CWDM-multiplexrar – passiva enheter för multiplexering av fiberoptiska signaler
CWDM-multiplexrar (Coarse Wavelength Division Multiplexing) är passiva optiska enheter som möjliggör överföring av flera oberoende kanaler genom en enda fiberoptisk kabel. Varje kanal använder en annan våglängd, vilket gör att kapaciteten i den befintliga infrastrukturen kan ökas utan att nya kablar behöver läggas.
CWDM-lösningar används i campus-, metropol- och accessnät samt i förbindelser mellan byggnader och datacenter – överallt där antalet tillgängliga fibrer är begränsat. I denna guide förklarar vi hur CWDM-multiplexrar fungerar, hur deras varianter skiljer sig åt och vad man ska tänka på vid val av enhet.
Hur fungerar en vågdelningsmultiplexrar?
Vågdelningsmultiplexrar kombinerar optiska signaler med olika våglängder i en enda fiber, och en demultiplexrar på andra sidan länken separerar dem tillbaka till individuella kanaler. Båda uppgifterna utförs vanligtvis av en enhet som kallas mux/demux.
I CWDM-teknologin är avståndet mellan kanalerna 20 nm. Gitteret som definieras i ITU-T G.694.2 omfattar 18 kanaler i intervallet 1271 till 1611 nm. Tunnfilmsdielektriska filter (TFF) ansvarar för att separera våglängder, vilket innebär att CWDM-multiplexrar inte kräver strömförsörjning eller kylning.
De viktigaste fördelarna med CWDM-teknologin:
- Fibrerbesparing – flera överföringskanaler i en fiber eller i ett par fibrer.
- Ökad kapacitet utan nya kablar – nätverksutbyggnad på befintlig fiberoptisk infrastruktur.
- Ingen strömförsörjning – passiva enheter förbrukar ingen energi och innehåller inga aktiva komponenter som kan gå sönder.
- Lägre kostnad än DWDM – breda avstånd mellan kanalerna gör att billigare transceivrar med lasrar utan temperaturstabilisering kan användas.
Typer av CWDM-multiplexrar
Enfiberns multiplexrar
En enfiberns multiplexrar möjliggör tvåvägskommunikation i en fiber. Varje länk använder två våglängder – en för sändning och en för mottagning – vilket innebär att antalet möjliga anslutningar är hälften av antalet kanaler i enheten. I båda ändar av länken används två komplementära enheter (så kallade versioner A och B), där tilldelningen av våglängder för sändning och mottagning är omvänd. Denna lösning väljs när endast en ledig fiber finns tillgänglig.
Tvåfiberns multiplexrar
En tvåfiberns multiplexrar använder ett par fibrer – en för sändning och en för mottagning. Varje länk tar upp en CWDM-kanal, och samma våglängd används i båda riktningarna. Detta gör att man kan utnyttja antalet kanaler i enheten fullt ut och förenklar valet av transceivrar.
Höljesformat
CWDM-multiplexrar finns i flera utföranden: för montering i 19-tums rack, som kassett för installation i switchar och fiberpaneler, samt i kompakta höljen med utstickande fibersegment, avsedda för distributionslådor och installation utanför serverrum. Höljesformatet väljs utifrån installationsplatsen och hur kablaget organiseras.
WDM-filter för PON-nät
I passiva optiska nät (PON) används WDM-filter, så kallade koexistensfilter, som kombinerar signaler från två standarder i en fiber, t.ex. GPON och XG-PON. Var och en arbetar på olika våglängder, vilket gör att den nyare teknologin kan aktiveras i det befintliga distributionsnätet utan att kablar och splitters behöver bytas ut.
Hur väljer man en CWDM-multiplexrar?
Innan köp bör man analysera:
- Antalet kanaler – med hänsyn till planerad utbyggnad. Lediga portar möjliggör aktivering av ytterligare länkar utan att enheten behöver bytas ut.
- Antalet tillgängliga fibrer – med en ledig fiber behövs en enfiberns variant, med ett par fibrer – en tvåfiberns.
- Optisk effektbudget – summan av dämpningen i fibern, kontakter, svetsar och båda multiplexrarna måste ligga inom budgeten för de använda transceivrarna, med ett säkerhetsmarginal.
- Kompatibilitet med transceivrar – våglängderna på modulerna måste motsvara portarna på multiplexrarna, och modulerna måste stödjas av switchar eller routrar i nätverket.
- Höljesformat och typ av kontakter – anpassade till skåp, fiber-switchar och använda patchcords.
Vanliga frågor om CWDM-multiplexrar
Vad skiljer CWDM från DWDM?
CWDM använder ett mellanrum mellan kanalerna på 20 nm och stödjer upp till 18 kanaler i intervallet ca 1270–1610 nm. DWDM använder ett betydligt tätare gitter (ITU-T G.694.1, t.ex. 100 GHz eller 50 GHz), vilket möjliggör tiotals kanaler.
Hur många kanaler stöder en CWDM-multiplexrar?
De vanligaste enheterna är 4-, 8-, 16- och 18-kanals. Att använda alla 18 kanaler kräver fibrer med sänkt vattenpeak. I enfiberns multiplexrar tar varje länk upp två kanaler, så antalet hanterade anslutningar är dubbelt så lågt.
Behöver CWDM-multiplexrar strömförsörjning?
Nej. CWDM-multiplexrar är passiva enheter – de kräver ingen strömförsörjning, kylning eller konfiguration. Signalerna kopplas samman och separeras enbart av optiska filter.
Vilka SFP-moduler behövs för att arbeta med CWDM-multiplexrar?
Det behövs CWDM-transceivrar (t.ex. SFP- eller SFP+-moduler) med våglängd som motsvarar den specifika porten på multiplexrarna. Varje länk kräver ett par moduler – en på varje ände. Moduler med standardvåglängd kan endast kopplas till en dedikerad port, om multiplexrarna har en sådan. Innan köp bör man kontrollera modulerna kompatibilitet med switchar samt deras räckvidd och effektbudget.
Vad betyder insättningsdämpning?
Insättningsdämpning (Insertion Loss) är signalstyrkeförlusten vid övergången genom multiplexrarna. Den ökar med antalet kanaler – beroende på konstruktionen ligger den vanligtvis mellan ca 1,5 dB i 4-kanals enheter till ca 3,5–4 dB i 16- och 18-kanals enheter. Vid beräkning av effektbudgeten beaktas förlusterna från båda multiplexrarna i länken, eftersom de direkt begränsar den maximala överföringsräckvidden.
Kan CWDM-multiplexrar utökas?
Ja. Det enklaste är att välja en enhet med extra portar. Vissa multiplexrar har också en expansionsport (EXP), till vilken en enhet som hanterar ett annat CWDM-gitterområde kopplas – t.ex. kanaler 1270–1330 nm som ett komplement till kanaler 1450–1590 nm. Denna uppdelning gör att man kan undvika vattenpeakområdet. När behoven överstiger CWDM:s kapacitet kan DWDM-kanaler läggas ovanpå den befintliga CWDM-infrastrukturen i intervallet ca 1530–1550 nm.
Vad används övervakningsporten till?
Övervakningsporten (MON) leder ut en liten del av signalen (vanligtvis 1–5% av effekten) till en separat kontakt. Detta gör det möjligt att koppla in en effektmätare eller optisk spektrumanalysator och kontrollera statusen för länken utan att avbryta överföringen.
