光交換機能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和提供靈活的信號路由平臺。盡管現(xiàn)有的通信系統(tǒng)都采用電路交換但未來的全光網(wǎng)絡(luò)卻需要由純光交換機系完成信號路由功能以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高速率和協(xié)議透明性。
光交換的傳統(tǒng)應(yīng)用
通信網(wǎng)絡(luò)巾的光交換機的一個基本功能就是在光纖斷裂或轉(zhuǎn)發(fā)生故障時能自動進行恢復(fù)、現(xiàn)代的大多數(shù)光纖網(wǎng)絡(luò)都有兩條以上的光纖路由連到關(guān)鍵的節(jié)點。通過光交換機光信號能大使地避開出故障的光纖或轉(zhuǎn)，重新選擇到達目的地的有效路由。但是信號以何種速車重新選擇路由對避免信息丟失是十分重要的，技高速電信系統(tǒng)中交換速率尤其重要。
光交換機的另一個傳統(tǒng)應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。在遠端光纖測試點上，可使用一個1＊N交換機將多條光纖連接到一個光時域反射計（OTDR）。對光纖鏈路進行監(jiān)控。使用交換機和OTDR可準確定位每一條光纖鏈路上的故障。在實際的傳送網(wǎng)絡(luò)中，交換機還允許用戶取出信號或抽入一個網(wǎng)絡(luò)分析儀來進行實肘監(jiān)控而不會干擾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。
光交換機通常也可用于光纖器件的現(xiàn)場測試。舉例來說，一個多通道交換機是在城測試光纖器件的有力工具。通過監(jiān)視每一個對應(yīng)一特定測試參數(shù)的交換機通道，可以不間斷地測試多個部件。
最近，光交換機還開始被應(yīng)用于光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)中。
光電和光機械交換機
盡管當(dāng)前有許多種商用光又換機，但它們的光電和光機械模型都彼此十分相似。光電交換機內(nèi)包含帶有光電晶體材料（諸如鋰鈮）的波導(dǎo)。交換機通常在輸入輸出端各有兩個波導(dǎo)，波導(dǎo)二間有兩條波導(dǎo)通路，這就構(gòu)成了Mach-Zehnder干涉結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)1＊Z和2＊2的交換配置。兩條通路之間的相位差由施加在通路上的電壓來控制。當(dāng)通路上的驅(qū)動電壓改變兩通路。問的相位差時，利用于步效應(yīng)就可將信號送到目的輸出端。
最近采用鋇鈦材料的波導(dǎo)交換機已經(jīng)開發(fā)成功，這種交換機使用了一種分子采取相陽生的技術(shù)。與鋰鈮交換機相比，這種新的交換機使用了非常少的驅(qū)動電能。
光電交換機的王要優(yōu)點就是交換速度較快，可達到納種級。然而，這類交換機的介入損耗，依極化損耗和串音都比較嚴重，它們對電漂移較敏感，通常需要較高的工作電壓。這樣較高的生產(chǎn)成本就限制了光電交換機在商業(yè)上的廣泛應(yīng)用。
光機械交換機依賴于成熟的光技術(shù)，是目前最常見的交換機。它的操作原理十分簡單，在交換機中，通過移動光纖終端或棱鏡來將光線引導(dǎo)或反射到輸出光纖，這樣就實現(xiàn)了輸入光信號的機械交換。光機械交換機只能實現(xiàn)毫秒級的交換速度，但由于它的成本較低，設(shè)計簡單和光性能較好而得到了廣泛的應(yīng)用。
光機械交換機最適宜應(yīng)用于1＊2和2＊2的配置中。可以很方便地構(gòu)建小規(guī)模的矩陣無阻塞M＊N光交換機，通過使用多級的配置也可以實現(xiàn)大規(guī)模（例如64＊64）的局部阻塞交換機。但由于復(fù)雜度和移動相關(guān)機械部件的數(shù)量的影響而艱難實現(xiàn)大規(guī)模完全無阻塞的矩陣交換機。
