探究光交換技術在通信傳輸中的應用

陳適

摘 要：隨著我國科技水平的發展，人們的生活水平不斷提升，其中通信技術的發展更是給我們的生活帶來了極大的便利。各類通信技術應運而生帶來的是通信應用上的便利，如今通信技術影響了人們生活的各個方面，這也促使了更方便快速的通信技術及其相關產業的發展。我國現在的通信技術還處于不斷發展的過程中，其中光交換技術便是需要探索的領域之一，所以光交換技術的探究對我國的通信技術發展與通信保障有著重要的意義。文章將圍繞光交換技術在通信傳輸中的應用進行論述分析。

關鍵詞：光交換技術；動態寬帶；時分光交換

現在人們的生活質量越來越高，人們也不只是滿足于平常的電話交流這種通信技術，人們所期待的是更為方便快捷的通信技術，由于現代社會的通信技術和互聯網在大眾間的普及，越來越多的人也享受到了便利的通信傳輸，因此人們需要更加快捷便利的通信技術來滿足日漸增長的需求。為了應對快節奏的技術變革，光交換技術就應運而生，我國的相關技術人員與專家也在對這門技術進行改進與發展。

1 光交換的概念與分類

光交換顧名思義就是通過光信號的傳輸來實現信號的交換，這不是簡單的通過光電轉換器來進行的信號交換，而是一種在光域直接將輸入光信號交換到不同輸出端的交換技術。光交換技術按照波長和組數等因素可以分為光路光交換和分組光交換。接下來主要介紹光路光交換和分組光交換兩種類型的交換技術。

1.1 光路光交換

光路光交換是一種比較典型的光電交換通信技術，它的波長變化幅度比較大，主要依靠光分插復用器來進行工作，把相關的控制系統調整好來接受這種波長，進一步建立傳輸途徑和連接途徑，把各種不同的波長相互搭配來接受信息。光路光交換簡單而言可以分為2種網絡，分別為DWDM網絡和OCS網絡，兩種網絡通信技術各有優缺點。DWDM網絡以波長交換的形式來實現通信，這種網絡是以一個光通道對應一個波長來實現信息的交換，這種通信方式速度快，傳輸效率高，因此對于快節奏的現代生活而言非常便利，缺點就是不太穩定，有可能造成信息的缺失等問題。OCS網絡使用波長作為區分，因為要進行必要的光電轉換，所以這種傳輸方式的缺點就很明顯傳輸速度明顯比DWDM網絡要來得慢，而優點就是這種方式不會出現數據擁塞這種情況[1]。

1.2 分組光交換

分組光交換概念與電的分組交換類似。分組光交換一般是以時分復用技術為基礎來進行信息交換的，時間復用的意思是把一段時間內的波長分為幀來計算，而每一幀的波長又可以分為很多時隙，簡單來說就是把統一的信息分到一根光纜上再進行恢復數據來提取信息。它一般分為2個步驟來進行信息的交換，首先經過分接器的處理把信號分為幾個部分來進行接收，在接收的同時也對分接器發出時隙信號，然后第二步就是把接收到的信號進行處理，來解決延遲問題。總體來說分組光交換這種方式能夠在非常小的粒度上實現光交換，極大地提高光網絡的靈活性和帶寬利用率，對傳輸的信息質量有很大的保障，非常適合數據業務的發展，因此這種技術被廣泛應用，也是未來光網絡的發展方向。

2 光交換技術的特點

上面分析了光交換技術具體的2種交換方法，在本段來介紹一下光交換技術本身的特點。光交換技術作為一種比較新穎的通信交換技術，首先，光交換技術可以克服電子交換的容量，在光交換網絡中，光信號在通過光交換單元時，不需要經過光電、電光轉換，因此它不受限于電子器件的響應速度，能與高速的光纖傳輸速率匹配，可大大提升交換單元的速率與吞吐量，而且在交換過程中還能充分發揮光信號的高速、帶寬和無電磁感應的優點。其次，光交換根據信號波長來對信號進行路由選擇，與通信采用的協議、數據格式和傳輸速率無關，可以實現透明的數據傳輸。近幾年，光交換技術發展非常快，未來通信網絡的核心層將會首先采用光交換，而接入層仍將采用以ATM或IP路由器為主的包交換方式[2]。隨著人們通信需求量越來越大，光交換層的交換能力要求越來越高，光交換技術的發展趨勢傾向于：智能自動化、全光交換、光交換機多樣化，因此未來可能會研發出更加智能便捷的光交換技術載體。

3 光交換技術的方式及應用

光交換主要分為3種方式，分別為空分光交換、時分光交換以及波分光交換，這3種交換方式特點各不相同，通過3種交換方式來進行的交換通信最終呈現的方案也會有不同的特點。若光信號同時采用2種及以上交換方式則稱復合光交換。

3.1 空分光交換

空分光交換顧名思義就是通過交換空間來達到光交換的信息傳輸，通過控制由光開關組成的開關矩陣來建立光纖之間的物理通路連接，如何控制好開關矩陣關系到空分光交換的信息質量。空分光交換的優點在于各信道中傳輸的光信號相互獨立，可進行高密度的并行處理，有利于構建大容量的交換網絡。由于空分光交換可以在媒質空間和自由空間中完成，因此又被細分為波導空分光交換和自由空間光交換。自由空間光交換在電交換中沒有對應的結束，它基于自由空間的光波傳播規律，在2維或者3維空間實現光互連和光交換，具有更大的容量，建立沒有物理接觸的光互連，子信道間不存在串擾，系統性能優于波導空分交換。

3.2 時分光交換

時分光交換是以時分復用原理為基礎，用時隙交換原理實現的光交換功能，它通過光存儲器，將光時分復用信號按一種順序寫入，再按另一種順序讀取，由不同的時隙建立起對應的子信道，從而完成時隙交換。根據時隙信號的組成，子信道可分為位置子信道和標志子信道。前者的子通道以時隙位置不同區別，后者以各自特殊的標志區別。位置子通道光交換常用于同步傳輸，標志子通道可用于同步傳輸和異步傳輸。時分光交換節點的基本結構由光（時隙）分路器、光緩存器、光（時隙）合路器及其控制部件組成[3]。

3.3 波分光交換

波分光交換技術是以波分復用原理為基礎，結合空分光交換技術，通過波長選擇或波長轉換的方法實現交換功能。波分交換網絡由波長復用/去復用器、波長選擇空間開關和波長轉換器組成。波分光交換的各個波長信道比特率相互獨立，各種速率的信號都能透明地進行交換，充分利用了波長資源和光頻寬帶性，加之其交換所需硬件較少，對交換控制電路的運行速度要求不高，因此是當前研究熱點之一。

4 結束語

隨著科技的發展人們對生活質量的要求越來越高，因此通信技術的發展也是必然的，目前我國的光交換技術還處于發展階段，但是已經給人們帶來了不小的便利。光交換通信技術不僅給人們帶來了更為方便的通信方式，也給通信技術帶來了極大的發展，將來必將普及于民眾之中，而且光交換通信技術不僅給普通民眾的生活帶來了極大的便利，更是給一些公司減少了資金的投入和減輕了通信堵塞等問題。為了在將來光交換技術在通信傳輸中的應用穩步提高，就需要業內專家和技術人員們的共同努力。

參考文獻

[1]姚光厚.淺析光交換技術在通信傳輸中的應用[J].科學與財富，2015（11）：88.

[2]郭林麗，吳卓.新時期環境下光交換技術在通信傳輸中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2016（33）：207.

[3]劉宏宇，張春旺，陳周天，等.淺析光交換技術在通信傳輸中的應用[J].通訊世界，2016（21）：14.