OCP 2024：Xscape多波长光频梳光源技术

OCP 2024很热闹，还专门有一个短距高速光互联的专题workshop，Xscape、Celestial AI、旭创、Dell等单位都做了精彩的报告，报告ppt和视频都可以免费下载，一下就有了好多文章素材。先来看看Xscape Photonics公司的光频梳光源。

首先是一些背景介绍，就是AI需求带宽大，计算速度和通信速度匹配不上，存在逃逸带宽瓶颈，所以公司叫做Xscape，就是为它而生的。

在一个Rack内，交换逃逸带宽的需求达到了1Pb/s。当前的AI集群，Socket内GPU和存储的带宽可以达到8Tb/s，板上GPU之间互联的带宽可以到1.8Tb/s，但板外的带宽就只有800Gb/s，1.6Tb/s光模块还在开发。从socket到板外，带宽是一个taper下降的趋势，有160倍以上的gap。

接下来分析了Rack内如果是Scaleup对光模块的需求，得出来的结论是1RU就需要576个800Gbps的端口才能够满足逃逸带宽，这是不可能实现的。如果还走可插拔模块方案，假设1RU可以插36个OSFP模块，那单个模块的容量也需要达到12.8Tbps的速率，那这时候就必须上波分＋空分，比如通过16光纤×800Gbps是一种实现方案，一根光纤内要走4-8个波长。

假如是走CPO的方案，分析了一通同样还是需要多波长才能够匹配上B100的需求。

所以就是光频梳大法好，因为传统的DFB阵列，数量＞4就不好做啦，但光频梳一个器件就可以出很多个波长，最多支持128个，波长的数量和spacing可以自己配置。现在第一代产品先出4个波长，后边会持续增加。

波长可配置这回事，我觉得要么是光频梳发生器后边带了一个可编程滤波器，但这种方式能效肯定不高；要么就是光开关带多个不同fsr的双环系统，可以自由切换；再极端的方式就是通过控制孤子的数量（单孤子、多孤子）来实现FSR可调，但这个控制难度就更高了。

提问环节就有人问了，需要那么多波长吗？客户一般要几个？Xscape的老大回答说实际需求是4-16个。

然后又有人问了，你这单个波长可以出多大功率？他说单波长功率可以到10dBm。本来我以为他信口开河，没想到人家ppt上的图确实是10dBm的出光功率。再找了一下Columbia那几个大佬的专利，发现有一个专利是用了大功率的多模SOA来泵浦（多模泵？），并且可以自注入锁定，产生高功率的光频梳。所以就是大力出奇迹了，整体的转换效率算出来好像也说有优势，还没仔细去推导。

最后还有人问，你上边放的那个暗孤子的128波长的光源，不同梳齿的功率差都20dB了，这咋用啊？你们的产品规格是多少？他说的是功率均匀度会做到0.5-1dB。这确实又刷新了我的认知，即便是暗孤子，要想做到如此平坦的谱型，还是有些难度的。期待看看他们的实物，大功率、高平坦度的光梳，还要能稳定控制和长期工作，都不太符合对光频梳的常规认识。

最后还想推荐一篇文章，23年的NP（https://www.nature.com/articles/s41566-023-01252-7)，通过色散逆向设计的方式，来实现光频梳光谱的定制化实现，实现代码在Github上也有。这个工作还是很有意思的，假如能够把光梳的模型建得很准的话，通过逆向设计来获得通信所需的平坦、高效率、长台阶（高稳定性）的光频梳，那价值还是非常大的。