探究光交换技术在通信传输中的应用

摘 要：随着我国科技水平的发展，人们的生活水平不断提升，其中通信技术的发展更是给我们的生活带来了极大的便利。各类通信技术应运而生带来的是通信应用上的便利，如今通信技术影响了人们生活的各个方面，这也促使了更方便快速的通信技术及其相关产业的发展。我国现在的通信技术还处于不断发展的过程中，其中光交换技术便是需要探索的领域之一，所以光交换技术的探究对我国的通信技术发展与通信保障有着重要的意义。文章将围绕光交换技术在通信传输中的应用进行论述分析。

关键词：光交换技术；动态宽带；时分光交换

现在人们的生活质量越来越高，人们也不只是满足于平常的电话交流这种通信技术，人们所期待的是更为方便快捷的通信技术，由于现代社会的通信技术和互联网在大众间的普及，越来越多的人也享受到了便利的通信传输，因此人们需要更加快捷便利的通信技术来满足日渐增长的需求。为了应对快节奏的技术变革，光交换技术就应运而生，我国的相关技术人员与专家也在对这门技术进行改进与发展。

1 光交换的概念与分类

光交换顾名思义就是通过光信号的传输来实现信号的交换，这不是简单的通过光电转换器来进行的信号交换，而是一种在光域直接将输入光信号交换到不同输出端的交换技术。光交换技术按照波长和组数等因素可以分为光路光交换和分组光交换。接下来主要介绍光路光交换和分组光交换两种类型的交换技术。

1.1 光路光交换

光路光交换是一种比较典型的光电交换通信技术，它的波长变化幅度比较大，主要依靠光分插复用器来进行工作，把相关的控制系统调整好来接受这种波长，进一步建立传输途径和连接途径，把各种不同的波长相互搭配来接受信息。光路光交换简单而言可以分为2种网络，分别为DWDM网络和OCS网络，两种网络通信技术各有优缺点。DWDM网络以波长交换的形式来实现通信，这种网络是以一个光通道对应一个波长来实现信息的交换，这种通信方式速度快，传输效率高，因此对于快节奏的现代生活而言非常便利，缺点就是不太稳定，有可能造成信息的缺失等问题。OCS网络使用波长作为区分，因为要进行必要的光电转换，所以这种传输方式的缺点就很明显传输速度明显比DWDM网络要来得慢，而优点就是这种方式不会出现数据拥塞这种情况[1]。

1.2 分组光交换

分组光交换概念与电的分组交换类似。分组光交换一般是以时分复用技术为基础来进行信息交换的，时间复用的意思是把一段时间内的波长分为帧来计算，而每一帧的波长又可以分为很多时隙，简单来说就是把统一的信息分到一根光缆上再进行恢复数据来提取信息。它一般分为2个步骤来进行信息的交换，首先经过分接器的处理把信号分为几个部分来进行接收，在接收的同时也对分接器发出时隙信号，然后第二步就是把接收到的信号进行处理，来解决延迟问题。总体来说分组光交换这种方式能够在非常小的粒度上实现光交换，极大地提高光网络的灵活性和带宽利用率，对传输的信息质量有很大的保障，非常适合数据业务的发展，因此这种技术被广泛应用，也是未来光网络的发展方向。

2 光交换技术的特点

上面分析了光交换技术具体的2种交换方法，在本段来介绍一下光交换技术本身的特点。光交换技术作为一种比较新颖的通信交换技术，首先，光交换技术可以克服电子交换的容量，在光交换网络中，光信号在通过光交换单元时，不需要经过光电、电光转换，因此它不受限于电子器件的响应速度，能与高速的光纤传输速率匹配，可大大提升交换单元的速率与吞吐量，而且在交换过程中还能充分发挥光信号的高速、带宽和无电磁感应的优点。其次，光交换根据信号波长来对信号进行路由选择，与通信采用的协议、数据格式和传输速率无关，可以实现透明的数据传输。近几年，光交换技术发展非常快，未来通信网络的核心层将会首先采用光交换，而接入层仍将采用以ATM或IP路由器为主的包交换方式[2]。随着人们通信需求量越来越大，光交换层的交换能力要求越来越高，光交换技术的发展趋势倾向于：智能自动化、全光交换、光交换机多样化，因此未来可能会研发出更加智能便捷的光交换技术载体。

3 光交换技术的方式及应用

光交换主要分为3种方式，分别为空分光交换、时分光交换以及波分光交换，这3种交换方式特点各不相同，通过3种交换方式来进行的交换通信最终呈现的方案也会有不同的特点。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

空分光交换顾名思义就是通过交换空间来达到光交换的信息传输，通过控制由光开关组成的开关矩阵来建立光纤之间的物理通路连接，如何控制好开关矩阵关系到空分光交换的信息质量。空分光交换的优点在于各信道中传输的光信号相互独立，可进行高密度的并行处理，有利于构建大容量的交换网络。由于空分光交换可以在媒质空间和自由空间中完成，因此又被细分为波导空分光交换和自由空间光交换。自由空间光交换在电交换中没有对应的结束，它基于自由空间的光波传播规律，在2维或者3维空间实现光互连和光交换，具有更大的容量，建立没有物理接触的光互连，子信道间不存在串扰，系统性能优于波导空分交换。

3.2 时分光交换

时分光交换是以时分复用原理为基础，用时隙交换原理实现的光交换功能，它通过光存储器，将光时分复用信号按一种顺序写入，再按另一种顺序读取，由不同的时隙建立起对应的子信道，从而完成时隙交换。根据时隙信号的组成，子信道可分为位置子信道和标志子信道。前者的子通道以时隙位置不同区别，后者以各自特殊的标志区别。位置子通道光交换常用于同步传输，标志子通道可用于同步传输和异步传输。时分光交换节点的基本结构由光（时隙）分路器、光缓存器、光（时隙）合路器及其控制部件组成[3]。

3.3 波分光交换

波分光交换技术是以波分复用原理为基础，结合空分光交换技术，通过波长选择或波长转换的方法实现交换功能。波分交换网络由波长复用/去复用器、波长选择空间开关和波长转换器组成。波分光交换的各个波长信道比特率相互独立，各种速率的信号都能透明地进行交换，充分利用了波长资源和光频宽带性，加之其交换所需硬件较少，对交换控制电路的运行速度要求不高，因此是当前研究热点之一。

4 结束语

随着科技的发展人们对生活质量的要求越来越高，因此通信技术的发展也是必然的，目前我国的光交换技术还处于发展阶段，但是已经给人们带来了不小的便利。光交换通信技术不仅给人们带来了更为方便的通信方式，也给通信技术带来了极大的发展，将来必将普及于民众之中，而且光交换通信技术不仅给普通民众的生活带来了极大的便利，更是o一些公司减少了资金的投入和减轻了通信堵塞等问题。为了在将来光交换技术在通信传输中的应用稳步提高，就需要业内专家和技术人员们的共同努力。

参考文献

[1]姚光厚.浅析光交换技术在通信传输中的应用[J].科学与财富，2015（11）：88.

[2]郭林丽，吴卓.新时期环境下光交换技术在通信传输中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（33）：207.

[3]刘宏宇，张春旺，陈周天，等.浅析光交换技术在通信传输中的应用[J].通讯世界，2016（21）：14.