DWDM e CWDM: come far viaggiare più canali su una sola fibra

Una coppia di fibre posate tra due punti è una risorsa costosa e non replicabile a piacere: lo scavo si fa una volta sola. Il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda — WDM — serve proprio a questo: far convivere decine di canali indipendenti sullo stesso filo di vetro, ognuno su un colore diverso, senza toccare l'infrastruttura passiva.

Il principio: colori diversi non si disturbano

La fibra monomodale trasporta luce in una banda ampia. Se due trasmettitori emettono a lunghezze d'onda sufficientemente distanti, i due segnali attraversano la stessa fibra senza interferire e in fondo un filtro ottico li separa di nuovo. Ogni canale resta trasparente al protocollo: su una lambda puoi avere 10 Gbps Ethernet, sull'altra un circuito a 100 Gbps, su una terza un collegamento Fibre Channel. Gli apparati WDM non guardano dentro i frame, spostano luce.

Da qui le due famiglie: CWDM con canali larghi e distanziati, DWDM con canali stretti e fitti.

CWDM: pochi canali, poca elettronica

CWDM usa una griglia a passo 20 nm, tipicamente 18 canali tra 1270 e 1610 nm. Lo spazio ampio tra i canali significa che il laser dell'ottica non ha bisogno di essere stabilizzato in temperatura: transceiver più semplici, meno consumo, costo per porta molto più basso.

Il compromesso è la distanza. Senza amplificazione, un link CWDM si porta indicativamente tra i 40 e gli 80 km a seconda di ottiche e attenuazione della tratta. Inoltre i canali nella zona 1360-1460 nm cadono vicino al picco di assorbimento dell'acqua (water peak): su fibre più datate, non conformi alla ITU-T G.652.D, quei canali sono di fatto inutilizzabili.

CWDM ha senso quando servono poche lambda su una tratta metropolitana: due o quattro canali tra due sedi, o l'aggregazione di qualche cliente business su un anello cittadino.

DWDM: densità e distanza

DWDM lavora sulla griglia ITU-T G.694.1 nella banda C, con spaziature tipiche di 100 GHz (circa 0,8 nm) o 50 GHz (0,4 nm). Nella stessa finestra spettrale ci stanno 40, 80 o più canali, e con la modulazione coerente ogni canale arriva oggi a 100, 200 o 400 Gbps.

Quella densità richiede laser stabilizzati con controllo di temperatura e, sulle tratte lunghe, componenti attivi:

• EDFA: amplificatore ottico al erbio, amplifica tutta la banda C insieme senza rigenerare il segnale
• DCM o compensazione elettronica: gestione della dispersione cromatica, che sulle lunghe distanze allarga gli impulsi
• ROADM: nodo riconfigurabile, permette di aggiungere o estrarre singole lambda in una sede intermedia via software invece che ricablando filtri

Con questi elementi DWDM copre tratte da centinaia di chilometri, ed è la tecnologia su cui poggia di fatto tutto il trasporto a lunga distanza.

Confronto operativo

Passivo o attivo

Un mux/demux WDM nella forma più semplice è un componente completamente passivo: nessuna alimentazione, nessuna configurazione, solo filtri in una scatola rack. Colleghi transceiver colorati direttamente sugli switch o sui router e la fibra viene multiplata. È l'approccio più economico e il più semplice da tenere in vita, perché non c'è nulla che possa guastarsi elettricamente in mezzo.

I sistemi transponder, invece, accettano ottiche grigie standard lato client e convertono internamente sulla lambda corretta: costano di più ma disaccoppiano gli apparati di rete dal piano ottico e portano con sé monitoraggio, allarmi e gestione del budget ottico.

Cosa guardare prima di dimensionare

• Budget ottico: somma di attenuazione della fibra (circa 0,25 dB/km a 1550 nm), perdita di inserzione del mux e del demux (spesso 2-4 dB per lato) e giunzioni. Deve restare dentro la sensibilità del ricevitore con un margine di sicurezza
• Qualità della fibra: il water peak e le tratte con molte giunzioni limitano quali canali sono realmente usabili
• Crescita prevista: passare da CWDM a DWDM significa sostituire mux e tutte le ottiche. Se la capacità richiesta crescerà, partire già sulla griglia DWDM evita un secondo investimento
• Protezione: con due percorsi fisici distinti si può implementare la protezione ottica, che commuta in millisecondi senza coinvolgere il routing

In pratica

La regola empirica è semplice: se servono poche lambda su distanze metropolitane e il budget conta più della scalabilità, CWDM passivo risolve con il minimo ingombro. Se la tratta è lunga, la capacità deve crescere o vanno estratte lambda in punti intermedi, la scelta è DWDM fin dall'inizio.

Sulla rete Velix il trasporto ottico è la base su cui appoggiamo i collegamenti tra i punti di presenza e i circuiti dedicati per i clienti business in Sicilia. Per progetti che richiedono fibra dedicata, lambda punto-punto o circuiti a capacità garantita tra più sedi, il nostro team tecnico valuta la tratta e il budget ottico caso per caso.