجاهرتز/50 جيجاهرتز). تتراوح أطوال موجات DWDM عادةً من 1525 نانومتر إلى 1565 نانومتر (النطاق C)، مع قدرة بعض الأنظمة على استخدام أطوال موجية من 1570 نانومتر إلى 1610 نانومتر (النطاق L).
مزايا تقنية CWDM:
1. تكلفة منخفضة
يُعدّ نظام CWDM أرخص بكثير من نظام DWDM نظرًا لتكاليف الأجهزة. يستخدم نظام CWDM ليزرات مبردة، وهي أقل تكلفة بكثير من ليزرات DWDM غير المبردة. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما يكون سعر أجهزة الإرسال والاستقبال في نظام DWDM أغلى بأربعة أو خمسة أضعاف من سعر وحدات CWDM الخاصة بها. حتى أن تكاليف تشغيل نظام DWDM أعلى من تكاليف تشغيل نظام CWDM. لذا، يُعدّ نظام CWDM خيارًا مثاليًا لمن لديهم ميزانية محدودة.
2. متطلبات الطاقة
بالمقارنة مع تقنية CWDM، فإن متطلبات الطاقة لتقنية DWDM أعلى بكثير. إذ تستهلك ليزرات DWDM، بالإضافة إلى دوائر المراقبة والتحكم المرتبطة بها، حوالي 4 واط لكل طول موجي. في المقابل، يستهلك جهاز إرسال ليزر CWDM غير المبرد حوالي 0.5 واط من الطاقة. تُعد تقنية CWDM تقنية سلبية لا تستهلك أي طاقة كهربائية، ولها آثار مالية إيجابية على مشغلي الإنترنت.
3. سهولة التشغيل
تستخدم أنظمة CWDM تقنية أبسط مقارنةً بأنظمة DWDM، حيث تعتمد على مصابيح LED أو الليزر كمصدر للطاقة. كما أن مرشحات الموجات في أنظمة CWDM أصغر حجمًا وأقل تكلفة، مما يجعل تركيبها واستخدامها سهلاً.
مزايا تقنية DWDM:
1. ترقية مرنة
تتميز تقنية DWDM بالمرونة والمتانة فيما يتعلق بأنواع الألياف الضوئية. ويمكن ترقية نظام DWDM إلى 16 قناة باستخدام كلٍ من ألياف G.652 و G.652.C. ويعود ذلك أساسًا إلى أن تقنية DWDM تستخدم دائمًا نطاق الفقد المنخفض للألياف. بينما تعتمد أنظمة CWDM ذات 16 قناة على الإرسال في نطاق 1300-1400 نانومتر، حيث يكون التوهين أعلى بكثير.
2. قابلية التوسع
تتيح حلول DWDM الترقية على مراحل من ثماني قنوات إلى حد أقصى يبلغ 40 قناة. كما أنها توفر سعة إجمالية أعلى بكثير على الألياف مقارنةً بحلول CWDM.
3. مسافة إرسال طويلة
تستخدم تقنية DWDM نطاق الطول الموجي 1550 الذي يمكن تضخيمه باستخدام مضخمات بصرية تقليدية (EDFA). وهي تعمل على تحسين مسافة الإرسال إلى مئات الكيلومترات.
ستمنحك الصورة التالية انطباعًا مرئيًا عن الاختلافات بين CWDM و DWDM.
تاريخ النشر: 14 يونيو 2022