Bộ tách sóng quang chuyển các luồng ánh sáng đi vào thành các dòng điện. Dòng điện sau đó được khuếch đại và đi xuyên qua một thiết bị ngưỡng. Một bit ở mức logic 0 hay 1 phụ thuộc dòng điện này ở trên hay dưới một ngưỡng nào đó trong thời gian bit. Nói cách khác, sự quyết định được thực hiện dựa vào sự hiện diện của ánh sáng trong suốt thời khoảng bit.
Các thiết bị tách sóng cơ bản cho các mạng quang tách sóng trực tiếp là các diot PN và PIN. Cấu tạo của chúng cũng phát triển từ tiếp giáp P-N. Dưới hiệu ứng quang-điện, ánh sáng đi vào mối nối P-N sẽ tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong cả hai vùng của diot. Các electron được giải phóng trong vùng “p” sẽ đi qua vùng
“n”, và các lỗ trống tạo ra trong vùng “n” sẽ xuyên qua vùng “p”, kết quả là tạo ra một dòng điện.
Một phương pháp khác là tách sóng kết hợp. Trong đó thông tin về pha được sử dụng để mã hoá và tách sóng tín hiệu. Luồng ánh sáng vào với một tần số hơi khác tần số bộ dao động, được kết hợp với tín hiệu từ bộ dao động tạo ra một tín hiệu ở tần số khác. Tín hiệu này trong tầm sóng vi ba sẽ được khuếch đại và tách sóng. Tách sóng kết hợp phức tạp hơn tách sóng trực tiếp nhưng nó cho phép nhận các tín hiệu yếu từ một nền nhiễu. Tuy nhiên trong hệ thống quang, việc duy trì thông tin về pha cho tách sóng trực tiếp là điều khó thực hiện.
Theo sau là một số yêu cầu đối với các bộ tách sóng quang để tương thích trong hệ thống WDM:
• Phù hợp với kích thước sợi quang để việc ghép được hiệu quả và đóng gói dễ dàng.
• Có một độ nhạy cao ở bước sóng hoạt động của nguồn quang.
• Có một thời gian đáp ứng đủ ngắn để điều khiển tốc độ dữ liệu hệ thống. • Nhiễu đối với hệ thống thấp.
• Duy trì sự vận hành ổn định trong những điều kiện môi trường thay đổi như nhiệt độ.