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は非常に望ましいものです。しかし、実際には、光ファイバーケーブルは個々のサービスごとに導入するには経済的にも実現可能な選択肢ではなくなってきています。そのため、既存の光ファイバーインフラストラクチャでファイバーの容量を拡張するために波長分割多重（WDM）を使用することが非常に推奨されます。WDMは、異なる波長のレーザー光を使用して、複数の光信号を1本のファイバーに多重化する技術です。WDM分野について簡単に説明すると、CWDMとDWDMがあります。これらは、1本の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通して同時に最大18の波長チャネルを伝送できます。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、各チャネルの間隔はわずか0.8nmです。CWDM技術は、最大70キロメートルまでの短距離伝送において、便利でコスト効率の高いソリューションを提供します。40～70キロメートルの距離では、CWDMは8チャネルまでしかサポートできない傾向があります。
CWDMシステムは一般的に1本の光ファイバーあたり8つの波長をサポートし、波長が大きく離れた広帯域周波数を使用して短距離通信を行うように設計されています。
CWDMは1470～1610nmの波長範囲で20nm間隔のチャネルを使用するため、光増幅器は広い間隔のチャネルには使用できないことから、通常は80km以下の光ファイバー伝送距離で使用されます。この広いチャネル間隔により、比較的安価な光デバイスを使用できます。ただし、CWDMはDWDMに比べて、伝送容量と伝送距離が劣ります。
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で使用されます。
近年では、CWDMとDWDMの両コンポーネントの価格はほぼ同等になってきています。CWDM波長は現在、最大10ギガビットイーサネットと16ギガビットファイバーチャネルの伝送が可能であり、今後この容量がさらに増加する可能性は低いと考えられます。
DWDMとは何ですか？
CWDMとは異なり、DWDM接続は増幅が可能であるため、より長距離のデータ伝送に使用できる。
DWDMシステムでは、CWDMよりも波長間隔を狭くすることで、より多くのチャネルを1本の光ファイバーに収めることができるため、多重化されるチャネルの密度がはるかに高くなります。
CWDMで使用される20nmのチャネル間隔（約1500万GHzに相当）の代わりに、DWDMシステムでは、Cバンド、場合によってはLバンドにおいて、12.5GHzから200GHzまでのさまざまな指定チャネル間隔が利用されます。
今日のDWDMシステムは、一般的に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ています。このため、DWDMシステムは、同じファイバー上に多くの波長を詰め込むことができるため、1本のファイバーリンクを通して膨大な量のデータを伝送することが可能です。
DWDMは、光増幅器を活用できるため、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（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、長距離伝送における減衰や距離の問題を克服できます。さらに、エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）で増幅することで、DWDMシステムは数百キロメートル、あるいは数千キロメートルにも及ぶ長距離にわたって大量のデータを伝送することが可能になります。
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にも対応できます。現在、ほとんどの光伝送機器ベンダーは波長あたり100Gまたは200Gをサポートしており、新興技術では400G以上も可能になりつつあります。
DWDMとCWDMの波長スペクトル比較：
CWDMはDWDMよりもチャネル間隔が広く、これは隣接する2つの光チャネル間の周波数または波長の公称差を指します。
CWDMシステムは通常、1470nmから1610nmまでのスペクトルグリッドにおいて、20nm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、0.8/0.4 nm（100 GHz/50 GHz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1525 nmから1565 nm（Cバンド）ですが、一部のシステムでは1570 nmから1610 nm（Lバンド）の波長も利用できます。
CWDMの利点：
1. 低コスト
ハードウェアコストの面から、CWDMはDWDMよりもはるかに安価です。CWDMシステムは冷却レーザーを使用するため、DWDMの非冷却レーザーよりもはるかに安価です。さらに、DWDMトランシーバーの価格は、CWDMモジュールの4～5倍も高額になるのが一般的です。運用コストもDWDMの方がCWDMよりも高くなります。そのため、予算に制約がある方にとって、CWDMは理想的な選択肢と言えるでしょう。
2. 電力要件
CWDMと比較すると、DWDMの電力要件は著しく高い。DWDMレーザーは、関連するモニタ回路や制御回路を含めて、波長あたり約4Wを消費する。一方、非冷却CWDMレーザー送信機の消費電力は約0.5Wである。CWDMは電力を使用しないパッシブ技術であり、インターネット事業者にとって経済的に有利なメリットがある。
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。電源には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は小型で安価なため、設置や使用が容易です。
DWDMの利点：
1. 柔軟なアップグレード
DWDMは、ファイバーの種類に関して柔軟性と堅牢性を備えています。DWDMを16チャンネルにアップグレードすることは、G.652ファイバーとG.652.Cファイバーの両方で可能です。これは、DWDMが常にファイバーの低損失領域を使用するという事実に基づいています。一方、16チャンネルCWDMシステムは、減衰が著しく高い1300～1400nm領域での伝送を伴います。
2. スケーラビリティ
DWDMソリューションでは、8チャンネルずつ段階的にアップグレードでき、最大40チャンネルまで拡張可能です。CWDMソリューションに比べて、光ファイバー上の総容量を大幅に向上させることができます。
3. 長距離伝送
DWDMは、従来の光増幅器（EDFA）で増幅可能な1550nmの波長帯を使用する。これにより、伝送距離を数百キロメートルまで延長できる。
以下の図は、CWDMとDWDMの違いを視覚的に理解するのに役立つでしょう。
投稿日時：2022年6月14日