接入网与交换网：光交换

    随着通信网络逐渐向全光平台发展，网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重要。光交换技术能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台，尽管现有的通信系统都采用电路交换技术，但发展中的全光网络却需要由纯光交换技术来完成信号路由功能，以实现网络的高速率和协议透明性。如果采用全光网技术，将使网络的运行费用节省70%，设备费用节省90%；还可大大提高网络的重构灵活性和生存性，以及加快网络恢复的时间。

    光交换技术也是一种光纤通信技术，主要应用于全光网络中。它的目的就是把数据不经过任何光/电转换，直接在光域中将输入光信号交换到不同的输出端。目前，光交换技术可分成光电路交换（Optical Circuit Switch，OCS）和光分组交换（Optical Packet Switch，OPS）两种主要类型。光电路交换类似于现存的电路交换技术，采用OXC（Optical Cross Connection，光交叉连接器）、OADM（Optical Add/Drop Multiplexer，光分插复用设备）等光器件设置光通路，中间节点不需要使用光缓存，目前对OCS的研究已经较为成熟。

    OCS的协议机制相对简单，技术成熟，易于实现。但它类似于电路交换机制，建立和拆除一条通道需要一定的时间，并且该时间与它连接的保持时间无关，而主要决定于端到端的信令时间。当连接保持时间比较短时，它将导致信道的利用率变差。因此，它不适合于持续增长且变化无常的因特网流量，如网页浏览、FTP文件传输、电子邮件等。

    OPS是以光分组作为最小的交换颗粒，数据包的格式为固定长度的光分组头、净荷和保护时间三部分。在交换系统的输入接口完成光分组读取和同步功能，同时用光纤分束器将一小部分光功率分出送入控制单元，用于完成如光分组头识别、恢复和净荷定位等功能。光交换矩阵为经过同步的光分组选择路由，并解决输出端口竞争。最后输出接口通过输出同步和再生模块，降低光分组的相位抖动，同时完成光分组头的重写和光分组再生。

    OPS在带宽利用率、延时和适应性等方面比较好。从长远的角度来考虑，OPS应是一种很有前途的技术，但因为它的实现比较复杂，目前光逻辑处理技术不成熟，没有可用的光随机存储器（ORAM），所以还需经过多年的研究才能得以应用。
 

    光标记分组交换（Optical Multi-Protocol Label Switching，OMPLS）也称为GMPLS（Generalized Multi-protocol Label Switching，通用多协议标签交换），是MPLS（Multi-protocol Label Switching，多协议标签交换）技术与光网络技术的有机结合。

    MPLS是多层交换技术的最新进展，将MPLS控制平面贴到光的波长路由交换设备的顶部就具有MPLS能力的光节点。由MPLS控制平面运行标签分发机制，向下游各节点发送标签，标签对应相应的波长，由各节点的控制平面进行光开关的倒换控制，建立光通道。2001年5月NTT开发出了世界首台全光交换MPLS路由器，结合WDM技术和MPLS技术，实现全光状态下的IP数据包的转发。

    光标记的产生和提取是光标记交换的核心技术。光标记信号一般是Mbps量级的低速率信号，而光包的传输速率都在Gbps量级上，将低速的标记信号加在高速的光包信号上，可以根据不同的机制采用不同的方法。光调制有三种方式：调幅、调频和调相，目前光标记的产生大多数也是从这三方面入手，光标记的提取本质上是把光标记从复用信号中分离出来。基于调幅产生的光标记大多用半导体光放大器（SOA）、普通光纤和半导体激光放大器的非线性效应的交叉相位调制、交叉增益调制和四波混频（FWM）等原理来提出光标记；基于调频产生的光标记一般采用载波解复用方法；基于调相产生的光标记方法可以利用光的干涉原理来提取光标记信号。