(57)【要約】  半導体レーザ（２０２）のための実質的に一定の光パワーおよび／または消光比を得る方法、装置、および、システムが開示される。１つの態様では、光トランシーバ（２００）のマイクロコントローラ（２０６）は、半導体レーザ（２０２）により発せられる光の第１の測定された光パワーと、予め決められた目標光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、半導体レーザ（２０２）に供給される電流を調整することができる。その後、マイクロコントローラ（２０６）は、第１の測定された光パワーと、コントローラ（２０６）が電流を調整した後に測定された第２の光パワーとによる方程式を計算することにより、半導体レーザ（２０２）に実質的に一定の消光比を付与することができる電流を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザにより発せられる第１の光パワーを測定することと、
前記測定された第１の光パワーおよび予め決められた目標光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、前記半導体レーザに供給される電流を調整することと、
前記調整の後、前記半導体レーザにより発せられた第２の光パワーを測定することと、
前記第１および第２の光パワーによる方程式を計算することにより、前記半導体レーザに実質的に一定の消光比を付与することが可能な電流を決定することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記調整することは、前記測定された第１の光パワーが前記予め決められた目標光パワーと閾値を上回る値だけ異なる場合、前記電流を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調整することは、バイアス電流を調整することを含み、前記バイアス電流を調整することは、
前記測定された第１の光パワーが、前記閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより大きい場合、前記バイアス電流を減少させること、または、
前記測定された第１の光パワーが、前記閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより小さい場合、前記バイアス電流を増大させること、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記閾値の範囲は、前記目標光パワーの１％乃至２０％である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決定することは、変調電流を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
１つ以上の方程式を計算することにより、スロープ効率および閾値電流の１つ以上を決定することと、
前記スロープ効率および前記閾値電流の前記１つ以上をホストシステムに供給することにより、該ホストシステムが前記レーザの劣化を監視できるようにすることと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数の制御信号を供給するコントローラと、
前記複数の制御信号に基づき、電流を供給するよう前記コントローラに電気的に結合される可変電流源と、
前記電流に基づき光を発するよう、前記可変電流源に電気的に結合される半導体レーザと、
前記光を測定するよう、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記測定された光を表す複数の信号を供給するよう、前記コントローラに電気的に結合される光検出器と、
第１の測定された光パワーと予め決められた目標光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、前記可変電流源により供給される電流を前記コントローラに調整させるロジックと、
前記第１の測定された光パワーと、前記コントローラが前記電流を調整した後に測定された第２の光パワーとによる方程式を計算することにより、実質的に一定の消光比を得ることが可能な電流を前記コントローラに決定させるロジックと、
を含む装置。
【請求項８】
前記ロジックは、前記第１の測定された光パワーが前記予め決められた目標光パワーより閾値を上回る値だけ異なる場合、前記コントローラに前記電流を調整させる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記調整された電流は、バイアス電流を含み、前記ロジックは、前記コントローラに前記バイアス電流を調整させ、前記バイアス電流は、
前記第１の測定された光パワーが、閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより大きい場合、前記バイアス電流を減少させること、または、
前記第１の測定された光パワーが、前記閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより小さい場合、前記バイアス電流を増大させることにより調整される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記閾値の範囲は、前記目標光パワーの１％乃至２０％である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ロジックは、前記方程式を計算することにより、前記コントローラに変調電流を決定させる、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記半導体レーザおよび前記光検出器が光送信用サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）に含まれる装置であって、前記ＴＯＳＡを収容するスモールフォームファクタ（ＳＦＦ）モジュールをさらに含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
複数の命令を供給するマシンアクセス可能な媒体を含む製品であって、前記複数の命令は、実行されると、マシンに複数の動作を実行させ、前記動作は、
半導体レーザにより発せられる第１の測定された光パワーと予め決められた目標光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、前記半導体レーザに供給される電流を調整することと、
前記第１の測定された光パワーと、コントローラが前記電流を調整した後に測定された第２の光パワーとによる方程式を計算することにより、前記半導体レーザに実質的に一定の消光比を付与することが可能な電流を決定することと、
を含む製品。
【請求項１４】
前記マシンアクセス可能な媒体は、複数の命令をさらに供給し、前記複数の命令は、実行されると、前記マシンに複数の動作を実行させ、前記複数の動作は、
前記第１の測定された光パワーが前記予め決められた目標光パワーより閾値を上回る値だけ異なる場合、前記電流を調整することを含む、請求項１３に記載の製品。
【請求項１５】
前記マシンアクセス可能な媒体は、複数の命令をさらに供給し、前記複数の命令は、実行されると、前記マシンに複数の動作を実行させ、前記複数の動作は、バイアス電流を調整することを含み、前記バイアス電流は、
前記第１の測定された光パワーが、閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより大きい場合、前記バイアス電流を減少させること、または、
前記第１の測定された光パワーが、閾値を上回る値だけ前記予め決められた目標光パワーより小さい場合、前記バイアス電流を増加させることにより調整される、請求項１３に記載の製品。
【請求項１６】
前記マシンアクセス可能な媒体は、複数の命令をさらに供給し、前記複数の命令は、実行されると、前記マシンに複数の動作を実行させ、前記複数の動作は、
スロープ効率および閾値電流から選択される１つ以上を決定することと、
前記スロープ効率および閾値電流から選択される前記１つ以上を一のコントローラの一のメモリに格納することと、
を含む、請求項１３に記載の製品。
【請求項１７】
前記マシンアクセス可能な媒体は、複数の命令をさらに供給し、前記複数の命令は、実行されると、前記マシンに複数の動作を実行させ、前記複数の動作は、
前記方程式を計算することにより、変調電流を決定することを含む、請求項１３に記載の製品。
【請求項１８】
システムであって、
スイッチファブリックと、
前記スイッチファブリックに電気的に結合される少なくとも１つの光トランシーバとを含み、
前記少なくとも１つの光トランシーバのそれぞれは、
複数の制御信号を供給するコントローラと、
前記複数の制御信号に基づき、電流を供給するよう、前記コントローラに電気的に結合される可変電流源と、
前記電流に基づき光を発するよう、前記可変電流源に電気的に結合される半導体レーザと、
前記光を測定するよう、前記半導体レーザに光学的に結合され、前記測定された光を表す複数の信号を供給するよう、前記コントローラに電気的に結合される光検出器と、
第１の測定された光パワーと予め決められた目標光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、前記可変電流源により供給される電流を前記コントローラに調整させるロジックと、
前記第１の測定された光パワーと、前記コントローラが前記電流を調整した後に測定された第２の光パワーとによる方程式を計算することにより、実質的に一定の消光比を得ることが可能な電流を前記コントローラに決定させるロジックと、
を含むシステム。
【請求項１９】
前記ロジックは、前記第１の測定された光パワーが前記予め決められた目標光パワーより閾値を上回る値だけ異なる場合、前記コントローラに前記電流を調整させる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記調整された電流は、バイアス電流を含み、前記予め決められた電流は、変調電流を含む、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００４年１２月１０日に出願された同時係属中の米国特許第１１／００８，９０５号に関する。
【技術分野】
【０００２】
本発明の１つ以上の実施形態は、半導体レーザの制御に関する。特に、本発明の１つ以上の実施形態は、半導体レーザの光パワーおよび／または消光比の制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体レーザは、多種多様な用途に用いられる。半導体レーザは、特に、コンピューティング環境におけるチップ間の距離のような短距離だけでなく、大量の情報によって変調されたビームが光ファイバを通じて、遠距離を光速で通信される光通信システムにおける不可欠な構成要素である。
【０００４】
半導体レーザは、一般的に、異なる温度で操作される。半導体レーザの温度が変化し得る理由の１つは、隣接した回路および他の発熱要素よって生じる熱によるものである。いわゆるスモールフォームファクタ（ＳＦＦ）モジュールでは、比較的小さいモジュール内の構成要素などが密接することにより、温度変化がさらに激しくなる。さらに、複数のＳＦＦモジュールが同じラインカードまたはネットワークデバイス内に含まれると、さらに温度を上昇させることになり得る。また、異なる周囲温度もレーザの温度に影響を及ぼす。その結果、光トランシーバは、例えば、約−１０℃くらいの低温乃至約＋７０℃くらいの高温などの比較的広い温度範囲、あるいは、いくつかのケースでは、約−４０℃乃至約＋８５℃などのさらに大きな温度範囲で動作することもしばしば予測される。
【０００５】
問題は、半導体レーザのいくつかの特性が温度によって変化し得るということである。温度によって変化するいくつかのよく知られたパラメータには、閾値電流、スロープ効率、および、消光比などがある。これらのパラメータの１つ以上が大きく変化すると、半導体レーザが用いられている光トランシーバの性能を著しく損なう。
【０００６】
従来技術において、これら変化するレーザ特性を補償するための様々な方法が知られている。１つの実例となる方法では、メモリ内にルックアップテーブルが格納され得る。ルックアップテーブルは、レーザを特定の温度で駆動するのに適したレーザドライバ電流を格納するために用いられ得る。このような方法の潜在的な欠点は、ルックアップテーブルを格納するメモリを提供するために製造費用が高くなるかもしれないこと、および／または、ルックアップテーブルに投入するデータを得ることは費用がかかるか、難しいか、不便であるか、および／または、データが不正確かもしれないということである。他の方法は、自動出力制御（ＡＰＣ）ループまたはサーミスタの使用に基づいている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、以下の説明、および、本発明の複数の実施形態を例示するために用いられる添付の図面を参照することにより最も良く理解できるだろう。
【０００８】
【図１】１つ以上の実施形態に従う、２つの異なる温度での半導体レーザの代表的なレーザ出力パワー特性とレーザ入力駆動電流特性との対比を示す図である。
【０００９】
【図２】本発明の１つ以上の実施形態に従う、光送信機の関連する構成要素を示すブロック図である。
【００１０】
【図３】本発明の１つ以上の実施形態に従う、実質的に一定の光パワーおよび実質的に一定の消光比を維持しようとする目的で半導体レーザの駆動電流を調整する方法を示すブロック・フローチャートである。
【００１１】
【図４】本発明の１つ以上の実施形態に適した光送信用サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）の断面図である。
【００１２】
【図５】オプトエレクトロニクス・アセンブリを収容するＴＯ−ＣＡＮを示す斜視図である。
【００１３】
【図６】本発明の１つ以上の実施形態に適した光トランシーバのブロック図である。
【００１４】
【図７】本発明の１つ以上の実施形態に適した典型的なスモールフォームファクタ（ＳＦＦ）光トランシーバ・パッケージの斜視図である。
【００１５】
【図８】本発明の１つ以上の実施形態に従う、スイッチファブリック、および、複数の光トランシーバを有するラインカードを含むネットワーク交換装置のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の説明では、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、本発明の複数の実施形態は、これらの特定の詳細がなくとも実施できることを理解されたい。また、本説明の理解を曖昧にしないよう、よく知られた回路、構造、および、技術を詳しく示すことはしていない。
【００１７】
図１は、１つ以上の実施形態に従う、２つの異なる温度での半導体レーザの代表的なレーザ出力パワー特性とレーザ入力駆動電流特性との対比を示す図である。垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、および、ファブリ・ペローレーザは、類似した特性を示す傾向がある。他のタイプの半導体レーザも、温度に依存し得るスロープ効率および／または閾値電流を有し得る。
【００１８】
図では、レーザに供給されるドライバ電流（Ｉ）が水平軸に示され、ドライバ電流に対応するレーザ出力パワー（Ｐ）が垂直軸に示される。２つの異なる「曲線の」うちの一方は、「低温」、もう一方は、「高温」を示す。
【００１９】
「曲線」は、２つのよく知られた特性、すなわち、閾値電流およびスロープ効率によって特徴付けられる。まず、閾値電流について説明し、その後スロープ効率について説明する。
【００２０】
第１の閾値電流（ＩＴ）は、低温のプロット線上に示され、第２の閾値電流（ＩＴ'）は、高温のプロット線上に示される。閾値電流を下回ると、レーザ出力は、ドライバ電流の増加に伴い、閾値電流を上回るときよりもかなりゆっくり増加する。閾値電流を下回るレーザ出力パワーは、たいていの場合、無視してよいほどのものである。閾値電流を上回ると、出力パワーは、ドライバ電流の増加に伴い実質的に線形に上昇する傾向にある。
【００２１】
温度が上昇するにつれ、閾値電流は増加する傾向にある。低温（すなわちＩＴ）での閾値電流は、高温（すなわちＩＴ'）での閾値電流より低いことに注目されたい。理論に拘束されるものではないが、閾値電流は、光学利得が光学損失を上回るポイントを示し得る。温度上昇による閾値電流の増加は、温度上昇によるレーザの光学利得の減少に起因する。光学利得が減少するにつれ、コヒーレント発光を得るためにより多くの電流が必要になる可能性があり、それによって、閾値電流が増加し得る。しかしながら、例示された温度依存性が実際の使用で観察されているので、本発明の範囲は、この効果のいかなる周知の理由にも限定されない。
【００２２】
一旦半導体レーザが閾値電流を上回る電流にバイアスされると、出力光パワーは、ドライバ電流の増大に伴い実質的に線形に上昇する。入力ドライバ電流の対応する変化に対するレーザ出力パワーの変化の比率は、スロープ効率として知られる。スロープ効率は、プロット線の閾値電流を上回る線形部分の傾斜を示し得る。
【００２３】
図に示すように、スロープ効率は、温度の上昇に伴い低下する。第１のスロープ効率（Ｓ）は、低温のプロット線上に示され、第２のスロープ効率（Ｓ'）は、高温のプロット線上に示される。低温（すなわちＳ）でのスロープ効率は、高温（すなわちＳ'）でのスロープ効率より高いことに注目されたい。
【００２４】
半導体レーザは、多くの場合、閾値電流を上回る実質的に線形の領域内で操作される。レーザは、低光パワー（ＰＬ）または高光パワー（ＰＨ）のいずれかを発し得る。多くの場合、ＰＨは、デジタルの「１」に対応し、ＰＬは、デジタルの「０」に対応する。半導体レーザは、デジタル情報を表す一連のゼロと１を伝達すべく、低パワー発光と高パワー発光とを急速に切り替えることができる。
【００２５】
特定のケースでは、レーザを高光パワーで発光させるべく、急速に変化する変調電流を実質的に一定のバイアス電流に加えてよく、レーザを低光パワーで発光させるべく、バイアス電流から変調電流を減じてよい。低温でＰＨおよびＰＬを得るために必要なドライバ電流は、第１の変調電流の２倍であり（２＊Ｉｍ）、高温でＰＨおよびＰＬを得るために必要なドライバ電流は、第２の変調電流の２倍である（すなわち２＊Ｉｍ'）ことに留意されたい。また、Ｉｍ'は、Ｉｍより大きいことにも留意されたい。高温でのスロープ効率（Ｓ'）は、低温でのスロープ効率（Ｓ）より小さく、高温での変調電流（Ｉｍ'）は、同じＰＨおよびＰＬを維持すべく、低温での変調電流より大きいことが要求される。したがって、変調電流は、スロープ効率の低下を相殺すべく増大し得る。
【００２６】
温度により変化し得る他のよく知られたレーザ特性は、消光比である。消光比は、レーザの高光パワー（ＰＨ）レベルとレーザの低光パワー（ＰＬ）レベルとの比率、すなわち、（ＰＨ／ＰＬ）を表し得る。言い換えれば、消光比は、レーザが「オン」のときのデジタル「１」の送信パワーと、レーザが「オフ」のときのデジタル「０」の送信パワーとの比率を表してよい。図１において明らかなように、スロープ効果が低下してドライバ電流（例えば変調電流）がそれ相応に増大しないと、消光比も低下することになる。言い換えれば、変調電流は、ＰＨの低下を相殺するようＩｍからＩｍ'へと増大しない場合、低温から高温への温度の上昇が消光比の著しい低下を招く。
【００２７】
消光比の著しい低下は、光トランシーバの性能に悪影響を及ぼすこともあり得る。例えば、消光比の低下は、ビット比（ＢＥＲ）、および／または、信号ノイズ比に悪影響を及ぼし得る。いくつかのケースでは、光トランシーバは、例えば、最高予測動作温度における同期光通信網（ＳＯＮＥＴ）などの仕様に適合すべく、低温では好ましくない高い消光比になるよう設計されてよい。このような高い消光比の使用は、例えば、ジッタおよび電力を増大させるなど他の問題を助長させる傾向もある。
【００２８】
上述のように、半導体レーザにおける特性の変化は、温度変化に依存する。しかしながら、半導体レーザの特性は、他の要因、レーザの寿命（例えば、劣化による）、および／または、レーザを製造する間に生じるプロセス変動によっても変化し得る。
【００２９】
図２は、本発明の１つ以上の実施形態に従う、光送信機２００の関連する構成要素を示すブロック図である。光送信機は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）２０２と、ＶＣＳＥＬを駆動するためのレーザ駆動回路２０４とを含む。変形例は、ＶＣＳＥＬの他に他の半導体レーザを含み得る。特に図示したレーザ駆動回路は、マイクロコントローラ２０６、可変電流源２０８、光検出器２１０、および、抵抗器２１２を含む。
【００３０】
マイクロコントローラは、電流源に電気的に結合されるか、あるいは、例えば、シリアルインターフェースなどの相互接続２１４により電流源と通じている。マイクロコントローラは、電流源がＶＣＳＥＬに供給する電流の量を制御する、および／または、電流源がＶＣＳＥＬにどれくらい電流を供給するかを示すべく、電流源に電気制御信号を伝達あるいは供給する。１つの適切なマイクロコントローラは、サンノゼにあるアトメル社製のＡＴｍｅｇａ８８汎用マイクロコントローラであるが、本発明の範囲は、これに限定されない。他の汎用マイクロコントローラでも随意に用いられることができる。
【００３１】
本発明の１つ以上の実施形態では、可変電流源は、６ビットデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）の電流源を含んでよいが、本発明の範囲は、これに限定されない。これらの実施形態では、マイクロコントローラは、６ビットＤＡＣの電流源に６ビットデジタル電流コード信号を供給し得る。６ビットデジタル電流コードは、電流を符号化して６４の異なる量の電流を示すことができる。一例として、１１１１１１の値は、サポートする最高電流に相当し、００００００の値は、サポートする最低電流に相当するが、これは１つの可能性のある規則にすぎない。６ビット電流コード信号を用いなければならないわけではないことを理解されたい。他の適切なマルチビット電流コード信号は、これらに限定されないが、４ビット、５ビット、７ビット、８ビット、９ビット、１０ビット、および、１６ビットの電流コード信号を含む。
【００３２】
６ビットＤＡＣの電流源は、マイクロコントローラから６ビット電流コード信号または他の電気信号を受信し得る。６ビットＤＡＣの電流源は、６ビット電流コード信号を相当する量の電流に変換し得る。代表的なＤＡＣの電流源は、例えば、Ｗｅｉｓｓに付与された米国特許第５，００１，４８４で取り上げられている。一例として、ＤＡＣ電流源は、二進ワードまたはコード内のビットを表す重み値の出力電流を生成する電流源であるトランジスタ配列を含む。電流源は、ＶＣＳＥＬに電気的に結合されるかまたは通じており、ＶＣＳＥＬに電流を供給する。
【００３３】
ＶＣＳＥＬは、電流源から電流を受け取ることができる。垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、一般的なタイプの半導体マイクロレーザダイオードの１つである。このタイプのレーザは、内部にＶＣＳＥＬが形成された半導体基板の表面と「垂直な」あるいは直交する光のコヒーレントビームを発する。ＶＣＳＥＬは、１つの適切なタイプの半導体レーザを表すが、本発明の範囲は、ＶＣＳＥＬに限定されない。例えば、様々な周知の半導体ダイオードレーザなどの他の半導体レーザも適切である。ＶＣＳＥＬは、受けた駆動電流量に相当する量の光を伝送する、発する、あるいは、供給し得る。
【００３４】
光検出器は、ＶＣＳＥＬと光結合されるかまたは光通信し、ＶＣＳＥＬによって発せられるかまたは供給される光を検出することができる。適切な光検出器の代表的なものには、アバランシェ・フォトダイオード、光電子増倍管、ＰＮフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオードなどがあるが、これらに限定されない。図に示す実施形態のように、ＶＣＳＥＬと光検出器とは任意で一体化されてもよいし、あるいは、共通の光送信用サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）２１６内に含まれてもよいが、本発明の範囲は、これに限定されない。光検出器と一体化したＶＣＳＥＬを有する適切なＴＯＳＡは、ニュージャージー州サマセットのＥＭＣＯＲＥ社、および、カリフォルニア州ダブリンのＡＯＣテクノロジー社から販売されているが、本発明の範囲は、それらのＴＯＳＡに限定されない。光検出器は、受信した入力光信号に応じて、例えば、電圧などの出力電気信号を生成し得る。出力電圧または電気信号の量または程度は、入力光パワーまたは信号の量または程度に正比例するか、あるいは、少なくとも直接関連し得る。
【００３５】
光検出器は、１つ以上のライン、トレース、または、他の電気信号経路２１８を介し、マイクロコントローラと電気的に結合するか、あるいは、電気通信する。光検出器は、検出された光を表す出力電気信号をマイクロコントローラに供給し得る。本発明の１つ以上の実施形態では、出力電気信号は、光検出器によって検出された光の量またはパワーに直接関連する電圧を含み得る。しかしながら、本発明の範囲は、この特定のタイプの電気信号に限定されない。
【００３６】
マイクロコントローラは、出力電気信号を受信することができる。本発明の１つ以上の実施形態では、マイクロコントローラは、抵抗器全体の電圧差の変化を検出することによって電気信号を受信し得る。以下に詳細に説明するように、本発明の１つ以上の実施形態では、マイクロコントローラは、一定の光パワー出力を維持しようと試みる、および／または、一定の消光比を維持しようと試みるべくＶＣＳＥＬまたは他の半導体レーザに供給される電流を制御あるいは調整する目的で光検出器から受信される電気信号などを用いることができる。このような調整は、温度が変化するにつれ、および／または、半導体レーザが経時劣化または変化するにつれ起きがちな光パワーおよび／または消光比の変化を防ぐ助けとなり得る。
【００３７】
説明を簡潔かつ容易にするために、実施形態の説明、および、特許請求の範囲では、光検出器から受信される電気信号を用いたマイクロコントローラにしばしば言及することになる。実際には、マイクロコントローラは、多くの場合、受信された電圧、または、他のアナログ電気信号のデジタル変換された表現を用いることができる。本願明細書中に用いられるように、受信された電気信号という用語は、実際の受信された電気信号の変換表現ばかりでなく、実際の受信された電気信号も含むと意図される。
【００３８】
図３は、本発明の１つ以上の実施形態に従う、実質的に一定の光パワーおよび実質的に一定の消光比を維持しようとする目的で半導体レーザの駆動電流を調整する方法３２０を示すブロック・フローチャートである。一態様では、方法は、光検出器が測定をし、その測定に基づきマイクロプロセッサが決定し、その決定に基づき調整するという縦一列の動作を光検出器およびマイクロコントローラが実行し得る。マイクロコントローラにより実行される動作は、例えば、実行可能な命令などのソフトウェアロジック、または、例えば、１つ以上の回路などのハードウェアロジック、あるいは、ソフトウェアロジックとハードウェアロジックとの組み合わせ（例えば、ソフトウェアを格納したリードオンリーメモリを含むファームウェア）により実行され得る。
【００３９】
本願明細書中に用いられるような「実質的に一定の消光比」などの言い回しは、２０％未満で変化する消光比を意味する。本願明細書中に用いられるような「ほぼ一定の消光比」などの言い回しは、３０％未満で変化する消光比を意味する。本願明細書中に用いられるような「実質的に一定の光パワー」などの言い回しは、２０％未満で変化する平均光パワーを意味する。本願明細書中に用いられるような「ほぼ一定の光パワー」などの言い回しは、３０％未満で変化する平均光パワーを意味する。光パワーおよび消光比において観察される変化量は、目標とする光パワーおよび消光比に少なくとも一部基づく傾向があり得る。目標光パワー約０．５ｍＷおよび消光比４（６ｄＢ）から著しく逸脱する場合は、異なる変化量が観察され得る。
【００４０】
初めに、ブロック３２１において、光検出器は、ＶＣＳＥＬまたは他の半導体レーザから発せられる第１の光パワーを検出するかまたは測定し得る。本発明の１つ以上の実施形態では、光検出器は、レーザと同じＴＯＳＡ内に含まれてよい。あるいは、光検出器は、レーザに隣接して、または、レーザの光パワーを検出するよう構成され得る。光検出器は、光パワーを示す電圧または他の電気信号をマイクロコントローラに供給し得る。電圧は、光パワーと正比例するか、あるいは、少なくとも直接関連してよい。
【００４１】
マイクロプロセッサは、光検出器から出力電圧、または、他の電気信号を受信し得る。ブロック３２２において、マイクロコントローラは、測定された光パワーが予め決められた目標光パワーと閾値を上回る値だけ異なるか否かの第１の決定をする決定ロジックあるいは決定ユニットまたはモジュールを含んでよい。はっきりさせておきたいが、この閾値は、図１で示しかつ述べたいわゆる閾値電流と混同しないようにされたい。閾値は、目標光パワーの小数部オーダーである一定の値であってよい。適切な閾値は、目標光出力値の約１％乃至約２０％、あるいは、目標光出力値の約２％乃至約１０％を含むが、これらに限定されない。これらは、いくつかの例に過ぎず、本発明の範囲は、いかなる周知の閾値にも限定されないことを理解されたい。
【００４２】
３２３において、閾値を下回る値だけ異なることがマイクロコントローラにより決定される場合（すなわち、決定が「否定」の場合）、方法は、ブロック３２１に戻ってよい。このようにして、測定された目標の光パワーが実質的に同様である場合、電流は調整されないようにできる。これによって、おびただしい調整をしないですむようになり、スラッシングを回避でき、および／または、制御の抑制または安定を促進できる。しかしながら、閾値の使用は任意であって必須ではないので、本発明の範囲は、これに限定されない。
【００４３】
あるいは、３２４において、閾値を上回る値だけ異なることがマイクロコントローラにより決定される場合（すなわち、決定が「肯定」の場合）、方法は、ブロック３２５へ進んでよい。ブロック３２５では、マイクロコントローラは、第２の決定をする追加の決定ロジック、ユニット、または、モジュールを含み得る。特に、図示された実施形態のように、マイクロコントローラは、測定された光パワーが目標の光パワーより大きいか否かを決定してよい。ただし、これは、なされ得るいくつかの似たような決定の１つにすぎないことを理解されたい。例えば、本発明の別の実施形態では、目標の光パワーが測定された光パワーより大きいか否かがマイクロコントローラにより決定されてよい。本発明のさらに別の実施形態では、測定された光パワーが目標の光パワー以下かどうかがマイクロコントローラにより決定されてよい。これらは、ほんの例示的実施形態にすぎない。概して、マイクロコントローラは、測定された光パワーと目標の光パワーとを比較することができる。比率の決定または比較の他の形式も場合によっては適切であろう。
【００４４】
マイクロコントローラは、例えば、前述の測定された第１の光パワーと予め決められた目標の光パワーとの比較に少なくとも一部基づき、半導体レーザに供給されるバイアス電流を調整する調整ロジック、ユニット、または、モジュールを含み得る。特に、３２６において、この第２の決定の間に、測定された光パワーが目標の光パワーより大きいことを決定した場合（すなわち決定が「肯定」の場合）、マイクロコントローラは、ブロック３２７で示すように、バイアス電流を減少させてよい。本発明の１つ以上の実施形態では、６ビットの電流コードを１つの最下位ビット分だけ減らし、電流源が対応する減少電流をレーザに供給できるよう、６ビットＤＡＣの電流源に供給してよい。あるいは、６ビットＤＡＣの電流源から２以上ビットを減らしてもよい。本発明の１つ以上の実施形態では、バイアス電流が減少する量は、測定された光パワーと目標の光パワーとの間の差の大きさに直接関連する可能性がある。
【００４５】
あるいは、３２８において、測定された光パワーが目標の光パワー以下であると決定した場合（すなわち、決定が「否定」である場合）、マイクロコントローラは、ブロック３２９に示すようにバイアス電流を増大させる。前と同様に、本発明の１つ以上の実施形態では、６ビットの電流コードは、１つの最下位ビット分増え、電流源が対応する増大した電流をレーザに供給できるよう、６ビットＤＡＣの電流源に供給される。
【００４６】
したがって、マイクロコントローラは、光パワーの変化の方向を逆にするよう、測定された光パワーおよび予め決められた目標の光パワーに基づき、バイアス電流を調整し、一定の光パワーに維持または制御するネガティブフィードバック・ロジックを含み得る。このような調整は、温度が変化したとき、および／または、レーザの伝送特性が経時劣化または変化したときに、光パワーの変化を相殺または抑止するのに役立つ。一つ以上の実施形態では、第１の測定光パワーと目標の光パワーとの間の差は、１つの閾値と比較されることができ、電流は、測定された第１の光パワーが閾値より大きい値分だけ目標の光パワーと異なる場合のみ調整されてよい。閾値をこのように用いることにより、スラッシングを防ぎ、制御を安定させる助けとなるが、このような使用は任意である。
【００４７】
ブロック３２７において電流を減少、あるいは、ブロック３２９において電流を増大させた後、方法は、ブロック３３０に進んでよい。ブロック３３０において、レーザが調整された電流で動作している間、検出器は、レーザにより提供される光パワーを再び測定する。つまり、光検出器は、半導体レーザが前もって調整された電流で動作する間、そのレーザから発せられる第２の光パワーを測定する。上記のように、光検出器は、再測定された光パワーを示す電圧、または、他の電気信号をマイクロコントローラに供給してよい。
【００４８】
マイクロコントローラは、出力電圧または他の電気信号を受信し得る。ブロック３３１に示すように、マイクロコントローラは、先に測定された（ブロック３２１で測定された）光パワーと後に再測定された（ブロック３３０で測定された）光パワーとによる方程式を計算することにより、新たな変調電流を決定する追加の決定ロジック、ユニット、または、モジュールを含み得る。上記のように、実際の受信電気信号、または、受信電気信号の変換表現のどちらかを用いてよい。１つ以上の実施形態では、マイクロコントローラは、受信電圧を、電圧または光パワーの量を表すデジタル数値へと変換するアナログ・デジタル変換器を含み得る。本発明の１つ以上の実施形態では、計算される変調電流は、半導体レーザに実質的に一定の、および／または、ほぼ一定の消光比をもたらすことができる。
【００４９】
本発明の１つ以上の実施形態に従う適切な方程式の一例は、以下の方程式１である。
【数１】
2009513031.tif 000003
【００５０】
この方程式において、ＩＭは、新たな変調電流を表し、ＰＨは、デジタルの「１」に対応する高い「オン」光パワーを表し、ＰＬは、デジタルの「０」に対応する低い「オフ」光パワーを表し、Ｖｐｄは、ブロック３２１で測定される第１の光パワーを表し、ΔＶｐｄは、ブロック３３０で測定された第２の光パワーとブロック３２１で測定された第１の光パワーとの差を表す。
【００５１】
方程式１の簡単な導出が役立つだろう。温度（Ｔ）の関数としての消光比（ＥＲ）は、以下の方程式２によりデシベル（ｄＢ）を単位として表されることができる。
【数２】
2009513031.tif 000004
【００５２】
閾値電流（ＩＴ）を上回ると、平均レーザ出力パワー（ＬａｓｅｒＰｏｗｅｒ）は、以下の方程式３で表されるような、印加される平均ドライバ電流（Ｉ）の増大を伴いほぼ線形に上昇する。
【数３】
2009513031.tif 000005
【００５３】
方程式２および３は、以下の方程式４のように書き換えられることができる。
【数４】
2009513031.tif 000006
【００５４】
レーザ出力光は、以下の方程式５により１つの最下位ビット分だけ増やすマイクロコントローラからのデジタルにおける信号の増加に対応する量だけ半導体レーザへのドライバ電流が増加する場合の、光検出器からの平均電圧（ＶＰＤ）、および、光検出器からの電圧における変化（ΔＶＰＤ）にも関連する。
【数５】
2009513031.tif 000007
【００５５】
定数（Ｔ）は、平均駆動電流が１つの最下位ビットの増加に従い増大する場合の平均レーザ出力パワーにおける変化を表す。方程式４および５は、以下に示すように組み合わされ、並び替えられてよい。
【数６】
2009513031.tif 000008
【００５６】
この式は、方程式１をもたらす。方程式１は、ドライバ電流がデジタルドライバ信号の１つの最下位ビットに相当する分だけ変化する場合の、周知の比率ＰＨ／ＰＬ、光検出器から測定された電圧ＶＰＤ、および、光検出器から測定された電圧における変化（ΔＶＰＤ）に関して、実質的に、または、ほぼ一定の消光比を実現する変調電流を計算するために用いられ得る。
【００５７】
本発明の範囲は、方程式１を用いることに限定されない。方程式１の変形も適切であろう。他の変数または式を任意で方程式１の代わりに用いることにより、異なる方程式を得ることもできる。さらに、他の方程式は、半導体レーザ動作の異なるモデルおよび／または仮定に基づき、完全に導き出すことができる。例は、非線形性、丸め、閾値電流を下回るゼロ以外の部分などからなることを含む。したがって、方程式１は、用いられ得る多くの可能性のある方程式のうちの１つにすぎないとみなされるべきである。方程式１は、本発明の範囲を限定するのではなく、特定の概念を示すために提供されている。
【００５８】
必要に応じて、閾値電流およびスロープ効率が任意で計算されてよい。閾値電流を決定するための１つの典型的な適切な方程式は、以下の方程式６である。
【数７】
2009513031.tif 000009
この方程式では、ＩＴは、閾値電流を示し、ＩＢは、バイアス電流を示す。
【００５９】
スロープ効率を決定するための１つの典型的な適切な方程式は、以下の方程式７である。
【数８】
2009513031.tif 000010
この方程式では、ＬａｓｅｒＰｏｗｅｒは、平均出力光パワーを示し、ＩＢは、バイアス電流を示し、ＩＴは、閾値電流を示す。本発明の１つ以上の実施形態では、ＬａｓｅｒＰｏｗｅｒは、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどにおけるマイクロコントローラに格納されて、電圧とＬａｓｅｒＰｏｗｅｒとをリアルタイムで関連付けるために用いられ得る較正データを用いることにより、光検出器の測定された電圧出力から決定されることができる。他の方程式、および、与えられた方程式の他の形式も任意で用いられ得る。また、閾値電流、および／または、スロープ効率の計算は任意であって、必須ではない。
【００６０】
閾値電流およびスロープ効率は、一般に、当業者により用いられることにより、半導体レーザの動作を特徴付ける。本発明の１つ以上の実施形態では、光トランシーバの製造の間に、１つ以上の温度（例えば室温）において１つ以上の初期または開始スロープ効率および閾値が任意で決定され、例えばＥＥＰＲＯＭなどの、光トランシーバの不揮発性ローカルメモリ内に任意で格納される。初期または開始スロープ効率および閾値は、光トランシーバの光学性能の変化にアクセスするためのベンチマークまたは基準として用いられることができる。実行時間において、スロープ効率および閾値電流は、本願明細書中の他の箇所で説明されるように、ファームウェアを用いて計算されてよく、例えば、マイクロコントローラのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの、光トランシーバの揮発性ローカルメモリに任意で格納されてよい。実行時に計算されるスロープ効率および閾値電流は、動作中、例えば、一分間に少なくとも何回か、または、一秒間に複数回でも頻繁に任意で計算されてよい。本発明の１つ以上の実施形態では、例えば、経年または劣化などによる光トランシーバの変化にアクセスすべく、計算された閾値電流および／またはスロープ効率と、初期スロープ効率および／または閾値電流とを比較することができる。一例として、ホストシステムがレーザまたは光トランシーバの性能を監視できるようにすべく、ＥＥＰＲＯＭにおける初期値と、ＲＡＭにおける実行時に計算された値とがＩ2Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−ＩＣ）または他のインターフェースを介しホストシステムに提供される。本発明の１つ以上の実施形態では、同じ温度での初期スロープ効率および／または閾値と比べて変化しているスロープ効率および／または閾値電流をもつレーザを有するモジュールについては、レーザが年月を経ているか、劣化しているか、あるいは、変化していることを潜在的に示す傾向があり得るが、方法は、そのモジュールを交換することの決定を含み得る。
【００６１】
再び図３を参照すると、ブロック３３２に示されるように、その後マイクロコントローラは、新たな変調電流に基づき変調電流を調整してよい。本発明の１つ以上の実施形態では、変調電流は、新たな変調電流に調整され得る。あるいは、変調電流は、必要に応じて、新たな変調電流に一部調整されてもよい。
【００６２】
ブロック３３２からブロック３２１に戻る矢印の付いたラインで示されるように、方法は、１回以上、または、適宜多数回、任意で繰り返されてよい。本発明の様々な実施形態では、方法は、光送信機の動作中、継続的に、および／または、周期的に実行されてよい。典型的には、方法は、例えば、一分間に一回、一分間に数回、一秒間に一回、または、一秒間に複数回実行されることができる。方法は、それほど頻繁に実行しなくてもよいが、そうすると、例えば、起動時など、温度が急速に変化し得る場合は特に、光パワー、および／または、消光比の著しい変化を招く可能性もある。
【００６３】
例えば、ＶＣＳＥＬなどの半導体レーザを用いる光トランシーバは、リンクパラメータおよびプロトコルの範囲をそれぞれ対象とする様々なフォームファクタで現在利用可能である。これらのフォームファクタは、共通の機械的寸法、および、電気的インターフェースを定義するマルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）によるものである。初期のＭＳＡは、３００ピンＭＳＡであり、その後にＸＥＮＰＡＫ、Ｘ２／ＸＰＡＫ、および、ＸＦＰが続く。ＭＳＡにより定義されるトランシーバのそれぞれは、異なるプロトコル、ファイバの範囲、および／または、消費電力レベルをサポートする様々なシステムのニーズに合った利点を提供し得る。
【００６４】
図４は、本発明の１つ以上の実施形態に適した光送信用サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）の断面図である。図示されたＴＯＳＡ４１６は、トランジスタ−アウトラインＣＡＮ（ＴＯ−ＣＡＮ）パッケージ４３４として知られる構成を有する。この名前は、個別のトランジスタパッケージの形状と概ね似たＴＯ−ＣＡＮの形状からきている。ＴＯ−ＣＡＮは、ＴＯＳＡのデリケートな構成要素を密閉するよう収容できる。ＴＯ−ＣＡＮは、電気的リード４３８を有するヘッダ部分４３６を含む。ＴＯ−ＣＡＮは、外側ハウジング４４２に当接するヘッダ部分と接した状態でキャビティ４４０内に収まることができる。スペーサ４４４は、キャビティの内壁４４６に対しＴＯ−ＣＡＮを保持するよう用いられることができる。ＴＯ−ＣＡＮ上部におけるレンズまたはウィンドウ４４８により、光は、光ファイバコア４５６０を通過できる。ハウジングは、光ファイバコアをＴＯ−ＣＡＮのウィンドウに位置合わせするよう適合されることができる。ＴＯ−ＣＡＮは、凸面レンズまたはウィンドウを有するように示されているが、代わりに、平面ウィンドウを有する金属ＣＡＮを含んでもよい。ハウジングは、ＬＣコネクタのようなスモールフォームファクタ（ＳＦＦ）プラガブルコネクタ、または、光トランシーバ用の他の標準化した取り外し可能なコネクタの雌型部４５２を形成し得る。ファイバ４５４は、延長コード部４５６を有してよく、さらに、ファイバの心合わせをするフェルール４６０を含むコネクタの嵌合部分により保持され得る外側保護被覆材料４５８を含み得る。フェルールは、ファイバがＴＯ−ＣＡＮのウィンドウと光学的に位置合わせされるよう、ハウジング内に形成されるフェルール・レセプタクル４６２に差し込まれてよい。
【００６５】
図５は、オプトエレクトロニクス・アセンブリを収容するＴＯ−ＣＡＮ４３４を示す斜視図である。ＴＯ−ＣＡＮは、断熱ベースまたはヒータ４３６、金属密封部材５３６、および、金属カバー５６４を含み得る。ヒータ４３６は、オプトエレクトロニクス・アセンブリから熱を逃すのに優れた熱伝導率を有する材料で形成され得る。高熱伝導率を有する材料を用いることにより、ヘッダは、例えばダイオードレーザなどの非冷却アクティブ光デバイス、および、例えば、ダイオードドライバ回路またはチップなどのＣＡＮ内蔵集積回路の熱を効果的に放散させることができる。
【００６６】
断熱ヘッダは、上面５６５、下面５６６、および、上面から下方に延びる４つの実質的に平坦な側壁５６７（そのうちの２つが図示されている）を含み得る。ヘッダの厚みは、ほぼ１ミリメートル（ｍｍ）である。あるいは、断熱ヘッダは、望みどおりに厚くしても薄くしてもよい。ヘッダは、複数の面を有する多層基板として構成されてもよい。多重金属層は、複数の面のそれぞれに設けられ、積層されるか、または、結合されてよい。
【００６７】
ＴＯ−ＣＡＮ内には様々なデバイスが収容され得る。例えばＶＣＳＥＬなどのアクティブ光デバイス５６８とそれに付随する集積回路５６９、例えばフォトダイオードなどの他の光デバイス５７０、および、様々な他の電気部品５７１および５７２などが金属密閉部材の内部領域に配置されてよい。
【００６８】
少なくとも１つの導線５７３が含まれて結合されることにより、信号は、ＴＯ−ＣＡＮパッケージ内に収容されたオプトエレクトロニクスおよび／または電気部品から、例えば、プリント回路基板、あるいは、他の外部信号伝達媒体などＴＯ−ＣＡＮの外部に配置された構成要素へと伝達されることができる。図に示すように、導線の断面は、円形でも矩形でもよい。あるいは、ヘッダは、例えば、ボールグリッドアレイ接続などのはんだ接続、および／または、フレックス回路を用いることにより、プリント回路基板、または、他の信号伝達媒体に任意で結合されてもよい。
【００６９】
ｋｏｖａｒ（登録商標）または他の適切な金属を含み得るカバーは、ヘッダの上面に装着されるオプトエレクトロニクスおよび電気部品を収容して完全に囲むべく、金属密閉部材を密閉するよう封着されることができ、これによってＴＯ−ＣＡＮは密閉される。このような密閉カバーを用いることにより、内部のオプトエレクトロニクスおよび電気部品を保護すべく、水分や外気が侵入するのを防いで腐食を抑えることができる。
【００７０】
カバーは、いくつか例を挙げると、平面ガラスウィンドウ、ボールレンズ、非球面レンズ、または、ＧＲＩＮレンズなどの透明な部分を含み得る。例えば、ＶＣＳＥＬなどのオプトエレクトロニクス部品は、透明な部分２１４を介して光がオプトエレクトロニクス部品に出入りできるようＴＯ−ＣＡＮ内に配置されてよい。複数の態様では、透明部分は、ガラス、セラミック、プラスチック、または、それらの組み合わせから形成され得る。ＴＯ−ＣＡＮ内に収容されたオプトエレクトロニクスおよび電気部品に影響を及ぼさないよう、光学損失および後方反射を抑制するための無反射コーティングがカバーの透明部分に任意で設けられてよい。
【００７１】
本発明の１つ以上の実施形態では、図４、５などに示されるＴＯＳＡ４１６は、図２に示されるＴＯＳＡ２１６として用いられてよい。または、他のＭＳＡに適合する他のタイプのＴＯＳＡが任意で用いられ得る。本発明の範囲は、いかなる特定のＴＯＳＡ、ＭＳＡ、または、フォームファクタにも限定されない。
【００７２】
図６は、本発明の１つ以上の実施形態に適した光トランシーバ６００のブロック図である。光トランシーバは、光送信用サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）６１６、光受信用サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）６７５、送信機（ＴＸ）ドライバ・受信機（ＲＸ）量子化器搭載集積回路（ＩＣ）６７６、および、光デジタル診断ＩＣ６７７を含む。ＴＯＳＡおよびＲＯＳＡは、ＴＸドライバ・ＲＸ量子化器搭載ＩＣに電気的に結合される。ＴＸドライバ・ＲＸ量子化器ＩＣは、光デジタル診断ＩＣに電気的に結合される。ＴＯＳＡおよびＲＯＳＡは、例えば、１つ以上の光ファイバなどの光インターフェースと結合されることができる。ＴＸドライバ・ＲＸ量子化器搭載ＩＣは、例えば、高速シリアルデータバスなどの電気インターフェースと結合されることができる。光デジタル診断ＩＣは、デジタルマネジメントインターフェースと電気的に結合されることができる。光デジタル診断ＩＣは、対向局側リンク監視能力を提供すべく任意で含まれてもよい。本願明細書中にどこかに記載されているように、いくつかまたはすべてのデジタル診断機能は、マイクロコントローラ内に任意で実装されてもよいので、デジタル診断ＩＣは、オプションとみなす。
【００７３】
図７は、本発明の１つ以上の実施形態に適した典型的なスモールフォームファクタ（ＳＦＦ）光トランシーバ・パッケージ７００の斜視図である。図に示すように、パッケージは、電子およびオプトエレクトロニクス部品を収容するボディ７７８を含み得る。回路基板または他の信号送信媒体に結合させるためのピンまたは他の電気コネクタ（図示しないが下部に配置）がボディに設けられる。パッケージの正面は、光ファイバまたは導波路がトランシーバ・パッケージと通信できるようにするために差込みプラグを受け入れることが可能なレセプタクル部分７７９を含んでよい。図示された実施形態には２つのレセプタクルが含まれ、例えば、一方が送信機用レセプタクルで、他方は受信機用レセプタクルである。
【００７４】
図７に示す光トランシーバに類似した特定の特徴を有する１つの実例となるＳＦＦ光トランシーバは、インテル（登録商標）ＴＸＮ３１１１５  ４／２／１Ｇｂｐｓ  スモールフォームファクタ・プラガブル（ＳＦＰ）光トランシーバであり、カリフォルニア州サンタ・クララのインテル社から発売されている。ＴＸＮ３１１１５光トランシーバは、マルチソースアグリーメント仕様（ＭＳＡ）に準拠しており、マルチモード光ファイバを通じた双方向通信のための高性能統合化二重データリンクを提供し得る。モジュールは、４．２５Ｇｂｐｓの高速ファイバチャネルデータリンク（４Ｘファイバチャネル速度）に合わせて設計されてよい。速度選択機能を備えるこのモジュールは、高速であると評価でき、１Ｘおよび２Ｘファイバチャネル速度（１．０６２５Ｇｂｐｓ、および、２．１２５Ｇｂｐｓ）、および、ギガビットイーサネット速度（１．２５Ｇｂｐｓ）で動作することもできる。インテルＴＸＮ３１１１５光トランシーバは、業界標準のＬＣ光コネクタに対応するＬＣレセプタクルを備えてよい。ＳＦＦの発振波長８５０ｎｍのトランシーバは、３．３Ｖの単一電源を使用し得る。オプトエレクトロニクス・トランシーバモジュールは、ＣＦＲ２１第Ｊ節のＦＤＡ放射線性能基準に対応し得るクラス１のレーザ製品であってよい。デバイスは、また、国際安全基準ＩＥＣ−８２５−１に対応するクラス１のレーザであってもよい。他の潜在的特徴としては、ファイバチャネルのＦＣ−ＰＩ規格対応、イーサネット８０２．３ｚ規格対応、ＳＦＰ  ＭＳＡ対応、ホットプラガブル、ベールラッチ設計、波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬエミッタ、４．２５／２．１２５／１．０６２５Ｇｂｐｓのファイバチャネル性能、１．２５Ｇｐｓのギガビット・イーサネット（登録商標）性能、４／２Ｇｂｐｓまたは２／１Ｇｂｐｓの速度選択（２／１Ｇｂｐｓのみでも可）、ＴＴＬ信号検出出力、送信機無効入力、５０ＷのＡＣ結合ＣＭＬレベルの入出力、単一の＋３．３Ｖ電源、クラス１レーザ安全準拠、および、ＵＬ１９５０認可を含む。必要であれば、同様の適切な光トランシーバのさらなる詳細は、インテルＴＸＮ３１１１１  Ｔｒｉ−ｒａｔｅ  ８５０ｎｍ  ＳＦＰ  光トランシーバデータシート（製造番号２８００４９、改定００４、２００５年１月１４日出版）から得られる。本発明の様々な他の実施形態では、これらの特徴の下位集合、これらの特徴の上位集合、および、完全に他の特徴を有する光トランシーバでも適切である。
【００７５】
図８は、本発明の１つ以上の実施形態に従う光ネットワーク交換装置８９０のブロック図である。光ネットワーク装置は、例えば、光スイッチ、または、光ルータを含み得る。
【００７６】
光ネットワーク装置は、ラインカード８８０、および、他の構成要素８８３を含む。ラインカード内には、例えば、インテル（登録商標）ＴＸＮ３１１１５光トランシーバ、または、他のＳＦＦ光トランシーバなどの複数の光トランシーバ８００が結合されている。図示された実施形態では、１６個の光トランシーバがラインカードに結合されている。例えば、ＳＦＦモジュールのラインカードにおける密度は高くできる。４つの光トランシーバは、それぞれのｑｕａｄ  ＳＥＲＤＥＳ８８１に別々に結合される。ＳＥＲＤＥＳとは、シリアライザ／デシリアライザを表す。シリアライザは、低速パラレルデータストリームを受け入れて高速データストリームにシリアル化し、デシリアライザは、高速シリアルデータストリームを受け入れて低速パラレルデータストリームにデシリアル化することができる。それぞれのｑｕａｄ  ＳＥＲＤＥＳは、４つの高速シリアル入出力を受け入れることができる。４つのｑｕａｄ  ＳＥＲＤＥＳは、スイッチＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）８８２と個別に結合される。スイッチＡＳＩＣは、スイッチバックプレーンまたはスイッチファブリックと結合されることができる。
【００７７】
図示された実施形態のように、他の構成要素８８３は、例えば、スイッチファブリック８８４、１つ以上のプロセッサ８８５、および、メモリ８８６などの従来の構成要素を含み得る。スイッチファブリックという用語は、一般的に、スイッチのポートの１つに入ってくるデータを別のポートにリダイレクトするためにスイッチに用いられる内部相互接続アーキテクチャのことを指す。本発明の様々な実施形態では、プロセッサは、単一のプロセッサコア、または、複数のプロセッサコアを含み得る。本発明の１つ以上の実施形態では、メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を含み得る。ＤＲＡＭは、ネットワーク装置（すべてとは限らないが）で用いられるタイプのメモリである。
【００７８】
この説明中、および、特許請求の範囲において、「結合される」および「接続される」という用語がそれらの派生語と共に用いられ得る。これらの用語は、同義語として意図されていないと理解されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続される」は、２つ以上の要素が物理的または電気的に直接接触し合うことを示すために用いられてよい。「結合される」は、２つ以上の要素が物理的または電気的に直接接触することを意味してよい。しかしながら、「結合される」は、２つ以上の要素が直接接触し合わないが、協働する、相互作用する、または、通信し合うという意味であってもよい。
【００７９】
記載がない限り、本願明細書中に用いられるように、決定する、比較する、調整する、算出する、計算するなどの動作は、例えば、マイクロコントローラなどのデバイス、集積回路、他の回路、または、光トランシーバ、ネットワーク装置、または、回路などを組み込んだ他のデバイスによって実行される動作を指す。このような動作は、例えば、電気信号、および／または、メモリに格納されたデータを操作または変換することを含み得る。
【００８０】
上記説明では、本発明の実施形態の完全なる理解をもたらすべく、説明の目的で、多数の特定の詳細が記載されてきた。しかしながら、当業者であれば、これらの特定の詳細のいくつかがなくとも１つ以上の他の実施形態が実施され得ることを理解できるであろう。記載された特定の実施形態は、本発明を限定するためでなく、例示するために提供されている。本発明の範囲は、上記特定の例によってではなく、添付の請求項によってのみ決定される。また、例えば、よく知られた回路、構造、デバイス、および、動作は、ブロック図形式で示すか、あるいは、説明の理解をあいまいにしないよう、詳細は述べていない。
【００８１】
また、当業者であれば、例えば、本願明細書中に開示される実施形態における構成要素のサイズ、構成、特徴、材料、構成要素の動作方法などに修正が加えられ得ることも理解できるであろう。図面中に示され、明細書中に記載されたそれらとすべて等価な関係が本発明の実施形態内に含まれる。
【００８２】
様々な動作および方法が記載されている。いくつかの方法は、基本的な形式で説明されているが、多くの場合、任意で方法に動作を加えても削除してもよい。多くの修正および適合が方法になされ、完了されてよい。
【００８３】
適切な動作は、ハードウェアコンポーネントによって実行されるか、あるいは、マシンで実行できる命令によって実現し得る。命令は、命令によってプログラムされた回路が動作を実行するよう、または、少なくとも結果としてそうなるように用いられ得る。回路は、例えば、多目的または特殊目的プロセッサ、または、論理回路を含み得る。動作は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせにより任意に実行され得る。
【００８４】
本発明の１つ以上の実施形態は、プログラム製品、または、１つ以上の命令および／またはデータ構造を格納するマシンアクセス可能なおよび／または読み取り可能な媒体を含み得る他の製品として提供されてよい。媒体は、マシンによって実行されると、本願明細書中に記載される１つ以上の動作または方法をマシンに実行させる、および／または、させ得る命令を提供してよい。適切なマシンは、例を挙げると、マイクロコントローラ、コントローラ、マイクロプロセッサ、光送信機、光トランシーバ、ラインカード、ネットワークデバイス、コンピュータシステム、および、１つ以上のプロセッサを備える多種多様な他のデバイスを含むが、これらに限定されない。
【００８５】
媒体は、マシンによりアクセス可能な形式で情報を提供する（例えば格納する）機構を含み得る。例えば、媒体は、フロッピー・ディスケット、光記憶媒体、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、光磁気ディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、および、それらの組み合わせなど、記録可能なおよび／または記録不可能な媒体を任意で含んでよい。
【００８６】
明確にするために、特許請求の範囲において、特定の機能を実行するための「手段」、または、特定の機能を実行するための「工程」を明記していないいいかなる要素も米国特許法§１１２第６段落で規定されている「手段」または「工程」として解釈されるべきでない。特に、特許請求の範囲における「工程」のいかなる潜在的な使用も米国特許法§１１２第６段落の規定の行使を意図しない。
【００８７】
また、例えば、本明細書を通じての「１つの実施形態」「一実施形態」、または、「１つ以上の実施形態」の言及は、本発明の実行に１つの特定の特徴が含まれ得ることを意味すると理解されたい。同様に、開示の合理化、および、様々な発明の態様の理解を助ける目的で、記載中、単一の実施形態、図、または、その説明に様々な特徴が集められていることがある。しかしながら、この開示方法は、それぞれの請求項に明確に記載されているより多くの特徴を発明が要求するという意図を反映するものだと解釈されるべきでない。そうではなく、添付の請求項が反映するように、発明の態様は、単一の開示される実施形態のすべての特徴より少ない。したがって、請求項は、発明を実施するための最良の形態中に明確に組み込まれ、それぞれの請求項は、本発明の個別の実施形態として独自に成り立っている。
【００８８】
これまで本発明をいくつかの実施形態の観点から完全に説明してきたが、当業者であれば、本発明は、記載された特定の実施形態に限定されず、添付の請求項の趣旨および範囲内の修正および変更がなされても実行され得ることが理解できよう。したがって、記載は、限定でなく、例示としてみなされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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