Se ti stai avvicinando per la prima volta al mondo della fibra ottica, tutti i termini tecnici e le abbreviazioni possono sembrare un po’ opprimenti. Ecco perché ho creato questa guida serie di glossari sulle fibre — per aiutarti a capire cosa significano davvero questi termini, nel modo più semplice possibile.

Ti spiegherò tutto dal punto di vista di un addetto ai lavori, utilizzando foto reali ogni volta che sarà possibile (non solo rendering elaborati). Eviterò inoltre spiegazioni eccessivamente complesse, mantenendo un linguaggio chiaro e diretto, così potrai essere certo di aver compreso il vero significato di questi termini dopo la lettura.

Oggi parleremo di: DWDM (multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ad alta densità)

INDICE

Il DWDM spiegato in modo semplice

DWDM è l'acronimo di Multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ad alta densità. Si tratta di un metodo che consente di trasmettere contemporaneamente numerosi segnali di dati distinti attraverso un'unica fibra ottica. Anziché assegnare a ciascun segnale una propria fibra, la tecnologia DWDM assegna a ciascun segnale una propria lunghezza d'onda della luce estremamente precisa.

Immaginate una fibra ottica come un'autostrada e ogni lunghezza d'onda come una corsia separata. Le auto che si trovano in corsie diverse possono circolare contemporaneamente senza scontrarsi. Allo stesso modo, flussi di dati distinti possono condividere una singola fibra ottica, poiché ogni flusso utilizza un “colore” di luce diverso. Questi colori non rientrano nello spettro visibile ai nostri occhi, ma il concetto rimane comunque utile.

La parola denso è importante. La tecnologia DWDM dispone questi canali ottici a distanza molto ravvicinata, consentendo così a una singola fibra di trasportare un gran numero di canali. Ciò la rende particolarmente utile quando la disponibilità di fibra è limitata ma la domanda di traffico continua a crescere.

Multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ad alta densità

Perché una singola fibra dovrebbe avere bisogno di così tanti canali?

L'installazione di una nuova linea in fibra ottica può richiedere tempo, denaro, autorizzazioni e lavori di costruzione. Gli operatori spesso preferiscono sfruttare al massimo la capacità di una linea già esistente prima di costruirne una nuova.

Il DWDM li aiuta a farlo. Un data center, un operatore di telecomunicazioni o una grande impresa possono collocare diversi servizi indipendenti su diverse lunghezze d'onda e trasmetterli insieme sulla stessa coppia di fibre. All'estremità opposta, i segnali vengono nuovamente separati e inviati all'apparecchiatura corretta.

Questo fa non Ciò non significa che il DWDM renda magicamente più veloce un singolo segnale Ethernet. Ogni canale mantiene la propria velocità di trasmissione e il proprio modulo ottico. Il DWDM aumenta la quantità totale di traffico che la tratta in fibra ottica è in grado di trasportare, consentendo a più canali di viaggiare insieme.

Per un principiante, questo è il punto fondamentale: il DWDM consiste principalmente nell’utilizzare in modo più efficiente la fibra ottica già esistente.

Come funziona il DWDM?

Fase 1: A ogni segnale viene assegnata una propria lunghezza d'onda

Sul lato di trasmissione, ogni servizio utilizza un ricetrasmettitore ottico impostato su una specifica lunghezza d'onda DWDM. Un servizio può utilizzare un canale, mentre un altro servizio ne utilizza uno adiacente. I canali vengono selezionati con cura in modo che l'apparecchiatura ricevente sia in grado di distinguerli.

Nelle specifiche dei prodotti potresti trovare i numeri dei canali, i valori delle lunghezze d'onda in nanometri o i valori delle frequenze. Non è necessario memorizzarli tutti fin dall'inizio. Ciò che conta è che entrambe le estremità di un collegamento utilizzino canali corrispondenti e apparecchiature compatibili.

Fase 2: Un multiplexer combina le lunghezze d'onda

Un dispositivo chiamato multiplexer, spesso abbreviato in mux, combina i segnali luminosi separati in un'unica fibra comune. È come unire diverse corsie chiaramente segnalate in un unico percorso più ampio, pur mantenendo ogni corsia identificabile.

Molti dispositivi multiplexer di base sono passivi. In parole povere, non necessitano di alimentazione per svolgere la funzione di combinazione. Essi guidano e filtrano la luce, anziché elaborare i dati di rete come farebbe uno switch.

Fase 3: La fibra li trasporta tutti insieme

La luce combinata viaggia lungo la fibra. Poiché nel DWDM le lunghezze d'onda sono molto vicine tra loro, la potenza ottica, le perdite, la pulizia dei connettori e la progettazione del collegamento assumono maggiore importanza man mano che i sistemi diventano più grandi o coprono distanze maggiori.

Fase 4: Un demultiplexer li separa nuovamente

Sul lato ricevente, un “demultiplexer” o “demux” svolge il processo inverso. Separa la luce combinata nelle singole lunghezze d’onda e invia ciascuna di esse al ricevitore corrispondente.

Cosa significa in realtà “denso”?

Nel multiplexing a divisione di lunghezza d'onda, la spaziatura dei canali indica quanto le lunghezze d'onda siano vicine tra loro. Il DWDM utilizza una spaziatura molto più stretta rispetto al CWDM, motivo per cui è in grado di inserire un numero maggiore di canali nello spettro ottico utile.

Molti sistemi DWDM utilizzano una griglia standardizzata, solitamente espressa in GHz. Si possono trovare spaziature di 100 GHz o 50 GHz. Una spaziatura più ridotta consente di supportare un numero maggiore di canali, ma richiede anche componenti più precisi e una progettazione accurata.

Non è necessario considerare tali valori come una regola di acquisto in sé. Un componente da 50 GHz non è automaticamente “migliore” per ogni progetto. La scelta corretta dipende dall’apparecchiatura, dalla capacità desiderata, dalla lunghezza del collegamento, dai piani di espansione futuri e dal budget ottico.

Come funziona il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ad alta densità

I componenti fondamentali che potresti trovare in un collegamento DWDM

Moduli di multiplexing e demultiplexing

Questi componenti ottici combinano e separano le lunghezze d'onda. Sono fondamentali in una configurazione DWDM passiva. Le etichette dei prodotti indicano spesso il numero di canali, la spaziatura tra i canali, il tipo di connettore e se è inclusa una porta di espansione o una porta di monitoraggio. In un ambiente rack, un quadro di distribuzione ottica (ODF) può aiutare a mantenere i cavi in fibra ottica in ordine e facilmente accessibili.

Ricetrasmettitori ottici DWDM

Questi moduli convertono i dati elettrici provenienti da uno switch, un router o un dispositivo di trasporto in luce a una lunghezza d'onda DWDM selezionata. Il loro formato e la loro velocità devono essere compatibili con l'apparecchiatura. I collegamenti fisici ad essi correlati vengono normalmente effettuati con componenti correttamente specificati cavi di collegamento in fibra ottica.

Amplificatori ottici

Sulle tratte più lunghe o con maggiore capacità, potrebbe essere necessario potenziare il segnale ottico qualora questo abbia perso potenza lungo la fibra. Gli amplificatori ottici possono essere d'aiuto nella progettazione di sistemi adeguati. Si tratta di dispositivi attivi e non sono necessari per ogni collegamento DWDM di breve lunghezza.

Apparecchiature OADM o ROADM

Un OADM è possibile aggiungere o rimuovere le lunghezze d'onda selezionate in un punto intermedio. A ROADM è una versione più flessibile utilizzata nelle reti ottiche più avanzate. È utile conoscere questi termini, ma rappresentano un passo avanti rispetto a un semplice collegamento DWDM punto-punto.

Sistema DWDM di multiplexing/demultiplexing montato su rack, dotato di ricetrasmettitori ottici e cavi di collegamento in fibra ottica.

fonte dell'immagine: Mohamed Saeed su LinkedIn

DWDM vs. CWDM: la differenza per i principianti

Sia il DWDM che il CWDM consentono a più lunghezze d'onda di condividere una fibra. La differenza più evidente è la spaziatura.

Il CWDM utilizza canali più distanziati tra loro. Viene spesso scelto per collegamenti più semplici, con un numero inferiore di canali e una progettazione più attenta ai costi. Il DWDM utilizza canali più ravvicinati, quindi è in grado di supportare una maggiore densità di lunghezze d’onda ed è spesso impiegato nei casi in cui la crescita della capacità è più importante. Per la stessa spiegazione in parole semplici dal punto di vista opposto, consulta la nostra guida su Che cos’è il CWDM e come funziona.

Nessuna delle due tecnologie è “sempre la migliore”. Un collegamento site-to-site di piccole dimensioni potrebbe non richiedere la capacità o la complessità di sistema offerte dal DWDM. D’altra parte, per una tratta metropolitana molto trafficata, un’interconnessione tra data center o una rete di operatori, il DWDM potrebbe rappresentare la scelta più indicata, poiché l’aggiunta di ulteriori servizi sulla fibra esistente riveste un valore strategico.

Inizia considerando i servizi attualmente necessari, la crescita prevista, la distanza di collegamento, la fibra disponibile e l'ecosistema delle apparecchiature. Successivamente, verifica la progettazione ottica con un fornitore o un ingegnere di rete.

Il DWDM è la stessa cosa della fibra monomodale?

No. Si tratta di un motivo di confusione molto comune.

Monomodale e multimodale descrivere i tipi di fibra ottica. DWDM descrive un metodo per trasmettere più lunghezze d'onda su una fibra. Il DWDM viene normalmente utilizzato con fibre monomodali nelle reti di trasporto pratiche, ma i due termini non hanno lo stesso significato.

Un altro errore comune è quello di confondere il DWDM con uno switch di rete. Uno switch decide dove vengono indirizzati i dati di rete. Un sistema DWDM trasporta in modo efficiente più canali ottici lungo un percorso in fibra. Possono funzionare insieme, ma svolgono compiti diversi.

Quando si utilizza il DWDM?

Il DWDM è comunemente utilizzato nei casi in cui la capacità di rete sia elevata, i percorsi in fibra ottica abbiano un valore elevato o sia necessario effettuare aggiornamenti senza dover posare molti nuovi cavi. Tra gli esempi tipici figurano:

  • Reti dorsali e metropolitane di telecomunicazioni
  • Interconnessioni tra data center
  • Reti di trasporto dei carrier e del cloud
  • Collegamenti su larga scala tra campus o aziende con fibra ottica inattiva limitata
  • Televisione via cavo e altri ambienti di trasporto ottico ad alta capacità

Per un'installazione di piccole dimensioni, potrebbe essere sufficiente un normale cavo di collegamento duplex o un semplice collegamento ottico. Il DWDM diventa più rilevante quando diversi servizi indipendenti devono condividere lo stesso tratto di fibra lungo o di grande valore.

Cosa dovrebbe verificare un principiante prima di scegliere i prodotti DWDM?

Chiedete quanti canali vi servono ora e in futuro, qual è la lunghezza del collegamento, quale tipo di fibra è installata e quale formato di modulo e quale velocità sono necessari per le vostre apparecchiature.

La configurazione delle lunghezze d'onda deve essere uniforme in tutto il sistema. I ricetrasmettitori, le porte mux/demux, le apparecchiature di inserimento/estrazione e i ricevitori devono disporre di canali compatibili. Anche il tipo di connettore, la levigatura e la pulizia sono fattori importanti.

Infine, verifica il bilancio di potenza ottica. Ogni connettore, giunzione, multiplexer e chilometro di fibra comporta una perdita. Se questi termini ti sono nuovi, inizia con perdita di inserzione e perdita di ritorno nelle fibre ottiche. Un fornitore o un tecnico qualificato potrà quindi verificare che le ottiche selezionate ricevano comunque un segnale sufficiente.

Domande frequenti sul DWDM

Il DWDM richiede due fibre?

Molti collegamenti DWDM utilizzano una fibra per ciascuna direzione, proprio come una normale connessione ottica duplex. Alcuni modelli speciali utilizzano un’unica fibra per la trasmissione bidirezionale, ma si tratta di una scelta progettuale a sé stante e non va data per scontata.

Si tratta di schemi di canali diversi, quindi non bisogna dare per scontato che un modulo ottico CWDM funzioni attraverso un multiplexer DWDM. Esistono sì soluzioni ibride, ma richiedono una pianificazione accurata delle lunghezze d’onda e apparecchiature compatibili.

No. Un multiplexer DWDM combina le lunghezze d'onda della luce. Uno switch di rete inoltra i pacchetti di dati. Un multiplexer passivo non legge, non instrada né comprende il traffico Ethernet all'interno di ciascuna lunghezza d'onda.

No. Un collegamento passivo breve e ben progettato potrebbe non averne bisogno. Gli amplificatori vengono utilizzati quando la progettazione ottica, la distanza, le perdite o la capacità lo richiedono.

I canali sono ravvicinati. Le etichette precise aiutano gli installatori ad abbinare i ricetrasmettitori corretti alle porte mux/demux corrispondenti ed evitare di inviare un segnale al canale sbagliato.

Un modo semplice per ricordare il DWDM

Il DWDM è un metodo di condivisione del traffico su fibra ottica. Consente a numerosi canali ottici distinti di viaggiare contemporaneamente attraverso un'unica fibra. I canali sono raggruppati in modo molto ravvicinato, il che rende il DWDM utile quando la domanda di capacità è elevata e i percorsi in fibra ottica sono troppo preziosi per essere sprecati.

Non è necessario comprendere ogni singolo aspetto delle misurazioni ottiche prima di cogliere l'idea di fondo. Inizia dalle lunghezze d'onda, dai dispositivi di multiplexing/demultiplexing e dall'adattamento dei canali. Una volta acquisite queste nozioni di base, argomenti come gli amplificatori, i ROADM e i budget ottici risulteranno molto più facili da apprendere.

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