光电路交换（OCS）：从重塑AI算力基础设施到赋能万亿模型，引领迈向全光数据中心

2025-10-10
Dave

光电路交换机（OCS）是一种无需将光信号转换为电信号即可直接传输的设备。与处理数据包的传统交换机不同，OCS能在两点之间建立物理专用光通道。在AI规模扩展的背景下，这类设备的重要性日益凸显——它们能提供低延迟和高带宽特性，这对大型语言模型及其他AI工作负载所需的海量数据传输至关重要。

AI集群环境

光子计算系统（OCS）部署在数据中心，具体位于AI集群或高性能计算（HPC）环境。这些集群由数千个图形处理器（GPU）组成，通过互联协同处理复杂任务。随着AI模型规模不断扩大，需要在GPU之间传输的数据量呈指数级增长。此时光纤技术就大显身手——相比铜缆，光纤能以更短距离传输更多数据且信号损耗更低。真正的挑战在于如何高效实现这些光信号的交换与路由。

OCS运行机制：以类比解析

要了解OCS与普通交换机之间的区别，最好的方法是通过类比。

传统电子分组交换机（EPS）就像繁忙的邮局：当数据包（信件）抵达时，邮递员（交换机处理器）需要先读取地址信息（数据包头），再对信件进行分类，最后将其重新纳入邮件流继续传输。这种读取、分类和重定向的过程不仅会造成延迟，还会消耗大量电能。用网络术语来说，这就是所谓的光-电-光转换（O-E-O转换）。

光电路交换机（OCS）则如同自动化铁路调车场。当列车（光信号）抵达时，系统仅需重新配置物理轨道，即可创建从起点到终点之间的直达且不间断的传输路径，无需开启车厢或读取内容，数据便能沿着专用物理线路以光速传输。这种设计彻底消除了传统光-电-光转换过程中存在的延迟与能耗问题。

由于AI训练任务通常具有持续数小时甚至数天的稳定通信模式，因此“轨道”无需频繁调整。当需要变更时，由中央软件系统而非交换机本身执行操作。这属于软件定义网络（SDN）范畴，其中软件控制器会计算出“电路调度方案”，并通过指令让光子交换机（OCS）重新校准内部镜像。虽然这种重构过程比逐包决策要慢，但仅需数毫秒即可完成，完全满足AI集群的运行需求。

当前主流三种方案：

MEMS 微镜
数字液晶（如 LCoS/DMD 类空间光调制）
压电陶瓷（Piezo）自由空间转向/光纤式

主要无源器件：镜头、透镜、PBS、波片、耦合器、FAU、MPO、固定衰减、机加件等。

主要有源器件：MEMS 驱动、LCOS/DMD、压电执行器、电极、TEC/PD 等。

爱德泰微光连接解决方案&光纤柔性电路连接器

要构建大规模的光线路交换网络，高效、有序地管理海量光纤连接是关键，而这正是我们产品的核心价值。

前端连接：
在OCS前端，我们提供了标准的 LC/APC 或 MPO/MTP 连接器，用于对接外部光纤。

光纤柔性电路连接器：
这些连接器的光纤会接入我们的高密度光纤Shuffle。这一预配置解决方案是核心组织单元，它能将单根光纤“Shuffle”成特定的预设模式。这样一来，成千上万的光纤就能按照交换机内部组件所需的精确顺序排列，从而大幅简化组装流程，并避免线缆缠绕。

微光连接解决方案：

经过重新排列（Shuffle）的光纤最终接入高密度透镜连接器或光纤阵列（FA）。这些并非普通连接器，而是内置精密微光学元件（微型透镜）。这些透镜的核心作用是将光纤纤芯中传输的光转换为方向精准的平行准直光束，这一步至关重要，因为必须精准控制光束方向，才能被光学谐振腔内的微反射镜精确控制与反射。

经过镜头连接器的准直光束随后被导向内部MEMS（微机电系统）微镜阵列。这些微型镜片正是光电路交换（OCS）实现物理光路由的关键部件，能够将光线精准导向正确的输出端口。通过整合光纤Shuffle技术和微光技术，我们打造出一套纯净、可扩展且高性能的解决方案，为下一代OCS的核心功能提供可靠支撑。

爱德泰adtek

企业简介：专注高密度光连接部署

深圳市爱德泰科技股份有限公司成立于2007年，是一家全球领先的光连接产品及解决方案提供商，致力于AI数据中心应用的光纤连接器、微光连接器及光连接基础设施产品的研发、制造与销售。我们专注于高密度光连接部署，凭借十八年的产业经验，以及在大规模生产和交付广泛产品组合方面的成熟能力，我们已做好充分准备，以把握AI产业空前增长所驱动的市场机遇。