Comparaison entre les multiplexages DWDM et CWDM
Définition du multiplexage en longueurs d’onde
Les premiers systèmes de transmission à fibre optique plaçaient les informations sur des brins de verre par le biais de simples impulsions de lumière. La lumière s’allumait ou s’éteignait pour représenter les « uns » et les « zéros » composant les données numériques. Cette lumière pouvait avoir une longueur d’onde (également appelée « couleur » ou « fréquence ») quelconque comprise entre 670 nm et 1 550 nm.
Dans les années 1980, les modems de communication de données à fibre optique utilisaient des diodes électroluminescentes (DEL) bon marché pour placer les impulsions dans le proche infrarouge sur des fibres à bas coût. Au fur et à mesure de l’accroissement du besoin d’informations, les exigences en termes de bande passante ont également augmenté. Les premiers systèmes SONET s’appuyaient sur des lasers de 1 310 nm pour fournir des flux de données de 155 Mb/s sur de très longues distances. Mais cette capacité s’est très vite révélée insuffisante. Les progrès réalisés en optoélectronique ont permis de concevoir des systèmes capables de transmettre simultanément plusieurs longueurs d’onde de lumière sur une seule fibre. Plusieurs flux de données à débit binaire élevé (2,5 Gb/s, 10 Gb/s et plus récemment 40 Gb/s et 100 Gb/s) ont pu être multiplexés grâce à la division de plusieurs longueurs d’onde. C’est ainsi qu’est né le multiplexage en longueur d’onde (WDM).
CWDM – Multiplexage en longueur d’onde grossier. Systèmes WDM comportant moins de huit longueurs d’onde actives par fibre.
DWDM – Multiplexage en longueur d’onde dense. Systèmes WDM comportant plus de huit longueurs d’onde actives par fibre.
Types de WDM
À l’heure actuelle, il existe deux types de WDM : Coarse WDM (CWDM) et
Dense WDM (DWDM). Aussi bizarre que cela puisse paraître, la technologie DWDM a précédé la technologie CWDM : cette dernière a été développée plus tard, lorsque les prix ont suffisamment baissé et sont devenus abordables, grâce à la forte croissance du marché des télécommunications. Tandis que le multiplexage CWDM divise le spectre en gros blocs, le multiplexage DWDM le divise finement. La technologie DWDM place plus de 40 canaux dans la même plage de fréquence utilisée pour deux canaux CWDM.
Le CWDM est défini par longueurs d’onde, tandis que le DWDM est défini en termes de fréquences. En raison de l’espacement plus étroit des longueurs d’onde, le DWDM permet de placer davantage de canaux sur une seule fibre, mais l’implémentation et le fonctionnement de ce type de multiplexage sont plus coûteux.
Caractéristiques distinctives du CWDM
Le CWDM peut, en principe, proposer les mêmes fonctionnalités de base du DWDM, mais avec une capacité et des coûts inférieurs. Le CWDM permet aux opérateurs de satisfaire de façon flexible les besoins de divers clients dans les régions métropolitaines où les réseaux à fibre optique peuvent être la solution privilégiée. Toutefois, ce type de multiplexage n’est pas vraiment en concurrence avec le DWDM, car ces deux technologies jouent des rôles distincts qui dépendent largement des circonstances et des exigences spécifiques de chaque opérateur. Le CWDM est destiné aux communications sur courte distance. Il s’appuie sur une large plage de fréquences et propage les longueurs d’onde loin les unes des autres. L’espacement standard des canaux laisse de la place à la dérive des longueurs d’onde, à mesure que les lasers chauffent et refroidissent en cours de fonctionnement. De par leur conception, les équipements CWDM sont compacts et rentables par rapport aux équipements DWDM.
Caractéristiques distinctives du DWDM
Le DWDM est conçu pour les transmissions longue distance, où les longueurs d’onde sont étroitement regroupées. Les fournisseurs ont développé diverses techniques de couplage de 32, 64 ou 128 longueurs d’onde dans une fibre. Lorsqu’ils sont optimisés par des amplificateurs à fibre dopée à l’erbium (EDFA), sorte d’optimiseur de performance destiné aux communications haut débit, ces systèmes peuvent être fonctionnels sur des milliers de kilomètres. Les canaux regroupés de manière dense impliquent toutefois quelques contraintes. Premièrement, des filtres haute précision sont nécessaires pour éliminer une longueur d’onde spécifique sans interférer avec les longueurs d’onde voisines. Ces filtres coûtent cher. Deuxièmement, des lasers de précision sont nécessaires pour maintenir les canaux exactement sur la cible. Cela signifie que les lasers doivent fonctionner à une température constante quasiment à tout moment. Les lasers haute précision et haute stabilité sont eux aussi coûteux, de même que les systèmes de refroidissement qui leur sont associés.
Cas d’emploi des multiplexages CWDM et DWDM
Le multiplexage CWDM ne peut pas couvrir de longues distances, car son signal lumineux n’est pas amplifié. Le coût de cette technologie est donc réduit, mais ses distances de propagation maximum sont aussi limitées. Les fournisseurs peuvent ainsi proposer des plages de fonctionnement comprises entre 50 et 80 kilomètres, et jusqu’à 160 kilomètres s’ils ont recours à des amplificateurs de signal. Le CWDM prend en charge un plus petit nombre de canaux, ce qui peut convenir aux opérateurs métropolitains qui préfèrent commencer avec de petits réseaux, qu’ils étendront ultérieurement à mesure que s’accroîtra la demande.
Les systèmes de signalisation non amplifiée ont des coûts d’entrée bas tout en présentant une tolérance aux pertes élevée. Chaque fois qu’un signal non amplifié est utilisé, un compromis est établi entre la capacité et la distance. Soit vous créez des réseaux étendus comprenant peu de nœuds, soit vous créez des réseaux de petite taille mais comprenant de nombreux nœuds.
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CWDM |
DWDM |
| Défini par longueurs d’onde | Défini par fréquences |
| Communications sur courte distance | Transmissions longue distance |
| S’appuie sur une large gamme de fréquences | Plage de fréquences réduite |
| Longueurs d’onde propagées loin les unes des autres | Longueurs d’onde couplées étroitement |
| Dérive des longueurs d’onde possible | Lasers de précision requis pour maintenir les canaux sur cible |
| Divise le spectre en gros blocs | Divise le spectre en petits blocs |
| Le signal lumineux n’est pas amplifié | Le signal peut être amplifié |
Solutions WDM de Ciena
Ciena propose un portefeuille de solutions de transport optiques complet comprenant notamment le multiplexage CWDM et DWDM. La reconfigurabilité est possible par le biais de modules d’insertion/extraction appelés « ROADM ». Le multiplexage WDM est une fonction clé des produits suivants de Ciena :
