WSS

Ein Wavelength Selective Switch ist eine photonische Komponente, die optische Signale in Fasernetzen durch Trennung und Umleitung von Licht nach seiner Wellenlänge weiterleitet. Innerhalb eines WSS wird eingehendes Licht aus einer einzelnen Faser in ein Spektrum zerlegt, einzelne Wellenlängen werden durch mikro-elektromechanische Spiegel (MEMS) oder Flüssigkristallgeräte abgelenkt, und die ausgewählten Wellenlängen werden in Ausgabefasern rekombiniert. Dies ermöglicht es einer einzelnen Hardware, als intelligente optische Crossbar zu fungieren und Hunderte von Wellenlängen zu verschiedenen Zielen zu lenken, ohne sie in elektrische Signale umzuwandeln.

WSS-Einheiten bilden das Herzstück von Wavelength Division Multiplexing (WDM)-Netzen, in denen Dutzende oder Hunderte separater Datenkanäle verschiedene Wellenlängen auf einem einzelnen Faserpaar nutzen. Ein WSS an einem Netzknoten kann spezifische Wellenlängen für diesen Standort extrahieren, andere unverändert durchleiten und neue Wellenlängen auf die ausgehende Faser einspeisen. Typische WSS-Geräte verarbeiten 80 bis 384 Wellenlängen mit Abständen von 50 GHz oder 100 GHz im C-Band (1530, 1565 nm) oder L-Band (1565, 1625 nm).

Funktion und Mechanik

Die interne Architektur variiert je nach Hersteller. Ein Bulk-Optics-Design nutzt Beugungsgitter oder Array-Waveguide-Gitter (AWG), um Wellenlängen zu trennen, lenkt jede auf ein Array von MEMS-Spiegeln und rekombiniert sie. Integrierte photonische Versionen verwenden auf Silizium oder Kieselsäure ätzen Wellenleiterkonfigurationen auf dem Chip, um die gleiche Funktion in kleineren Bauformen zu erreichen. Der Hauptvorteil gegenüber älteren festen optischen Add-Drop-Multiplexern (OADM) ist die Programmierbarkeit: Das Wellenlängen-Routing kann durch Kontrolle, welche Spiegel welche Wellenlängen ablenken, in Millisekunden rekonfiguriert werden.

WSS-Geräte führen Einfügungsdämpfung (typisch 4, 8 dB) und chromatische Dispersionsrauheit über das Spektrum ein. In Langstrecken-Links wird dieser Verlust durch optische Verstärker (EDFAs) kompensiert, und Dispersion wird durch Routing-Disziplin oder durch Kombination von WSS mit Dispersionskompensationsmodulen gehandhabt. Einige Einheiten verfügen über integrierte Ausgleicher, um die Leistungspegel über alle Wellenlängen zu nivellieren, eine kritische Funktion in Systemen, bei denen einige Kanäle längere Routen durchlaufen oder mehr Dämpfung angesammelt haben als andere.

Ausfallmöglichkeiten sind unter anderem verkemmte MEMS-Spiegel, die Wellenlängen dauerhaft blockieren, sowie allmählicher Verlust der Schaltgeschwindigkeit, was zu Bitfehlern führen kann, wenn die Spiegelantwortzeit zu sehr degradiert. Der Austausch vor Ort ist üblich; die Einheit passt in einen Standard-Linienkartenplatz auf einer optischen Transportplattform. WSS-Technologie ist grundlegend für rekonfigurierbare optische Add-Drop-Multiplexer (ROADM) und stellt die Grenze zwischen passiver optischer Infrastruktur und aktiver Netzwerkkontrolle dar.