全光交换(OCS)交换机是一种在光域内直接进行光信号交换的设备,无需进行光-电-光转换。光学电路交换(OCS)是一种光网络技术,它允许在光信号层面直接进行路由和切换,而无需将其转换为电信号。这种技术通过在光纤之间建立直接连接,实现数据的高速传输,避免了传统电子交换机带来的瓶颈。
OCS 技术呈现多元化发展态势,主要有 MEMS 方案、硅基液晶方案、压电陶瓷方案、硅光方案。
MEMS 方案(谷歌、Lumentum、华为):MEMS 方案基于微机电工艺,通过电压控制反射镜(整镜)转角实现光路切换。切换速度几十毫秒,端口数量约三四百个,插入损耗约 3dB,处于居中水平。但该方案可靠性较差,采用100伏高压驱动反射镜转轴,且含 MEMS 运动部件(反射镜),长时间振动后易老化损坏,影响使用寿命。
液晶方案(Coherent 等):液晶(DLC)方案通过电压控制液晶内晶体方向,利用光的折射实现光通道重新配置。该方案无运动部件,可靠性明显优于MEMS 方案,成本也更低,但切换速度较慢,需几百毫秒。目前主要用于无需频繁数据切换的场景,如英伟达将其用于冗余备份以提高可维护性。
压电陶瓷方案(HUBER+SUHNER 等):压电陶瓷方案性能突出,切换速度可达几毫秒,远快于硅基液晶的几百毫秒和 MEMS 的几十毫秒,端口数量最大,损耗最低,综合性能最优。但目前存在控制难度大、成本高等问题。
根据 QYResearch 数据,全球全光交换(OCS)交换机市场规模从2020 年的72.78百万美元增长到了 2024 年的 366.47 百万美元,2020 至2024 年复合增长率(CAGR)为 49.80%,预计 2031 年将达到 2022.21 百万美元,2025 至2031 年复合增长率(CAGR)为 17.12%。
地区层面来看,中国市场在过去几年变化较快,2024 年中国地区市场规模为3.66百万美元,约占全球的 1.00%,预计 2031 年将达到80.20 百万美元,届时全球占比将达到 3.97%。北美是全光交换(OCS)交换机最大的消费市场,2024 年该地区销售收入达到了 216.84 百万美元,约占全球 59.17%的市场份额;欧洲以大约28.41%的市场份额紧随其后。中国是全光交换(OCS)交换机市场增长最快的地区,2020至 2024 年 CAGR 为 97.87%,预计 2025 至 2031 年 CAGR 为34.68%。
从产品类型来看,目前商用的全光交换(OCS)交换机按照技术方案主要分为MEMS方案和 DirectLight DBS 方案。过去几年全光交换(OCS)交换机市场一直以MEMS方案为主流,2024 年市场规模为 192.36 百万美元,约占整个全光交换(OCS)交换机市场 52.49%的份额,预计 2031 年将达到 836.79 百万美元,届时全球占比将减少 至 41.38% 。 2025 年 之 后 DirectLight DBS 方案将占据主导地位,同时DirectLight DBS 方案也是增长最快的类型,2024 年市场规模为174.11 百万美元,大约占据 47.51%的份额,2020 至 2024 年复合增长率(CAGR)为52.53%,预计2031年将达到 1,185.42 百万美元,2025 至 2031 年复合增长率(CAGR)为19.58%,届时份额占比将达到 58.62%。
从产品市场应用情况来看,数据中心是全光交换(OCS)交换机最大的应用市场,2024 年市场规模为 195.83 百万美元,约占总收入的53.44%,预计2031 年将达到1,312.29 百万美元,届时将占据 64.89%的市场份额,2025 至2031 年复合增长率(CAGR)为 23.02%,高于总体增长率 17.12%。
从生产商来说,全球范围内,全光交换(OCS)交换机核心厂商主要包括Google、Huber+Suhner、Coherent、Calient 和 iPronics 等。预计未来几年行业竞争将更加激烈。
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