光开关是通信应用中用于打开或关闭光电路的装置，可使光纤或集成式光电路（IOC）中的信号有选择地从一个电路交换到另一个电路。在网络系统中，光开关起到了保护路径的重要作用。
它可以接通或切断光路径（在一个位置上经过很长的一段时间，关键特征必须能够可靠地进行操作），完成系统监控和诊断。通常，一个光开关有一个或多个输入端口，以及两个或多个输出端口。
光交换技术
作为全光通信网络技术的重要基础，光交换技术的发展和应用将大大影响未来光通信网络发展的趋势。因此，了解光交换技术的工作原理对于未来的研究是十分必要的。众所周知，光信号有三种复用方式：空分复用、时分复用和波分复用（WDM）。因此，实现三种复用方式的对应光交换方式就是：空分交换、时分交换和波分交换。
1. 空分交换
空分交换使用空分复用技术实现。在空分开关中，从一部设备到另一部设备的路径在空间上与其他路径分隔开来，并且会用交叉点来建立两个用户之间的特定连接。它可以组成一个空的光谱交换单元，并且其他类型的开关同样也能够共同组成一个时分交换单元或波星。空的光谱开关通常有基于光纤和基于空间的空分交换，是一个交换空间的分割。
2. 时分交换
时分交换使用时分复用技术实现。时分交换技术的工作原理同样适用于模拟和数字信号。它需要更短时间段内的交叉点共享。在其他所需的连接方面，这项技术为交叉点及其相关电路的再分配铺平了道路。因此，在时分交换中，可节省更多的交叉点。所以，通过动态控制机制，可在几微秒的时间内将一个交换元件分配给许多。
3. 波分交换
波分交换使用波分复甩技术实现。在WDM系统中，波谱在中间传输节点进行交换，相互之间不需要经过额外的装置就能在波分复用系统中实现源和目标的通信，因此您可以节省系统资源、提高资源利用率。在光谱交换系统中，解复用器将第一个光波信号分成几个分路，用以交换波长通道。在每一个通道中，交换最后一个信号的波长通过光输出端口的密波分复用信号复用后获得。由于光纤宽带的特性优势，低损耗波段复用多个光信号这一技术大大提高了光纤通道的利用率和通信系统的容量。
除此之外，还有一些用于大规模通信网络的混合型交换技术。例如，时间-空间（TS）交换技术。TS交换系统可使广播操作员在相同或不同的TS流中无缝交换通道。实际上，随着技术的不断发展，越来越多的新交换技术被人们用于光通信和电信领域。
全光网络交换技术
全光解决方案在今天的接入网、城域网和核心网络内随处可见。在电信应用中，交换技术是一项不可或缺的重要功能，可在两个层面上进行理解：一个是要求复杂电子器件的更高层，一个是由在网络内“开关”信号的器件和设备构成的物理层。只有物理层的器件才能具有“全光性”。
全光开关是光通信网络中的主要元件。作为实现全光网络的关键，它具有低泵浦功率、高开关效率、快速响应时间的特性，因此在近些年受到了很多的关注。连接光纤线路的传统开关是电到光式的。它们在内部将输入端的光子转换为电子以实现交换，并在输出端将电子转换为光子。尽管一些供应商将电到光开关称为“光开关”，但真正的光开关支持所有的传输速率。不像电开关是与特定数据速率和协议相关联的，光开关将输入的位元流导向输出端口，与线路速率或协议（IP、ATM、SONET）无关，并且不需要因为它们的改变而进行升级。光开关将不同波长的信号进行分离并将它们导向不同的端口。
随着未来通信网络技术的不断发展以及全光网络的应用，光交换技术将会是通信网络的一种更具创新力和效率的方法，在光化学方面为成为社会发展和人们生活的一部分做出了贡献。
光开关的类型
不同原理和技术的光开关具有不同的特性，适用于不同的用途。根据它的制造技术，光开关可分为机械式光开关、光电微机械式光开关、MEMS（微机电系统）光开关和其他开关。根据不同的光开关交换介质，光开关也可分为自由空间交换光开关和波导交换光开关等。通常，前一种分类方法更为常见。
光电机械式光开关
机械式光开关已发展了很长的一段时间，在当时为人们所广泛部署。这些装置通过移动光纤实现交换，或通过步进电机或中继设备移动其他光学器件实现交换。时间传统的机械式光开关插入损耗低（<2DB）、隔离度高（>45DB），并且不受偏振和波长的影响。总之，光电机械式光开关准直来自输入和输出光纤的光束，并在设备内部对这些经准直的光束进行移动。这一装置将低光学损耗考虑在内，在没有负面效应的情况下实现了输入与输出光纤之间的传输距离。传统机械式光开关的不足之处在于开关时间较长，而且与其他开关产品相比体积较大，不易做成大型的光开关矩阵。但是，随着技术的不断发展，新型的微机械设备克服了这一缺点。新一代的光电微机械光开关具有如下特性：宽带更广、结构紧凑和尺寸小，可显著降低矩阵中的光开关元件数量和相对应的驱动数量。
MEMS光开关
MEMS（微机电系统）光开关是自由空间中的微光开关，由半导体材料制作而成。它是光开关的一项先进技术，当下受到了世界的广泛关注。MEMS光开关紧凑、轻便并且容易扩展，不仅结合了机械式光开关和波导光开关的优势，而且还克服了它们的缺点。由于它将光电和机械集成为一个整体，因此它能够以不同的速率透明地进行传输不同的业务，如今已在业内受到广泛使用。
热光开关
此项技术常用于制作小型光开关。通常，热光开关由硅聚合物形成的波导结构制成。实际操作过程中，在波导结构上放置一个电阻加热器，发热后波导结构的折射率发生变化，从而实现光的开关动作。虽然这一过程比较缓慢，但它们在当前的应用中却没有受到限制。它主要有两种类型：数字型光开关（DOS）和干涉型光开关。
声光开关
在这种开关中，声波被用来控制光纤的偏转。由于没有移动部分，它的可靠性较高。通常，1×2声光开关的损耗低于2.5DB。
波导光开关
波导光开关是一种新型的光开关，采用波导结构。另外，电光、声光、热光和磁光效应在波导开关中也有被使用到。由于它尺寸小，波导光开关在OXC设备中有大规模的应用。
磁光开关
磁光开关的原理是利用法拉第旋光效应。与传统的机械式光开关相比，磁光开关有交换速率快、稳定性高。另外，与其他非机械式光开关相比，它的驱动电压低并且串扰小。因此，磁光开关在未来可能会是一种极具竞争力的的光开关。
液晶光开关
液晶光开关的工作原理是基于对偏振的控制，也就是，一路偏振光被反射，而另一路则可以通过。由于液晶的电光系数高，使液晶成为最有效的光电材料。另外，液晶光开关的交换速度可达到亚微秒级。随着技术的不断进步，它将有可能达到纳秒级。
针对DWDM网络安全所设计的光开关保护系统
针对通信网络安全所设计的光开关保护系统向人们提供了一套经济实用的解决方案，使光通信网络形成了无阻塞、高可靠、灵活的抗灾能力。有了自动交换和网络管理站所提供的光开关保护系统，您可以实现光线开关保护、监控和光功率紧急调遣光路径这三项主要的功能。
在主干和本地光纤传输网络中，有DWDM系统的很多应用。在传输维护工作中，DWDM网络安全一直是最重要的一个方面。但是，由于DWDM保护技术本身具有局限性，导致它不够灵活、投入成本大、效果不理想等。在这种情况下，光开关保护技术在DWDM网络安全中起到了一个非常重要的作用。
光开关保护系统交换控制模块集成了光开关、光功率监控和稳定光源监控三个模块，是高级别集成模块的一种类型。光功率监控模块和光开关控制模块相互协作，在主干系统中选择97:3的分光比更为合适，相当于传输线路上0.2DB的衰减量。光开关模块包含1X2或2X2光开关，由主光线路由操作和备份光线路由操作之间的开关控制。
光功率监控模块的实时监控功能向主控制模块报告通信光纤的光功率值。主控制模块分析和比对数值。若光功率的数值变化超过了预设阈值，开关将会立即向光开关模块发出指示。光开关将立即根据指示进行开关操作，以实现交换操作。主干传输系统中的光路径自动交换保护设备将不会影响传输的特性。实际上，系统中的交换设备仅包含两个无源光设备：光开关和分路器。
另外，开关保护系统也常被用于网络故障恢复。这一类型的光开关被称为旁路开关。它常被用于网络故障恢复。它向在线网络安全和监控设备提供了一个永久的无故障接入端口。当添加在线设备或移除旁路设备时，光旁路开关会自动打开或切断网络传输。有了心跳包，光旁路开关可以保护网络传输避免在连接的在线设备上发生信号和功率的损耗。这一类型的光交换技术被用于许多其他设备，并被广泛用于PDH、SDH、C/DWDM、电力通信和CATV系统等的光线路保护。
针对DWDM线路保护设计的光自动交换系统是一种安全经济的保护方式。在未来网络持续扩展的情况下，光开关保护系统将会扮演越来越重要的角色，以满足提高传输网络操作安全的评估指标的要求。
光开关的应用
光开关在光网络中扮演着十分重要的角色，不仅仅是WDM网络关键设备的交换核心，更是光网络的关键组件。光开光的主要应用包括：网络交换； 实验室研发； 光纤感测器； 通道阻塞； 系统监控； 通道阻塞模块和系统集成； 城域网； 网络保护和恢复； 仪器仪表、检测和测量。
北亿纤通（WWW.F-TONE.COM）光开关解决方案
北亿纤通（WWW.F-TONE.COM）生产四个系列的光开关，包括光电机械式光开关、MEMS光开关、固态光开关、机架式和台式光开关。开关类型有1 × 1、1 × 2、 1 × 4、1 × 8、2 × 2和双级1 × 2和2 × 2旁路开关，适用于单模光纤和多模光纤，非闭锁开关和闭锁开关均有售。1 × N机架式和台式光开关是大批量生产制造测试的理想产品。另外，若您对其他类型的开关有要求，如热光开关或者电光开关等，请联系我们的销售获取特殊定制服务。
