Мультиплексоры CWDM и бюджет линии

Линия CWDM — цепочка пассивных частей: трансивер, мультиплексор, волокно, демультиплексор, трансивер — и она работает, только если пришедший свет сильнее, чем нужно приёмнику. Этот расчёт — сердце инженерии CWDM.

Пассивные части

Часть	Что делает	Типовые вносимые потери
Mux/demux (4/8/16/18 кан.)	объединяет каналы в одно волокно / разделяет их	1,0–2,5 дБ (8 кан.), до ~3,5 дБ (16–18 кан.)
OADM (add/drop)	вводит и выводит один-два канала посреди пролёта	0,8–1,5 дБ на канал, ~1 дБ на проход
Порт пропуска 1310/1550	позволяет старому «серому» линку делить волокно	~1 дБ
Разъёмы, сварки	—	0,2–0,5 дБ на разъём, 0,1 дБ на сварку

Всё пассивное: без питания, без конфигурации, без отказов, кроме грязи и повреждений. Мультиплексоры — тонкоплёночные фильтры в полке 1RU или кассете LGX; оба конца должны использовать одну сетку каналов.

Потери волокна по диапазонам

Затухание волокна не одинаково на всех длинах волн CWDM:

Диапазон	Длины волн	Потери (G.652.D)	Примечание
O-band	1271–1331 нм	~0,33–0,35 дБ/км
E-band	1351–1451 нм	~0,3–0,5 дБ/км	водяной пик у 1383 нм на старом волокне G.652.A/B — может быть непригоден
S/C/L	1471–1611 нм	~0,20–0,25 дБ/км	лучшая дальность

Волокно с низким водяным пиком (G.652.C/D, «ZWP») открывает все 18 каналов; на старом волокне каналы 1371–1411 нм часто пропускают — поэтому 8-канальные системы предпочитают 1471–1611 нм (см. Сетку каналов CWDM).

Бюджет линии

Бюджет = Tx (мин.) − чувствительность Rx должен превышать сумму всех потерь плюс запас:

Потери = mux + demux + волокно × км + разъёмы + сварки + запас на старение (≈3 дБ)

Пример — 10G CWDM SFP+ «40 км», 8-канальные мультиплексоры, 30 км:

Tx мин  0 дБм, чувств. Rx −16 дБм         → бюджет 16 дБ
Mux 2,0 + demux 2,0                        =  4,0 дБ
Волокно 30 км × 0,25 дБ/км (диапазон 1550) =  7,5 дБ
4 разъёма × 0,3                            =  1,2 дБ
Запас                                       =  3,0 дБ
Итого                                       = 15,7 дБ  → проходит, впритык

Тот же модуль на O-band-канале (0,35 дБ/км → 10,5 дБ волокна) не сойдётся. Поэтому длинные CWDM-линии ставят каналы диапазона 1550 на самые длинные пролёты.

Дисперсия на 10G

На 10 Гбит/с дальность ограничивает и хроматическая дисперсия: в диапазоне 1550–1611 нм она около 17–20 пс/нм/км, так что пролёт 80 км накапливает ~1600 пс/нм — предел стандартного 10G-приёмника прямого детектирования. 1G CWDM это безразлично; 10G CWDM дальше ~80 км нуждается в компенсации дисперсии или другой технологии (DWDM и когерентная оптика).

В CodingBox

Собственные мощность Tx и класс чувствительности Rx трансивера — то, что подставляется в бюджет. CodingBox читает заявленные модулем коды дальности/скорости и вживую — его мощность Tx и Rx на экране DDM, так что измеренный Rx на дальнем конце можно сравнить с рассчитанным бюджетом.