Mạng ghép kênh quang có 2 kiểu chuyển mạch: chuyển mạch kênh quang (Circuit - Switching) và chuyển mạch gói quang (Packet - Switching). Từ đó hình thành 2 hình thức mạng ghép kênh bước sóng, tức mạng WDM chuyển mạch kênh quang (Circuit - Switched WDM Network) và mạng WDM chuyển mạch gói quang (Packet-Switched WDM Network).
1. Mạng WDM chuyển mạch kênh quang
Hiện nay được nghiên cứu nhiều nhất là mạng WDM chuyển mạch kênh quang, nó cũng là mạng gần thực tế nhất. Ở nước Mỹ, Nhật Bản và một số nước châu Âu đã xây dựng mạng thực nghiệm WDM chuyển mạch kênh quang.
Xét từ cấu trúc của mạng thì có 2 hình thức mạng WDM chuyển mạch quang: một là mạng quảng bá và lựa chọn, cũng tức là mạng kết cấu hình sao, hai là mạng bước sóng dò đường.
- Mạng quảng bá và lựa chọn:
Trong mạng quảng bá và lựa chọn, các điểm nút được nối với nhau thông qua sợi quang và bộ phối ghép không nguồn hình sao, mỗi điểm nút được phân bổ bước sóng khác nhau. Tín hiệu phát đi với đặc tính bước sóng của từng điểm nút và được hội tụ lại qua bộ phối ghép, sau khi phân luồng đi tới đầu thu tin ở các điểm nút, dùng máy thu có điều chỉnh ở mỗi điểm nút để lựa chọn thu. Trong đó máy phát ở các điểm nút có tần số cố định; máy thu có thể điều chỉnh được. Chú ý ở đây, điểm nút thu muốn nhận được tin tức của điểm nút phát nào đó, phải dùng máy thu để điều chỉnh bước sóng thu giống với bước sóng phát, điều này cần tới giao thức điều khiển thăm dò phương tiện (giao thức MAC).
Vì bộ phân phối ghép hình sao và đường kết nối sợi quang không có nguồn, cho nên loại mạng này rất tin cậy và dễ điều khiển. Nhưng mạng quảng bá và lựa chọn có 2 điểm yếu rõ ràng: một là mạng này rất lãng phí năng lượng quang, bởi vì năng lượng quang của mỗi tín hiệu cần truyền dẫn hầu như được chia đều cho tất cả các điểm nút của mạng; hai là mỗi điểm nút đều cần có một bước sóng khác nhau, mà hiện nay số bước sóng là có hạn, cho nên số điểm nút trong mạng cũng có hạn. Vì vậy mạng quảng bá và lựa chọn chỉ thích hợp dùng trong mạng LAN.
Trong mạng bước sóng dò đường, tín hiệu trên bước sóng nhất định được trực tiếp dò đường đến điểm nút đích, mà không phải là quảng bá đến toàn mạng. Như vậy giảm được tổn thất năng lượng quang của tín hiệu, đồng thời sử dụng một bước sóng nhiều lần tại các bộ phận không trùng lặp của mạng.
2. Mạng WDM chuyểm mạch gói:
Cốt lõi của hệ thống chuyển mạch là “chọn, định tuyến bước sóng” tức là tất cả những tế bào tin đi tới tất cả đầu ra chuyển mạch, ở đó, chỉ chọn tế bào tin có một bước sóng nhất định. Hiện nay thực hiện bằng công nghệ chuyển mạch điều khiển điện quang
Trước hết lấy header (mào đầu) xuống từ tế bào nhóm quang trên sợi quang vào, biến đổi quang/điện, sau khi qua xử lý số, căn cứ vào thông tin địa chỉ tương ứng để tạo tín hiệu điều khiển, mạch điện điều khiển xử lý thống nhất đối với header của các tế bào trên đường dây vào.
Mạch điện điều khiển có 2 chức năng: chọn tuyến và điều khiển trễ tế bào quang. Khi chọn tuyến thì mạch điện điều khiển căn cứ vào thông tin địa chỉ trong mào đầu của tế bào quang, quyết định trị số bước sóng của tế bào đó sau khi đi qua bộ biến đổi bước sóng, mỗi một bước sóng tương ứng với một đầu ra. Khi tế bào quang đi qua bộ biến đổi bước sóng rồi thông qua bộ phối ghép hình sao tới bộ lọc quang ở mỗi đầu ra, bộ lọc quang chỉ chọn ra bước sóng nhất định, nghĩa là tế bào quang cần phải đến đầu ra đó.
Khi 2 tế bào quang từ trên 2 dây vào khác nhau cùng đến một đầu ra thì sẽ gây ra sự xung đột trên dây ra, về phân chia bước sóng, nó biểu hiện là trên kênh quang cùng một bước sóng đồng thời có 2 tế bào quang đến từ 2 nguồn khác nhau. Để giải quyết xung đột trên dây ra, cần phải có thêm môđun trễ tế bào quang. Môđun trễ tế bào quang do giao diện quang và dây trễ sợi quang hợp thành, chiều dài dây trễ của sợi quang là 1T, 2T,..., (Q-1)T (với T là chu kỳ của một tế bào ATM). Khi có hai tế bào quang cùng tranh chấp một dây ra thì mạch điện điều khiển xử lý header của 2 tế bào quang có thể biết được tin tức này, mạch điện sẽ điều khiển cổng quan tương ứng, làm cho một tế bào trong đó không có trễ, 1 tế bào khác qua một đoạn dây trễ sợi quang tương đương với thời gian truyền dẫn của 1 tế bào, như vậy đã giải quyết được vấn đề xung đột trên dây ra.
Một điểm khó khăn khi thực hiện mạng WDM chuyển mạch gói là thiếu sự hỗ trợ cần thiết của linh kiện quang, trên lý thuyết và trên thực tế còn cách xa nhau rất nhiều.