在各種不同類型的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用到的光交換技術(shù)又有所不同，所以，我們可以根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)類型的不同，使用不同的光交換技術(shù)：

　　A、時(shí)分光交換技術(shù)：該技術(shù)的原理與現(xiàn)行的電子程控交換中的時(shí)分交換系統(tǒng)完全相同，因此它能與采用全光時(shí)分多路復(fù)用方法的光傳輸系統(tǒng)匹配。在這種技術(shù)下，可以時(shí)分復(fù)用各個(gè)光器件，能夠減少硬件設(shè)備，構(gòu)成大容量的光交換機(jī)。該技術(shù)組成的通信技術(shù)網(wǎng)由時(shí)分型交換模塊和空分型交換模塊構(gòu)成。它所采用的空分交換模塊與上述的空分光交換功能塊完全相同，而在時(shí)分型光交換模塊中則需要有光存儲(chǔ)器（如光纖延遲存儲(chǔ)器、雙穩(wěn)態(tài)激光二極管存儲(chǔ)器）、光選通器（如定向復(fù)合型陣列開關(guān)）以進(jìn)行相應(yīng)的交換。

　　B、復(fù)合光交換技術(shù)：該技術(shù)是指在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)應(yīng)用兩種以上的光交換方式。例如，在波分技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)大規(guī)模交換網(wǎng)絡(luò)的一種方法是進(jìn)行多級(jí)鏈路連接，鏈路連接在各級(jí)內(nèi)均采用波分交換技術(shù)。因這種方法需要把多路信號(hào)分路接入鏈路，故抵消了波分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)。解決這個(gè)問題的措施是在鏈路上利用波分復(fù)用方法，實(shí)現(xiàn)多路化鏈路的連接，空分----波分復(fù)合型光交換系統(tǒng)就是復(fù)合型光交換技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用。除此之外，還可將波分和時(shí)分技術(shù)結(jié)合起來得到另一種極有前途的復(fù)合型光交換，其復(fù)用度是時(shí)分多路復(fù)用度與波分多路復(fù)用度的和乘積。如它們的復(fù)用度分別為16，則可實(shí)現(xiàn)256路的時(shí)分--波分復(fù)合型交換。

　　C、空分光交換技術(shù)：該技術(shù)的基本原理是將光交換元件組成門陣列開關(guān)，并適當(dāng)控制門陣列開關(guān)，即可在任一路輸入光纖和任一輸出光纖之間構(gòu)成通路。因其交換元件的不同可分為機(jī)械型、光電轉(zhuǎn)換型、復(fù)合波導(dǎo)型、全反射型和激光二極管門開關(guān)等，如耦合波導(dǎo)型交換元件鑰酸鉀，它是一種電光材料，具有折射率隨外界電場的變化而發(fā)生變化的光學(xué)特性。以鈮酸鉀為基片，在基片上進(jìn)行鈦擴(kuò)散，以形成折射率逐漸增加的光波導(dǎo)，即光通路，再焊上電極后即可將它作為光交換元件使用。當(dāng)將兩條很接近的波導(dǎo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?fù)合，通過這兩條波導(dǎo)的光束將發(fā)生能量交換。能量交換的強(qiáng)弱隨復(fù)合系數(shù)。平行波導(dǎo)的長度和兩波導(dǎo)之間的相位差變化，只要所選取的參數(shù)適當(dāng)，光束就在波導(dǎo)上完全交錯(cuò)，如果在電極上施加一定的電壓，可改變折射率及相位差。由此可見，通過控制電極上的電壓，可以得到平行和交叉兩種交換狀態(tài)。

　　D、光突發(fā)數(shù)據(jù)交換技術(shù)：該技術(shù)是針對目前光信號(hào)處理技術(shù)尚未足夠成熟而提出的，在這種技術(shù)中有兩種光分組技術(shù)：包含路由信息的控制分組技術(shù)和承載業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分組技術(shù)?？刂品纸M技術(shù)中的控制信息要通過路由器的電子處理，而數(shù)據(jù)分組技術(shù)不需光電/電光轉(zhuǎn)換和電子路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，直接在端到端的透明傳輸信道中傳輸?？刂品纸M在WDM傳輸鏈路中的某一特定信道中傳送，每一個(gè)突發(fā)的數(shù)據(jù)分組對應(yīng)于一個(gè)控制分組，并且控制無組先于數(shù)據(jù)分組傳送，通過“數(shù)據(jù)報(bào)”或“虛電路”路由模式指定路由器分配空閑信道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信道的帶寬資源動(dòng)態(tài)分配。數(shù)據(jù)信道與控制信道的隔離簡化了突發(fā)數(shù)據(jù)交換的處理，且控制分組長度非常短，因此使高速處理得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于控制分組和數(shù)據(jù)分組是通過控制分組中含有的可“重置”的時(shí)延信息相聯(lián)系的，傳輸過程中可以根據(jù)鏈路的實(shí)際狀況用電子處理對控制信元作調(diào)整，因此控制分組和信號(hào)分組都不需要光同步?？梢钥闯觯@種路由器充分發(fā)揮了現(xiàn)有的光子技術(shù)和電子技術(shù)的特長，實(shí)現(xiàn)成本相對較低、非常適合于在承載未來高突發(fā)業(yè)務(wù)的局域網(wǎng)（LAN）中應(yīng)用，超大容量的光突發(fā)數(shù)據(jù)路由器同樣可用于構(gòu)建骨干網(wǎng)。

　通信網(wǎng)絡(luò)的光交換機(jī)的一個(gè)基本功能就是在光纖斷裂或轉(zhuǎn)發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行恢復(fù)、現(xiàn)代的大多數(shù)光纖網(wǎng)絡(luò)都有兩條以上的光纖路由連到關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)。通過光交換機(jī)光信號(hào)能大使地避開出故障的光纖或轉(zhuǎn)，重新選擇到達(dá)目的地的有效路由。但是信號(hào)以何種速車重新選擇路由對避免信息丟失是十分重要的，技高速電信系統(tǒng)中交換速率尤其重要。

　　光交換機(jī)的另一個(gè)傳統(tǒng)應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。在遠(yuǎn)端光纖測試點(diǎn)上，可使用一個(gè)1＊N交換機(jī)將多條光纖連接到一個(gè)光時(shí)域反射計(jì)（）。對光纖鏈路進(jìn)行監(jiān)控。使用交換機(jī)和OTDR可準(zhǔn)確定位每一條光纖鏈路上的故障。在實(shí)際的傳送網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)還允許用戶取出信號(hào)或抽入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析儀來進(jìn)行實(shí)肘監(jiān)控而不會(huì)干擾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

　　光交換機(jī)通常也可用于光纖器件的現(xiàn)場測試。舉例來說，一個(gè)多通道交換機(jī)是在城測試光纖器件的有力工具。通過監(jiān)視每一個(gè)對應(yīng)一特定測試參數(shù)的交換機(jī)通道，可以不間斷地測試多個(gè)部件。

　　最近，光交換機(jī)還開始被應(yīng)用于光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)中。

　　光電和光機(jī)械交換機(jī)

　　盡管當(dāng)前有許多種商用光又換機(jī)，但它們的光電和光機(jī)械模型都彼此十分相似。光電交換機(jī)內(nèi)包含帶有光電晶體材料（諸如鋰鈮）的波導(dǎo)。交換機(jī)通常在輸入輸出端各有兩個(gè)波導(dǎo)，波導(dǎo)二間有兩條波導(dǎo)通路，這就構(gòu)成了Mach-Zehnder干涉結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)1＊Z和2＊2的交換配置。兩條通路之間的相位差由施加在通路上的電壓來控制。當(dāng)通路上的驅(qū)動(dòng)電壓改變兩通路。問的相位差時(shí)，利用于步效應(yīng)就可將信號(hào)送到目的輸出端。

　　最近采用鋇鈦材料的波導(dǎo)交換機(jī)已經(jīng)開發(fā)成功，這種交換機(jī)使用了一種分子采取相陽生的技術(shù)。與鋰鈮交換機(jī)相比，這種新的交換機(jī)使用了非常少的驅(qū)動(dòng)電能。

　　光電交換機(jī)的王要優(yōu)點(diǎn)就是交換速度較快，可達(dá)到納種級(jí)。然而，這類交換機(jī)的介入損耗，依極化損耗和串音都比較嚴(yán)重，它們對電漂移較敏感，通常需要較高的工作電壓。這樣較高的生產(chǎn)成本就限制了光電交換機(jī)在商業(yè)上的廣泛應(yīng)用。

　　光機(jī)械交換機(jī)依賴于成熟的光技術(shù)，是目前最常見的交換機(jī)。它的操作原理十分簡單，在交換機(jī)中，通過移動(dòng)光纖終端或棱鏡來將光線引導(dǎo)或反射到輸出光纖，這樣就實(shí)現(xiàn)了輸入光信號(hào)的機(jī)械交換。光機(jī)械交換機(jī)只能實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的交換速度，但由于它的成本較低，設(shè)計(jì)簡單和光性能較好而得到了廣泛的應(yīng)用。

　　光機(jī)械交換機(jī)最適宜應(yīng)用于1＊2和2＊2的配置中?？梢院芊奖愕貥?gòu)建小規(guī)模的矩陣無阻塞M＊N光交換機(jī)，通過使用多級(jí)的配置也可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模（例如64＊64）的局部阻塞交換機(jī)。但由于復(fù)雜度和移動(dòng)相關(guān)機(jī)械部件的數(shù)量的影響而艱難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模完全無阻塞的矩陣交換機(jī)。

本文來自: 賽微電子網(wǎng)-電子工程師社區(qū)? 原文地址：http://www.srvee.com/comm/apply/wldrlsjwldgjsb_gjhj_54424.html

　　目前市場上出現(xiàn)的光交換機(jī)大多數(shù)是基于光電和光機(jī)械的，隨著光交換技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，基于熱學(xué)、液晶、聲學(xué)、微機(jī)電技術(shù)的光交換機(jī)將會(huì)逐步被研究和開發(fā)出來。

　　由光電交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的交換機(jī)通常在輸入輸出端各有兩個(gè)有光電晶體材料的波導(dǎo)，而最新的光電交換機(jī)則采用了鋇鈦材料，這種交換機(jī)使用了一種分子束取相附生的技術(shù)，與波導(dǎo)交換機(jī)相比，該交換機(jī)消耗的能量比較小。基于光機(jī)械技術(shù)的光交換機(jī)是目前比較常見的交換設(shè)備，該交換機(jī)通過移動(dòng)光纖終端或棱鏡來來將線引導(dǎo)或反射到輸出光纖，實(shí)現(xiàn)輸入光信號(hào)的機(jī)械交換。光機(jī)械交換機(jī)交換速度為毫秒級(jí)，但它成本較低，設(shè)計(jì)簡單和光性能較好，而得到廣泛應(yīng)用。使用熱光交換技術(shù)的交換機(jī)由受熱量影響較大的聚合體波導(dǎo)組成，它在交換數(shù)據(jù)信息時(shí)，由分布于聚合體堆中的薄膜加熱元素控制。當(dāng)電流通過加熱器時(shí)，它改變波導(dǎo)分支區(qū)域內(nèi)的熱量分布，從而改變折射率，將光從主波導(dǎo)引導(dǎo)自目的分支波導(dǎo)。熱光交換機(jī)體積非常小，能實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的交換速度。

　　隨著液晶技術(shù)的成熟，液晶光交換機(jī)將會(huì)成為光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個(gè)重要設(shè)備，該交換設(shè)備主要由液晶片、極化光束分離器、成光束調(diào)相器組成，而液晶在交換機(jī)中的主要作用是旋轉(zhuǎn)入射光的極化角。當(dāng)電極上沒有電壓時(shí)，經(jīng)過液晶片的光線極化角為90°，當(dāng)有電壓加在液晶片的電極上時(shí)，入射光束將維持它的極化狀態(tài)不變。而由聲光技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光交換設(shè)備，因其中加入了橫向聲波，從而可以將光線從一根光纖準(zhǔn)確地引導(dǎo)到另一根光纖，該類型的交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的交換速度，可方便地構(gòu)成端口較少的交換機(jī)。但它不適合用于矩陣交換機(jī)。

　　另外，市場上目前又開發(fā)了基于不同類型的特殊微光器件的光交換機(jī)，這種類型的交換機(jī)可以由小型化的機(jī)械系統(tǒng)激活，而且它的體積小，集成度高，可大規(guī)模生產(chǎn)，我們相信這種類型的交換機(jī)在生產(chǎn)工藝水平不斷提高的將來，一定能成為市場的主流。