由于诸如VOD、HDTV等新型业务的出现给带宽提出了更高的要求,因此带宽提供商的当务之急是如何利用新技术实现更快的数据传输速率.在中国甚至在整个世界,光纤已被大量铺设;由于其潜在的巨大带宽资源、不易受环境因素影响的特性以及相对于传统传输介质而言低廉的成本,光纤已在电信网中成了传输主干.利用WDM、OTDM等新技术,光纤能提供的带宽迅速提高,目前在一根单一的光纤上能传输高达几个Tbits/s的数据速率.在这种状况下,网络中交换节点处数据处理速度偏慢的问题显得日益突出,因为,交换功能只有在光信号转变成电信号后才能执行,而且,信号被转发出去以前还必须转换回光信号.对于光信号在光纤主干中传输时,这种情况不会出现,因为并不涉及光电与电光转换过程.为了使交换机中电子设备相对较慢的响应时间与光纤干线上高速传输的数据信号相匹配,我们必须设计出具有快速响应能力的新型全光交换设备.非线性方向耦合器(NLDC)与非线性光环路镜(NOLM)作为上述新设备的候选者受到了人们普遍的注意,因为它们具有超快的响应时间、较长的互作用距离,而且某些基于NLDC与NOLM的设备在实际应用中已实现了商用.该文的大量篇幅都用在了NOLM和NLDC上;我们从理论和数值分析上分别详细讨论了NLDC与NOLM的在各种条件下交换特性,相信该文的一些结论对于如何构造基于NLDC与NOLM的高效超快全光交换设备具有一定的帮助.