MEMS - OCS 设备依靠MEMS 微镜阵列为核心,搭配光纤准直器阵列及精准控制软硬件,通过机械调整光路的方式完成光束路由,全程无需光 - 电 - 光转换,以此保障低延迟与高带宽传输,具体实现步骤如下: 光束预处理与入射 设备先通过输入侧的光纤准直器阵列,把输入光纤中发散的光信号处理成平行光束。这一步是为了确保光束后续能精准照射到 MEMS 微镜上,避免因光束发散导致光路偏移,为后续的精准路由打下基础。之后,经过准直的光束会按预设路径射向核心的 MEMS 微镜阵列。该阵列由数百个甚至上千个微米级的独立微镜单元组成,每个微镜都对应特定的入射光束通道。 微镜精准偏转调控 MEMS 微镜单元都配有静电或磁致动器,还连接着配套的驱动与控制软硬件。当系统收到光束路由指令时,控制模块会向目标微镜对应的驱动结构施加精确电压信号。在电信号作用下,致动器会驱动微镜实现二维角度偏转,偏转精度能达到适配光路传输的微米级标准。像谷歌 Apollo OCS 平台的 MEMS 微镜,就可通过这种调控实现三维角度的精细调整,确保对光束方向的精准把控。 光束反射与输出匹配 偏转后的微镜会将入射的平行光束精准反射至对应的输出侧 MEMS 微镜阵列(部分简化架构中可直接反射至输出光纤准直器),二次反射可进一步修正光路偏差。随后,输出侧的光纤准直器会把反射过来的平行光束汇聚,再耦合到目标输出光纤中。通过这样的反射与汇聚过程,就能在输入光纤和目标输出光纤之间建立起一条专属的物理光路。 动态适配与故障冗余调整 整套系统具备动态调控能力。当 TPU、GPU 等集群的算力调度需求变化,或是某条光路出现故障时,控制软硬件会快速重新计算路由路径,并实时调整对应 MEMS 微镜的偏转角度,完成光路的重新切换与搭建。这种动态调整不仅能适配不同的传输需求,还能让光束绕开故障通道,保障传输的连续性,而且切换延迟可低至毫秒级,很好适配了 AI 集群等场景的高实时性需求。 比如谷歌用于 TPU 集群的 Apollo OCS 平台,其 MEMS 微镜阵列通过上述步骤,可将任意输入光纤的光束精准路由到目标输出光纤,搭配多台设备组网后,就能满足大规模 TPU 芯片间的数据传输需求,同时还能降低功耗与传输成本。
MEMS-OCS设备依靠MEMS微镜阵列为核心,搭配光纤准直器阵列及精准
纯真灵魂
2025-12-02 10:26:16
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