英国初创公司Finchetto的全光数据包交换OPS技术

在AI数据中心功耗与延迟双挑战日益严峻的背景下，光通信技术正从互联传输向计算核心渗透。Finchetto作为一家专注于全光解决方案的英国初创企业，提出以“用光切换光”的技术路线为基础的数据中心分组交换架构，为超大规模计算场景提供了低功耗、高效率、高可扩展的潜在全新路径。

◆ 核心技术突破：剔除电子依赖的光域切换

传统数据中心切换依赖电子设备，其速度瓶颈成为制约网络性能的关键。Finchetto的技术核心在于完全剔除切换控制中的电子元件，实现“用光切换光”的纯光域操作，这一创新带来三大核心优势：

- 低延迟：摆脱电子转换的速度限制，全光切换响应达到线速(线速可以简单地理解为对于路由器的所有端口的任意输入情况都能够无延迟/低延迟、无丢失转发)，实现包交换(OPS)，端口到端口的延迟仅为40ns；

- 低功耗：省去电子元件的能量损耗，大幅降低切换环节的电力消耗；

- 高精度：切换分辨率精准至分组级别，适配AI网络的全连接传输需求。

与传统光交换机的毫秒级重构不同，Finchetto的全光分组交换机聚焦二层及以上网络场景，通过光域内的直接切换，避免了电光-光电转换的反复损耗，自然实现更高端口密度（radix），契合数据中心“扁平化网络”的架构优化方向——更高端口密度意味着更少的层级堆叠，进而减少交换机数量与整体功耗。

该方案的原理是利用了非线性波长转换技术，大概是基于PPLN的差频产生(DFG)，像日本的NTT、国内的南大等单位也已经开展了几十年的研究。

◆ 三大核心目标：直击数据中心关键痛点

1. 功耗优化：破解电力争夺困局

当前，美国数据中心周边电价在2020-2025年间涨幅已超260%，而单位功耗的计算能力成为企业核心竞争力。Finchetto的解决方案经实测建模验证：

- 可降低单一超大规模数据中心切换环节90%的功耗；

- 减少大量电光收发器部署，每年节省电费超2.5亿美元运营支出；

- 释放的电力资源可支持新增约35万个GPU的计算需求，充分挖掘电力利用效率。

2. 效率提升：减少故障点与成本损耗

AI网络对硬件可靠性极为敏感，单个收发器或GPU故障可导致网络效率下降40%，而软件修复需耗时10分钟。Finchetto通过架构优化解决这一痛点：

- 剔除电光转换环节，减少82%的小型可插拔模块（SFP）使用量，显著降低故障点密度；

- 减少约10亿美元的SFP模块资本支出，同时保留500万个SFP模块的市场需求空间；

- 无需依赖软件修复或高端硬件冗余，从架构层面提升网络稳定性。

3. 可扩展性：兼容现有基础设施的无缝集成

超大规模数据中心的现有思科、英伟达等品牌基础设施无法被彻底替换，“rip and replace”模式不具备实际可行性。Finchetto针对性研发边缘节点技术，确保全光分组交换机可与现有网络架构无缝互联，既保护既有投资，又为合作伙伴提供三层路由器相关合作场景，实现平滑升级。

◆ 技术验证与落地潜力：从电信级场景到数据中心

Finchetto的核心技术已通过实际项目验证：与英国电信合作的政府资助项目中，成功研发电信级广域网全光切换产品，实现子波长切换或分组切换功能，2×8密集波分复用（DWDM）产品的功耗仅为12瓦，较传统诺基亚7750等分组路由器降低99.8%。

在数据通信关键场景中，该技术展现出独特优势，图片展示了10GbR NRZ信号通过Finchetto技术切换后，眼图质量得到了提升得。针对单波200G传输需求，Finchetto认为其光切换过程自然实现数据信号整形的特性可以有效缓解DSP的处理压力，为高带宽低损耗传输提供技术支撑。目前，Finchetto已推出48端口全光分组交换机原型，进一步适配数据中心的高密度连接需求。

◆ 行业认可与合作展望

Finchetto的技术创新已获得行业广泛认可，曾斩获“欧洲科技奖年度最热门初创企业奖”等荣誉。面向未来，公司聚焦超大规模数据中心的全光网络升级需求，开放合作接口，寻求在光收发器、光纤耦合、自由空间光学等领域的技术协同，推动全光分组交换技术的规模化落地。