OCS（Optical Circuit Switching，光路交换机）是 AI 数据中心组网中的热点技术。它不解析数据包，而是在输入端口与输出端口之间直接建立可配置的纯光通路，光信号从进入交换机到离开，全程不需要光电转换。这与以太网交换机、InfiniBand 交换机这类电分组交换设备形成了本质区别：电交换机要把光信号转成电信号、查表转发、再转回光信号，而 OCS 让光”原样通过”。
OCS 是什么：从”光路”这个名字说起
通信网络里的交换方式大体分两类：分组交换和电路交换。我们日常用的以太网属于分组交换，数据被切成一个个包，每台交换机都要读取包头、查路由表再转发；而电路交换先建立一条端到端的通路，之后所有数据沿这条通路直达，电话网络就是典型代表。OCS 就是把电路交换的思想搬到了光层：通过微镜等器件改变光的传播路径，在光纤端口之间”搭桥”。
因此 OCS 有两个鲜明特点。第一，它对速率和协议透明——桥搭好之后，无论是 100G 还是 1.6T 的信号、无论跑什么协议，都从这条光路上通过，交换机本身不需要升级。第二，它的切换速度是毫秒量级，远慢于电交换机的纳秒级转发，所以 OCS 并不取代逐包转发的核心交换机，而是承担”周期性重构拓扑”这类任务。
为什么 AI 数据中心需要 OCS
AI 训练集群的通信模式很有规律：一个训练任务的全体 GPU 长时间紧密互连，任务切换时才需要重新组织网络。这恰好匹配 OCS “慢速重构、快速直达”的特性。谷歌是最早的大规模实践者，其 TPU 集群采用光路交换机构建拓扑，训练任务变化时用毫秒级重构代替重新布线，同时把大量流量从电交换层卸载出去，显著降低了网络功耗和时延。随着 800G、1.6T 光模块普及，电交换机的功耗与成本压力越来越大，”光互联+OCS 重构拓扑”的组合被越来越多超大规模数据中心纳入架构选项。
OCS 的核心技术：MEMS 微镜阵列
主流 OCS 基于 MEMS（微机电系统）技术：在芯片上制造出成百上千个可二维偏转的微型反射镜，输入光经准直后打在一面微镜上，微镜偏转到不同角度，把光反射到不同的输出微镜，再耦合进输出光纤。两面镜子协同完成”输入端口到输出端口”的任意配对。配合闭环控制，端口的插损、串扰可以稳定在很低的水平。除了 MEMS，业内还有压电陶瓷驱动、磁光开关、硅基波导开关等实现路线，它们在切换速度、端口规模与成本上各有取舍——这与硅光芯片内部用热光效应、定向耦合器做光开关的思路一脉相承，只是规模和形态不同。
产业格局：谁在做 OCS
OCS 的玩家大致分三层。器件层：MEMS 微镜、准直器阵列、光纤阵列等核心元件由 Coherent（原 II-VI）、Lumentum 等光器件巨头供应；整机层：谷歌自研 OCS 用于自家集群，Lumentum 推出的 R300 光路交换机提供 O+C 波段 300×300 端口规模，面向数据中心客户，具体技术路线可以参考我们之前的文章《Lumentum：OCS 技术路线与行业演进观点》；需求层：英伟达在新一代组网方案中也在探索光交换与 CPO 的协同。从财报看，OCS 已经成为光器件厂商明确的新增长点，Coherent 在 2026 财年业绩中就把数据中心光互连与 OCS 列为战略重点。
OCS 的局限：不是所有流量都适合
OCS 并非万能钥匙。毫秒级的切换速度决定了它无法做逐包转发，突发性强、需要精细调度的 East-West 流量仍要靠电交换机；OCS 端口数虽然可达数百，但与电交换机芯片的海量高速通道相比仍有差距；此外，光路一旦建立，中途的故障恢复、广播与多播也都不如电网络灵活。因此业内的共识是”光电协同”：Spine 层或集群间用 OCS 重构拓扑，叶子层用电交换机做包转发，再配合 CPO 共封装光学缩短器件间铜互连，三者各司其职。
常见问题
OCS 和光模块是什么关系？OCS 是网络设备，光模块是收发器件。光模块负责电信号与光信号的互相转换（其中 EML 电吸收调制激光器是高速光模块的核心光源之一），OCS 则让光信号不经转换直接通过——两者一个管”翻译”，一个管”通行”。
OCS 会取代电交换机吗？短期不会。两者是互补关系，OCS 承担拓扑重构与流量卸载，电交换机承担实时包转发。想了解数据中心光互连从可插拔模块到 OBO、NPO、CPO 的完整演进路径，可以阅读《可插拔，OBO，NPO 与 CPO》。