CWDM 合波器/分波器とリンクバジェット

CWDM リンクは受動部品の連なりです。トランシーバー、合波器、光ファイバー、分波器、トランシーバーという構成で、届く光が受信器の必要とするレベルより強い場合にのみ機能します。この計算こそが CWDM 設計の核心です。

受動部品

すべて受動部品であり、電源も設定も不要で、汚れと損傷以外の故障モードはありません。合波器は 1RU シェルフや LGX カセットに収められた薄膜フィルターであり、両端は同じチャネルプランを使う必要があります。

光ファイバーの帯域別損失

光ファイバーの減衰は、CWDM の波長ごとに一様ではありません。

低ウォーターピーク光ファイバー（G.652.C/D、「ZWP」）では 18 チャネルすべてを使用できます。旧世代の光ファイバーでは 1371–1411 nm のチャネルが省かれることが多く、これが8チャネルシステムが 1471–1611 nm を好む理由です（CWDM チャネルプランを参照）。

リンクバジェット

バジェット = Tx パワー（最小）− 受信感度は、すべての損失の合計に安全マージンを加えた値を上回る必要があります。

Losses = mux + demux + fibre × km + connectors + splices + ageing margin (≈3 dB)

計算例 — 10G CWDM SFP+「40 km」モジュール、8チャネル合波器、30 km：

Tx min  0 dBm, Rx sens −16 dBm            → budget 16 dB
Mux 2.0 + demux 2.0                        =  4.0 dB
Fibre 30 km × 0.25 dB/km (1550 band)       =  7.5 dB
4 connectors × 0.3                         =  1.2 dB
Margin                                      =  3.0 dB
Total                                       = 15.7 dB  → OK, barely

同じモジュールを O バンドのチャネルで使うと（0.35 dB/km → 光ファイバー損失 10.5 dB）、収支が合いません。これが、長距離の CWDM リンクで最長スパンに 1550 バンドのチャネルを割り当てる理由です。

10G における分散

10 Gb/s では、波長分散も伝送距離を制限します。1550–1611 nm 帯ではおよそ 17–20 ps/nm/km で、80 km のスパンでは ~1 600 ps/nm が蓄積します。これは標準的な 10G 直接検波受信器の限界です。1G CWDM ではこれは問題になりませんが、~80 km を超える 10G CWDM では分散補償か別の技術が必要です（DWDM とコヒーレントを参照）。

CodingBox では

バジェットに当てはめるのは、トランシーバー自身の Tx パワーと受信感度クラスです。CodingBox はモジュールが申告する伝送距離／レートコードを読み取り、DDM 画面では Tx パワーと Rx パワーをライブで表示します。これにより、遠端で実測した Rx を、計算したバジェットと比較できます。

導入済みのバジェットを DDM の実測値と突き合わせる方法 — 実測損失、マージンの方針、方向間の非対称性についてはRx パワーとリンクバジェットを参照してください。

OADM と単一光ファイバーペアを含むバジェット計算、アド／ドロップの計算例については単一光ファイバー CWDM と OADMを参照してください。

バンドと光ファイバー種別ごとの減衰の詳細は減衰と伝送窓を、ペナルティとマージン方針を含む一般的なバジェット計算法はリンクバジェットの設計を参照してください。