Để cung cấp được cỏc chức năng cơ bản của chuyển mạch chựm quang như đó được mụ tả trong phần trước thỡ cần yờu cầu một số cụng nghệ chế tạo thiết bị quang. Trong cỏc node mạng biờn và node mạng lừi, phần OXC phải được thực thi sử dụng một kết cấu chuyển mạch quang nhanh. Cỏc bộ thu ở cỏc node mạng biờn cũng cần phải cú tốc độ nhanh để cú thể thu nhận tớn hiệu lối vào nhanh. Mỗi trạm yờu cầu cú một số phương thức chuyển đổi bước súng để giảm thiểu xung đột tại cỏc liờn kết lối ra [8].
Mạng OBS khụng đũi hỏi về thời gian chuyển mạch nhanh như yờu cầu trong hệ chuyển mạch gúi. Mặt khỏc, với cụng nghệ ngày nay yờu cầu thời gian chuyển mạch đối với mạng OBS là cú thể đỏp ứng được. Đó cú một số cụng nghệ được ứng dụng thực thi cỏc mạng chuyển mạch toàn quang. Một trong những cụng nghệ hoàn thiện nhất là cụng nghệ chuyển mạch sử dụng hệ thống vi cơ điện tử (MEMS). Trong cỏc hệ chuyển mạch MEMS, sử dụng cỏc gương siờu nhỏ cú thể điều khiển để hướng ỏnh sỏng từ một cổng lối vào tới một cổng lối ra cho trước. Hỡnh 2.5 mụ tả một thiết kế tiờu biểu minh hoạ. Ở đõy ỏnh sỏng từ một sợi lối vào cho trước được định hướng tới một gương trong hệ gương lối vào. Gương này được điều chỉnh để chuyển hướng chựm sỏng tới hệ cỏc gương lối ra, tại đõy nú sẽ bị phản xạ tới sợi lối ra tương ứng. Cụng nghệ MEMS dựa trờn cơ cấu điều khiển cỏc gương để định hướng ỏnh sỏng nờn thời gian chuyển mạch tương đối chậm, nú cỡ khoảng 50 ms [8].
Cỏc sợi lối vào Cỏc sợi lối ra Hỡnh 2.5 Hệ chuyển mạch vi cơ điện tử.
Một cụng nghệ chuyển mạch đỏp ứng thời gian chuyển mạch nhanh hơn đú là chuyển mạch cổng sử dụng cỏc bộ khuếch đại quang bỏn dẫn (SOA). Sơ đồ khối của hệ chuyển mạch SOA được chỉ ra trong hỡnh 2.6. Ánh sỏng tới một lối vào cho trước sẽ được quảng bỏ tới cỏc bộ khuếch đại quang bỏn dẫn sử dụng cỏc bộ ghộp nối quang. Cỏc SOA được kớch hoạt tạo ra cỏc trạng thỏi giống như mở (on) và đúng (off).
Hỡnh 2.6 Hệ chuyển mạch sử dụng bộ khuếch đại quang bỏn dẫn
Nếu như một SOA chuyển qua trạng thỏi mở, tớn hiệu lối vào sẽ được đi qua và tới lối ra. Ngược lại, tớn hiệu sẽ bị khoỏ. Ưu điểm của chuyển mạch sử dụng SOA là thời gian chuyển mạch nhanh cỡ 1 ns và cho phộp phỏt quảng bỏ tớn hiệu tới nhiều lối ra. Nhược điểm SOA là sử dụng cỏc bộ ghộp nối quang dẫn tới suy giảm tớn hiệu nờn bị giới hạn về khoảng cỏch truyền dẫn. Mặt khỏc cỏc thiết bị SOA thường đắt và cú độ nhạy cực tớnh cao.
Một cụng nghệ yờu cầu khỏc khi xõy dựng mạng OBS là thực thi cỏc bộ thu cỏc chựm dữ liệu. Cỏc bộ thu truyền thống trong cỏc hệ thống truyền dẫn quang hiện tại như là SONET/SDH khụng phự hợp cho cỏc hệ thống chuyển mạch chựm quang. Cỏc bộ thu này thường cú pha và cụng suất thu là một hằng số và tớn hiệu là luụn tồn tại. Trong cỏc mạng OBS, cỏc chựm dữ liệu đến một bộ thu cho trước cú thể cú pha và cụng suất khỏc nhau vỡ cỏc chựm dữ liệu cú thể đi tới từ cỏc nguồn khỏc nhau và đi trờn những đường dẫn khỏc nhau. Hơn nữa do đặc tớnh tự nhiờn của chựm dữ liệu nờn tớn hiệu chỉ hiện hữu trong thời gian kộo dài của chựm dữ liệu. Cỏc bộ thu chế độ thu chựm dữ liệu là những bộ thu được thiết kế tương thớch với tớn hiệu cú cụng suất và pha biến đổi theo cỏc chựm dữ liệu tới. Một yờu cầu đối với cỏc bộ thu chế độ chựm dữ liệu là phải khụi phục được tớn hiệu đồng hồ đủ nhanh. Cỏc bộ thu chế độ burst cú khả năng khụi phục lại tớn hiệu đồng hồ của tớn hiệu tới 2.5 Gbps trong vũng 24 ns đó được thực thi trong cỏc thớ nghiệm [9].
Một cụng nghệ cần thiết khỏc để thực thi mạng chuyển mạch chựm quang đú là chuyển đổi bước súng. Trong mạng chuyển mạch chựm quang sử dụng WDM hoặc DWDM việc chuyển đổi bước súng tại mỗi node mạng là rất cần thiết để giảm thiểu tắc nghẽn. Kỹ thuật đơn giản nhất để chuyển đổi bước súng là thực hiện chuyển đổi từ miền quang sang miền điện và sử dụng tớn hiệu điện để điều chế sang tớn hiệu quang tại bước súng lối ra yờu cầu. Phương phỏp này cú đặc điểm đơn giản và cú thể chuyển đổi tớn hiệu ở tốc độ dữ liệu lờn tới 10 Gbps, tuy nhiờn việc thực hiện này yờu cầu tớn hiệu quang phải cú một dạng điều chế riờng cũng như tốc độ bớt xỏc định. Một cỏch khỏc thực hiện chuyển đổi bước súng là thực hiện điều chế khuếch đại chộo. Trong điều chế khuếch đại chộo, tớn hiệu dữ liệu được phỏt đi qua một bộ khuếch đại quang bỏn dẫn (SOA) cựng với một tớn hiệu bơm liờn tục (CW) trờn một bước súng khỏc. Khi tớn hiệu dữ liệu ở mức cao, cỏc hạt mang điện trong miền khuếch đại của SOA giảm và SOA rơi vào trạng thỏi bóo hoà. Kết quả là tớn hiệu bơm CW khụng được khuếch đại. Khi tớn hiệu ở mức thấp, tớn hiệu bơm CW sẽ được khuếch đại hoàn toàn. Bởi vậy một bản copy ngược tại bước súng bơm CW của tớn hiệu dữ liệu sẽ thu được ở lối ra của bộ SOA. Kỹ thuật này cú khả năng chuyển đổi tớn hiệu dữ liệu tốc độ lờn tới 10 Gbps. Sự hạn chế của điều chế khuếch đại chộo là kỹ thuật này yờu cầu mức cụng suất tớn hiệu dữ liệu lối vào cao và cho tỉ số cụng suất của bớt „0‟ và bit „1‟ của tớn hiệu lối ra thấp. Sự chờnh lệch này dẫn tới khi SOA ở trạng thỏi bóo hoà, tớn hiệu bơm CW vẫn nhận được khuếch đại ở một mức nào đú.
Phương phỏp khỏc thực hiện việc chuyển đổi bước súng là sử dụng hiệu ứng phi tuyến trộn bốn bước súng. Hiệu ứng này xảy ra khi cú sự tương tỏc giữa hai tần số f1 và f2 tạo ra thờm hai tần số mới 2f1 - f2 và 2f2 – f1. Nếu tớn hiệu dữ liệu hoạt động tại tần số f1 và tớn hiệu bơm CW hoạt động ở tần số f2 thỡ tớn hiệu dữ liệu lối ra sẽ thu được tại cỏc tần số 2f1 - f2 và 2f2 – f1. Cỏc tớn hiệu mới tạo ra cú cụng suất thấp hơn tớn hiệu lối vào nờn hiệu suất của kỹ thuật này khụng cao. Hơn nữa, hiệu suất giảm khi sự chờnh lệch giữa bước súng tớn hiệu bơm và tớn hiệu lối ra tăng.