随着信息时代的来临，人们的通信需求迅速增长。发展迅速的各种新业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。通信网的两大主要组成部分——传输和交换正在不断地发展和革新。
的巨大频带资源和优异的传输性能，使它成为高速大容量传输的理想媒质。随着WDM技术的成熟，单根的传输容量甚至可以达到Tb / s的程度。由此也对交换系统的发展提供了压力和动力，尤其是在全光网中，交换系统所需处理的信息甚至可达到几百至上千Tb / s。运用光子技术实现光交换已成为迫切需要解决的问题。
光交换的优点在于光信号通过光交换单元时，无须经过光电/电光转换，因此它不受监测器和调制器等光电器件响应速度的限制，它对比特率和调制方式透明， 可以大大提高交换单元的吞吐量。目前，光交换的控制部分主要通过电信号来完成，随着光子技术的发展，未来的光交换必将演变成为光控光交换。
在全光网络中,光交换的应用主要有光分组交换、自动保护倒换（APS）、网络监控、器件的现场测试和传感等。
２ 光交换技术
（1）光电交换
光电交换的原理是利用光电晶体材料（如锂铌和钡钛）的波导组成输入输出端之间的波导通路。两条通路之间构成Mach-Zehnder干涉结构，其相位差由施加在通路上的电压控制。当通路上的驱动电压改变两通路上的相位差时，利用干涉效应就可以将信号送到目的输出端。
这种结构可以实现1×2和2×2的交换配置，特点是交换速度较快（达到ns级），但是它的介入损耗、极化损耗和串音较严重，对电漂移较敏感，通常需要较高的工作电压。
（2）光机械交换
光机械交换是通过移动终端或棱镜将光线引导或反射到输出，原理十分简单，成本也较低，但只能实现ms级的交换速度。
（3）热光交换
热光交换采用可调节热量的聚合体波导，由分布于聚合堆中的薄膜加热元素控制。当电流通过加热器时，改变了波导分支区域内的热量分布，从而改变折射率，这样就可将光耦合从主波导引导至目的分支波导。 这种光交换的速度可达μs级，实现体积也非常小，但介入损耗较高，串音严重，消光率较差，耗电量较大，并需要良好的散热器。
（4）液晶光交换
这种光交换通过液晶片、极化光束分离器（PBS）或光束调相器来实现。液晶片的作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片光线的极化 角为90°,当电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持其极化状态不变。PBS或光束调相器起路由器作用，将信号引导至目的端口。对极化敏感或不敏感的 矩阵交换机都能利用此技术。
这种技术可以构造多通路交换机，缺点是损耗大，热漂移量大，串音严重，驱动电路也较昂贵。
（５）声光交换
它是在光介质中加入横向声波，从而将光线从一根准确地引导至另一根。
声光交换可以达到μs级交换速度，可用于构建端口数较少的交换机。用这种技术制成的交换机的衰耗随波长变化较大，驱动电路也较昂贵。
（6）采用微电子机械技术（MEM）的光交换
这种光交换的结构实质上是一个二维易镜片阵，当进行光交换时，通过移动末端或改变镜片角度，把光直接送到或反射到交换机的不同输出端。采用微电子机械系统技术可以在极小的晶片上排列大规模机械矩阵，其响应速度和可靠性大大提高。
这种光交换实现起来比较容易，插入损耗低，串音低，消光比好，偏振和基于波长的损耗也非常低，对不同环境的适应能力良好，功率和控制电压较低，并具有闭锁功能，缺点是交换速度只能达到ms级。
３ 光交换机的结构
光交换机是完成光交换的功能部件,一般由输入/输出端口、交换矩阵、控制和存储等部分组成。光交换机的结构分单级结构和多级结构两类。
单级结构又包括总线、环、交叉和共享内存结构。在总线结构中，所有端口共享一根通用总线，工作速度是链路速度的N倍（N是端口数）。环形结构中，每个 端口通过一个接口共享环路带宽，输入端口将信元送到环上，采用适当的环竞争策略（如令牌技术）控制接入。交叉结构一次可同时传送多个信元，每路信元的速率 比总线或环形结构的速率低，当交叉矩阵的（X,Y）交叉点闭合时，信元就从X输入端输到Y输出端。共享存储结构通过共享输入输出端口的缓冲器,减少对总存 储空间的需求，总存储器的容量只决定于最坏情况下的全部容量需求。共享存储结构一般需要两个交叉矩阵：一个位于输入端口与总存储器之间，一个位于总存储器 与输出端口之间。
