波长选择开关 (WSS)

在早期的光纤通信中，光缆只是"点对点"的管道。如果在中间节点想把某一波长的信号取下来，必须先把所有光信号转换成电信号，处理完再转回光信号。这种"光-电-光" (O-E-O) 的转换既昂贵又增加了延迟。

为了解决这个问题，工程师发明了 ROADM (可重构光分插复用器) 。而 ROADM 的核心引擎，就是我们今天的主角------WSS (Wavelength Selective Switch)。

WSS 的功能非常科幻：它能在一根光纤输入的几十束不同颜色的光中，随意指定：波长 λ1\lambda_1λ1 去 1 号口，波长 λ2\lambda_2λ2 去 2 号口，波长 λ3\lambda_3λ3 丢弃（Block）。这一切都在光域完成，毫秒级响应。

无论内部采用什么技术，WSS 的通用光路逻辑都是"分-控-合"：

解复用 (Demux) ：

输入光纤包含 C 波段（或 L 波段）的复色光。首先通过衍射光栅 (Diffraction Grating) 或棱镜，将不同波长的光在空间上散开（色散），形成一道"彩虹"。
空间光处理 (Switching Engine) ：

这是核心。通过透镜将"彩虹"聚焦在处理引擎（如 LCOS 芯片或 MEMS 镜片）上。引擎负责把特定颜色的光斑反射/偏转到特定的角度。
再复用 (Mux) ：

被偏转后的光束再次通过透镜和光栅，重新耦合进对应的输出光纤端口。

这是目前最主流、最先进的方案。

LCOS (Liquid Crystal on Silicon) 原本是用于投影仪的技术，被光通信工程师魔改成了相位空间光调制器 (Phase SLM)。

LCOS 芯片上有几百万个微小的像素，每个像素都是一个液晶单元。通过控制施加在每个像素上的电压，可以改变液晶分子的排列方向，从而改变该像素的折射率。

光在介质中走过的光程是 n⋅dn \cdot dn⋅d。改变折射率 nnn，就改变了光经过该像素后的相位 (Phase)。

如果我们要让一束光发生偏转，并不需要机械镜子。我们只需要制造一个相位梯度。

我们在 LCOS 表面构造一个"锯齿状"的相位分布（0 到 2π2\pi2π 循环），这被称为闪耀光栅 (Blazed Grating)。
根据物理光学原理，波前的相位发生线性倾斜，传播方向就会发生偏转。
θ∝λΛ\theta \propto \frac{\lambda}{\Lambda}θ∝Λλ
（其中 Λ\LambdaΛ 是相位周期的宽度）
结果：通过软件调整加载在 LCOS 上的电压图样（全息图），我们就能纯电子式地控制光的反射角度，从而把光导向任意输出端口。

无机械运动：寿命极长，抗震动。
FlexGrid 支持：因为像素极小，可以精确控制带宽。它不局限于固定的 50GHz 间隔，可以切出 37.5GHz 或 75GHz 的通道，完美适应现在的 400G/800G 传输。
VOA 功能 ：通过故意制造一点"相位由于"，让光不完全聚焦到输出口，就能实现可变光衰减 (Variable Optical Attenuation)，调节光功率平衡。

这是较早期的技术，但在某些低端口数场景仍有应用。

MEMS WSS 的核心是一排微小的机械镜面。

如果你在看 WSS 的 Datasheet，这几个参数决定了它的身价：

端口数 (Port Count)：
- 常见的有 1x9, 1x20, 甚至 1x32。端口越多，能连接的方向越多（Mesh 网络维度越高）。
插入损耗 (Insertion Loss, IL)：
- 光经过光栅、透镜、液晶/镜面，能量一定会损耗。通常在 5dB - 8dB 左右。损耗越低越好，否则需要更强的 EDFA 放大器。
通道隔离度 (Isolation)：
- 端口 A 的光，绝不能漏到端口 B 去。通常要求 > 30dB。
切换速度 (Switching Time)：
- LCOS 通常在几百毫秒级别（液晶分子转动需要时间），MEMS 稍快。这对于光网络的恢复时间至关重要。

WSS 是光通信皇冠上的明珠之一。

正是这种精密的光机电算一体化技术，才让我们今天能够在一个城市的光纤网中，灵活地调度海量的数据洪流，让 5G 和 AI 算力网络成为可能。