Hệ thống WDM thực hiện kết hợp nhiều tín hiệu, mỗi tín hiệu ở một bước sóng khác nhau để tăng dung lượng truyền dẫn của sợi quang. Các hệ thống WDM ban đầu đã triển khai, ghép hai bước sóng, một trong cửa sổ 1310 nm và một trong cửa sổ 1550 nm. Ngày nay, các hệ thống WDM sử dụng 16, 32, 128 hoặc nhiều hơn các bước sóng trong cửa sổ 1550 nm và được gọi là hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao (DWDM).
Các kênh bước sóng trong hệ thống DWDM đóng vai trò như các “sợi quang ảo” và có thể sử dụng để truyền bất cứ một loại tín hiệu nào như: lưu lượng SDH, ATM hoặc IP. Các nguồn lưu lượng này được kết nối qua các giao diện quang tiêu chuẩn. Hai loại cấu hệ thống DWDM điển hình là hệ thống DWDM cấu hình điểm -điểm và hệ thống cấu hình DWDM vòng. Cả hai loại hệ thống này đều có thể là các hệ thống đơn hướng hoặc song hướng. Hệ thống DWDM đơn hướng sử dụng sử dụng tất cả các bước sóng của một sợi quang để phát hoặc thu tín hiệu. Các hệ thống song hướng sử dụng một số bước sóng cho hướng phát và một số bước sóng cho hướng thu trên cùng một sợi quang.
Hệ thống DWDM điểm-điểm thường được sử dụng để tăng dung lượng cho các tuyến cự ly dài (mạng đường trục). Hình 1.5 minh họa một hệ thống DWDM điểm–điểm song hướng. Như đã thấy trên hình vẽ, có hai giao diện trung kế đa bước sóng được sử dụng để cung cấp khả năng dự phòng và bảo vệ tuyến. Một số các giao diện đơn bước sóng được sử dụng để kết nối với các bộ định tuyến IP, các bộ chuyển mạch ATM hoặc thiết bị SONET/SDH. Tại các cổng vào đơn bước sóng có các bộ điều chế để chuyển đổi tín hiệu vào tới bước sóng DWDM thích hợp. Bộ kết hợp quang ghép các bước sóng này với nhau và sau đó phát đi qua trung kế đa bước sóng. Ở phía thu, mỗi kênh bước sóng được tách ra nhờ một bộ lọc quang. Các khối tái tạo thực hiện tái tạo dạng và khuếch đại tín hiệu sau khi lọc. Các hệ thống điểm-điểm thường sử dụng cơ chế bảo vệ 1 + 1 khi đứt sợi quang hoặc xảy ra sự cố với các kênh bước sóng. Hai đầu cuối DWDM được kết nối với nhau qua hai sợi quang, mỗi bước sóng được phát đi trên cả hai sợi, phía thu so sánh hai tín hiệu quang thu được và lựa chọn tín hiệu có chất lượng tốt hơn.
Hình 1.5: Hệ thống DWDM điểm-điểm
Đối với các ứng dụng cho mạng đô thi (MAN), các hệ thống DWDM vòng với chức năng xen/rẽ thường được sử dụng. Những hệ thống này có bốn giao
λ1 IP ATM Các trung kế đa bước sóng ATM SONET/SDH IP λn λ2 Các giao diện đơn bước sóng SONET/SDH
diện trung kế đa bước sóng để tạo ra các mạng vòng hai sợi nhằm tăng cường chức năng bảo vệ. Một số lượng lớn các giao diện đơn bước sóng đóng vai trò như các cổng xen/rẽ và được kết nối tới các bộ định tuyến IP và chuyển mạch ATM hoặc tới các thiết bị kết nối chéo.
Như minh họa trong hình 1.6, các mạng vòng DWDM có thể cung cấp bất kỳ một kiểu cấu hình ảo nào. Có thể triển khai các mạng điểm-điểm, vòng, cây hoặc lưới nhờ việc thiết lập cấu hình kết cuối cho các bước sóng.
Hình 1.6: Hệ thống vòng DWDM