Магистральная линия на основе CWDM

How-to или Как это делается
CWDM

Цифровое неравенство и магистрали

У «цифрового неравенства», которое так любит преодолевать Минкомсвязи, несколько причин, но основная – высокая стоимость строительства и обслуживания магистральных линий. Действительно, строительство сети в городе и даже небольшом посёлке само по себе не слишком различается по стоимости с крупными населёнными пунктами. Скорее наоборот, строить сеть в глубинке дешевле, т.к. дешевле рабочая сила, меньше стоимость аренды и прочих услуг. А вот найти подходящий канал зачастую не просто затруднительно, а попросту невозможно. Об этой проблеме говорят много на самом высоком уровне, но воз и поныне там. Действительно, зачем пытаться снизить цену аренды за инфраструктуру (земля, электрические столбы, телефонная канализация), если есть гораздо более приятные вещи. Запрещать пиратский контент, например.


В этой ситуации операторам приходится не ждать милости свыше, а самим искать выходы по увеличению пропускной способности своих каналов. Одно из этих решений – уплотнение линий, или WDM. О разновидности данной технологии мы и поговорим.

Почему именно ?

Увеличить количество передаваемой по волокну информации можно несколькими способами. Самый простой – купить более скоростной SFP-модуль. К примеру, на 2,5 или 10 Гбит/с. Решение неплохое, но у него есть серьёзное ограничение по дальности действия. Она обычно ограничена 60 километрами. А ведь нужно учитывать ещё потери в местах стыков, сварок, дисперсию и трассу кабеля, которая явно не соответствует прямой линии. Значит, через каждый 50 км нужно ставить регенератор. Хорошо, когда трасса идёт по населённой местности и имеет точки коммутации в нужных местах. Однако в реальной жизни трасса обычно рвётся там, где не нужно. Поэтому лучше воспользоваться более дальнобойными решениями, которые позволят сократить такие точки.

Имеющиеся в продаже модули CWDM SFP работают с расстояниями до 160 километров, что значительно выше, чем у имеющихся 10G-модулей. Кроме этого, модули CWDM гигабитные, а значит, их можно включить в любой гигабитный порт на коммутаторе. Ну и наконец, немаловажный фактор в виде цены – CWDM банально дешевле сверхдальнобойных десятигигабитных решений.

Проектируем трассу

В принципе, ничего сложного в CWDM нет. Если бы не приходилось расставлять по трассе пункты регенерации, то схема была бы чрезвычайно проста. Но даже с регенерацией наше решение не представляет особых трудностей.

Для стыковки CWDM-линии и остальной активной части сети будет применяться коммутатор D-Link DGS-3627G:

D-Link DGS-3627G для стыковки CWDM-линии и остальной активной части сети
D-Link DGS-3627G для стыковки CWDM-линии и остальной активной части сети

Это управляемый коммутатор уровня 3 серии xStack с 20 портами SFP + 4 комбо-портами SFP /1000Base-T + 3 слотами расширения. Первый коммутатор будет стоять на одном конце линии, второй на другом. В каждом из них нужно зарезервировать 8 SFP-портов под CWDM-модули (мы соберём линию с 8 каналами) Остальные порты можно отдать под что угодно – районные агрегаторы, бордер, сервера и т.д. Пути трафика настраиваются программно, поэтому никаких проблем при таком использовании не возникнет.

Для создания оптических сигналов с разными длинами волн используются специальные трансиверы:

CWDM-трансиверы
CWDM-трансиверы

Если обычные одноволоконные модули оперируют длиной волны в 1310 и 1550 нм, то у CWDM диапазон простирается от 1310 до 1610 нм, с шагом в 20:

Длины волн в CWDM
Длины волн в CWDM

В принципе, без разницы, какой набор трансиверов использовать, главное – чтобы они были парными на разных концах. Для наших задач мы приобретём 8 пар.
Так как разъём в модуле DuplexLC, нам понадобится несколько десятков соответствующих патчкордов. Ими мы будем соединять трансиверы и мультиплексор:

DuplexLC патчкорд
DuplexLC патчкорд

Сам мультиплексор напоминает делитель оптической мощности, но очень часто его помещают в юнитовый модуль для удобства монтажа. К примеру, вот так выглядит передняя сторона мультиплексора/демультиплексора на 8 каналов:

Внешний вид 16-канального оптического мультиплексора
Внешний вид 16-канального оптического мультиплексора

А вот так выполняющего только одну функцию:

Внешний вид 8-канального оптического мультиплексора
Внешний вид 8-канального оптического мультиплексора

Главное не забыть, что мультиплексоры должны быть двух видов: A и B, или как их ещё называют, Type I и Type II. Т.е. если на одной стороны в адаптер 1470TX воткнут патчкорд с TX-выхода SFP, то на противоположной стороне соответствующий адаптер должен подключаться к 1470RX входу SFP.

Кроме 8 входов для сигналов от трансиверов на мультеплексоре присутствует и выход/вход для кабеля. Именно его нужно подсоединять к магистральной линии. Делается это через обычный оптический кросс при помощи патчкорда. Следует сказать, что конструктивно мультиплексор может быть выполнен с разными выходными разъёмами. Под заказ фирмы могут установить SC, LC,  патч корд FC и другие.

Если расстояния, на которые нужно передавать сигнал, меньше 100-110 километров, то на этом рассмотрение можно было бы и закончить. Увы, реальность более разнообразна, поэтому мы рассмотрим ещё один элемент: регенератор, хотя чаще его называют либо транспондером, либо медиаконвертором.

Регенератор состоит из шасси для медиаконверторных плат и самих плат. Т.к. мы используем 8-канальную версию CWDM, нам понадобится регенератор с 16 SFP-портами – 8 на вход и 8 на выход. Кроме этого, нужна будет ещё одна пара оптических мультиплексоров, чтобы преобразовать сигнал. У продавцов можно заказать уже укомплектованный транспондер под CWDM:

Транспондер
Транспондер

После ознакомления со всеми элементами, остаётся нарисовать схему:

Организация линии CWDM
Организация линии CWDM

Строим и поддерживаем

Строительство линии ничем особенным от других повседневных дел отличаться не будет. Всё стандартно – установили модули, подключили к мультиплексору, а его через кросс к магистральному кабелю. Единственное, на что стоит обратить внимание, так это на то, что работы следует проводить с большей аккуратностью, так как строим мы магистральную линию.

В точке регенерации к строительству нужно подойти более ответственно. Во-первых, необходимо обеспечить бесперебойное питания для регенератора на время, необходимое для подъезда к точке и наладки электроснабжения. Во-вторых, следует следить за температурным режимом в точке регенерации. Если это необходимо, следует установить кондиционер. В-третьих, обязательно должен быть запасной комплект модулей CWDM SFP на случай выхода некоторых из них.
Трансиверы желательно покупать с функцией DDM – цифрового контроля параметров работы. В частности температуры, напряжения, тока смещения, а также уровней входного и выходного сигналов:

Контроль параметров SFP-модуля
Контроль параметров SFP-модуля

Такой контроль крайне желателен, так как трансиверов у нас много, а чем больше активных элементов сети, тем выше вероятность отказа одного из них.

Цена вопроса

После того, как мы разобрались, сколько и какого оборудования с материалами требуется для строительства нашей линии, можно приступить к подсчёту стоимости. Цены возьмём средние по рынку, без привязки к конкретному магазину. Также округлим их до хотя бы сотни рублей в большую сторону.

Наименование Стоимость единицы Общая стоимость
Коммутатор D-Link DGS-3627G, 2 шт. 82300 рублей 164600 рублей
Оптический 8-канальный мультиплексор/д, 4 шт. 35000 рублей 140000 рублей
Набор цветных модулей 120 км (16 шт.), 2 набора 5700 рублей (8 шт.) / 11600 рублей (8 шт.) 276800 рублей
DuplexLC-патчкорд, 32 шт. 400 рублей 12800 рублей
Транспондер, 1 шт. 25000 рублей 25000 рублей
Итого: 619200 рублей

В расчётах мы не учли оптические кроссы, стойки и прочее, потому как в формировании цены они либо не принимают участия напрямую, либо стоят доли процента.

Кстати, если заменить транспондер на отдельные медиаконверторы, можно значительно сэкономить. Стоит SFP-SFP медиаконвертор всего 1000 рублей, всего нужно будет потратить 8 тысяч. Это более чем втрое дешевле одноюнитового транспондера.

Несомненно, окончательная цена будет на несколько десятков тысяч ниже, чем приведённая — за счёт скидок. Повторимся, что мы взяли среднюю розничную цену по рынку. Провайдеры же, закупающиеся у постоянных поставщиков, в большинстве случаев могут купить материалы и оборудование дешевле.

Будущее за DWDM!

Несмотря на все описанные преимущества и простоту, CWDM-решениям осталось не так уж и долго. Их единственное преимущество – это дальность работы и простота. С 1,25G модулями возможно достичь такой же пропускной способности на одно волокно, что и с одиночным 10G-модулем. Разница будет только в дистанции. При относительно небольших расстояниях (до 50 километров) десятигигабитные решения выгодней и проще, если конечно, существующее активное оборудование поддерживает SFP+, XFP и подобные им форм-факторы.

По сути, CWDM – это технология для провайдеров, чей канал во внешний мир не требует скоростей выше 10-20 Гигабит/сек. Если необходимо что-то более значительно, то стоит посмотреть на DWDM. По цене они уже сравнялись с соответствующими по расстоянию(до 80 километров) модулями CWDM, а в дальнейшем будут только дешеветь. Единственный их минус – это относительно небольшое расстояние передачи без регенерации.

При передачи сигнала на большие расстояния на первый план выходит не цена модулей, а цена оптического кабеля – чем больше используется волокон, тем дороже занимать каждое из них. Поэтому операторы стремятся «выжать» из волокна максимум, используя различные варианты уплотнения.

Магистральная линия на основе CWDM by

Возможно, вас также заинтересует:

При копировании материалов ссылка обязательна.