传统的数据中心网络主要依靠电分组交换，比如以太网和 InfiniBand 这类方案。
光交换机则不同，它在输入端口与输出端口之间直接构建可配置的纯光通路，省去了光电和电光转换环节，因此时延远低于电交换设备，功耗也明显更小。
真正推动全三层架构对光电路交换产生强烈需求的，还是 AI 算力建设。
在今年的 OFC2026 上，Lumentum 认为，面向 Scale‑up 和跨机架互联场景，行业更青睐小端口基数的 OCS。而在 Scale‑out 的大规模横向扩展场景，超大端口基数的 OCS 是市场主流。
目前实现 OCS 的方案不少，包括基于 MEMS 的光开关、压电陶瓷驱动方案、机械光开关、液晶光开关以及硅基 SiPho 光波导型光开关等。
MEMS 方案出现较早，也是 Lumentum 采用的技术。Google 已发表多篇论文，并将 MEMS 光开关大规模投入部署。
谷歌/Coherent等：可插拔 vs. CPO vs. OCS
数字液晶是一种非机械的光学交换方案，其工作原理是利用外部电场改变液晶材料的折射率，从而实现对光路方向的精确控制。
液晶光开关用于 OCS 虽然起步稍晚，但技术成熟度已经很高。Coherent 的 OCS 平台便基于此技术，该公司于 18 年前就已经将该项技术用于 WSS 波长选择开关中。
硅光波导型 OCS 把光限制在片上波导中，通过 MZI、微环/微盘、移相器、耦合器和波导交叉实现路径选择。
压电陶瓷方案通过压电致动器实现光束偏转，目前主要由 Polatis 在推进，这里不再展开。
用一张表简单对比一下这些方案。
从产业现状看，布局 MEMS 光开关的厂商数量比较多；液晶、机械和压电光开关的厂商相对少一些。
硅光 OCS 虽然吸引了大量资本，但仍是前瞻性技术，短期内还看不到商用硅光 OCS 的规模化落地。
Lumentum 的 OCS R300 采用自由空间 MEMS 架构。两侧光纤阵列发出的光束经过两组二维可偏转 MEMS 镜片反射，就能在任意端口之间建立无阻塞的光路。
无论基于 MEMS、硅光还是液晶方案，故障大多源于驱动电路。为此，Lumentum 把电子驱动模块做成可现场更换的 FRU，限制故障波及范围，保障整机可靠性。
Lumentum的单台R300 OCS设备往往需要约 600 个独立液晶光阀，直接导致整机体积较大，后续需要更高集成度的面板连接器才能缩小机箱尺寸。
MEMS 镜片本身透光范围宽，可以覆盖 O 波段和 C 波段，也支持 L 波段，只是 L 波段的完整性能参数还有待完成标定，主要取决于镜片镀膜工艺。
同时它的链路损伤很低，实测插入损耗全部低于 2dB，典型值更是不到 1.5dB。
在设备全生命周期末期，损耗会稳定在 1.5 ~ 2dB 区间。这个指标虽然不及机械光开关，但已是 MEMS 路线能触及的性能上限，很难在全生命周期末端把损耗做到 1.5dB 以下。
回波损耗集中在 58 ~ 60dB。以 60dB 为例，反射光功率仅为入射光的百万分之一，几乎测不到反射信号，这对单纤双向业务是非常有利的。
此外，隔离度和偏振相关损耗同样被控制在极低水平。
当前行业仍以单通道 100G 为主，后续会向 200G、400G 演进，高速光模块对链路非线性失真的容忍度将急剧收窄。
当然，如果未来大规模采用相干光模块，对链路损耗和非线性的要求会适当放宽。
而对于当前热度很高的 CPO，Lumentum 认为 CPO 与 OCS 并不是二选一的关系，二者可以互补，叠加使用能带来最大收益。
其中，OCS+CPO 方案是我们公认的终极演进方向，也就是GPU 或边缘交换机终端搭载 CPO，核心层部署 OCS 光交换机。
仅部署 CPO，网络功耗约可降低 30%；仅部署 OCS、终端保留可插拔光模块，网络功耗降幅超过 60%；若 CPO 与 OCS 组合部署，网络功耗最高可削减 80%。
时延方面，仅用 CPO 能降低约 30% 的时延，但数据仍需经过中间的电分组交换机，存在固有的处理开销；而 CPO 搭配 OCS 之后，两端节点和中间层级都没有光电转换与报文处理，信号以光速直连两端设备，时延得以进一步压低。
不过，CPO+OCS 这一组合方案的落地难点主要在于光功率预算受限。
光放大会带来信号劣化代价，Lumentum 的观点应当尽可能避免使用光放大器。
同时需要尽量减少光纤和连接器带来的接续损耗，压低链路额外开销。当然最关键的一点还是 OCS 自身要做到最低的插入损耗。
总的来说，未来市场对千端口级大容量 OCS 的需求会非常旺盛，但必须警惕故障波及范围扩大的风险。
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