Công nghệ ROADM thế hệ thứ 3 đang được sử dụng rộng rãi trong mạng DWDM hiện nay là chuyển mạch chọn lọc bước sóng WSS. Hình 2.5 minh hoạ một
33
bộ WSS 1xN có thể định tuyến độc lập từng bước sóng từ 1 port đầu vào đến N port đầu ra [8]. WSS có tính 2 chiều, các kênh từ N port đầu vào cũng có thể được ghép kênh chọn lọc tới một port đầu ra. Ngoài ra, WSS cũng có thể tích hợp các bộ suy hao cho mỗi kênh bước sóng hoặc có thể chặn bất kỳ bước sóng nào. Hầu hết WSS triển khai trong các hệ thống ngày nay đều hoạt động tại lưới ITU 100 GHz hoặc 50 GHz, thuộc băng C hoặc L.
Hình 2.5: WSS định tuyến bước sóng
Hình 2.6 minh hoạ cấu trúc thông thường của một ROADM WSS 2 bậc [8]. Trong cấu trúc này, bộ spiltter thực hiện tách một phần công suất tín hiệu tới DEMUX để rẽ bất kỳ bước sóng nào. Phần tín hiệu còn lại đi tới bộ WSS 2x1, tại đây các bước sóng đã được rẽ từ trước sẽ bị chặn lại và ghép lại từ bộ MUX tại một port khác của WSS, các bước sóng còn lại được truyền qua. Cuối cùng các bước sóng xen/rẽ hay truyền qua nút đều được định tuyến qua bộ WSS tới port đầu ra.
34
Ưu điểm lớn của WSS là được cấu hình dễ dàng trong các ROADM đa bậc như 3 hoặc 4 bậc tại các mạng đường dài hoặc mạng đô thị. Hình 2.7 minh hoạ cấu trúc bộ ROADM 4 bậc [8].
Hình 2.7: Cấu trúc ROADM WSS 4 bậc với các port xen/rẽ kênh colored
Với cấu trúc đó, các port xen/rẽ kênh đều được gán một bước sóng cụ thể vì được tách/ghép kênh qua các bộ DEMUX & MUX. Các bộ ROADM như vậy gọi là có màu (colored), bộ phát đáp kết nối tới 1 port xen/rẽ của ROADM sẽ không thể thay đổi linh hoạt được.
Hình 2.8 minh hoạ một cấu trúc thay thế với một bộ WSS được đặt tại mỗi bậc. Port đầu vào mỗi bộ WSS kết nối với sợi quang đầu vào tại mỗi bậc [8]. Một số port ra của WSS được kết nối tới các bộ coupler N:1 tại các bậc khác, một số port ra khác đóng vai trò là port rẽ và WSS chỉ định tuyến duy nhất một bước sóng tới mỗi port này. Mỗi WSS sau đó được cấu hình để hướng các kênh tới các bậc khác hoặc tới port rẽ kênh hoặc chặn luôn bước sóng đó. Các kênh được xen sử dụng bộ ghép công suất quang coupler. Các bước sóng cần phải được cấu hình chỉ một bước sóng được định hướng tới mỗi bộ coupler để tránh xung đột các tín hiệu cùng bước sóng.
35
Hình 2.8: Cấu trúc ROADM WSS 4 bậc với các port xen/rẽ colorless
Với cấu trúc này, mỗi port rẽ kênh không được gán một bước sóng cụ thể, mà bước sóng rẽ từ các port này được xác định bởi bước sóng nào được WSS định tuyến tới port đó. Các port xen kênh cũng không được gán bước sóng cố định. Những port xen/rẽ với đặc tính như vậy gọi là độc lập bước sóng (colorless), giúp cho hệ thống vận hành mạng có thể gán và thay đổi các port độc lập bước sóng bất cứ lúc nào một cách linh hoạt.
Các bộ WSS hiện nay được cấu trúc dưới dạng quang không gian sử dụng các công nghệ như: hệ thống cơ điện siêu vi MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), bộ điều biến pha tinh thể lỏng trên nền silicon LCoS (Liquid Crystal on Silicon), chuyển mạch dựa trên phân cực tinh thể lỏng LC (Liquid Crystal), gương xử lý ánh sáng số DLP (Digital Light Processing) hoặc kết hợp nhiều công nghệ.