(57)【要約】ホスト計算システムに接続される光学トランシーバ内の信号損失アサートおよびデアサートレベルプログラム機構。制御モジュールは、プログラム可能信号損失レベルを受信するようにホストに接続される。ポスト増幅器は、受信強度が信号損失レベルを下回るときを検出する。この場合、信号損失レベル調節機構は、静的な信号損失レベルの代わりに、ホストから受信されるプログラム可能信号損失レベルで指示されたように、ポスト増幅器が検出する信号損失レベルを変更する。信号損失アサートおよびデアサートレベルは、受信強度を信号損失のアサーションおよびデアサーションの閾値と比較することにより較正することができる。
2008526172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信ネットワーク内の受信機ノードでホスト計算システムに通信可能に接続されるように構成された光学トランシーバのプログラム可能信号損失検出器であって、
信号損失アサートレベルおよび信号損失デアサートレベルのいずれかであるプログラム可能信号損失レベルを受信するように、前記ホスト計算システムに通信可能に接続される制御モジュールと、
受信強度が或る信号損失レベルを超えるときを検出するように構成されたポスト増幅器と、
前記制御モジュールにより受信されるプログラム可能信号損失レベルに応じて、前記ポスト増幅器により検出される信号損失レベルを変更するように構成された信号損失レベル調節機構と、
を備えるプログラム可能信号損失検出器。
【請求項２】
前記制御モジュールは、前記プログラム可能信号損失レベルを受け取りそれを記憶するように構成されたレジスタセットを含む、請求項１記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項３】
前記レジスタセットは、前記ホスト計算システムから前記プログラム可能信号損失レベルを受け取る、請求項２記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項４】
前記ポスト増幅器に通信可能に接続され、前記受信強度を有する光信号を受信するように構成されたフォトダイオードをさらに備える、請求項１記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項５】
前記信号損失レベル調節機構は、少なくとも１つのデジタルポテンショメータを含む、請求項１記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項６】
前記少なくとも１つのデジタルポテンショメータは、前記ポスト増幅器により検出されるプログラム可能信号損失レベルを変更するべく、前記制御モジュールにより受信されるプログラム可能信号損失レベルに応じて、前記ポスト増幅器から得られた電流を変更するように構成されている、請求項５記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項７】
前記信号損失レベル調節機構は、少なくとも１つのデジタルアナログ変換器を含む、請求項１記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項８】
前記少なくとも１つのデジタルアナログ変換器は、前記ポスト増幅器により検出されるプログラム可能信号損失レベルを変更するべく、前記制御モジュールにより受信されるプログラム可能信号損失レベルに応じて、前記ポスト増幅器から得られた電流を変更するように構成されている、請求項７記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項９】
前記信号損失調節機構は並列抵抗群を含む、請求項１記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項１０】
前記制御モジュールは、前記ポスト増幅器により検出されるプログラム可能信号損失レベルを変更するべく、前記並列抵抗群における少なくとも１つの抵抗を流れる電流の量を変更するように構成されている、請求項９記載のプログラム可能信号損失検出器。
【請求項１１】
データ通信ネットワーク内の受信機ノードでホスト計算システムに通信可能に接続されるように構成された光学トランシーバにおいて信号損失レベルを調節する方法であって、
前記ホスト計算システムからプログラム可能信号損失アサートレベルを受信する動作と、
前記プログラム可能信号損失アサートレベルに応じて信号損失アサートレベルを調節する動作と、
前記プログラム可能信号損失アサートレベルを下回る受信強度レベルに応じて信号損失を検出する動作と、
を備える方法。
【請求項１２】
制御モジュールの一部であるレジスタセットに前記プログラム可能信号損失アサートレベルを記憶する動作と、
前記ホスト計算システムからの前記プログラム可能信号損失アサートレベルを前記レジスタセットにロードする動作と、
をさらに備える請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記調節する動作は、デジタルポテンショメータと、デジタルアナログ変換器と、ポスト増幅器から得られる電流を変更する並列抵抗群内の抵抗とのうちの１つにより調整することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記ホスト計算システムからプログラム可能信号損失デアサートレベルを受信する動作と、
前記プログラム可能信号損失デアサートレベルに応じて信号損失デアサートレベルを調節する動作と、
前記プログラム可能信号損失デアサートレベルを上回る受信強度レベルに応じて信号損失を終了させる動作と、
をさらに備える請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
制御モジュールの一部であるレジスタセットに前記プログラム可能信号損失アサートレベルを記憶する動作と、
前記ホスト計算システムからの前記プログラム可能信号損失アサートレベルを前記レジスタセットにロードする動作と、
をさらに備える請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記信号損失デアサートレベルを調節する動作は、デジタルポテンショメータと、デジタルアナログ変換器と、ポスト増幅器から得られる電流を変更する並列抵抗群内の抵抗とのうちの１つにより調整することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
データ通信ネットワーク内の受信機ノードでホスト計算システムに通信可能に接続されるように構成された光学トランシーバにおいて信号損失アサートレベルを較正する方法であって、
光信号をフォトダイオードに供給する動作と、
前記光学トランシーバが信号損失をアサートするまで前記光信号の受信強度を低下させる動作と、
前記低下動作中に前記受信強度を測定する動作と、
前記光学トランシーバが信号損失をアサートするのとほぼ同時に測定される閾値受信強度に基づき、信号損失アサートレベルを変更すべきであると判定する動作と、
前記判定動作に応じて、前記信号損失アサートレベルを調節するように制御モジュールに指示する動作と、
を備える方法。
【請求項１８】
前記信号損失アサートレベルを調節する動作をさらに備える請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記光学トランシーバが信号損失をデアサートするまで受信強度を上昇させる動作と、
前記光学トランシーバが信号損失をデアサートするのとほぼ同時に測定されるデアサーション閾値受信強度に基づき、前記信号損失デアサートレベルを変更すべきであると判定する動作と、
前記信号損失デアサートレベルを変更すべきであると判定する動作に応じて、前記信号損失デアサートレベルを調節するように前記制御モジュールに指示する動作と、
をさらに備える請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記信号損失デアサートレベルを調節する動作をさらに備える請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速光学データ伝送システムに関する。より具体的には、本発明は、光学データ伝送システム内の信号損失検出回路のアサートおよびデアサートレベルを調節するために利用可能な方法とハードウェアに関する。
【背景技術】
【０００２】
より高速な伝送速度の情報通信技術に対する需要がますます増大しており、これにより既存の高速データ伝送ネットワークで利用される新たな装置の開発が押し進められている。高速データ伝送ネットワークは、光学トランシーバ、および光ファイバでデジタルデータを伝搬する光を送受信するための類似の装置を使用することが多い。これらのトランシーバは、レーザなどの光学送信機と、フォトダイオードなどの光学受信機を含むことができる。トランシーバは、ホスト計算システム（「ホスト」）と通信して動作することが多い。
【０００３】
時折、光学トランシーバは、受信した光強度が通常のデータ通信に期待されるレベルよりも低下する信号損失状態になる場合がある。この状態を検出するため、多くの光学トランシーバは、信号損失検出回路（「信号検出回路」とも称される）を具備する。光ネットワークのあるノードにおける信号損失は、たとえば、ネットワークの別のノード上の動作不能な光学送信機が原因である場合がある。また、２つのノード間の光学リンクは、何らかの形で妨害または切断されることがある。さらに、光学受信機においてデータを受信する能力が正常に機能しないこともある。信号損失が生じると、通常動作が継続できないため、関連付けられたホスト（または光学トランシーバ内の内部回路）が信号損失を認識することが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光学トランシーバは、製造中に設定される構成要素に依存する静的信号損失検出レベルを有する。しかしながら、光学トランシーバが異なれば、光学素子、トランスインピーダンス増幅器、および／またはフォトダイオードの組み合わせにより、わずかに異なる動作特性を有する場合がある。この光学トランシーバ間のわずかな変動は、固定信号検出レベルが、異なる光学受信強度レベルで検出される可能性があることを意味する。
【０００５】
さらに、所望の信号損失検出レベルは、光学トランシーバに組み込まれる特定のアプリケーションまたは通信プロトコルに応じて異なる場合がある。たとえば、通信プロトコルが順方向エラー訂正を使用する場合、より高い信号検出レベルで得られる同じビットエラー速度を順方向エラー訂正なしで得るには、比較的低い信号検出レベルが許容可能となる。比較的低いビット速度通信プロトコルは、比較的速いデータ速度アプリケーションと比較して、より低い信号検出レベルを可能にする。
【０００６】
したがって、使用用途およびその時点で存在する感度ニーズに応じて、変更、設定、および／または較正可能なプログラム可能信号損失アサートレベルで動作するようにプログラムすることのできる光学トランシーバ信号損失検出器を備えることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概して、本発明の態様は、光学データ通信システム内の信号損失レベルをプログラムするために使用可能なハードウェアおよび方法に関する。したがって、様々なレベルにプログラム、設定、および／または較正することのできる変更可能な信号損失アサートレベルを有する光学トランシーバ信号損失検出器について記載する。
【０００８】
本発明の一つの態様において、プログラム可能信号損失検出器は、データ通信ネットワーク内の受信機ノードでホスト計算システム（「ホスト」）に通信可能に接続されるように構成された光学トランシーバに含まれる。信号損失検出器は、ポスト増幅器、制御モジュール、および信号損失レベル調節機構などのトランシーバ構成要素を有する。
【０００９】
一つの側面では、制御モジュールがプログラム可能信号損失レベルを受信できるようにホストに接続される。制御モジュールでの信号損失レベルは信号損失アサートレベルまたは信号損失デアサートレベルである。ポスト増幅器は、受信強度が或る閾値信号損失レベルを超えるときを検出する。ポスト増幅器での閾値信号損失レベルは、信号損失アサートレベルおよび信号損失デアサートレベルのいずれかである。
【００１０】
しかしながら、この場合、静的である信号損失レベルの代わりに、信号損失レベル調節機構は、ホストから受信するプログラム可能信号損失レベルによって指示されたように、ポスト増幅器によって検出される信号損失レベルを変更する。
【００１１】
本発明の別の態様において、信号損失アサートレベルを較正する方法は、フォトダイオード、ポスト増幅器、および制御モジュールを含む光学トランシーバで実現することができる。光信号がフォトダイオードに供給されるとき、光信号は信号損失レベルよりも大きな初期受信強度を有する。その後、光信号の受信強度は、光学トランシーバが信号損失をアサートするまで低下する。受信強度が低下している期間中、受信強度はモニターされる。光学トランシーバが信号損失をアサートした後、信号損失レベルを変更すべきかどうかが判定される。この判定は、光学トランシーバが信号損失をアサートするおおよその時に測定された閾値受信強度に基づいている。信号損失レベルを変更すべきと判定された場合、制御モジュールは信号損失レベルの調節を指示される。
【００１２】
本発明の態様は、プログラム可能信号損失デアサートレベルも含み得る。たとえば、制御モジュールは最初に第１の信号損失デアサートレベルを実行し、次に、プログラム可能信号損失デアサートレベルがホストから受信されたとき追加の信号損失デアサートレベルを実行する。また、ポスト増幅器は、受信強度がプログラム可能デアサートレベルを超えて上昇するときを検出するように構成され、信号損失を終了させる。さらに、信号損失レベル調節機構は、制御モジュールによって受信されるプログラム可能デアサートレベルに応答して、信号損失デアサートレベルを変更または調節するように構成される。
【００１３】
本発明の上記およびその他の実施形態は、以下の説明または添付の特許請求の範囲からより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の上記およびその他の利点と特徴をさらに明瞭化するため、添付の図面に示された具体的な実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、本発明の範囲を限定するものではない。以下、本発明を添付の図面を利用してさらに具体的かつ詳細に説明する。
【００１５】
概して、本発明の一つの実施形態は、ホスト計算システム（以下、単に「ホスト」と称する）に接続される光学トランシーバのプログラム可能信号損失アサートレベルに関する。制御モジュールは、プログラム可能信号損失レベルを受信するようにホストと通信する。ポスト増幅器またはその他の信号検出回路は、受信強度が信号損失レベルよりも低下するときを検出する。しかしながら、この場合、静的な信号損失レベルの代わりに、信号損失レベル調節機構が、ホストから受信したプログラム可能信号損失レベルで指示されたように、ポスト増幅器によって検出される信号損失レベルを変更する。本発明の原理は、信号損失アサートレベルの較正にも関連する。
【００１６】
［Ｉ．信号損失動作環境］
図１は、本発明の原理を採用する光学トランシーバ１００を示す。光学トランシーバ１００を詳細に示すが、光学トランシーバ１００は本発明の範囲を制限するためでなく、図示のためにのみ記載する。本発明の原理は、１Ｇ、２Ｇ、４Ｇ、１０Ｇおよびそれよりも高いバンド幅のファイバ光学リンクに適する。さらに、本発明の原理は、制限なくＸＦＰ、ＳＦＰおよびＳＦＦなどの任意の形式の、光学（たとえば、レーザ）送信機／受信機で実行される。
【００１７】
光学トランシーバ１００は、受信機１０１を用いてファイバ１１０Ａから光信号を受信する。受信機１０１は、光信号を電気信号に変換することによって光電トランスデューサとしての役割を果たす。たとえば、受信機１０１は、フォトダイオードであってもよい。受信機１０１は、変換結果として生じた電気信号をポスト増幅器１０２に供給する。ポスト増幅器１０２は、制御モジュール１０５および信号調節機構１１４との組み合わせにより、光信号の受信強度が設定レベルを上回る（あるいは下回る）ときをまとめて検出する信号損失検出器を構成する。ポスト増幅器１０２は、１１４Ａで示されるように信号損失調節機構１１４に接続されるか、あるいはポスト増幅器１０２に一体化される。任意で、フォトダイオードから出力された電気信号は、ポスト増幅器１０２に転送される前にトランスインピーダンス増幅器（図示せず）を介して処理することができる。しかしながら、トランスインピーダンス増幅器は必要とされない、および／または、フォトダイオード内に一体化させることができる。信号損失検出器は、受信強度がプログラム可能信号損失レベルを下回るときに信号損失をアサートし、受信強度がプログラム可能信号損失デアサートレベルを上回るときにデアサートする。
【００１８】
信号損失がデアサートされないとき、ポスト増幅器１０２は信号を増幅し、矢印１０２Ａに示されるように、増幅された信号を外部ホスト１１１に提供する。外部ホスト１１１は、光学トランシーバ１００と通信可能な任意の計算システムであってよい。外部ホスト１１１は、揮発性または不揮発性メモリソースであるホストメモリ１１２を含むことができる。一実施形態では、光学トランシーバ１００は、必須ではないが、ホスト１１１のプリント回路基板またはその他の構成要素／チップであってもよい。
【００１９】
また、光学トランシーバ１００は、ファイバ１１０Ｂへの伝送のためにホスト１１１から電気信号を受信する。本発明の原理は上述した受信路に主に関するが、完全を期すため、光学トランシーバ１００の送信路も記載する。具体的には、レーザドライバ１０３は矢印１０３Ａによって示されるように電気信号を受信し、送信機１０４にホスト１１１によって供給された電気信号内の情報を示す光信号をファイバ１１０Ｂ上に送信させる信号を用いて、送信機１０４（たとえば、レーザまたは発光ダイオード（「ＬＥＤ」））を駆動する。したがって、送信機１０４は、電気光学トランスデューサとしての役割を果たす。
【００２０】
受信機１０１、ポスト増幅器１０２、レーザドライバ１０３、および送信機１０４の挙動は、いくつかの要因により動的に変動する場合がある。たとえば、温度変動、受信強度変動、およびフィードバック状態はそれぞれ、これらの構成要素の性能に影響を及ぼすことがある。したがって、光学トランシーバ１００は、受信強度および送信強度を評価し、（矢印１０５Ａによって示されるように）ポスト増幅器１０２から情報を得ることができるとともに、（矢印１０５Ｂによって示されるように）レーザドライバ１０３から情報を得ることができる制御モジュール１０５を含む。これにより、制御モジュール１０５は、動的に変動する性能を最適化し、さらに、（矢印１０５Ｄによって示されるように）信号損失検出器１１４からの情報を得ることにより、受信強度がプログラム可能信号損失アサートレベルを下回るときを検出する。
【００２１】
具体的には、制御モジュール１０５は、矢印１０５Ａ、１０５Ｂによっても示されるように、ポスト増幅器１０２および／またはレーザドライバ１０３上での設定を調節することによりこれらの変動に対処することができる。温度、電圧、またはその他の低周波数の変動を正しいものに変更する場合にのみ設定が調節されるため、設定調節は断続的である。このような低周波数の変動の例は、緩やかに変動する受信強度レベルによる信号損失レベルのアサーションおよびデアサーションである。発明の原理によると、信号損失検出器１１４が信号損失をアサートまたはデアサートする受信強度の設定は、プログラム可能で、矢印１０５Ｄで示されるように制御モジュール１０５によって変更することができる。
【００２２】
制御モジュール１０５は、読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、プログラム可能読出し専用メモリ（「ＰＲＯＭ」）、消去可能およびプログラム可能読出し専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）および／または電気的に消去可能およびプログラム可能読出し専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）のいずれでもよい永続性メモリ１０６にアクセスすることができる。永続性メモリ１０６はその他のいかなる不揮発性メモリソースであってもよい。
【００２３】
インタフェースがＩ２Ｃの場合、二線式インタフェースはシリアルクロックライン（「ＳＣＬ」）とシリアルデータライン（「ＳＤＡ」）を含むが、データおよびクロック信号はホストインタフェースを用いてホスト１１１から制御モジュール１０５に供給することができる。また、データは、温度レベル、送信および／または受信強度レベルなどのデジタル診断と解釈を可能にするために、シリアルデータラインＳＤＡを用いて制御モジュール１０５からホスト１１１に提供することができる。
【００２４】
制御モジュール１０５は、アナログ部１０８およびデジタル部１０９の両方を含む。それらは共に、主としてアナログ信号を用いて光学トランシーバ１００の残りの部分と連動しつつ、制御モジュール１０５がデジタルで論理を実行するのを可能にする。図２は、制御モジュール１０５の例２００をより詳細に概略的に示す。制御モジュール２００は、図１のアナログ部１０８の例を示すアナログ部２００Ａと、図１のデジタル部１０９の例を示すデジタル部２００Ｂを含む。
【００２５】
アナログ部２００Ａは、デジタルアナログ変換器、アナログデジタル変換器、高速比較器（たとえば、イベント検出のため）、電圧ベースのリセット発生器、電圧調整器、基準電圧源、クロック発信器、およびその他のアナログ構成要素を含むことができる。アナログ部２００Ａは、センサ２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃおよび横方向の楕円２１１Ｄによって示されるような他のセンサを含むことができる。これらのセンサはそれぞれ、たとえば、供給電圧やトランシーバ温度など制御モジュール２００から測定可能な動作パラメータを測定する機能を果たす。制御モジュール２００は、たとえば、レーザバイアス電流、送信強度、および受信強度などのその他の測定パラメータを示す光学トランシーバ内の他の構成要素から外部アナログ信号や外部デジタル信号を受信することもできる。上記外部アナログ信号を受信する２つの外線２１２Ａ、２１２Ｂが示されるが、上記線が多数あってもよい。
【００２６】
内部センサは測定値を示すアナログ信号を生成することができる。さらに外部から供給された信号はアナログ信号であってもよい。この場合、アナログ信号はさらなる処理のために制御モジュール２００のデジタル部２００Ｂに利用可能なようにデジタル信号に変換される。当然ながら、各アナログパラメータ値は、独自のアナログデジタル変換器（「ＡＤＣ」）を有することができる。しかしながら、チップスペースを保持するため、各信号は単独のＡＤＣ２１４を用いてラウンドロビン式で周期的にサンプリングすることができる。この場合、各アナログ値は、ＡＤＣ２１４によるサンプリングのために１度にアナログ信号のうち１つをラウンドロビン式に選択するマルチプレクサ２１３に供給することができる。もしくは、マルチプレクサ２１３は、任意の順序のアナログ信号がＡＤＣ２１４によってサンプリングされるようにプログラムされる。
【００２７】
制御モジュール２００のデジタル部２００Ｂは、デジタル部２００Ｂによって使用される種々のタイミング信号を供給するタイマモジュール２０２を含み得る。このようなタイミング信号は、たとえば、プログラム可能プロセッサクロック信号を含むことができる。また、２つの汎用プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂが含まれる。プロセッサは、特定の指示セットに従う指示を認識し、シフト、分岐、加算、減算、乗算、除算、ブール演算、比較演算などの通常の汎用演算を実行することができる。一実施形態では、汎用プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂはそれぞれ１６ビットプロセッサで、同一に構成される。命令セットは特定のハードウェア環境を中心として最適化できるため、ハードウェア環境および命令セットの正確な構造は、本発明の原理にとっては重要ではない。
【００２８】
ホスト通信インタフェース２０４は、光学トランシーバ１００のシリアルデータ（「ＳＤＡ」）およびシリアルクロック（「ＳＣＬ」）ラインを用いてホスト１１１と通信するために使用される。外部装置インタフェース２０５は、ポスト増幅器１０２、レーザドライバ１０３、永続性メモリ１０６、または信号損失検出器１１４などの光学トランシーバ１００内の他のモジュールと通信するために使用される。
【００２９】
内部コントローラシステムメモリ２０６（外部永続性メモリ１０６と混同しないこと）は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）または不揮発性メモリであってもよい。メモリコントローラ２０７は、プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂの各々で、コントローラシステムメモリ２０６に対するアクセスや、ホスト通信インタフェース２０４および外部装置インタフェース２０５に対するアクセスを共有する。一実施形態では、ホスト通信インタフェース２０４はシリアルインタフェースコントローラ２０１Ａを含み、外部装置インタフェース２０５はシリアルインタフェースコントローラ２０１Ｂを含む。２つのシリアルインタフェースコントローラ２０１Ａ、２０１Ｂは、Ｉ２Ｃなどの二線式インタフェースを用いて通信することができる、あるいは、インタフェースが両方の通信モジュールによって認識される限り別のインタフェースであってもよい。あるシリアルインタフェースコントローラ（たとえば、シリアルインタフェースコントローラ２０１Ｂ）は主の構成要素で、別のシリアルインタフェースコントローラ（たとえば、シリアルインタフェースコントローラ２０１Ａ）は従の構成要素である。
【００３０】
入力／出力マルチプレクサ２０８は、制御モジュール２００内の種々の構成要素に制御モジュール２００の入力／出力ピンを多重化する。これにより、各種構成要素は制御モジュール２００の既存の動作状況にしたがって動的にピンを割り当てることができる。したがって、制御モジュール２００で利用可能なピンよりも、制御モジュール２００内に多くの入力／出力ノードを備えることができるため、制御モジュール２００の設置面積が低減される。
【００３１】
制御モジュール１０５は、多数の個々のレジスタを含むレジスタセット２０９を有することもできる。これらのレジスタは、ＡＤＣ２１４から受信される検知された動作パラメータを表すデジタル値を記録するのに使用することができる。このような値の例は、たとえば、光学受信強度を含むことができる。レジスタセット２０９は、プログラム可能信号損失アサートレベルとデアサートレベルを保管するのに使用することもできる。一例では、ホスト１１１は、Ｉ２Ｃの２線式インタフェースに従い、クロックラインＳＣＬおよびデータラインＳＤＡを用いて、制御モジュール１０５にプログラム可能信号損失アサートレベルおよびプログラム可能信号損失デアサートレベルを通信する。次に、制御モジュール１０５は、レジスタセット２０９にプログラム可能信号損失アサートおよびデアサートレベルを供給することができる。
【００３２】
さらに、レジスタセット２０９のうち１つ以上をポスト増幅器１０２、ドライバ１０３、または信号損失調節機構１１４にメモリマップし、メモリマップされたレジスタ内の値が実際にこれらの構成要素の動作に影響を及ぼすようにすることができる。具体的には、プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂは、対応するメモリマップされたレジスタにデジタル値を書き込むか、あるいはレジスタからデジタル値を受信する。次いで、デジタル値を、対応するメモリマップされた構成要素の機能を制御するためにアナログ値に変換する。たとえば、ホストは、レジスタセットに信号損失アサートレベルおよびデアサートレベルを転送し、次に、信号損失アサートレベルおよびデアサートレベルは、信号損失がアサートおよびデアサートする受信強度レベルを調節するために、信号損失調節機構に供給される。
【００３３】
引き続き図１および２を参照すると、ホスト１１１は、マイクロコードを記憶可能なホストメモリ１１２を備える。たとえば、ホストメモリ１１２は、各々トランシーバの動作機能を実現する種々のマイクロコードのライブラリを含むことができる。この種々のマイクロコードのライブラリは、遠隔ネットワークサイトからアクセスするか、あるいはユーザによってホストにプログラムされるが、これは必須ではない。ホスト１１１は、ＳＤＡおよびＳＣＬライン上でマイクロコードをトランシーバ制御モジュール１０５に送信することができる。マイクロコードは、即時の実行のために、コントローラシステムメモリ２０６に受信させることができる。また、マイクロコードは、レジスタセット２０９または永続性メモリ１０６に受信された後、実行のためにコントローラシステムメモリ２０６にロードすることができる。
【００３４】
ホスト１１１は、トランシーバ１００内の変動する動作状況に応答してマイクロコードを送信するか、あるいは制御モジュール１０５にトランシーバが信号損失をアサートおよびデアサートする受信強度レベルを変更させる。もしくは、制御モジュール１０５が信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルをホストから独立して変更すべきだと判定するように、マイクロコード自体を構成することができる。たとえば、トランシーバ１００は、トランシーバ１００が動作を開始する時にトランシーバの動作機能を初期化させるために使用されるマイクロコードを含むことができる。このマイクロコードは実行される際、信号損失検出器１１４によって検出される信号損失アサートレベルおよび信号損失デアサートレベルの受信強度の初期値を判定する。
【００３５】
制御モジュール１０５がマイクロコードを実行する際、プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂはコントローラシステムメモリ２０６にマイクロコードをロードする。もしくは、プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂは、永続性メモリ１０６またはレジスタセット２０９に記憶されたマイクロコードをコントローラシステムメモリ２０６にロードすることができる。プロセッサ２０３Ａ、２０３Ｂはマイクロコードを実行して、マイクロコードにトランシーバ１００の動作性能を変更させる。たとえば、プロセッサ２０３Ａおよび２０３Ｂは、新たな信号損失アサートおよびデアサートレベルをレジスタセット２０９に書き込むことによって、信号損失検出器１１４の動作を制御することができる。
【００３６】
図１および２に関する動作環境は本発明の原理を採用できる無数の構造のうちほんの一部に過ぎないことが理解されよう。上述したように、本発明の原理は、特定の環境に限定されるように意図されるものではない。したがって、本発明の原理は、プログラム可能信号損失アサートレベルおよびデアサートレベルを変更するためホスト計算システムと通信可能な光学トランシーバに関連する。本発明の原理は、図１および２に関連して記載される環境を参照して説明する。
【００３７】
［ＩＩ．信号損失検出器］
図３〜５は、受信した光信号が不十分な強度を有するときを検出する信号損失検出器の実施形態３００、４００および５００をそれぞれ示す。それぞれの場合、信号損失検出器は、図１に最初に示されるポスト増幅器１０２および制御モジュール１０５を含む。ポスト増幅器１０２は、受信強度が信号損失アサートレベルを下回るか、あるいは信号損失デアサートレベルを上回るか、受信強度が閾値信号損失レベルを超えるときを検出するように構成される。さらに、信号損失検出器は、図１の信号損失調節機構１１４の種々の実施形態を表す信号損失調節機構を含む。たとえば、信号損失検出器３００、４００および５００は、信号損失調節機構３０１、４０１および５０１をそれぞれ含む。
【００３８】
図３〜５の信号損失検出器は、図１に示されるように、光ネットワーク内の受信ノードにおいて、光学トランシーバ１００内部で動作可能である。したがって、信号損失検出器は、受信されている光信号が失われるか、あるいはデータが損なわれるほど低い受信強度を有するときを判定することができる。光学通信システムでは、光学システムを介してデジタルデータを送信している送信ノードの送信機が、結果的に受信ノードにおいて信号がないかあるいは不十分な信号しかないといったように、動作不能となるかあるいは動作が損なわれる場合がある。これが生じた際には、ホストがデータを利用するか無視するか、診断を実行するか否か、および／または何らかの矯正措置を実行するか否かを判定できるように、データ信号が損傷されているあるいは不十分であることを受信ノードが認識することが重要である。
【００３９】
引き続き図３〜５を参照すると、信号損失検出器３００、４００および５００はそれぞれ、矢印１０５Ａに示されるように、制御モジュール１０５と通信するポスト増幅器１０２を含む。制御モジュール１０５はさらに、ポスト増幅器出力ノードから得られた電流量を制御するように対応する信号損失調節機構３０１、４０１および５０１と通信する。たとえば、図３のポスト増幅器１０２のノード３０２Ａから得られた電流量を変更することによって、信号損失アサートレベルを変更することができる。図３のポスト増幅器１０２のノード３０２Ｂから得られた電流量を変更することによって、信号損失デアサートレベルを変更することができる。同様に、図４のポスト増幅器１０２のノード４０２Ａおよび４０２Ｂから得られた電流量を変更することによって、信号損失アサートおよびデアサートレベルを変更することができる。最後に、図５のポスト増幅器１０２のノード５０２Ａおよび５０２Ｂから得られた電流量を変更することによって、信号損失アサートおよびデアサートレベルを変更することができる。なお、ポスト増幅器１０２は、異なる信号損失アサートおよびデアサートレベルを有することができる。
【００４０】
ポスト増幅器１０２から得られた電流の大きさにより信号損失アサートレベルとデアサートレベルを判定することができるため、具体的な電流の大きさを具体的な信号損失アサートおよびデアサートレベルに対応付けることができる。信号損失アサートおよびデアサートレベルに対応する構成要素から引き出された電流の大きさを得るために、任意で、別の構成要素を信号損失検出器１１４のポスト増幅器１０２と置換することができる。
【００４１】
図３〜５の場合、対応する信号損失調節機構の構造により、制御モジュール１０５は信号損失調節機構がポスト増幅器１０２から引き出す電流の値を制御し、次に、信号損失アサートおよびデアサートレベルを制御することができる。本発明の原理によると、制御モジュール１０５は、ホストからプログラム可能信号損失アサートまたはデアサートレベルを受信する。プログラム可能信号損失アサートおよびデアサートレベルは、レジスタセット２０９内のメモリマップされたアドレス位置のデータとして記録および保管することができる。上記メモリマッピングを通じて、制御モジュール１０５は各信号損失調節機構に指示を送ることによって、信号損失アサートおよびデアサートレベルを変更する。
【００４２】
図３に示される本発明の一実施形態では、信号損失検出器３００は２つのデジタルポテンショメータ３０８および３０９を有する信号損失調節機構３０１を含む。デジタルポテンショメータ３０８、３０９は、デジタル指示に応じて設定が調整されるように構成され、この設定の変更によりデジタルポテンショメータ３０８、３０９全体の抵抗が変更される。デジタル指示は、たとえば、レジスタセット２０９内の１つ以上のアドレス位置を有するメモリマッピングを介して、制御モジュール１０５によって実現される。デジタルポテンショメータ３０８によって指示された電位を変更することにより、ノード３０２Ａから得られる電流（したがって、信号損失アサートレベル）を変更することができる。デジタルポテンショメータ３０９によって指示された電位を変更することにより、ノード３０２Ｂから得られる電流（したがって、信号損失デアサートレベル）を変更することができる。したがって、制御モジュール１０５は、独立して、あるいは組み合わせて、デジタルポテンショメータ３０８、３０９にホストから受信したレベル変更指示に応じて信号損失アサートおよびデアサートレベルを変更するように指示を出すことができる。別の実施形態では、信号損失調節機構は、単独のデジタルポテンショメータ、または複数のデジタルポテンショメータを含むことができる。
【００４３】
図４は、２つのデジタルアナログ変換器（「ＤＡＣ」）４０８および４０９を有する信号損失調節機構４０１を含む信号損失検出器４００の別の実施形態を示す。制御モジュール１０５は、たとえば、レジスタセット２０９内の１つ以上のアドレス位置を有するメモリマッピングを介して、ＤＡＣ４０８、４０９の各々にデジタル値を送信する。ＤＡＣ４０８、４０９の各々に送信されるデジタル値を制御することによって、対応するアナログ出力を制御することができる。その結果、各ＤＡＣ４０８、４０９から抵抗４０８Ａ、４０９Ａに印加される電圧を、受信したデジタル値に従い変動させることができる。抵抗４０８Ａに印加される電圧が変化すると、抵抗４０８Ｂを介してポスト増幅器１０２のノード４０２Ａから得られる電流（したがって、信号損失アサートレベル）が変化する。同様に、抵抗４０９Ａに印加される電圧が変更すれば、抵抗４０９Ｂを介してポスト増幅器１０２のノード４０２Ｂから得られる電流が変更する（よって、信号損失デアサートレベルが変更する）。したがって、制御モジュール１０５は、独立して、あるいは組み合わせて、信号損失アサートおよびデアサートレベルを調節するようにＤＡＣ４０８、４０９に提供されるデジタル信号を変更することができる。もしくは、信号損失調節機構４０１は、単独のＤＡＣ、または複数のＤＡＣを含むことができる。
【００４４】
次に、信号損失調節機構５０１を含む信号損失検出器５００の別の実施形態を示す図５を参照する。信号損失調節機構５０１は、抵抗５０８Ｄを介してポスト増幅器１０２のノード５０２Ａから得られる電流を調節するために構成された回路に、並列抵抗群５０８Ａ、５０８Ｂ、５０８Ｃ（並列抵抗群は以下「５０８」と称する）を含む。さらに、信号損失調節機構５０１は、抵抗５０９Ｄを介してポスト増幅器１０２のノード５０２Ｂから得られた電流を調節するための回路に、並列抵抗群、５０９Ａ、５０９Ｂ、５０９Ｃ（並列抵抗群は以下「５０９」と称する）を含む。複数の抵抗のいずれかに印加される電圧を変えると、それらの抵抗全体の電流とポスト増幅器のノード５０２Ａ、５０２Ｂから得られる電流とが変化する。このように、制御モジュール１０５は、信号損失アサートレベルを変更するべく、並列抵抗群５０８内のいずれかの抵抗に印加される電圧を変更するように構成される。また、制御モジュール１０５は、信号損失デアサートレベルを変更するべく、並列抵抗群５０９内のいずれかの抵抗に印加される電圧を変更するように構成される。なお、並列抵抗群５０８、５０９のいずれかにおいて電圧を印加しない、あるいは印加される電圧の大きさを変更することによっても、制御モジュール１０５は、電圧を変更できることを理解し得る。
【００４５】
本発明の実施形態はデジタルポテンショメータ、デジタルアナログ変換器、または並列抵抗群を含むように記載されているが、これはポスト増幅器のノードから得られる電流を調節するということを理解し得る。このため、信号損失調節機構の一つの実施形態は、デジタルポテンショメータ、デジタルアナログ変換器、および複数の抵抗から成るグループから選択される少なくとも１つの構成要素を含むものであってよい。また、ポスト増幅器のノードから得られる電流を動的に変更する制御モジュールによって制御可能な他の構成要素を信号損失アサートおよびデアサートレベルをプログラムする際に使用する信号損失調節機構に一体化させることができる。
【００４６】
［ＩＩＩ．信号損失演算手順］
図６Ａは、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節する光学トランシーバに方法６００Ａを提供する本発明の別の実施形態を示す。トランシーバの動作環境は、データ通信ネットワーク内の受信機ノードでホスト計算システム（「ホスト」）に通信可能に接続される光学トランシーバを含むことができる。図１の動作環境、図２の制御モジュール構造、および図３〜５に示される信号損失検出器の実施形態は、方法６００Ａによる処理中に利用することができる。
【００４７】
方法６００Ａは、段階６０２で光学トランシーバが、ホスト計算システムからプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを受信することを含む。即ち、ホストは、制御モジュールによって受信可能なプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルをトランシーバに転送する。これにより、ホストをデータおよび／またはコードでプログラムして、トランシーバが動作し、光データ信号を受信している間に、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを動的に変動させ、対応する信号損失アサートおよび／またはデアサートデータを対応する構成要素、すなわち制御モジュールに送信することができる。一実施形態では、制御モジュールは、レジスタセットにプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを記憶する。別の実施形態では、プログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルが必要に応じて転送されるように、レジスタセットは信号損失検出器、または信号損失調節機構内の構成要素にメモリマップされる。
【００４８】
トランシーバがプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを受信した後、プログラム可能信号損失レベルがそれ以前の信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルと同じか異なるかに応じて（判定ブロック６０４）、処理は異なる。段階６０６で、受信されたプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルが現在実行されている信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルと同じ場合（判定ブロック６０４でＮｏ）、トランシーバは信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節しない。一方（判定ブロック６０４でＹｅｓ）の場合、異なるプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルが結果的に、受信されたプログラム可能信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルに段階６０８でトランシーバにより調節される。信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節するプロセスは、信号損失調節機構、および／または、本明細書に記載の対応する構成要素やまたは下位要素ないしはその等価技術によって実行することができる。
【００４９】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つのデジタルポテンショメータの設定または電位を変更することで、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節する。別の実施形態では、少なくとも１つのデジタルアナログ変換器の電圧出力を変更することで、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節する。さらに別の実施形態では、ポスト増幅器内の並列抵抗群の少なくとも１つの抵抗に印加される電圧を選択的に変更することで、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節する。もしくは、ポスト増幅器、または具体的にはポスト増幅器のノードから得られる電圧を動的に変更することのできる手段を、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節するために、信号損失調節機構で実行することができる。
【００５０】
図６Ｂは、信号損失をアサートする、および／または信号損失をデアサートする方法６００Ｂを提供する本発明の別の実施形態を示す。方法６００Ｂの動作環境は、方法６００Ａに記載される動作環境とほぼ同じであってもよい。したがって、方法６００Ｂは、光学トランシーバ、またはより具体的には、段階６１０で受信強度とプログラム可能信号損失レベルとを継続的に比較するポスト増幅器を含む。即ち、受信強度は、受信強度が特定の閾値を超えるときを認識するために、ポスト増幅器を通じて処理することができる。受信強度がプログラム可能信号損失レベルを下回らない場合（判定ブロック６１２でＮｏ）、トランシーバは信号損失をアサートする必要がなく（段階６１４）、トランシーバは光学データを受信し、ホストへデータを送信し続ける。
【００５１】
いくつかの時点で、受信強度が最終的に低すぎて正確にデータを保持できない、あるいは、閾値レベルを下回る（判定ブロック６１２でＹｅｓ）可能性がある。段階６１６で、トランシーバは、プログラム可能信号損失レベルを下回る受信強度レベルに応答して信号損失を検出し、信号損失をアサートする。この検出はポスト増幅器によって、あるいはポスト増幅器から制御モジュールに送信される信号から行うことができ、周期的におよび／または継続的に実行することができる。一実施形態では、トランシーバが信号損失アラームをアサートすることができる。別の実施形態では、受信データが信頼性がないとして隔離される、および／またはタグ付けされるように、信号損失通知をホストに送信することができる。また、信号損失がアサートされる際、トランシーバおよび／またはホストは受信強度を高める手順を実行することができる。上記手順は、送信強度とそれに対応する受信強度を許容可能なレベルに高めることができるように、データ信号送信源に診断データを送信することを含むことができる。
【００５２】
トランシーバが動作可能である間、および信号損失がアサートされた後、段階６１８で、光学トランシーバは継続的に、または周期的に受信強度と信号損失デアサートレベルとを比較する。受信強度が上昇し始めた後、受信強度はいまだに信号損失デアサートレベルを下回っており（判定ブロック６２０でＮｏ）、信号損失は段階６２２でデアサートすべきではない。しかしながら、受信強度が信号損失デアサートレベルを超えて上昇すると（判定ブロック６２０でＹｅｓ）、信号損失は段階６２４でデアサートされる。信号損失がデアサートされた後、新たなプログラム可能信号損失がトランシーバに受信されるまで、光学トランシーバは受信強度とプログラム可能信号損失レベルを比較し続ける（段階６１０に戻る）。
【００５３】
図７は、信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを較正する方法７００の別の実施形態を示す。方法７００は、方法６００Ａおよび６００Ｂとほぼ同様な動作環境で実行することができる。方法７００は段階７０２で光信号を受信機、より具体的にはフォトダイオードに提供することによって始動させることができる。信号損失がアサートされている間、信号損失アサートレベルを較正することが困難になり得るので、光信号は初期信号損失アサートレベルを超える受信強度を有するべきである。しかしながら、信号損失アサートレベルが段階７０２の実施前にアサートされなくなるまで、信号損失アサートレベルより低い受信強度を上昇させることができる。
【００５４】
受信強度が信号損失アサートレベルより高く、信号損失がアサートされていないと、光信号の受信強度は段階７０４で低下させられる。同時に、受信強度が低下している間、受信強度は段階７０６で継続的に測定される。もしくは、受信強度が低下している間、受信強度は不連続に間隔を置いて測定することもできる。受信強度が信号損失アサートレベルより高い限り（判定ブロック７０８でＮｏ）、段階７１０で強度を低下させ測定し続けることができる。受信強度の監視と測定は、信号損失が実際にアサートする受信強度レベルを特定するのに役立つ。
【００５５】
信号損失がアサートする受信強度レベルが特定される（判定ブロック７０８でＹｅｓ）と、実際のアサーションレベルが段階７１２で光学トランシーバによってプログラムされた、あるいは設定された閾値受信強度と比較される。即ち、信号損失がアサートする実際の受信強度を変更するか否かの判定は、光学トランシーバが信号損失をアサートするのとほぼ同時に測定される閾値受信強度に基づく。実際のアサーションレベルが閾値受信強度と同じである場合（判定ブロック７１２でＮｏ）、信号損失レベルは段階７１４で較正される、または調整される必要はない。しかしながら、実際のアサーションレベルがプログラムされる閾値受信強度より高いまたは低い場合（判定ブロック７１２でＹｅｓ）、信号損失レベルは段階７１６で調整される。
【００５６】
信号損失デアサートレベルも同様に較正することができる。信号損失デアサートレベルを較正するために、光学トランシーバが信号損失をアサートするように受信強度が信号損失アサートレベルを下回るまで、受信強度を低下させるべきである。その後、光学トランシーバが信号損失をデアサートするまで受信強度は上昇させられる。受信強度が上昇している間、信号損失がデアサートするとき、実際の受信強度と光学トランシーバにプログラムされているデアサーション閾値受信強度とを比較できるように、受信強度は常に測定される。
【００５７】
信号損失がデアサートした後、光学トランシーバが信号損失をデアサートするのとほぼ同時に測定されたデアサーション閾値受信強度に基づき、信号損失デアサートレベルを変更すべきかどうかが判定される。プログラムされた閾値受信強度と同じ実際のデアサートレベルは、較正する必要がない。しかしながら、実際のデアサートレベルが閾値受信強度と異なるとき、デアサートレベルを較正すべきである。次に、信号損失デアサートレベルを調節するように制御モジュールが指示され、デアサートレベルが調節される。
【００５８】
本発明は、その思想または必須の特徴から逸脱せずに、その他の具体的な形式で具体化することができる。上述の実施形態は、すべての側面を説明としてのみみなすべきで、限定的にみなすべきではない。したがって、本発明の範囲は、上記の説明よりも添付の特許請求の範囲によって示される。請求項と同等物の意味および範囲に属するすべての変更は本発明の範囲に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】光学トランシーバの概略図である。
【図２】光学受信機用の制御モジュールの概略図である。
【図３】信号損失検出器を有するトランシーバの実施形態の概略図である。
【図４】信号損失検出器を有するトランシーバの実施形態の概略図である。
【図５】信号損失検出器を有するトランシーバの実施形態の概略図である。
【図６Ａ】ホストの指示に応答して信号損失アサートおよび／またはデアサートレベルを調節する方法の実施形態のフローチャートである。
【図６Ｂ】アサートおよびデアサートレベルを用いて信号損失をアサートまたはデアサートする方法のフローチャートである。
【図７】信号損失レベルを較正する方法の実施形態のフローチャートである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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