OCS 科普：光交换机 vs 电交换机

在数据中心的网络世界里，交换机就像是繁忙的交通枢纽，负责引导数据的流向。传统的电交换机一直以来承担着这项重任，但随着数据量的爆炸式增长，尤其是在人工智能等领域，一种新型的交换机 ——OCS 光交换机正崭露头角。

为了更好地理解它们之间的区别，我们可以把 OCS 光交换机比作火车的匝道，而电交换机则像是到站后需要换乘的模式。

电交换机：到站换乘的复杂旅程

想象一下，你要从城市 A 到城市 C，中间需要在城市 B 换乘。这就类似于数据在电交换机中的传输过程。数据以电信号的形式出发，当到达电交换机时，交换机需要先把光信号转换为电信号（就像到达城市 B 后要下车），然后根据数据的目的地信息，重新规划路线，再将电信号转换回光信号继续传输（如同换乘另一趟车前往城市 C）。这个过程中，每一次的光电转换都需要消耗时间和能量，就像换乘时需要花费时间寻找站台、等待列车，还可能因为人流拥堵而耽误行程。而且，如果同时有大量的数据需要处理，就像在一个繁忙的交通枢纽，众多乘客都要进行换乘，很容易出现拥堵，导致延迟增加。电交换机的带宽也存在一定限制，就像车站的站台和轨道数量有限，无法无限制地容纳更多的列车同时进出。

OCS 光交换机：火车岔道的高效直达

OCS 光交换机则像是火车行驶过程中的匝道。当火车（光束）行驶到匝道处，无需停下来换乘，整列火车直接通过岔道就可以切换到不同的轨道，继续高速行驶。在 OCS 光交换机中，光信号无需转换为电信号，直接在光域内进行交换。它通过特殊的技术，如微镜阵列等，就像岔道上的道岔装置，能够快速准确地引导光信号从一根光纤切换到另一根光纤，实现数据的高速传输。（下面这个复杂的产品架构图，可以简化想象成火车的岔道，光信号在复杂的元器件配合下，完成“换道”）

由于没有了光电转换的环节，OCS 光交换机大大减少了延迟，就像火车无需停靠换乘，能够保持高速行驶，节省了大量时间。同时，因为不需要进行复杂的信号转换操作，其能耗也大幅降低，而且它的带宽扩展性非常好，能够轻松应对大量数据的高速传输需求，就像可以随时增加匝道的数量和规模来满足更多火车的通行。

缺点：无法做到电交换机那样，每个乘客个性化地选择不同目的地，整列火车的全体乘客，必须统一切换到某个轨道，抵达同一目的地。

OCS交换机的原理，其实理解起来不难。如下图：

1、衍射光栅负责把光束扩散开。

2、然后通过一系列的反射镜，将光束投入一个“可偏转的反射镜”。

3、通过控制“可偏转反射镜”的角度，使反射的光速“拐弯” —> 类似匝道迫使火车改变路线。

全程都是光，没有 “光-电-光”的转换，所以叫光交换机。

优势：OCS 光交换机的四大法宝

低延迟

谷歌的实测数据显示，OCS 光交换机的延迟较传统电交换机降低了 50% 以上。这是因为它消除了光电转换和缓存排队的时延，让数据能够以近乎光速的速度在光信号中传输，大大提高了数据处理的实时性，对于对延迟极其敏感的人工智能计算等应用场景来说，这一优势至关重要。

高能效比

在如今倡导绿色数据中心的大趋势下，OCS 光交换机无需高功耗的交换芯片，单机架能耗降低 40%。它就像一辆高效节能的汽车，在完成同样的数据传输任务时，消耗的能量更少，为数据中心节省了大量的电力成本，同时也更加环保。

无阻塞带宽

OCS 光交换机支持 400×400 端口级联，单端口速率可达 800G/1.6T。这意味着它拥有极其强大的 “吞吐能力”，可以轻松满足 AI 集群等海量数据吞吐的需求。就像一个超大型的港口，能够同时容纳大量的船只进出，不会出现拥堵的情况，保障了数据的高速、顺畅传输。

拓扑重构能力

通过软件定义，OCS 光交换机可以动态调整光路，适应大模型训练等应用中节点通信模式的实时变化。它就像一个智能的交通调度系统，能够根据道路的实时交通情况，灵活调整匝道的使用，确保交通的高效运行。在数据中心中，不同的应用场景对网络拓扑结构有不同的需求，OCS 光交换机的这种灵活性能够快速响应这些变化，提升整个网络的性能。

市场

谷歌在其 TPU v4 集群中引入 OCS 后，成功实现了性能的大幅提升，能耗的显著降低，同时由于减少了光电转换环节，系统复杂度降低，故障点相应减少，验证了其在超大规模 AI 计算场景中的实用价值。预计 2025 年谷歌 TPU 出货 200 万颗时，将带动约 2.3 万台 OCS 交换机需求，Finisar 等厂商月产量已达 1200 台，2024 - 2031年需求将维持每年50%CAGR增长。

机遇

1、利好光迅科技、华工科技、中兴通讯这些在电信领域积累OXC的厂商（OXC是电信领域的OCS，远比Google的OCS复杂很多）。

2、OCS交换机中有大量微米尺度的有源、无源光器件，这些器件的组装需要不少先进光电封装设备，一台OCS交换机的设备价值量远远大于一台CPO交换机 —> 罗博特科的子公司斐控的拿手戏，据了解，Google一个xxxM规模的订单，就是瞄准OCS交换机场景。

3、OCS交换机里大量用到MEMS芯片，但尚未找到A股标的。大家帮忙找找。

$罗博特科(SZ300757)$ $光迅科技(SZ002281)$ $华工科技(SZ000988)$

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