浅谈光交换技术的特点及通信中的应用【摘要】本文分析了光交换技术的特点，介绍了光交换的分类，阐述了光交换的方式及应用。

【关键词】光交换技术特点分类应用
中图分类号：tn913文献标识码：a 文章编号：1006-6675（2013）15-
随着通信技术和计算机技术的不断发展，光交换技术是全光通信网中的核心技术，对于现代通信技术发挥着重要的作用。

在现代科学技术不断发展的背景下，技术发展需要在通信网中建立一个高质量的宽带通信网，用以实现高度透明、高活性的全光通信网是我们的最高建设目标。

1、光交换技术的特点
随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重要。

光交换技术能够保证网络的可靠性，提供灵活的信号路由平台。

采用波长变换器，在发生竞争时可以将突发包在与指定输出线不同的波长上发送出去。

这种解决方案在竞争分组的延迟方面是最佳的，适合电路交换，也适合光分组突发交换网络，但需要快速可调谐变换器。

最近研究结果表明，在分组交换光网络中波长交换是一种最有潜力的可选方案之一，它能最有效地降低光分组突发的丢包率，特别是应用于多波长dwdm
系统，因此快速可调波长变换器是目前研究的热点。

2、光交换的分类
我们把不经过光/电转换器的转换，就能直接将光信号输入端交换到光输出端的交换方式叫做光交换。

从波长和组数方面可以分类，分为光路光交换和分组光交换。

2.1 分组光交换。

分组光交换是以时分复用为基础，用时隙互换原理实现交换功能的。

时分复用：把时间划分成帧，每帧化成n 时隙，并分配给n路信号，再把n路信号复接到一条光纤上。

在接收端用分接器恢复各路原始信号。

时隙互换：把时分复用帧中各个时隙的信号互换位置。

首先使复用信号经过分接器，在同一时间内，分接器每条出线上依次传输每一个时隙的信号；然后使这些信号分别经过不同的光延迟器件，获得不同的延迟时间；最后用复接器把这些信号重新组合起来。

ops的核心节点的结构包括复用/解复用器、输入和输出接口以及内部的缓冲器和控制器。

输入接口的功能是：①输入数据信号形成一个完善的质量信号；②检测信号漂移和抖动；③使每个分组的开始和结束都安排适当有效载荷；④对齐数据包采集同步和切换时间插槽；⑤传送信号给控制器；⑥外部传输波长转换为内部开关。

输出接口必须完成的功能：输出信号形成克服了开关造成的串扰和破坏，恢复的信号质量；对信息的有效载荷，根据需要内部波长转换为外部使用波长；由于信号的开关板的距离不同，插入损失是不同的，因此信号功率不同，需要有一个平衡的输出功率。

2.2 光路光交换。

光路光交换实质是一种光的电路交换方式。

基于光分插复用器oadm和光复交叉连接oxc的作用，波长路由方式比较灵活，是通过控制平面的双向信令建立传输链路，建立传输信道后分配相应波长信号。

在dwdm网络中，以波长交换的形式实现。

在相邻节点的每条链路，一个交换的光通道对应一个波长。

其优点是速度快、数据传输效率高，而且透明性高，非常适合sdh 网络的建立使用。

ocs网络资源的处理粒度采用波长作为区分，如果波长数有限制时，必须把一部分进行光/电/光转换，这样能避免出现数据拥塞，在普通的处理方式是采用动态分配方式，这种方式的缺点非常明显，响应建立时间非常长。

ocs与多协议标签交换结合，形成的多协议波长交换技术可以实现智能化动态波长链路路由和保护的功能。

此交换方式的缺点是使用效率低，导致信道的利用率大大降低，对应的宽带使用率也大大的降低。

3、光交换的方式及应用
光信号的分割复用方式有三种：空分、时分和波分。

相应也有空分、时分和波分三种光交换。

分别完成空分信道、时分信道和波分信道的交换。

这三种变换方式的特点和其实现方案各不相同。

若光信号同时采用两种及以上交换方式则称复合光交换。

3.1 波分光交换器。

一般来说，在光波复用系统中源端和目的端，都可以采用相同的波长来传递信号，如多路复用中不采用相同波长，这就势必导致每个终端都将越来越复杂。

波分光交换所需波
长交换器是先用分解复用器将光波分信道空间分割开，对每个波长信道分别进行波长交换（w/c），交换后复用，经由一条光纤输出。

未来光交换技术的必将推动通信网络的大发展，大容量、高速率时代必将到来。

相信在不久的将来，我国光交换网络技术一定成为带动通信技术大发展的有效动力，通信技术必将进入高效、高质的发展阶段。

3.2 空分光交换器。

空分交换基本原理是光学开关元件阵列开关，并适当控制阵列开关。

本质上它是光信号交换空间域上完成的过程。

可以以任何方式在输入和输出光纤之间形成通路。

对于空分交换开关元件一般可分为机械式，光电转换型，复合波导型，全反射式激光二极管门开关。

平行波导的长度和两波导之间的相位差存在着变化，因此要求选取适当参数，波导上的光束完全交错，如果在电极上施加一定的电压，可改变折射率及相位差。

3.3 时分光交换器。

时分复用是通信网中普遍采用的一种复用方式。

光时分复用和电时分复用类似，也是把一条复用信道划分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，n基带信道复用成高速光数据流信号进行传输。

完成时间分光交换，必须有一个时隙交换实现输入信号的时隙切换插槽输出功能。

完成时隙交换必须将时分多路复用信号按顺序写入到存储器，然后按顺序读出，从而完成时隙交换。

利用光纤延迟线在分时开关工作原理：第一时间分复用光信号通过光分路器，使其每一个出口在同一时间只
有某个时隙光信号；然后让这些信号分别通过不同的光学延迟器，得到不同的延迟时间；最后，提出这些信号通过一个光学合成器复接，完成了一个时分开关。

3.4 混合光交换。

混合光交换是指在一个交换网络中同时应用两种以上的光交换方式。

例如，在波分技术的基础上设计大规模交换网络的一种方法是进行多级链路连接，链路连接往各级内均采用波分交换技术。

因这种方法需要把多路信号分路接入链路，故抵消了波分复用的优点。

解决这个问题的措施，就是在链路上利用波分复用方法，实现多路化链路的连接，空分—波分复合型光交换系统就是复合型光交换技术的一个应用。

结束语
光交换技术作为全光通信网络中的一项重要基础技术，其发展和应用很大程度上决定未来光通信网络的前进方向。

随着未来通信网技术的发展和全光网络实现，光交换技术也会以更加新颖和更有效率的方式为通信网络的全光化作出贡献，成为社会发展和人们生活中的重要部分。

参考文献
[1] 李伟丹.浅谈未来光交换网络的发展及其应用[d].吉林大学.2006.
[2] 翟锦华.全光通信中的光交换技术[j].科技信息.2009.
作者简介
王延杰（1964—），男，汉族，大专学历，助理工程师，现从事铁通设备维护工作。