了解光交换技术：原理与应用

我们知道，构成一个电交换系统的最简单方法是用电开关。每个电开关都可以在控制信号的控制下，使它的入线和出线接通或断开。用这样的一些电开关排成阵列，并在控制端加上控制信号，就可以使有些开关接通，有些开关断开，相应的入线和出线就可以连接起来了，如图3-18所示。

图3-18 电交换系统和光交换系统

a）电交换系统和电开关 b）光交换系统组成(www.xing528.com)

同样，构成一个光交换系统的最简单方法是用光开关。与电开关不同的是，光开关接通或断开的是光信号，其功能是转换光路，实现光信号的交换。对光开关的要求是插入损耗小、串音低、重复性高、开关速度快、回波损耗小、消光比大、寿命长、结构小型化和操作方便。

光开关可以分为两大类：一类是利用电磁铁或步进电动机驱动光纤或透镜来实现光路转换的机械式光开关，这类光开关技术比较成熟，在插入损耗、消光比和偏振敏感性方面具有良好的性能，也不受调制速率和方式的限制，但开关时间较长（几十毫秒到毫秒量级），开关尺寸较大，而且不易集成。最近出现的微机电系统（MEMS）光开关，采用机械光开关的原理，但又能像波导开关那样，集成在单片硅基底上，所以很有发展前途。另一类光开关是利用固体物理效应（如电光、磁光、热光和声光效应）的固体光开关，其中电光式、磁光式光开关突出的优点是开关速度快（毫秒到亚毫秒量级），体积非常小，而且易于大规模集成，但其插入损耗、隔离度、消光比和偏振敏感性指标都比较差。