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交换技术的新宠－－光交换（马秀芳、时和平）
光交换是指对光纤传送的光信号直接进行交换。与电子数字程控交换相比，光交换
无须在光纤传输线路和交换机之间设置光端机进行光／电（O／E）和电／光（E／O）变
换，而且在交换过程中，还能充分发挥光信号的高速。宽带和无电磁感应的优点。光纤
传输技术与光交换技术融合在一起，可以起到相得益彰的作用，从而使光交换技术成为
通信网交换技术的一个发展方向。
光交换技术的交换方式可分为空分光交换（SDPS）、时分光交换（TDPS）、波分光
交换（WDPS）、复合型光交换和自由空间光交换（FSPS） 5种方式。
（1）空分光交换（SDPS）
SDPS的基本原理是将光交换组成门（Gate）阵列开关。根据交换元件的不同，又可
分为机械型、光一电转换型、耦合波导型、全反射型、折射型和激光二极管门开关等，
分别用于光交换机中。
（2）时分光交换（TDPS）
1TDPS的基本原理与现行电子程控交换中的时分交换系统完全相同。因此，它能与
时分多路复用的光传输系统匹配。在这种方式下，可以时分复用各个光器件，以减少硬
件设备，构成大容量的光交换机。
（3）波分光交换（WDPS）
WDPS充分利用光路的宽带特性，获得电子线路所不能实现的波分型交换网。可调波
长滤波器和波长变换器是实现波分（WD）光交换的基本元件。前者的作用是从输入的多
路波分光信号中选出所需波长的光信号；后者则将可变波长滤波器选出的光信号变换为
适当的波长后输出。采用分布反馈（DFB）型和分布Bragg反射（DBR）型的半导体激光器，
可实现这两类元件的功能。
WDPS系统基本结构等效于一个N×N阵列型交换系统。它将每个输入的光波变换成波
长λ1-λN，中的一个波，用星型耦合器将这N条光波混合，再通过输出端的可调波长滤
波器，分别选出所需波长的光波，这样就完成了N条光波的交换。也可在两个输出端口上
选取波长相同的光波，以实现广播分配型的通信。
（4）复合型光交换
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，各级
内必须采用波分交换技术。然而，把多路信号分路后，接人链路会抵消波分复用的优点。
利用波分复用技术，实现多路化链路的连接可解决这个问题。空分一波分复合型光交换
（CTPS）系统就是复合型光交换技术的一个应用实例。
在设计基于SDPS的大规模光交换网络时，交换元件容量过小将引起链路级数的增加，
因此需要解决插入损耗、噪声和串音等问题。尽量减少交换级数，进行复合链路连接是
系统设计的一种有效方法。空分一波分复合型光交换系统的突出优点是：链路级数和交
换元件数最少，结构简单，可提供广播型的多路连接。
另一种极有前途的大容量复合型光交换系统就是时分一波分复合型光交换模块。其
复用度是时分多路复用度与波分复用度的乘积，即二者复用度分别为8时，可实现64路复
合型交换。若将这种交换模块用于4级链路连接的网络，则可构成最大终端数为4096的大
容量交换网络。
（5）自由空间光交换（ FSPS）
FSPS可以看作是一种空分交换。这种新的交换方式在空分复用方面具有显著的特点，
尤其是在互一范围内，分辨率高达10μm量级。
目前，光交换的研究水平与40年前开发数字交换机的情况非常相似。随着信息化社
会的到来，人们对高速、宽带通信的需求日益迫切，这必将使光交换技术很快就能够进
入商用化。
摘自《电信快报》
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