⚉ ระบบ CWDM และ DWDM

เขียนเมื่อ 9 มิถุนายน 2565 บทความโดย

จะเห็นได้ว่าในปัจจุบันความต้องการบริโภคข่าวสารข้อมูลทางอินเตอร์เน็ตนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลไม่ว่าจากทั้ง ภาพ เสียง ข้อความ หรือในอนาคตอาจจะรวมไปถึงระบบ Virual Reality แม้กระทั้งโลก Metaverse การตอบสนองต่อความต้องการที่ดูเหมือนว่าจะไม่มีท่าทีที่จะลดลงเลย จึงมีความเป็นความท้าทายอย่างมากในการพัฒนาระบบการสื่อสารเพื่อรองรับสิ่งเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจำนวนมากจึงต้องคิดและค้นหาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อนำมาตอบสนองต่อความต้องการเหล่านี้ ส่วนหนึ่งจึงเกิดขึ้นมาเป็นระบบ WDM หรือ Wavelength Division Multiplexing ที่มีบทบาทเป็นอย่างมากในปัจจุบันและอนาคตอันใกล้นี้

หากเราต้องการเพิ่มปริมาณข้อมูลที่เราจะส่งไปในเส้นใยแก้วนำแสงนั้นสามารถทำได้โดยการมัลติเพล็กแสงหรือการนำสัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่นต่าง ๆ กันนำมารวมกันและส่งเข้าไปในเส้น Fiber Optic เส้นเดียวกันโดยเป็นเทคโนโลยีหลักที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการแบ่งความยาวคลื่น Wavelength Division Multiplexing (WDM) เพื่อเป็นวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพและแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นทั้งนี้ WDM ก็มีรูปแบบและการประยุกต์ใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ คือ การมัลติเพล็กของความยาวคลื่นแสงต่าง ๆ กันแบบหยาบ หรือ CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) และอีกแบบหนึ่งคือ การมัลติเพล็กของความยาวคลื่นแสงต่าง ๆ กันแบบหนาแน่น หรือ DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

CWDM

ระบบ CWDM นั้นสามารถรองรับความยาวคลื่นแสง 4, 8, 12 และ 16 channel ได้โดยมีระยะห่างระหว่างความยาวคลื่นแสงแต่ละความยาวคลื่นหรือ Channel spacing ที่ 20 nm (ตามมาตราฐาน ITU-T G.654.2-Spectral grids for WDM application: CWDM wavelength grid) ได้รับการออกแบบเพื่อการสื่อสารในระยะทางไม่ไกลมากนัก มีระยะการทำงานได้ถึงประมาณ 90km ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนความยาวคลื่นแสงที่เราต้องการใช้งาน (จำนวน Channel) และยังขึ้นอยู่กับรูปแบบการรับส่ง (Unidirectional/Bidirectional) ในเส้นใยแก้วนำแสงแบบ Single Mode Fiber (SMF) โดยสามารถรองรับปริมาณข้อมูลต่อความยาวคลื่นแสงหรือ Bandwidth per wavelength อยู่ที่ 2.5 Gbit/s

DWDM

ระบบ DWDM มีจำนวนช่องมัลติเพล็กซ์มีความหนาแน่นหรือช่องว่างของความยาวคลื่นแต่ละความยาวคลื่นที่แคบหรือหนาแน่น (Narrower channel spacing) มากกว่า CWDM เพราะในระบบ DWDM เราต้องการให้มีปริมาณของช่องสัญญาณแสงที่มากขึ้นกว่าเดิมเพื่อให้สามารถรองรับปริมาณข้อมูลที่มากกว่าบนเส้นใยแก้วเส้นเดียว โดย DWDM นั้นสามารถรองรับจำนวนความยาวคลื่นแสงที่เราใช้งาน (Channel) ตั้งแต่ 40, 80, 96 จนถึง 160 wavelength โดยมีระยะห่างระหว่าง Channel หรือ Channel spacing ตั้งแต่ 12.5GHz จนถึง 100GHz ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการใช่งาน ยกตัวอย่าง เช่น หากต้องการใช้งานที่ Channel spacing 0.4nm/0.8nm ก็สามารถเขียนอยู่ในรูปแบบของความถี่ได้ 50GHz/100GHz โดยระบบนี้จะทำงานอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 1525nm-1565nm (C-Band) และ 1570nm-1610nm (L-band) เพราะเหตุนี้ระบบ DWDM จึงสามารถส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลผ่านการเชื่อมต่อไฟเบอร์เดียวได้ ทั้งนี้ DWDM ยังเป็นตัวเลือกที่ดีที่สำหรับการสื่อสารระยะไกล ๆ เนื่องจากเราสามารถใช้ประโยชน์จากการขยายสัญญาณแสงจาก Erbium Doped-Fiber Amplifiers (EDFAs) ซึ่งสามารถขยายสเปกตรัม 1550 nm หรือ C-band ที่ใช้กันทั่วไปในการใช้งาน DWDM ได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า ระบบ DWDM จึงมีความสามารถในการนำพาข้อมูลจำนวนมากผ่านระยะทางที่ไกล ๆ ร้อยหรือหลายพันกิโลเมตรได้

ข้อสรุป

CWDM และ DWDM เป็นประเภทของการแบ่งความยาวคลื่นแสง เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาความต้องการความจุแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการเครือข่ายที่แตกต่างกัน ด้วยการเติบโตเป็นอย่างมากของแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ เช่น Cloud computing, อุปกรณ์เคลื่อนที่ และ ความจำเป็นที่ผู้บริโภคต้องการเข้าถึงข้อมูลและแอพพลิเคชั่นที่มีปริมาณของข้อมูลมหาศาลอย่างต่อเนื่อง โครงข่ายออปติคอล CWDM และ DWDM จึงมีความสำคัญและเริ่มมีการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

รายละเอียด	CWDM	DWDM
ช่องสัญญาณต่อเส้นใยแก้ว	8-16 Channel ขึ้นอยู่กับระยะทาง	40,80,96 ไปจนถึง 160 Channel
ช่องว่างสัญญาณ	20 nm (ประมาณ 15 GHz)	0.1nm - 0.8nm (ตั้งแต่ 12.5GHz ถึง 100GHz)
ความยาวคลื่นในทางปฏิบัติ	1470 nm ถึง 1610 nm	C-band : 1525 nm - 1565 nm L-band : 1570 nm - 1610 nm
ระยะทาง	80 km หรือน้อยกว่า	ถึง 120 km (การใข้งานในระยะทางไกล ๆ ด้วย EDFA)
รองรับแบนด์วิดท์	10 Gbps	10/40/100 Gbps
จุดเด่น	ต้นทุนต่ำ	แบนด์วิดท์สูง, ทำงานได้ระยะทางไกล
จุดด้อย	แบนด์วิดท์ต่ำกว่า, ราคาถูกกว่า	ค่าใช้จ่ายสูงกว่า CWDM

---