CWDM と DWDM: 主な違い

Aug 27, 2023

CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) は、短距離の光伝送に一般に利用される波長分割多重化の一種です。 一方、高密度波長分割多重 (DWDM) は、多数の光波長を利用して複数のデータ ストリームを 1 本の光ファイバーに結合し、長距離にわたって伝送する光伝送テクノロジーです。

CWDM 波長と DWDM 波長

出典: FS Community新しいウィンドウを開く

しかし、波長分割多重 (WDM) とは正確には何でしょうか? WDM について説明する前に、波長とは何かを理解することから始めましょう。

「光ファイバー」の「光学」という言葉を見れば、このテクノロジーで使用されているメカニズムがよくわかります。 光ファイバーで使用される信号伝達媒体は光、またはより科学的に言えば電磁放射です。

簡単に言うと、波長は固体光線内の 2 つの光子間の距離を測定するために使用され、周波​​数は 2 つの信号間の時間を測定します。 これら 2 つの用語はコインの表と裏であると考えてください。波長が短いほど、信号間にかかる時間が短くなり、周波数が高くなるということになります。

したがって、任意の光源の波長または周波数を使用して、信号処理に使用される光源の物理的制限を測定できます。 ビーム周波数より速い信号は使用できませんし、波長より小さい機器も使用できません。

これらの要素に加えて、波長は光が物体とどのように相互作用するかを調べるのにも役立ちます。 光ファイバー通信ではレーザーを使用して長距離にデータを送信するため、光ファイバーを作成する際にはそのような相互作用を研究することが重要です。

波長分割多重 (WDM) では、マルチプレクサー (データ セレクターとも呼ばれる) を使用して、多数のさまざまなデータ ストリームを結合し、それらを光の波長に変換します。 これらの波長はファイバーを介して送信され、受信側で逆多重化され、データ ストリームに分割されます。

簡単に言うと、WDM では、1 本のファイバーを使用して、さまざまな光の色を使用して多数の異なる信号を送信できます。 これにより、送受信できるデータ量が増加します。 WDM は情報の双方向送受信もサポートしているため、ユーザーは 1 本のファイバー上で同時にデータを送受信できます。

「光のさまざまな色」は、周波数と波長を使用して説明できるため、視覚的に判断する必要はありません。 周波数は、1 秒間に光の波が周期する回数を定義します。 一方、波長は波の 2 つのピーク間の物理的空間を定義します。

材質の違いにより、光が伝わる速度が決まります。 宇宙空間などの真空では、光は毎秒 2 億 9,979 万 2,458 メートルの一定の速度で進みます。 この値は文字「c」で示されます。

グラスファイバーの場合、光の進みは「c」の約0.7倍と遅くなります。 周波数と波長を使用して、光がファイバー内を移動する速度を計算できます。 WDM などの実際のシステムでは、データ レートは搬送波の周波数ほど速くありません。

WDM とその仕組みについて基本を理解したので、次に CWDM と DWDM についてさらに詳しく学びましょう。

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WDM のサブセットとして、粗い波長分割多重 (CWDM) は、さまざまな光の色を使用して単一のファイバー上で複数の信号を送信します。

2002 年以前は、CWDM は多数の異なるチャネル構成を参照していました。 しかし、それ以来、国際電気通信連合 (ITU) は CWDM 用の特定のチャネル間隔グリッドを標準化しました。 現在、CWDM は特に 20 nm のチャネル間隔で 1,270 nm ～ 1,610 nm の波長を使用します。

この新しい規格では、信号の間隔が増幅に適切ではないため、エルビウムドープファイバ増幅器 (EDFA) が制限されました。 これは、CWDM 光スパンの合計が 2.5 Gbit/s 信号で約 60 km に達することになり、大都市圏のアプリケーションに最適です。 この規格では光周波数安定化要件も緩和され、CWDM コンポーネントのコストが非 WDM コンポーネントのコストに近づくことが可能になりました。