光交換機

光交換機，可以進行光信號的數據交換的設備。隨着通信網絡逐漸向全光平台發展，網絡的優化、路由、保護和自愈功能在光領域中就變得越來越重要了。光交換機能夠保證網絡的可靠性和提供靈活的信號路由平台。儘管現有的通信系統都採用電路交換，但未來的全光網絡卻需要由純光交換機來完成信號路由功能以實現網絡的高速率和協議透明性。

光交換的傳統應用：

通信網絡中的光交換機的一個基本功能就是在光纖斷裂或轉發器發生故障時能自動進行恢復。現代的大多數光纖網絡都有兩條以上的光纖路由連到關鍵的節點。通過光交換機，光信號能方便地避開出故障的光纖或轉發器，重新選擇到達目的地的有效路由。但是信號以何種速率重新選擇路由對避免信息丟失是十分重要的，在高速電信系統中交換速率尤其重要。

光交換機的另一個傳統應用是網絡監控。在遠端光纖測試點上，可使用一個1×N交換機將多條光纖連接到一個光時域反射計（OTDR），對光纖鏈路進行監控。使用交換機和OTDR可準確定位每一條光纖鏈路上的故障。在實際的傳送網絡中，交換機還允許用户取出信號或插入一個網絡分析儀來進行實時監控而不會干擾網絡數據傳輸。

光交換機通常也可用於光纖器件的現場測試。舉例來説，一個多通道交換機是在線測試光纖器件的有力工具。通過監視每一個對應一特定測試參數的交換機通道，可以不間斷地測試多個部件。

光交換機還開始被應用於光纖傳感器網絡中。

儘管當前有許多種商用光交換機，但它們的光電和光機械模型都彼此十分相似。光電交換機內包含帶有光電晶體材料（諸如鋰鈮）的波導。交換機通常在輸入輸出端各有兩個波導，波導之間有兩條波導通路，這就構成了Mach-Zehnder干涉結構。這種結構可以實現1×2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。當通路上的驅動電壓改變兩通路之間的相位差時，利用干涉效應就可將信號送到目的輸出端。

採用鋇鈦材料的波導交換機已經開發成功，這種交換機使用了一種分子束取相附生的技術。與鋰鈮交換機相比，這種新的交換機使用了非常少的驅動電能。

光電交換機的主要優點就是交換速度較快，可達到納秒級。然而，這類交換機的介入損耗、依極化損耗和串音都比較嚴重，它們對電漂移較敏感，通常需要較高的工作電壓。這樣，較高的生產成本就限制了光電交換機在商業上的廣泛應用。

光機械交換機依賴於成熟的光技術，是目前最常見的交換機。它的操作原理十分簡單，在交換機中，通過移動光纖終端或稜鏡來將光線引導或反射到輸出光纖，這樣就實現了輸入光信號的機械交換。光機械交換機只能實現毫秒級的交換速度，但由於它的成本較低，設計簡單和光性能較好而得到了廣泛的應用。

除了傳統的應用外，光交換機還將在新興的多通路、可重新配置的光子網絡中發揮越來越重要的作用。