ความแตกต่างระหว่าง DWDM และ OTN

DWDM และ OTN เป็นระบบทางเทคนิคสองระบบที่พัฒนาขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบแบ่งความยาวคลื่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา: DWDM อาจถือได้ว่าเป็นระบบส่งสัญญาณแบบจุดต่อจุด (PDH) รุ่นก่อนหน้า โดยการให้บริการออนไลน์และออฟไลน์จะดำเนินการบน ODF ผ่านตัวเชื่อมต่อแบบแข็ง ในขณะที่ OTN คล้ายกับ SDH (เครือข่ายประเภทต่างๆ) ที่มีฟังก์ชันการเชื่อมต่อแบบไขว้ (ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมต่อแบบไขว้ในระดับไฟฟ้าหรือระดับแสง)

 ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของกระบวนการ ALL IP ในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นโครงข่ายหลักระดับชาติ ระดับจังหวัด หรือเครือข่าย WDM ในท้องถิ่น OTN ก็ยังคงเป็นอุปกรณ์หลักในการเลือกอุปกรณ์ในขั้นตอนเริ่มต้นของการก่อสร้างเครือข่าย อุปกรณ์ OTN ได้ค่อยๆ เข้ามาแทนที่อุปกรณ์ DWDM ด้วยข้อดีเฉพาะตัว (คล้ายกับการที่อุปกรณ์ SDH เข้ามาแทนที่อุปกรณ์ PDH) ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีใหม่และรูปแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ OTN จึงกลายเป็นจุดสนใจของอุตสาหกรรมในปัจจุบัน บทความนี้จะวิเคราะห์และเปรียบเทียบอุปกรณ์และเทคโนโลยี DWDM และ OTN

1. แนวคิดพื้นฐานของ DWDM และ OTN

ด้วยการเปลี่ยนแปลงของข้อกำหนดด้านบริการและความละเอียดของข้อมูล จึงจำเป็นต้องรวมบริการที่มีความละเอียดสูงเข้าด้วยกันผ่านใยแก้วนำแสง (แบบเส้นเดี่ยวหรือแบบคู่) แล้วแบ่งออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อการส่งสัญญาณในระยะทางไกล เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นจึงเกิดขึ้นมาเพื่อตอบสนองความต้องการของยุคสมัย

DWDM ย่อมาจาก Wavelength Division Multiplexing (การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น) ซึ่งเป็นการรวมสัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันเข้าไว้ในใยแก้วนำแสงเดียวกันเพื่อการส่งผ่าน เทคโนโลยี WDM เป็นเทคโนโลยีการแบ่งความยาวคลื่นแบบดั้งเดิมที่พัฒนามาอย่างยาวนานกว่าสิบปี สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นแบบเบาบาง (CWDM) ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นกว้าง (20 นาโนเมตร) และการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นแบบหนาแน่น (DWDM) ซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นแคบ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 นาโนเมตร) เนื่องจากระยะการส่งสัญญาณของ CWDM สั้น จึงมีการติดตั้งอุปกรณ์ DWDM จำนวนมากในเครือข่ายส่งสัญญาณที่มีอยู่ของผู้ให้บริการต่างๆ

ระบบ DWDM แบบเปิดประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้: OTM ทำหน้าที่โหลดและขนถ่ายบริการสำหรับสถานีปลายทางสายออปติคอล, OA ทำหน้าที่ประมวลผลการขยายสัญญาณแบบมัลติเพล็กซ์สำหรับสถานีขยายสัญญาณสายออปติคอล และ OTU ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแสงความยาวคลื่นที่ไม่เป็นมาตรฐานให้ตรงตามฟังก์ชันการแปลงความยาวคลื่น G.694.1(2) ของสัญญาณแสงความยาวคลื่นมาตรฐาน, OMU/ODU ทำหน้าที่มัลติเพล็กซ์/ดีมัลติเพล็กซ์สัญญาณแสงความยาวคลื่นคงที่ G.694.1(2), OBA (เครื่องขยายกำลัง) ​​ปรับปรุงกำลังของสัญญาณออปติคอลแบบรวมโดยการเพิ่มกำลังแสง ทำให้กำลังแสงขาออกของแต่ละความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น และ OPA (การขยายสัญญาณล่วงหน้า) ปรับปรุงความไวในการรับสัญญาณของแต่ละความยาวคลื่นโดยการเพิ่มกำลังแสงของสัญญาณมัลติเพล็กซ์ขาเข้า

OTN คือเครือข่ายการขนส่งทางแสง (Optical Transport Network) หรือที่รู้จักกันในชื่อ OTH (Optical Transport Hierarchy) ใน ITU-T เทคโนโลยีนี้พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการแบ่งความยาวคลื่นแบบดั้งเดิม และรวมข้อดีของ DWDM และ SDH เข้าด้วยกัน โดยผสานข้อดีของการประมวลผลในโดเมนแสงและโดเมนไฟฟ้า ให้ความสามารถในการส่งข้อมูลมหาศาล การเชื่อมต่อความยาวคลื่น/ความยาวคลื่นย่อยแบบโปร่งใสตั้งแต่ต้นจนจบ และการป้องกันระดับคลื่นพาหะ จึงเป็นเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมสำหรับการส่งบริการบรอดแบนด์ที่มีอนุภาคขนาดใหญ่ ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ผู้ให้บริการได้ติดตั้งอุปกรณ์ OTN ในเครือข่ายการส่งสัญญาณต่างๆ อย่างกว้างขวาง

2. การเปรียบเทียบคุณลักษณะทางเทคนิคของ DWDM และ OTN

แม้ว่าระบบ DWDM จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งสัญญาณของใยแก้วนำแสงและรองรับการส่งสัญญาณที่มีความละเอียดสูงได้อย่างมาก แต่เนื่องจากข้อจำกัดของเทคโนโลยีการแบ่งความยาวคลื่น ความยาวคลื่นจึงถูกกำหนดค่าในรูปแบบจุดต่อจุดและไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้แบบไดนามิก อัตราการใช้ทรัพยากรจึงไม่สูง และความยืดหยุ่นในการปรับเปลี่ยนบริการก็ไม่เพียงพอ การดำเนินงานทางธุรกิจเปลี่ยนแปลงไป และการปรับเปลี่ยนจึงทำได้ยากมาก การจัดตารางเวลาระหว่างบริการ DWDM ส่วนใหญ่เป็นการจัดตารางเวลาทางกายภาพบน ODF การจัดการเครือข่ายจะตรวจสอบเฉพาะประสิทธิภาพของเลเยอร์ออปติคอลเท่านั้น (จำนวนไบต์ในการจัดการเครือข่ายมีน้อย และข้อมูลการจัดการเครือข่ายก็ไม่ซับซ้อน) และมีวิธีการแก้ไขปัญหาน้อย รวมถึงความยากลำบากในการบำรุงรักษาที่สูง

OTN สืบทอดฟังก์ชันการส่งข้อมูลความจุสูงจาก DWDM และมีความสามารถในการจัดตารางเวลาและการป้องกันร่วมทางออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น ผ่านการนำเทคโนโลยี ROADM, เทคโนโลยี OTH, การห่อหุ้ม G.709 และระนาบควบคุมมาใช้ ทำให้สามารถแก้ปัญหาของเครือข่าย WDM แบบดั้งเดิมที่ไม่มีความสามารถในการจัดตารางเวลาบริการตามความยาวคลื่น/ความยาวคลื่นย่อย ความสามารถในการเชื่อมต่อเครือข่ายที่อ่อนแอ ความสามารถในการป้องกันที่อ่อนแอ และปัญหาอื่นๆ ชั้นไฟฟ้าใช้การจัดตารางเวลาตามความยาวคลื่นย่อย (เช่น อนุภาค GE, 2.5G, 10G, 40G, 100G) และการจัดตารางเวลาในชั้นออปติคอลส่วนใหญ่ใช้ความยาวคลื่น 10G, 40G หรือ 100G โดยมีการใช้แบนด์วิดท์สูง มีไบต์โอเวอร์เฮดเหลือเฟือ และฟังก์ชัน OAM/P ที่แข็งแกร่งกว่า WDM

นอกจากนี้ OTN และ DWDM สามารถใช้งานร่วมกันได้ในระดับออปติคอล ความแตกต่างคือ OTN มีซับเฟรมในระดับไฟฟ้า ดังนั้น อุปกรณ์ DWDM บางตัวในเครือข่ายที่มีอยู่จึงถูกเพิ่มซับเฟรมเชื่อมต่อแบบอิเล็กทรอนิกส์และอัปเกรดเป็น OTN

3. การเปรียบเทียบเครือข่าย DWDM และ OTN

การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบผสมผสานระหว่าง OTN และ DWDM จะทำให้สูญเสียข้อดีของ OTN ไป (โครงสร้างเฟรมแตกต่างจาก WDM แบบดั้งเดิม และการเชื่อมต่อจะได้รับผลกระทบ)

เนื่องจากการเชื่อมต่อแบบออปติคอล OTN ส่วนใหญ่ใช้โมดูล ROADM (ที่ติดตั้งสวิตช์ WSS) และด้วยราคาที่สูงของ ROADM จึงมีการใช้ OM/OD และ OADM เพื่อสร้างเครือข่ายแบบวงแหวนและเครือข่ายแบบลูกโซ่ในเครือข่าย OTN

สำหรับเครือข่ายแบบลูกโซ่ (เช่น สายส่งระยะไกล) ข้อดีของ OTN อาจไม่ปรากฏให้เห็นอย่างเต็มที่เนื่องจากบริการระดับกลางและวิธีการป้องกันค่อนข้างคงที่ แต่ก็ยังมีข้อดีในบางแง่มุม (ประสิทธิภาพช่องสัญญาณสูงทำให้ต้นทุนต่ำกว่า WDM แบบดั้งเดิม) โดยเครือข่ายสายส่งในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ DWDM และ OTN สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบซ้อนทับกัน

สำหรับเครือข่ายท้องถิ่น เนื่องจากจำเป็นต้องเชื่อมต่อบริการบ่อยครั้ง โครงสร้างเครือข่ายจึงเปลี่ยนแปลงและกำหนดตารางเวลาบ่อย และวิธีการป้องกันจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงอย่างยืดหยุ่น ซึ่ง WDM แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำเช่นนั้นได้ ข้อดีของการใช้เครือข่าย OTN จึงเห็นได้ชัดเจน

OTN มีความสามารถในการจัดการความยาวคลื่นแต่ละช่วงบนเส้นใยแก้วนำแสงแต่ละเส้น และสามารถปรับตัวให้เข้ากับการพัฒนาเครือข่ายในอนาคตได้ดียิ่งขึ้น

4. การเปรียบเทียบบริการรับส่งข้อมูล DWDM และ OTN

ความต้องการการเชื่อมต่อข้ามทางไฟฟ้าของ OTN มาจากการเกิดขึ้นของอัตราความเร็ว 10G แบบคลื่นเดี่ยว เมื่อช่องสัญญาณถึง 10G หน่วย OTU ของช่องสัญญาณนั้นสามารถรองรับข้อมูลได้ 4*2.5G หรือ 8 ถึง 9 GE ในขณะที่ DWDM ใช้ระบบแบบจุดต่อจุด หากความต้องการใช้งานมีน้อย การลงทุนใน OTU อาจดูสิ้นเปลือง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแนะนำฟังก์ชันการเชื่อมต่อข้ามที่คล้ายกับ SDH ใน DWDM เพื่อพัฒนาฟังก์ชันการเชื่อมต่อข้ามทางไฟฟ้าของ OTN

OTN มีความสามารถในการสลับสัญญาณทางไฟฟ้า กล่าวคือ มีความสามารถในการสลับสัญญาณย่อยต่อช่องสัญญาณ (คล้ายกับ SDH) ในขณะเดียวกัน การเชื่อมต่อทางแสงและการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเป็นอิสระต่อกัน หากมีความสามารถในการเชื่อมต่อทางแสงแต่ไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า หรือมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าแต่ไม่มีการเชื่อมต่อทางแสง ก็สามารถเรียกว่า OTN ได้

เนื่องจากความแตกต่างในรูปแบบการก่อสร้างเครือข่าย (ต้นทุน อนุภาคบริการ และทิศทางการไหล) วิธีการไขว้ทางไฟฟ้าจึงนิยมใช้ในประเทศจีนเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่วิธีการไขว้ทางแสงนิยมใช้ในต่างประเทศเป็นส่วนใหญ่

5. บทสรุป

จากการวิเคราะห์และเปรียบเทียบข้างต้น จะเห็นได้ว่า OTN และ DWDM มีความแตกต่างกันอย่างมากในแง่ของเทคโนโลยีและการใช้งาน จากมุมมองของความสามารถในการเชื่อมต่อข้ามเครือข่าย ความละเอียดของบริการ และความยืดหยุ่นของเครือข่าย OTN มีศักยภาพสูงและสามารถตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อข้ามเครือข่ายในอนาคตได้ดีกว่า

เนื่องจากความโปร่งใสในการส่งข้อมูลของระบบ OTN ความสามารถในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการกำหนดตารางเวลาของชั้นออปติคอล/ไฟฟ้าที่ยืดหยุ่น ความสามารถในการจัดการบำรุงรักษา และความสามารถในการขยายขนาดของอุปกรณ์ (ปัจจุบันมีการนำอุปกรณ์ 80*100G มาใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว) การนำอุปกรณ์ OTN มาใช้ในเครือข่ายส่งสัญญาณต่างๆ จึงกลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้