Trong lĩnh vực viễn thông, kết nối trung tâm dữ liệu và truyền tải video, cáp quang rất được ưa chuộng. Tuy nhiên, thực tế là việc triển khai cáp quang cho từng dịch vụ riêng lẻ không còn hiệu quả về mặt kinh tế hay khả thi nữa. Do đó, việc sử dụng ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) để mở rộng dung lượng của cáp quang trên cơ sở hạ tầng cáp quang hiện có là rất cần thiết. WDM là công nghệ ghép nhiều tín hiệu quang học vào một sợi quang duy nhất bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau của ánh sáng laser. Bài viết này sẽ tập trung vào WDM liên tục (CWDM) và ghép kênh phân chia (DWDM). Cả hai đều dựa trên cùng một khái niệm là sử dụng nhiều bước sóng ánh sáng trên một sợi quang duy nhất. Tuy nhiên, mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.
CWDM là gì?
Công nghệ CWDM hỗ trợ truyền đồng thời tối đa 18 kênh bước sóng qua một sợi quang. Để đạt được điều này, các bước sóng khác nhau của mỗi kênh cách nhau 20nm. Công nghệ DWDM hỗ trợ tối đa 80 kênh bước sóng đồng thời, với mỗi kênh chỉ cách nhau 0,8nm. Công nghệ CWDM cung cấp giải pháp tiện lợi và tiết kiệm chi phí cho khoảng cách ngắn hơn, lên đến 70 km. Đối với khoảng cách từ 40 đến 70 km, CWDM thường bị giới hạn ở việc hỗ trợ tám kênh.
Hệ thống CWDM thường hỗ trợ tám bước sóng trên mỗi sợi quang và được thiết kế cho truyền thông tầm ngắn, sử dụng các tần số dải rộng với các bước sóng trải cách xa nhau.
Vì CWDM dựa trên khoảng cách kênh 20 nm từ 1470 đến 1610 nm, nên nó thường được triển khai trên các đoạn cáp quang có chiều dài tối đa 80 km hoặc ngắn hơn vì bộ khuếch đại quang không thể được sử dụng với các kênh có khoảng cách lớn. Khoảng cách kênh rộng này cho phép sử dụng các thiết bị quang học có giá cả phải chăng. Tuy nhiên, dung lượng của các liên kết cũng như khoảng cách được hỗ trợ của CWDM thấp hơn so với DWDM.
Nhìn chung, CWDM được sử dụng cho các ứng dụng có chi phí thấp, dung lượng thấp (dưới 10G) và khoảng cách ngắn, nơi chi phí là một yếu tố quan trọng.
Gần đây, giá thành của cả hai công nghệ CWDM và DWDM đã trở nên tương đương nhau. Các bước sóng CWDM hiện có khả năng truyền tải tốc độ lên đến 10 Gigabit Ethernet và 16G Fiber Channel, và rất khó có khả năng dung lượng này sẽ tăng thêm trong tương lai.
DWDM là gì?
Khác với CWDM, kết nối DWDM có thể được khuếch đại và do đó có thể được sử dụng để truyền dữ liệu ở khoảng cách xa hơn nhiều.
Trong các hệ thống DWDM, số lượng kênh ghép kênh dày đặc hơn nhiều so với CWDM vì DWDM sử dụng khoảng cách bước sóng hẹp hơn để chứa nhiều kênh hơn trên một sợi quang duy nhất.
Thay vì khoảng cách kênh 20 nm được sử dụng trong CWDM (tương đương với khoảng 15 triệu GHz), các hệ thống DWDM sử dụng nhiều khoảng cách kênh được chỉ định khác nhau từ 12,5 GHz đến 200 GHz trong băng tần C và đôi khi cả băng tần L.
Các hệ thống DWDM hiện nay thường hỗ trợ 96 kênh với khoảng cách 0,8 nm trong dải tần C-Band 1550 nm. Nhờ đó, hệ thống DWDM có thể truyền tải một lượng dữ liệu khổng lồ thông qua một liên kết cáp quang duy nhất vì chúng cho phép tích hợp nhiều bước sóng hơn vào cùng một sợi quang.
Công nghệ DWDM tối ưu cho các liên lạc tầm xa lên đến 120 km trở lên nhờ khả năng tận dụng các bộ khuếch đại quang học, có thể khuếch đại hiệu quả toàn bộ dải tần 1550 nm hoặc băng tần C thường được sử dụng trong các ứng dụng DWDM. Điều này khắc phục được sự suy hao hoặc khoảng cách dài và khi được tăng cường bởi các bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Erbium (EDFA), hệ thống DWDM có khả năng truyền tải lượng dữ liệu lớn trên khoảng cách xa lên đến hàng trăm hoặc hàng nghìn km.
Ngoài khả năng hỗ trợ nhiều bước sóng hơn so với CWDM, nền tảng DWDM còn có khả năng xử lý các giao thức tốc độ cao hơn vì hầu hết các nhà cung cấp thiết bị truyền dẫn quang hiện nay thường hỗ trợ 100G hoặc 200G trên mỗi bước sóng, trong khi các công nghệ mới nổi cho phép đạt tốc độ 400G trở lên.
So sánh phổ bước sóng DWDM và CWDM:
CWDM có khoảng cách kênh rộng hơn DWDM - sự khác biệt về tần số hoặc bước sóng danh nghĩa giữa hai kênh quang liền kề.
Các hệ thống CWDM thường truyền tải tám bước sóng với khoảng cách kênh là 20 nm trong lưới phổ từ 1470 nm đến 1610 nm.
Mặt khác, hệ thống DWDM có thể truyền tải 40, 80, 96 hoặc thậm chí lên đến 160 bước sóng bằng cách sử dụng khoảng cách hẹp hơn nhiều là 0,8/0,4 nm (lưới 100 GHz/50 GHz). Các bước sóng DWDM thường nằm trong khoảng từ 1525 nm đến 1565 nm (băng tần C), với một số hệ thống cũng có khả năng sử dụng các bước sóng từ 1570 nm đến 1610 nm (băng tần L).
Ưu điểm của CWDM:
1. Chi phí thấp
CWDM rẻ hơn nhiều so với DWDM do chi phí phần cứng. Hệ thống CWDM sử dụng laser làm mát, rẻ hơn nhiều so với laser không làm mát của DWDM. Ngoài ra, giá của bộ thu phát DWDM thường đắt hơn gấp bốn hoặc năm lần so với các mô-đun CWDM tương ứng. Ngay cả chi phí vận hành của DWDM cũng cao hơn CWDM. Vì vậy, CWDM là lựa chọn lý tưởng cho những người có ngân sách hạn chế.
2. Yêu cầu về nguồn điện
So với CWDM, yêu cầu về công suất đối với DWDM cao hơn đáng kể. Bởi vì laser DWDM cùng với mạch điều khiển và giám sát đi kèm tiêu thụ khoảng 4 W cho mỗi bước sóng. Trong khi đó, một bộ phát laser CWDM không làm mát chỉ sử dụng khoảng 0,5 W điện năng. CWDM là một công nghệ thụ động không sử dụng điện năng. Điều này mang lại những lợi ích tài chính tích cực cho các nhà khai thác internet.
3. Dễ sử dụng
Hệ thống CWDM sử dụng công nghệ đơn giản hơn so với DWDM. Nó sử dụng đèn LED hoặc laser để tạo nguồn. Các bộ lọc sóng của hệ thống CWDM nhỏ hơn và rẻ hơn. Do đó, chúng dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
Ưu điểm của DWDM:
1. Nâng cấp linh hoạt
DWDM linh hoạt và mạnh mẽ đối với nhiều loại cáp quang. Việc nâng cấp DWDM lên 16 kênh khả thi trên cả cáp quang G.652 và G.652.C. Điều này xuất phát từ thực tế là DWDM luôn sử dụng vùng suy hao thấp của cáp quang. Trong khi đó, hệ thống CWDM 16 kênh liên quan đến việc truyền dẫn trong vùng 1300-1400nm, nơi suy hao cao hơn đáng kể.
2. Khả năng mở rộng
Giải pháp DWDM cho phép nâng cấp từng bước tám kênh, tối đa lên đến 40 kênh. Chúng cho phép tổng dung lượng trên cáp quang cao hơn nhiều so với giải pháp CWDM.
3. Khoảng cách truyền tải xa
Công nghệ DWDM sử dụng dải bước sóng 1550 nm, có thể được khuếch đại bằng các bộ khuếch đại quang học thông thường (EDFA). Điều này giúp tăng khoảng cách truyền dẫn lên đến hàng trăm kilômét.
Hình ảnh sau đây sẽ giúp bạn hình dung rõ hơn sự khác biệt giữa CWDM và DWDM.
Thời gian đăng bài: 14 tháng 6 năm 2022