浅析光交换技术在通信传输中的应用
【摘要】现代科技的不断发展推动了通信技术的发展，在通信技术的发展中光交换技术起着非常重要的作用。但这项技术对于很多人来说是一项比较新的技术，还需要更多的了解和普及，本文将主要介绍光交换技术在通信传输中的应用，希望能够给电信传输施工的相关从业人员提供经验借鉴，为普通爱好者提供科学普及。
【关键词】光交换技术；动态宽带；时分光交换
通信技术和计算机网络技术的发展，使人们对于网络业务的要求也越来越高，网络业务的发展对于电信传输技术的要求也在不断改变。如果不能适应技术发展的要求，电路技术就不能满足业务的发展。这会严重制约与通讯技术有关的其他各个行业的发展。为了适应各个行业对于通信技术发展的要求，光交换技术应运而生。这项技术是全光通信中非常重要的技术，在现代通信技术的发展中占据着举足轻重的位置。我们要在科技不断发展的大背景下不断创新和发展光交换技术。
1.光交换的概念和分类
光交换一般是指不经过光电转换器进行转换，直接就可以把光信号输入端输送到光输出端的交换过程。按照波长和组数分类一般可以分为光路光交换和分组光交换。
1.1光路光交换
光路光交换其实就是一种光电电路交换途径，因为光分插复用器OADM和光分插复用器OXC在光电交换中发挥着重要作用，波长的传播途径非常灵活多变。主要通过控制平面的双向信令建立传输连接路径，形成相应的路径以后根据不同的波长进行搭配。
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。下面我们谈谈此交换方式的缺点，它本质是电路交换,电路交换的固有缺点就是在数据传输链接中，所有节点必须维持信道资源，而且这种状况必须维持到传输结束，这时候信道方能拆除，问题在于即使信道资源没有被占用,这时其他数据也无法使用该信道，这样的低使用效率，就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。
1.2分组光交换
分组光交换技术一般是指以时分复用技术为基础，采用时隙互换理论来实现交换。时间复用一般是指把时间分割成帧，每一个帧又可以分割成很多时隙，这些时隙可以分配给不同的信号路径，最后再把这些信号汇集到一起传送到一根光纤上，再在接收位置用分接器将原来的信号进行恢复。时隙互换通常指的是将时分复用帧中的每一个信号都调换方位。第一步使复用信号经过分接器的处理，同时对分接器中的每一道光线都发出一个时隙信号。第二步，要把这些信号用不同的光延迟设备进行处理，这样，它们的延迟时间就会有很大的差异。最后用复接器把这些信号进行重新的接收和组合，这样就可以达到预期的效果了。
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）传送信头给控制器；（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板造成的串扰和破坏，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.光交换技术的特点
电信网络技术的不断发展和完善使得光交换技术得到了更广泛的应用，在通信技术中应用光交换技术以后，通信技术的网络化趋势也日益明显。因此在这项技术的应用中网络工程的优化，路由的维护功能在光通信技术的发展中占据着越来越重要的位置。光交换技术的优点就是可以优化网络的性能，路由信号路径相对灵活，。应急处理机制比较有保障。基本应用波长变换器，在发生突发状况时应用相关的技术和设备把制定输出线路以不同的波长发送出去。这种方式在时间延长上是比较理想的，非常适合各种电路的交换环节。这需要快速调谐变换器的参与。在分组交换光网络中波长交换具有非常强的可行性，它能够有效降低线路传输故障的发生率，尤其对于多波长的DWDM系统具有非常好的作用。所以，快速可调波长变换器日益得到了人们的重视。
3.光交换的方式及应用
光信号的分割复用方式有3种:空分、时分和波分。相应也有空分、时分和波分3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3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2种及以上交换方式则称复合光交换。
3.1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。
3.2时分光交换器
时分复用在通信技术中是一种具有普遍性的复用方式。光时分复用和电时分复用也是这样，一般就是把一个复用信号分割成N个时隙每一个基带数据光脉冲流都要占用一个时隙，N个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。
3.3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。
4.结语
随着时代的发展和科技的进步，通信技术也在日益的发展中占据越来越重要的位置，由于社会生活中的每个行业都在飞速发展，所以，通信技术也要适应各个行业对于通信技术的要求。光交换技术在通信技术和通信工程中的应用也大大促进了通信功能的多样化，同时也提升了通信质量。因此，光交换技术的发展是时代发展的必然要求。[科]
【参考文献】
［1］吴剑锐.软交换技术的发展与在网络智能化的应用[A].2007中国科协年会——通信与信息.
［2］曾帅,李乐民,廖丹.一种基于视频转码与IP组播的媒体推送系统设计[J].计算机应用研究，2013(02).
［3］郝久玉,王可,王小梅,李惠敏.基于小波包变换的多载波通信系统的实现[J].天津大学学报，2007(01).