Nhu cầu về dung lượng ngày càng cao trong khi công nghệ chế tạo sợi quang vẫn còn những giới hạn nhất định, làm hạn chế tốc độ truyền dẫn một kênh bước sóng. Ðiều đó đòi hỏi phải tăng số lượng kênh bước sóng truyền trên một sợi quang, có nghĩa là số lượng kênh mà bộ MUX/DEMUX xử lý phải tăng lên.
Trong khi công nghệ chế tạo phần tử cơ bản vẫn còn giới hạn ở một khoảng số lượng kênh bước sóng có thể xử lý nhất định thì giải pháp ghép tầng được xem là giải pháp hợp lý nhất.
Trong phương pháp này thực hiện ghép n tầng, mỗi tầng chỉ thực hiện ghép/tách một kênh bước sóng. Một ví dụ tiêu biểu là bộ DEMUX 8 kênh bước sóng, chế tạo từ các phần tử cơ bản là bộ lọc TFMF như đã trình bày trong hình (1.25).
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp ghép tầng nối tiếp là số bước sóng xử lý có thể thay đổi linh động bằng cách thêm/bớt số bộ lọc ghép vào (“pay as you grow”).
Nhược điểm chính là chỉ có thể tăng lên đến một số lượng bước sóng nào đó mà thôi, do suy hao xen sẽ tăng gần như tuyến tính với số lượng bộ lọc thêm vào.
Ghép một tầng (Single-Stage)
Tất cả các bước sóng đều được tách đồng thời trong một tầng duy nhất. Ví dụ cho cấu trúc này là bộ lọc AWG
Ưu điểm của phương pháp này suy hao xen nhỏ, tính đồng nhất của suy hao tốt hơn.
Nhược điểm là số kênh được tách bị hạn chế do công nghệ sản xuất AWG.
Hình 6.23. Ghép tầng để tăng dung lượng ghép/tách các kênh bước sóng.
(a) Ghép tầng theo từng băng sóng. (b) Ghép tầng đan xen chẵn lẻ.
Phương pháp này thực hiện với n/m tầng, mỗi tầng thực hiện ghép/tách m kênh bước sóng thuộc cùng một băng sóng (thông thường m=4 hoặc m=8, số lượng kênh bước sóng trong một băng sóng là do nhà sản xuất thiết bị qui định) xem hình (6.23. a). Như vậy, đòi hỏi bộ MUX/DEMUX ở tầng đầu phải có dải bước sóng hoạt động rất rộng.
Ưu điểm: hạn chế được suy hao thêm vào m lần so với phương pháp ghép tầng nối tiếp. Cấu trúc này có thể mở rộng thêm nhiều tầng. Cấu trúc có dạng mô đun nên ở tầng cuối cùng có thể chỉ dùng một băng
Nhược điểm: phí phạm tài nguyên “bước sóng” do phải chừa khoảng cách rộng giữa các băng sóng.
Ghép tầng đan xen chẵn lẻ
Có thể áp dụng với hai tầng hoặc nhiều hơn. Tầng đầu làm nhiệm vụ ghép/tách các kênh bước sóng chẵn, lẽ ra làm thành hai băng, đưa đến tầng hai. Tiếp theo, tầng hai có thể thực hiện chức năng tương tự như tầng một hoặc thực hiện ghép/tách riêng ra thành các kênh riêng lẻ (xem hình 6.23. b).
Ưu điểm của phương pháp này là càng về tầng cuối, không cần phải dùng các bộ lọc có độ chính xác cao do khoảng cách giữa các kênh bước sóng cần xử lý ở tầng sau sẽ càng rộng ra.
6.4.5. Bộ chuyển mạch quang