DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)
Was ist Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)?
Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) oder dichtes Wellenlängenmultiplex ist eine Multiplexing-Technologie für Glasfasern, die zur Erhöhung der Bandbreite bestehender Netzwerke eingesetzt wird. Sie kombiniert Datensignale aus verschiedenen Quellen über ein einziges Glasfaserpaar, wobei die Datenströme vollständig voneinander getrennt bleiben.
Jedes Signal wird über eine separate Lichtwellenlänge übertragen. Das Dense (Dicht) in DWDM bezieht sich auf die Fähigkeit, bis zu 80 verschiedene Wellenlängen pro Glasfaser aufzunehmen. Jede der Wellenlängen ist etwa 0,8 Nanometer (nm) breit.
Glasfaserkabel bilden heute in der Regel das Rückgrat der internen Netzwerke von Telekommunikationsanbietern und sind der Standard für die Netzwerkinfrastruktur. DWDM ermöglicht die Übertragung enormer Datenmengen über eine einzige Netzwerkverbindung, indem mehrere virtuelle Fasern gebildet werden, wodurch sich die Kapazität des physischen Mediums erheblich vervielfacht.
Da die Daten mit unterschiedlichen Wellenlängen übertragen werden, stören sich die Ströme oder Kanäle nicht gegenseitig. Dieser Ansatz trägt zur Wahrung der Datenintegrität bei. Dadurch wird eine sicherheitsrelevante Partitionierung oder die Trennung von Mandanten im selben Data Center ermöglicht.
Aufgrund seiner Fähigkeit, so viele Daten zu verarbeiten, ist DWDM bei Telekommunikations- und Kabelunternehmen beliebt. Es ist ein integraler Bestandteil ihrer Kernnetzwerke. DWDM eignet sich auch hervorragend für alle, die dicht belegte Data Center betreiben, wie zum Beispiel Hyperscale-Cloud-Service-Provider, die Infrastructure as a Service (IaaS) betreiben, oder Colocation-Provider mit dicht belegtem Platz für mehrere Mandanten.
Time-Division Multiplexing (TDM) ist eine Technolgie, die Telekommunikationsbetreiber routinemäßig zur Übertragung von Informationen über eine einzelne Faser verwenden. Die Nachfrage nach Anwendungen mit hoher Bandbreite führte jedoch zu Kapazitätsanforderungen, die die traditionellen TDM-Grenzen überschritten.
Daher wurde DWDM entwickelt, um die Kapazität einer einzelnen Faser zu vervielfachen.
Wie funktioniert dichtes Wellenlängenmultiplex?
DWDM hat einen engeren Wellenlängenabstand, wodurch mehr Kanäle auf eine einzelne Faser passen. Es wird am besten in Systemen mit mehr als acht aktiven Wellenlängen pro Faser verwendet. Da DWDM das Spektrum fein unterteilt, können problemlos über 40 Kanäle bei 100 GHz in den C-Band-Frequenzbereich passen.
Das Dense Wavelength Division Multiplexing in Glasfasersystemen, die heute eingesetzt werden, erreicht einen Durchsatz von bis zu 800 GBit/s. Wenn DWDM mit Netzwerkmanagement und Add-Drop-Multiplexern eingesetzt wird, können Telekommunikationsanbieter optische Übertragungsnetzwerke nutzen. Dieser Ansatz hilft, den wachsenden Bandbreitenbedarf zu deutlich geringeren Kosten zu decken als bei der Installation neuer Glasfasern.
DWDM-Wellenlängenkanäle können durch eine Anordnung von Infrarot-Laserstrahlen implementiert werden. Bei gängigen System überträgt jeder Kanal 100 GBit/s und 192 Kanäle pro Faserpaar, was einer Kapazität von 19,2 Terabit pro Sekunde pro Paar entspricht. Da die Kanäle physisch voneinander getrennt sind und sich aufgrund der Lichteigenschaften nicht gegenseitig stören, kann jeder Kanal unterschiedliche Datenformate verwenden und mit unterschiedlichen Datenraten übertragen.
Zum Beispiel ermöglicht das Internetprotokoll (IP) über DWDM, dass sich Datenkanäle mit 100 Megabit pro Sekunde und 10 GBit/s eine Glasfaser teilen. Dies gilt zusätzlich zur gemeinsamen Nutzung mit einem Datenkanal des Optical Carrier 192 Synchronous Optical Network (SONET).
Was ist Wavelength Division Multiplexing?
Wellenlängenmultiplex (Wavelength Division Multiplexing, WDM) bildet die Grundlage für DWDM. Es handelt sich um eine Technologie, die zur Modulation mehrerer Datenströme verwendet wird. Zum Beispiel hilft sie bei der Steuerung optischer Trägersignale mit schwankenden Wellenlängen oder Farben von Laserlicht auf einer einzelnen Glasfaser.
WDM ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation und eine Vervielfachung der Signalkapazität.
Was ist der Unterschied zwischen CWDM und DWDM?
Das Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) ist eine verwandte Technologie, die ebenfalls Laserstrahlen zur Übertragung von Informationen über Glasfaserkabel verwendet. Allerdings kommen dabei weniger hochentwickelte Elektronik und Photonik zum Einsatz, wodurch CWDM-Kanäle viel breiter sind als DWDM-Kanäle.
CWDM hat einen fast 100-mal breiteren Kanalabstand, der für die Frequenzstabilität erforderlich ist.
Das bedeutet, dass CWDM weniger Kanäle unterstützt als DWDM. Die optischen Schnittstellenkomponenten, die CWDM verwendet, müssen jedoch nicht so präzise sein wie DWDM-Komponenten. Daher ist die Bereitstellung von CWDM in der Regel viel kostengünstiger als die von DWDM. CWDM ist auch toleranter gegenüber minderwertigen Glasfasern, Einzelfasersträngen und Multimode-Glasfasern.
