OCS光路交换机：引领光子通信革命的关键技术

在数据洪流席卷全球的背景下，OCS（光路交换机）以其全光交换的独特优势，被视为开启光子通信新时代的关键推手。

近期，英伟达CEO黄仁勋展望未来时强调：“理想的AI工厂不仅规模宏大，更能无缝连接城市、国家乃至大洲的数据中心，形成一个协同计算的巨网。”

然而，实现这一蓝图充满挑战。随着AI数据中心规模持续扩张，海量数据传输导致的延迟和能耗问题日益凸显。英伟达也公开指出，跨数据中心网络延迟已成为AI训练与计算的核心瓶颈。

回顾2009年，移动互联网兴起之初，诺贝尔奖委员会曾盛赞光通信技术：“光在纤细的玻璃丝中穿梭，承载着海量信息奔向四方，让文字、音频、图像与视频瞬息传遍世界。”

时至今日，历经16年发展，OCS——这种源于光通信、能在光域直接进行信号交换的设备，正以超低延迟和节能特性，重新诠释数据传输的“光速”极限。

今年8月22日，英伟达发布Spectrum-XGS以太网技术，为OCS应用开辟新天地。这项“跨区域扩展”技术致力于将以太网的高性能与大规模扩展能力突破地理界限，把全球分散的数据中心整合为一部“超级GPU”。

当众多数据中心通过统一以太网互联，内部数十万计算节点协同工作，网络延迟急剧上升。在此场景下，具备多端口、大带宽特性的OCS，成为数据中心间高层网络交换的理想选择。

OCS的独特价值何在？

在传统数据中心网络中，交换机扮演“翻译”角色：先将光信号转为电信号处理，再转回光信号输出，过程繁琐能效低。进阶的CPO（共封装光学）交换机将光引擎与交换芯片集成，提升了光电转换效率。

但当数据量激增时，基于电交换架构的CPO方案仍显捉襟见肘。

OCS则另辟蹊径，通过重塑光信号的物理传输路径，彻底绕过光电转换环节。如果说CPO是光信号的“高速路”，那么OCS便是“智能立交桥”——面对流量压力，它不以提速为唯一手段，而是规划新路线疏通拥堵。

谷歌在2023年研究中测算，OCS硬件及相关光纤成本不足超算系统总成本的5%，功耗低于系统总功耗的3%，性价比突出。因此，谷歌率先在其Jupiter数据中心网络中部署OCS，成为全光交换的先行者。

这一布局带来丰厚回报。据SemiAnalysis报告，谷歌的定制OCS网络使吞吐量提高30%，功耗下降40%，数据流完成时间减少10%，网络故障时间锐减50倍，资本支出削减30%。

显著成效让市场洞察OCS潜力。Cignal AI预测，除谷歌外，2025年后更多企业将投资OCS；随着其在数据中心核心层和AI集群的渗透，2029年市场规模或突破16亿美元。国盛证券更断言，OCS将引领光子通信新浪潮。

行业巨头竞相布局

无论前景如何，科技巨擘已展开行动。

2025年7月，开放计算项目（OCP）设立OCS子项目，旨在推动光交换技术开放标准化，构建全球规范。创始成员包括Lumentum、谷歌、微软、英伟达、Coherent、iPronics等。

领衔者Lumentum已收获早期红利。其二季报显示，OCS产品已交付两家超大规模云厂商，第三家客户即将收货。公司正加速产能扩张，预计该业务未来创收可达数亿美元。

国内厂商也不甘示弱。华为推出数据中心全光交换机OptiXtrans DC808，采用MEMS技术实现高速稳定全光交换，并在日本Interop Tokyo 2025展荣获Best of Show Award特别奖。

当然，OCS发展仍面临挑战。技术层面，OCS并非完全取代CPO等方案。英伟达在OCP EMEA 2025大会上表示，当前光交换机成本远高于电交换机，需与CPO协同才能进一步降低功耗。

OCS内部也存在技术路线竞争，主要集中于MEMS、数字液晶DLC、压电陶瓷直接光束偏转DBS三种方案。其中，MEMS方案获谷歌采用且参与厂商众多；DLC由Coherent主导，正导入云服务商供应链；DBS为Polatis独家技术，尚待成熟。

中信证券提示，AI数据中心应用OCS仍处早期，多数厂商加紧研发。OCS技术路径可行、优势显著，增长前景明确，建议关注整机、核心器件、光学零件等全产业链机会。