数据中心运营商在构建AI集群时，需要在不增加电力和空间预算的前提下获得更多带宽。一个新兴的解决方案是更好地处理承载数据的光信号。
波分复用（WDM）技术通过在同一根光纤中传输多种颜色的光来提升光纤容量。但这种方法面临经济和运营方面的挑战：运营商需要以合理的成本和功耗，获得足够数量的稳定波长，同时保证高可靠性。
传统方法——为每个波长使用单独的激光器——随着信道数量增加而愈发吃力。每增加一种颜色，就要增加一个激光器、驱动器和控制回路，从而增加功耗、成本和潜在故障点。光学频率梳发生器采用了不同的方式，它从单一光源产生多个均匀间隔的波长，而不是依靠一系列独立的激光器。
基于频率梳的光源并非新事物，多年来一直在电信研究领域流传。但许多设计所设想的共封装光学器件，目前更接近试点阶段而非量产阶段。
Pilot Photonics创始人兼首席技术官Frank Smyth在接受Data Center Knowledge采访时表示："频率梳激光器有潜力让你在不用担心干扰的情况下，将更多波长更紧密地打包在一起。"
频率梳如何生成多个稳定波长
在频谱分析仪上，梳状光源呈现为均匀间隔的谱线，形似梳子的齿。在激光器阵列中，波长数量与元件数量直接挂钩。每增加一个波长，就要增加一个激光器、驱动器和锁定回路。
Solinide首席执行官兼联合创始人Marcello Girardi告诉Data Center Knowledge："频率梳打破了这种关联。一个泵浦激光器和一个氮化硅芯片就能同时产生所有波长，波长网格由谐振器本身设定，因此硬件不会随信道增加而增长。"
传统激光器阵列的扩展瓶颈
阵列能很好地处理少量信道，但随着信道数量上升就会遇到瓶颈。Girardi说："四个波长是已经解决的问题，阵列能很好地应对。困难从八个波长开始出现，到十六个时，元件数量就成了限制因素。"
制造与良率：通过光刻实现固定间距
由于频率梳的所有波长都来自一个泵浦激光器和一个无源谐振器，其间距是通过光刻工艺设定的，而非逐一调谐。
Quintessent产品管理总监Steven Estrella表示，与传统的连续波分布反馈（CW DFB）阵列相比，频率梳在相同信道数下所需激光器数量更少。他说："这意味着更少的故障点，从而提高可靠性，同时也降低了在变化环境中的波长控制复杂度。当前磷化铟（InP）连续波分布反馈激光器供应短缺的情况下，减少所需激光器数量比以往任何时候都更加重要。"
为何是现在：密集波分复用信道数正从4增至32
多年来，数据中心一直使用粗波分复用技术——通常每根光纤只有四个宽间距波长。如今更密集的、电信风格的方案将八到三十二个波长更紧密地打包在一起。Smyth说："现在你面临更具挑战性的波长漂移和激光器阵列制造良率问题，这正是频率梳激光器能够发挥优势的地方。"
频率梳可能首先落地的场景
对于首个部署场景，业内看法不一。Quintessent瞄准的是30到100米之间的链路距离。Estrella说："我们的频率梳激光器设计用于为机架内和机架间的密集波分复用链路供电。这是频率梳激光器技术的另一个优势，因为功耗和带宽问题在机架内部最为突出。"
Xscape Photonics首席执行官兼联合创始人Vivek Raghunathan也认同这一点，他指出GPU与交换机之间的横向扩展链路足够统一，可以实现设计标准化。
Girardi则看到了不同的起点："第一个应用场景是纵向扩展，即机架行之间，因为这正是共封装光学器件实际被部署的地方。"他也认同纵向扩展是更适合长期发展的方向，但表示这需要等待下一代光学纵向扩展网络技术的出现。
Smyth指出，目前在纵向扩展场景下，单波长输出功率仍存在限制，尤其是随着每通道速率的提升，不过他表示公司正在努力缩小这一差距。
Raghunathan表示，通过让一个泵浦激光器和控制回路服务于多个波长，而不是每个信道都复制一套链路，链路层面的总功耗可能降低2到3倍。更低的链路功耗能减少散热需求。而当光源置于可更换的前面板模块中而非封装在芯片上时，这部分功耗就能从与GPU芯片竞争的功耗预算中解放出来。这种布局方式还能让运营商在不触碰系统其他部分的情况下，更换光源——这是光学元件中可靠性最低的部分。
现状如何，未来将走向何方
频率梳激光器此前一直难以获得广泛采用。独立分析机构Cignal AI在其2026年7月发布的《光学元件初创企业追踪报告》中提到了对单点故障风险、可调谐性和稳定性的担忧。
各公司的成熟度参差不齐。Smyth说："各个厂商似乎处于实验室演示与评估套件之间的不同阶段。"
Solinide表示已经在出货产品。Girardi说："我们有产品，而且已经在销售。目前我们出货的是机架安装单元而非模块，因此价格处于不同的类别，原因在于外形规格和产量，而非技术本身。"
整个行业目前仍缺少一个关键要素：用于共封装光学器件的标准化外部光源模块。目前尚不存在经过认证的版本。Girardi预计到2027年会出现原型产品，2028年实现量产，届时他也预期成本将下降到足以与成熟的可插拔光学器件形成交叉优势的水平。
Estrella表示，Quintessent正在向客户提供频率梳激光器样品。
标准与锁定问题
标准将决定频率梳部署最终会成为一个多供应商市场，还是仍局限于少数封闭系统。ELSFP（外部光源小型可插拔模块）标准涵盖物理光源模块，而OCI MSA（光计算互连多源协议）则涵盖更广泛的互连范畴。这些努力结合起来，将使运营商能够对某个接口标准进行认证，而不是针对特定供应商的产品栈，从而有助于避免被单一供应商锁定。
Raghunathan说："当平台从八个信道发展到十六个乃至更多时，这正是波分复用技术规模超出现有激光器阵列良率能力的临界点，也标志着频率梳从众多可选方案之一转变为主流架构的转折点。"
Smyth总结了目前阻碍该技术走向更广泛应用的因素："阻碍其进一步普及的最大问题在于单波长功率和高良率制造。"
Q&A
Q1：光学频率梳发生器是什么？它有什么作用？
A：光学频率梳发生器是一种能从单一光源产生多个均匀间隔波长的技术，用于替代传统的多激光器阵列。它可以帮助数据中心在不增加过多硬件、功耗和成本的情况下，实现更密集的波分复用，从而提升光纤传输带宽。
Q2：频率梳激光器相比传统激光器阵列有什么优势？
A：传统方法每增加一个波长就需要增加一个激光器、驱动器和控制回路，而频率梳只需一个泵浦激光器和一个谐振器芯片就能同时产生所有波长。这意味着更少的故障点、更高的可靠性，以及更低的功耗和制造复杂度。
Q3：频率梳激光器技术目前发展到什么阶段，何时能大规模应用？
A：目前该技术仍处于从实验室演示到评估套件的不同阶段，部分公司如Solinide已开始出货机架安装产品。行业普遍预计到2027年会出现标准化模块的原型，2028年实现量产并降低成本。