No campo das telecomunicações, conectividade de data centers e transmissão de vídeo, o cabeamento de fibra óptica é altamente desejável. No entanto, a realidade é que o cabeamento de fibra óptica já não é uma opção economicamente viável ou sustentável para cada serviço individual. Assim, o uso da Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda (WDM) para expandir a capacidade da fibra na infraestrutura existente é altamente recomendável. A WDM é uma tecnologia que multiplexa múltiplos sinais ópticos em uma única fibra, utilizando diferentes comprimentos de onda da luz laser. Será feita uma breve análise das aplicações da WDM, abordando as tecnologias CWDM e DWDM. Ambas se baseiam no mesmo conceito de utilizar múltiplos comprimentos de onda de luz em uma única fibra, mas cada uma possui suas vantagens e desvantagens.
O que é CWDM?
A tecnologia CWDM suporta até 18 canais de comprimento de onda transmitidos simultaneamente por uma fibra. Para isso, os diferentes comprimentos de onda de cada canal são separados por 20 nm. Já a tecnologia DWDM suporta até 80 canais de comprimento de onda simultâneos, com cada canal separado por apenas 0,8 nm. A tecnologia CWDM oferece uma solução prática e econômica para distâncias mais curtas, de até 70 quilômetros. Para distâncias entre 40 e 70 quilômetros, a tecnologia CWDM tende a ser limitada a oito canais.
Um sistema CWDM normalmente suporta oito comprimentos de onda por fibra e é projetado para comunicações de curto alcance, usando frequências de ampla faixa com comprimentos de onda bastante espaçados.
Como a CWDM se baseia em espaçamento de canal de 20 nm entre 1470 e 1610 nm, ela é normalmente implantada em trechos de fibra de até 80 km ou menos, pois amplificadores ópticos não podem ser usados com canais de espaçamento amplo. Esse espaçamento amplo entre os canais permite o uso de componentes ópticos de preço moderado. No entanto, a capacidade dos enlaces, bem como a distância suportada, são menores com CWDM do que com DWDM.
Geralmente, o CWDM é usado para aplicações de baixo custo, menor capacidade (abaixo de 10G) e distâncias mais curtas, onde o custo é um fator importante.
Mais recentemente, os preços dos componentes CWDM e DWDM tornaram-se razoavelmente comparáveis. Os comprimentos de onda CWDM são atualmente capazes de transportar até 10 Gigabit Ethernet e 16G Fibre Channel, e é bastante improvável que essa capacidade aumente ainda mais no futuro.
O que é DWDM?
Ao contrário do CWDM, as conexões DWDM podem ser amplificadas e, portanto, podem ser usadas para transmitir dados a distâncias muito maiores.
Em sistemas DWDM, o número de canais multiplexados é muito maior do que em sistemas CWDM, porque o DWDM utiliza um espaçamento de comprimento de onda mais estreito para acomodar mais canais em uma única fibra.
Em vez do espaçamento de canal de 20 nm usado em CWDM (equivalente a aproximadamente 15 milhões de GHz), os sistemas DWDM utilizam uma variedade de espaçamentos de canal especificados, de 12,5 GHz a 200 GHz na banda C e, às vezes, na banda L.
Os sistemas DWDM atuais normalmente suportam 96 canais espaçados em 0,8 nm dentro do espectro da banda C de 1550 nm. Devido a isso, os sistemas DWDM podem transmitir uma enorme quantidade de dados através de um único enlace de fibra, pois permitem que muito mais comprimentos de onda sejam compactados na mesma fibra.
A tecnologia DWDM é ideal para comunicações de longo alcance, até 120 km ou mais, devido à sua capacidade de utilizar amplificadores ópticos, que podem amplificar de forma econômica todo o espectro de 1550 nm ou banda C, comumente usado em aplicações DWDM. Isso supera grandes atenuações ou distâncias e, quando amplificado por Amplificadores de Fibra Dopada com Érbio (EDFAs), os sistemas DWDM têm a capacidade de transportar grandes quantidades de dados por longas distâncias, que podem chegar a centenas ou milhares de quilômetros.
Além da capacidade de suportar um número maior de comprimentos de onda do que o CWDM, as plataformas DWDM também são capazes de lidar com protocolos de maior velocidade, visto que a maioria dos fornecedores de equipamentos de transporte óptico atualmente suporta 100G ou 200G por comprimento de onda, enquanto as tecnologias emergentes permitem 400G e velocidades ainda maiores.
Espectro de comprimento de onda DWDM vs CWDM:
O CWDM possui um espaçamento entre canais maior do que o DWDM -- a diferença nominal em frequência ou comprimento de onda entre dois canais ópticos adjacentes.
Os sistemas CWDM normalmente transportam oito comprimentos de onda com um espaçamento de canal de 20 nm na grade espectral de 1470 nm a 1610 nm.
Os sistemas DWDM, por outro lado, podem transportar 40, 80, 96 ou até 160 comprimentos de onda, utilizando um espaçamento muito menor de 0,8/0,4 nm (grade de 100 GHz/50 GHz). Os comprimentos de onda DWDM variam tipicamente de 1525 nm a 1565 nm (banda C), com alguns sistemas também capazes de utilizar comprimentos de onda de 1570 nm a 1610 nm (banda L).
Vantagens do CWDM:
1. Baixo custo
A tecnologia CWDM é muito mais barata que a DWDM devido aos custos de hardware. O sistema CWDM utiliza lasers refrigerados, que são muito mais baratos que os lasers não refrigerados da DWDM. Além disso, o preço dos transceptores DWDM é tipicamente quatro ou cinco vezes maior que o de seus módulos CWDM. Mesmo os custos operacionais da DWDM são mais altos que os da CWDM. Portanto, a CWDM é uma escolha ideal para quem tem orçamento limitado.
2. Requisitos de energia
Em comparação com o CWDM, os requisitos de energia para o DWDM são significativamente maiores. Os lasers DWDM, juntamente com os circuitos de monitoramento e controle associados, consomem cerca de 4 W por comprimento de onda. Enquanto isso, um transmissor laser CWDM não refrigerado utiliza cerca de 0,5 W de potência. O CWDM é uma tecnologia passiva que não utiliza energia elétrica. Isso traz benefícios financeiros para as operadoras de internet.
3. Operação fácil
Os sistemas CWDM utilizam tecnologia mais simples em comparação com os sistemas DWDM. Eles usam LEDs ou lasers para alimentação. Os filtros de onda dos sistemas CWDM são menores e mais baratos, facilitando sua instalação e utilização.
Vantagens do DWDM:
1. Atualização flexível
A tecnologia DWDM é flexível e robusta em relação aos tipos de fibra. A atualização para 16 canais em DWDM é viável tanto em fibras G.652 quanto em G.652.C. Isso se deve, em grande parte, ao fato de a DWDM sempre utilizar a região de baixa perda da fibra. Já os sistemas CWDM de 16 canais envolvem transmissão na região de 1300-1400 nm, onde a atenuação é consideravelmente maior.
2. Escalabilidade
As soluções DWDM permitem a expansão em incrementos de oito canais até um máximo de 40 canais. Elas possibilitam uma capacidade total muito maior na fibra do que uma solução CWDM.
3. Longa distância de transmissão
A tecnologia DWDM utiliza a banda de comprimento de onda de 1550 nm, que pode ser amplificada usando amplificadores ópticos convencionais (EDFA). Isso aumenta a distância de transmissão para centenas de quilômetros.
A imagem a seguir lhe dará uma ideia visual das diferenças entre CWDM e DWDM.
Data da publicação: 14 de junho de 2022