MULTIPLEXAGE PAR DIVISION DE LONGUEURS D'ONDES GROSSES ET DENSE

- Sep 28, 2019-

MULTIPLEXAGE PAR DIVISION DE LONGUEURS D'ONDES GROSSES ET DENSE

Le multiplexage en longueur d'onde (WDM) permet d'envoyer différents flux de données simultanément sur un même réseau à fibre optique. Dans d'autres articles, nous avons utilisé l'analogie d'une autoroute pour décrire le fonctionnement de la technologie WDM afin de créer un seul réseau de fibre virtuelle. Son utilisation pour combiner plusieurs services sur une fibre noire peut maximiser la fibre et aider les organisations à répondre à la demande croissante sans poser ni louer de fibre supplémentaire avant que cela soit absolument nécessaire. Il existe actuellement deux types principaux de technologies WDM: le multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (CWDM) et le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM).

CWDM permet de transporter jusqu'à 18 canaux sur une seule fibre noire, alors que le format DWDM prend en charge jusqu'à 88 canaux. Les deux technologies sont indépendantes du protocole, ce qui signifie que toute combinaison de données, stockage, voix ou vidéo peut être utilisée sur les différents canaux de longueur d'onde. En termes de fibres, la principale différence entre les technologies CWDM et DWDM réside dans la manière dont les canaux de transmission sont espacés le long du spectre électromagnétique.

La technologie WDM utilise la lumière infrarouge, qui se situe au-delà du spectre de la lumière visible. Il peut utiliser des longueurs d'onde comprises entre 1260 nm et 1670 nm. La plupart des fibres sont optimisées pour les deux régions 1310 nm et 1550 nm, ce qui permet de créer des «fenêtres» efficaces pour les réseaux optiques.

Multiplexage en longueur d'onde grossière

CWDM est une technologie qui permet de connecter jusqu'à 18 canaux sur une paire de fibres noires. Deux régions de longueur d'onde sont le plus souvent associées à CWDM, 1310nm et 1550nm. La région des 1550nm est plus populaire car elle présente une perte de fibre moins importante (ce qui signifie que le signal peut voyager plus loin).

Si nous utilisons notre analogie routière, cela revient à peindre 18 voies sur la route, dont neuf dans la région 1310 de la fibre (1270 nm à 1450 nm) et neuf dans la région de 1550 (1470 nm à 1610 nm). Pour y parvenir, les longueurs d'onde de chaque canal sont distantes de 20 nm.

CWDM est une solution pratique et peu coûteuse pour des distances allant jusqu'à 70 km. Mais entre 40 km et sa distance maximale de 70 km, CWDM tend à être limité à 8 canaux en raison d’un phénomène appelé pic d’eau de la fibre (plus de détails à ce sujet plus bas). Les signaux CWDM ne peuvent pas être amplifiés, faisant de l'estimation de 70 km un maximum absolu.

Multiplexage par répartition en longueur d'onde dense

Avec DWDM, nous pouvons convertir notre route en autoroute à 88 voies. DWDM peut gérer des protocoles plus rapides, jusqu’à 100 Gbps par canal. Chaque canal n’est séparé que de 0,8 nm au lieu des 20 nm que vous trouveriez dans un système CWDM.

Le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense fonctionne sur le même principe que le CWDM, mais en plus de la capacité accrue des canaux, il peut également être amplifié pour prendre en charge des distances beaucoup plus longues.

Comparaison de longueur d'onde CWDM et DWDM

La figure suivante montre comment les canaux DWDM s'intègrent dans le spectre de longueurs d'onde par rapport aux canaux CWDM. Chaque canal CWDM est espacé de 20 nm du canal adjacent. Dans la figure, nous utilisons des couleurs pour différencier les 8 canaux CWDM dans la région 1550. Pour les régions 1310, aucun jeu de couleurs n'a été normalisé.

En revanche, pour le format DWDM, tous les canaux DWDM se trouvent dans les régions CWDM à 1530 et 1550 nm. Pour les canaux DWDM, une palette de couleurs n’a pas non plus été normalisée: probablement tout aussi bien car mémoriser et différencier 88 couleurs différentes pour les canaux DWDM à l’œil nu pourrait également être une contrainte. Au lieu de cela, nous utilisons un bloc pour indiquer où ils sont regroupés.

Pourquoi ne pas simplement ajouter plus de longueurs d'onde?

CWDM et DWDM augmentent la quantité de trafic pouvant être connecté via une fibre noire. Alors pourquoi ne pas en rajouter? Pourquoi s'arrêter à 18 canaux CWDM et 88 canaux DWDM? La raison pour laquelle il n'est pas possible d'en ajouter, c'est que la fibre elle-même n'est pas linéaire.

Pour les distances plus longues, supérieures à 40 km, le CWDM est limité à 9 canaux actifs en raison d’une propriété chimique de la fibre appelée pic d’eau. Le pic d’eau est une zone de forte perte dans la région de 1300 nm de la fibre qui affecte les canaux CWDM de 1370 nm à 1430 nm. Dans cette région, la perte de signal est de 1,0 dB / km contre 0,25 dB / km dans la région 1550. Cela ne signifie pas que les canaux CWDM dans la région 1310nm ne peuvent pas être utilisés, mais simplement que la distance est réduite.

Les canaux DWDM se situent dans la région de 1550 nm de la fibre, qui est la zone de la fibre présentant la perte la plus faible. La région 1550 se trouve dans une vallée stable et à faibles pertes, entourée de zones de fortes pertes de part et d’autre. De part et d'autre de la région 1550, la perte de fibre augmente rapidement et devient inutilisable pour les applications de réseaux optiques.

Espacement des longueurs d'onde DWDM 50 GHz à l'aide d'un entrelaceur

Un moyen commode d’augmenter le nombre de canaux DWDM de 40 à 80, par exemple, consiste à utiliser un entrelaceur. Un entrelaceur multiplexe les signaux DWDM espacés de 50 GHz sur un plan de canaux espacé de 100 GHz. Les signaux à 50 et 100 GHz sont communément appelés signaux pairs et impairs. Ce sont ces signaux qui sont combinés ou entrelacés ensemble pour se déplacer de 40 à 80 canaux dans la bande C de la fibre.

Devez-vous utiliser CWDM ou DWDM?

Comme indiqué précédemment, la connectivité CWDM est limitée à 70 km, tandis que le format DWDM peut transmettre jusqu'à 80 km. Mais peut-être plus important encore, le DWDM peut être amplifié pour des distances plus longues. Étant donné que tous les canaux DWDM ont tendance à se situer principalement dans la plage de 1550 nm «aplatie» de la fibre, ils se prêtent mieux à une amplification.

DWDM CWDM
Distance 70 km non amplifié 80 km non amplifié
1000 km + amplifié N'est pas applicable
Canaux 88 (utilisant l'entrelaceur) 18 (distances limitées dans le pic d'eau)
Espacement 0,8 nm 20 nm
Protocoles Tous y compris 100G et au-delà: 1/10/40 / 100GE et 8/16 / 32GFC Jusqu'à 10GE et 8GFC
(40G utilisant 4x10G CWDM)

Si une solution CWDM est déjà en place et que le système conserve sa capacité de croissance, il convient d’envisager la CWDM. Si la capacité est pleine, deux options s'offrent à vous: recommencer avec un système DWDM de capacité supérieure ou superposer un réseau «hybride DWDM» au-dessus des canaux 1530 et 1550nm, ce qui crée 26 nouveaux canaux supplémentaires le réseau CWDM existant.

Les systèmes DWDM ont traditionnellement été conçus et utilisés par les opérateurs de télécommunication pour les systèmes fixes à intégration verticale. Ils ont donc amené de grandes exigences en matière d’immobilier. C'est pourquoi CWDM a longtemps été le choix le plus populaire pour la connectivité des centres de données d'entreprise. Mais aujourd'hui, il existe des solutions plus flexibles pour DWDM également au niveau des centres de données d'entreprise, ce qui en fait une option beaucoup plus réaliste.

Partager:

Expliquer cet article à une personne non technique:

Il existe deux principaux types de technologie pour le multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM): la technologie grossière (CWDM) et la technologie dense (DWDM). Ils utilisent tous les deux plusieurs longueurs d'onde de lumière sur une même fibre, mais diffèrent par leur espacement des longueurs d'onde, le nombre de canaux et leur capacité à amplifier les signaux multiplexés.

Contrairement à CWDM, les longueurs d’ondes dans DWDM sont plus compactes et les connexions peuvent être amplifiées. Cela signifie que les données peuvent être transmises sur des distances beaucoup plus longues. CWDM a traditionnellement été une solution à moindre coût, mais aujourd'hui, les prix des deux sont comparables. Le choix de la meilleure solution dépend des besoins de l'utilisateur et du réseau.

Une paire de:LES BASES DU MULTIPLEXAGE PAR DIVISION DE LONGUEURS D'ONDE, WDM Un article:EPON vs GPON