CWDM-Mux/Demux und Leistungsbudget

Ein CWDM-Link ist eine Kette aus passiven Komponenten — Transceiver, Multiplexer, Faser, Demultiplexer, Transceiver — und funktioniert nur, wenn das ankommende Licht stärker ist, als der Empfänger es benötigt. Diese Rechnung ist der Kern der CWDM-Auslegung.

Die passiven Komponenten

Komponente	Funktion	Typische Einfügedämpfung
Multiplexer/Demultiplexer (4/8/16/18 ch)	fasst Kanäle auf einer Faser zusammen bzw. trennt sie auf	1,0–2,5 dB (8 ch), bis ~3,5 dB (16–18 ch)
OADM (Add/Drop)	fügt einen oder zwei Kanäle in der Streckenmitte ein und entnimmt sie wieder	0,8–1,5 dB pro Kanal, ~1 dB im Durchgang
1310/1550-Durchgangsport	lässt einen älteren Grau-Link die Faser mitnutzen	~1 dB
Steckverbinder, Spleiße	—	0,2–0,5 dB pro Steckverbinder, 0,1 dB pro Spleiß

Alles daran ist passiv: keine Stromversorgung, keine Konfiguration, keine Fehlerquellen außer Verschmutzung und Beschädigung. Multiplexer sind Dünnschichtfilter in einem 1RU-Shelf oder einer LGX-Kassette; beide Enden müssen denselben Kanalplan verwenden.

Faserdämpfung nach Band

Die Faserdämpfung ist nicht bei jeder CWDM-Wellenlänge gleich:

Band	Wellenlängen	Dämpfung (G.652.D)	Anmerkung
O-Band	1271–1331 nm	~0,33–0,35 dB/km
E-Band	1351–1451 nm	~0,3–0,5 dB/km	Wasserpeak nahe 1383 nm bei älterer G.652.A/B-Faser — unter Umständen nicht nutzbar
S/C/L	1471–1611 nm	~0,20–0,25 dB/km	beste Reichweite

Low-Water-Peak-Faser (G.652.C/D, „ZWP“) erschließt alle 18 Kanäle; bei älterer Faser werden die Kanäle im Bereich 1371–1411 nm oft ausgelassen, weshalb 8-Kanal-Systeme den Bereich 1471–1611 nm bevorzugen (siehe CWDM-Kanalplan).

Das Leistungsbudget

Budget = Tx-Leistung (min) − Rx-Empfindlichkeit muss die Summe aller Verluste zuzüglich einer Sicherheitsreserve übersteigen:

Verluste = Multiplexer + Demultiplexer + Faser × km + Steckverbinder + Spleiße + Alterungsreserve (≈3 dB)

Ausgeführtes Beispiel — 10G-CWDM-SFP+-Modul „40 km“, 8-Kanal-Multiplexer, 30 km:

Tx min 0 dBm, Rx-Empfindlichkeit −16 dBm    → Budget 16 dB
Mux 2,0 + Demux 2,0                          =  4,0 dB
Faser 30 km × 0,25 dB/km (1550-Band)         =  7,5 dB
4 Steckverbinder × 0,3                       =  1,2 dB
Reserve                                       =  3,0 dB
Gesamt                                        = 15,7 dB  → OK, knapp

Dasselbe Modul auf einem Kanal im O-Band (0,35 dB/km → 10,5 dB Faser) würde das Budget nicht schließen. Deshalb legen lange CWDM-Links die Kanäle im 1550-Band auf die längsten Streckenabschnitte.

Dispersion bei 10G

Bei 10 Gb/s begrenzt auch die chromatische Dispersion die Reichweite: im Band 1550–1611 nm liegt sie bei etwa 17–20 ps/nm/km, sodass ein 80-km-Abschnitt ~1 600 ps/nm anhäuft — die Grenze eines Standard-10G-Direktdetektionsempfängers. 1G-CWDM betrifft das nicht; 10G-CWDM jenseits von ~80 km benötigt Dispersionskompensation oder eine andere Technologie (DWDM & kohärent).

In CodingBox

Die eigene Tx-Leistung des Transceivers und seine Rx-Empfindlichkeitsklasse sind die Werte, die in das Budget eingesetzt werden. CodingBox liest die vom Modul angegebenen Reichweiten-/Raten-Codes sowie live dessen Tx-Leistung und Rx-Leistung auf dem Bildschirm DDM — so lässt sich die am fernen Ende gemessene Rx-Leistung mit dem berechneten Budget vergleichen.

Ein umgesetztes Budget anhand der DDM-Messwerte prüfen — gemessene Dämpfung, Reservepolitik, Asymmetrie zwischen den Richtungen: Rx-Leistung und Leistungsbudget.

Budgets mit OADMs und Einzelfaser-Kanalpaaren, einschließlich eines ausgeführten Add/Drop-Beispiels: Einzelfaser-CWDM & OADM.

Dämpfung nach Band und Fasertyp im Detail: Dämpfung und Transmissionsfenster; die allgemeine Budgetmethode mit Penalties und Reservepolitik: Leistungsbudget-Auslegung.

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