電気通信、データセンター接続、ビデオ伝送の分野では、光ファイバーケーブルの敷設が非常に求められています。しかしながら、現実には、光ファイバーケーブルを個々のサービスごとに導入することは、もはや経済的にも実現可能な選択肢ではありません。そのため、既存の光ファイバーインフラの容量を拡張するために、波長分割多重（WDM）を使用することが強く推奨されます。WDMは、異なる波長のレーザー光を用いて、複数の光信号を1本の光ファイバーに多重化する技術です。WDM分野の概要として、CWDMとDWDMについて説明します。どちらも、1本の光ファイバーで複数の波長の光を使用するという同じ概念に基づいています。しかし、それぞれに長所と短所があります。
CWDM とは何ですか?
CWDMは、1本の光ファイバーを介して最大18の波長チャネルを同時に伝送できます。これを実現するために、各チャネルの波長間隔は20nmです。DWDMは、最大80の波長チャネルを同時に伝送でき、各チャネルの波長間隔はわずか0.8nmです。CWDM技術は、70kmまでの短距離において、便利で費用対効果の高いソリューションを提供します。40～70kmの距離では、CWDMは通常8チャネルまでしかサポートできません。
CWDM システムは、通常、ファイバーあたり 8 つの波長をサポートし、波長が遠く離れた広範囲の周波数を使用して、短距離通信用に設計されています。
CWDMは1470～1610nmの20nmチャネル間隔をベースとしているため、光増幅器は広いチャネル間隔では使用できないため、通常は80km以下の光ファイバースパンで導入されます。この広いチャネル間隔により、中価格帯の光ファイバーを使用できます。ただし、CWDMのリンク容量とサポートされる距離はDWDMよりも小さくなります。
一般的に、CWDM は、コストが重要な要素となる低コスト、低容量 (10G 未満)、短距離のアプリケーションに使用されます。
最近では、CWDMとDWDMのコンポーネントの価格はほぼ同等になっています。CWDMの波長は現在、最大10ギガビットイーサネットと16Gファイバーチャネルの伝送が可能であり、この容量が将来さらに増加する可能性は極めて低いと考えられます。
DWDM とは何ですか?
CWDM とは異なり、DWDM 接続は増幅できるため、はるかに長い距離のデータ送信に使用できます。
DWDM システムでは、より狭い波長間隔を使用して 1 本のファイバーに多くのチャネルを収めるため、多重化チャネルの数は CWDM よりもはるかに高密度になります。
CWDM で使用される 20 nm のチャネル間隔 (約 1,500 万 GHz に相当) の代わりに、DWDM システムでは、C バンドおよび場合によっては L バンドで 12.5 GHz から 200 GHz までのさまざまな指定チャネル間隔を使用します。
今日のDWDMシステムは、通常、1550nmのCバンドスペクトル内で0.8nm間隔で配置された96チャネルをサポートします。これにより、DWDMシステムは、同一の光ファイバー上により多くの波長を詰め込むことができるため、単一の光ファイバーリンクで膨大な量のデータを伝送できます。
DWDMは、光増幅器を活用できるため、最大120km以上の長距離通信に最適です。光増幅器は、DWDMアプリケーションで一般的に使用される1550nmまたはCバンドスペクトル全体をコスト効率よく増幅できます。これにより、長距離の減衰や距離の問題を克服し、エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）によって増幅されると、DWDMシステムは最大数百～数千kmに及ぶ長距離にわたって大量のデータを伝送できるようになります。
DWDM プラットフォームは、CWDM よりも多くの波長をサポートできるだけでなく、より高速なプロトコルも処理できます。現在、ほとんどの光伝送機器ベンダーは一般的に波長あたり 100G または 200G をサポートしていますが、新興技術では 400G 以上もサポートされるようになっています。
DWDMとCWDMの波長スペクトル:
CWDM は、DWDM よりもチャネル間隔が広く、2 つの隣接する光チャネル間の周波数または波長の公称差が広くなります。
CWDM システムは通常、1470 nm から 1610 nm のスペクトル グリッド内で 20 nm のチャネル間隔で 8 つの波長を伝送します。
一方、DWDMシステムは、0.8/0.4nm（100GHz/50GHzグリッド）というはるかに狭い間隔を利用することで、40、80、96、または最大160の波長を伝送できます。DWDMの波長は通常1525nmから1565nm（Cバンド）ですが、一部のシステムでは1570nmから1610nm（Lバンド）の波長も利用できます。
CWDMの利点:
1. 低コスト
CWDMはハードウェアコストの面からDWDMよりもはるかに安価です。CWDMシステムは、DWDMの非冷却レーザーよりもはるかに安価な冷却レーザーを使用します。さらに、DWDMトランシーバーの価格は通常、CWDMモジュールの4～5倍です。DWDMの運用コストでさえCWDMよりも高くなります。そのため、資金が限られている場合、CWDMは理想的な選択肢となります。
2. 電力要件
CWDMと比較して、DWDMの電力要件は大幅に高くなります。DWDMレーザーは、関連する監視・制御回路を含め、1波長あたり約4Wを消費します。一方、非冷却型CWDMレーザー送信機は約0.5Wの電力を消費します。CWDMは電力を一切消費しない受動的な技術であり、インターネット事業者にとって経済的なメリットをもたらします。
3. 簡単な操作
CWDMシステムはDWDMに比べてよりシンプルな技術を採用しています。電力供給にはLEDまたはレーザーを使用します。CWDMシステムの波長フィルターは小型で安価であるため、設置と使用が容易です。
DWDMの利点:
1. 柔軟なアップグレード
DWDMは、光ファイバの種類に対して柔軟性と堅牢性を備えています。16チャネルへのDWDMアップグレードは、G.652およびG.652.C光ファイバの両方で可能です。これは、DWDMが常に光ファイバの低損失領域を使用するという事実に由来しています。一方、16チャネルCWDMシステムでは、減衰が著しく高い1300～1400nm領域での伝送が行われます。
2. スケーラビリティ
DWDMソリューションは、8チャネル単位で最大40チャネルまでアップグレードできます。CWDMソリューションよりも、光ファイバー上の総容量を大幅に高めることができます。
3. 長い伝送距離
DWDMは、従来の光増幅器（EDFA）を用いて増幅可能な1550波長帯を採用し、伝送距離を数百キロメートルまで延長します。
次の図は、CWDM と DWDM の違いを視覚的に表しています。
投稿日時: 2022年6月14日