(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネットワーク端末から受信される、送信された信号を、周回性アレイ導波路格子（ＡＷＧ）フィルタを有する第２のネットワーク端末において調整する方法であって、
第１の波長で動作する信号を第２のネットワーク端末において受信するステップと、
第２のネットワーク端末において信号を受信するのに用いられる周回性アレイ導波路格子（ＡＷＧ）フィルタの各出力に対応するポートを決定するステップと、
以後に受信される信号のために第１の波長をポートのための所望の波長にシフトするための基礎として用いられるポートのための所望の波長を識別するステップと、
以後の信号をポートのための所望の波長に調整するように第１のネットワーク端末に通知するために、ポートのための所望の波長に関する情報を第１のネットワーク端末に送信するステップとを含み、ポートのための所望の波長は所定の波長のグループから選択され、前記所定の波長のグループは、複数の波長サブバンドの各波長サブバンドが異なる連続する波長を有する該複数の波長サブバンドのうちの、それぞれの波長サブバンドから順に選択された複数の波長を含み、更に、
ポートのための所望の波長を、所定の波長のグループの次の波長へ調整するために、熱源へ制御信号を送信するステップを含み、該次の波長は該第１の波長とは異なる、方法。
【請求項２】
ポートのための所望の波長に関する情報が周回性アレイ導波路格子（ＡＷＧ）フィルタを介して決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
信号が光信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のネットワーク端末が光ネットワーク端末（ＯＮＴ）であり、第２のネットワーク端末が光回線端末（ＯＬＴ）である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ポートのための所望の波長に関する情報の受信に応答して、以後の信号送信のために第１の波長を修正するため、第１のネットワーク端末が送信機へ該熱源を適用するステップを実行する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポートのための所望の波長に関する情報の受信に応答して、熱源から加えられた熱に基づいて、第１の波長とは異なる該次の波長に等しい第２の波長を有する第２の信号の生成を第１のネットワーク端末が実行する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ポートのための所望の波長に関する情報の受信に応答して、第１のネットワーク端末が第２の信号の送信を実行する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
熱源を適用をするステップが、第１の波長を修正して第２の波長を有する第２の信号を生成するための基礎として用いられる、第２のターゲットの波長に対応する予め定義された熱量を加えるステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
熱源によって供給される熱量を感知するステップと、フィードバックをコントローラに提供するステップと、を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第２の信号の第２の波長を調整するために、送信機に供給される熱量を修正するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その全内容が引用により本明細書に組み込まれている２０１０年１１月２４日に出願された「Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ  ＯＮＴ  Ｌａｓｅｒ  Ｆｏｒ  Ｃｙｃｌｉｃ  ＷＤＭ  ＰＯＮ  Ｓｃｈｅｍｅ」と題する米国仮特許出願第６１／４１６，８５９号に基づく利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、光信号の周波数／波長特性を修正するまたは調整する方法および装置に関するものであり、詳細には、熱源を用いることにより、レーザを予め定義された波長に調整する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、異なる形式の波長分割多重（ＷＤＭ）受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、費用効果の高い光ネットワーク終端装置（ＯＮＴ）を用いてネットワークを展開するというジレンマに直面している。光ファイバケーブル、終端装置および関連するハードウェアは高価であり、かつ、最適な性能を維持するためには相当な量の精度調整が必要となる。
【０００４】
ＯＮＴは、一般に、中央局の機器からのランダムな割り当てに基づいて特定の波長または波長群で動作するように、構成されなければならない。この波長割り当て方式は、光回線端末（ＯＬＴ）によって実行されうるのだが、ＯＬＴは、同一の波長を複数のＯＮＴに割り当てる。あるいは、この割り当て方式は、１つの波長または複数の波長の組を特定のユーザ群に割り当てることがあり、この場合、それらの波長は、対応するＯＮＴ群によって用いられる。ＰＯＮは、広範囲での展開のために、一定の構成および再構成を要求する。ＰＯＮのＯＮＴにおいては、波長の調整、割り当ておよび調節手順における柔軟性を提供しつつ、費用効果の高い無色のレーザ送信機を製造するという進行中の課題が存在する。
【０００５】
波長分割多重型（ＷＤＭ）の波長割り当てを実装する際には、この実装は、多数のＯＮＴを収容するように計画されなければならない。ＷＤＭ型のＰＯＮシステムでは、下流および上流方向において、１エンドユーザごとに単一の波長を必要としない場合もある。ユーザアクセス環境の中では、合理的な費用基盤を維持しながら、増大し続けるユーザ帯域の要求に適応することが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある例示的な実施形態は、第１のネットワーク端末から受信される、送信された信号を第２のネットワーク端末において調整する方法を含みうる。この方法は、第１の波長で動作する信号を第２のネットワーク端末において受信するステップと、第２のネットワーク端末において信号を受信するのに用いられるポートを決定するステップと、を含みうる。この方法は、また、以後に受信される信号のために第１の波長を所定のポート波長にシフトするための基礎として用いられる所定のポート波長を識別するステップも含みうる。この方法は、更に、以後の信号をポートのための所望の波長に調整するように第１のネットワーク端末に通知するために、所定のポート波長情報を第１のネットワーク端末に送信するステップを含みうる。
【０００７】
本発明の別の例示的な実施形態は、光ネットワーク端末（ＯＮＴ）から受信される信号を調整するように構成された光回線端末（ＯＬＴ）を含みうる。ＯＬＴは、第１の波長で動作する信号を受信するように構成された受信機と、信号を受信するのに用いられるポートを決定し、以後に受信される信号のために第１の波長を所定のポート波長にシフトするための基礎として用いられる所定のポート波長を識別するように構成されたプロセッサとを含みうる。ＯＬＴは、また、以後の信号をポートのための所望の波長に調整することをＯＮＴに通知するために、所定のポート波長情報をＯＮＴに送信するように構成された送信機を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の例示的な実施形態による例示的なＯＮＴシステムの図解である。
【図２Ａ】波長調整への従来型のアプローチによる例示的な波長群の図解である。
【図２Ｂ】本発明の例示的な実施形態による例示的な波長群の図解である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による例示的なＯＮＴダイデバイスの図解である。
【図４】本発明の例示的な実施形態により本発明の動作を実行するように構成された例示的なネットワークエンティティの図解である。
【図５】本発明の例示的な方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において一般的に説明され図面で図解されている本発明の構成要素が広い範囲の複数の異なる構成での配置および設計が可能であることは、容易に理解されるだろう。従って、添付の図面において表されている方法、装置およびシステムとしての実施形態に関する以下の詳細な説明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定する意図を有しておらず、単に、本発明の選択された実施形態を表している。
【００１０】
この明細書を通じて説明されている本発明の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な態様で組み合わせることが可能である。例えば、この明細書を通じての「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態」またはそれ以外の類似の言語の句の使用は、実施形態との関係で説明される特定の特徴、構造または特性は本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれうるという事実に言及しているのである。従って、この明細書を通じての「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態では」、「他の実施形態では」またはそれ以外の類似の言語の句の使用は、必ずしもすべてが同一の実施形態群を言及しているとは限らず、説明された特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な態様で組み合わされる場合がありうる。
【００１１】
本発明の例示的な実施形態によると、波長を調整可能な送信機／受信機を備えた波長分割多重（ＷＤＭ）通信システムの実装が提供されうる。ＰＯＮ通信システムを動作させる際には、合理的な費用構造を維持するためのアプローチに、単一の波長または波長群を特定のユーザ群に配分することが含まれうる。多数のユーザが同一の波長または波長群を共有することの結果として、全体的な帯域幅の効率が向上しうる。
【００１２】
図１には、本発明の例示的な実施形態による例示的なＯＬＴおよびＯＮＴシステム構成が図解されている。図１を参照すると、ＯＬＴ１０２は、中央局に配置され、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）フィルタ１１２とプロセッサ１０８とを含みうる。特に、ＡＷＧフィルタ１１２は、周回性のＡＷＧフィルタである。ＯＬＴ１０２は、遠隔のＯＮＴ１１０に接続されるか、または、ＯＮＴレーザ装置を含む遠隔のＯＮＴ１１０と通信しうる。
【００１３】
ＯＮＴレーザ装置は、熱源１１４とセンサ１１６とコントローラ１１８とを含む調整可能なレーザを含みうる。出力１２０は、特定の波長で動作するように熱源１１４によって修正されたレーザ信号である。ＯＮＴ１１０もまた、センサ１１６とコントローラ１１８とを含む。動作においては、ＡＷＧフィルタ１１２においてＯＮＴから届いた信号は、ＯＮＴレーザ装置の必要とされる温度調節を検出し、制御信号を、ＯＮＴ１１０のＯＮＴレーザ装置に送信することができる。この制御信号は、熱源１１４を起動するのに用いられることがある。センサ１１６は、ＯＮＴ１１０の一部であるＯＮＴレーザ装置の温度に関するフィードバックを提供するが、このフィードバックは、これもまたＯＮＴ１１０の一部であるコントローラ１１８に提供される。次にコントローラ１１８は、ＯＮＴ１１０のレーザ送信機の表面に加えられる熱量を増加させるか、または、その温度が現在の信号の波長を修正するために必要であるよりも高い場合には、熱量を減少させる。加えられる熱量は、ＯＮＴレーザ装置の波長を調整するのに必要とされる予め定義された熱量に基づく。この熱量は、信号の所望の波長の調整と相関させるために用いられる表において定義することができ、メモリ（図示せず）に記憶される。
【００１４】
本発明の別の例示的な実施形態によると、センサとヒータとは、半導体製造手順を介して、レーザダイに統合することができる。そのようなレーザダイの構成によると、レーザの波長調整を感知し制御するのに必要となる熱質量と時間の遅れを減少させることができる。
【００１５】
レーザ装置の波長の調整は、熱源１１４によって実行されうる。ＡＷＧフィルタ１１２は、熱源１１４とは独立に動作しうる。レーザ信号１２０は、予め定義されたＡＷＧ信号通過帯域に適合するように調整することができる。ＯＬＴ側１０２では、受信機は、高速の相対受信信号強度（ＲＳＳＩ）指示を処理しうる。ＲＳＳＩとは、受信機によって受信されている電力レベルの指示である。ＲＳＳＩは、受信されたバースト振幅に比例する制御信号を提供しうる。ＡＷＧフィルタ１１２は、固定波長装置である。熱源１１４は、ＡＷＧフィルタ１１２によって定義された予め定義されている通過帯域に調整できなければならない。これは、ＡＷＧフィルタ１１２に、ＲＳＳＩの値およびドリフトを検出させ、訂正のためにオフセット値をＯＮＴ１１０に通信させることによって、実行される。こうして、ＯＬＴ１０２のＡＷＧフィルタ１１２において検出された信号が、モニタされ、次に、ＯＮＴ１１０の熱源１１４を制御するのに用いられることが可能になる。
【００１６】
この調整の例について更に述べるが、ＡＷＧ通過帯域が例えばガウス曲線の形状を有する場合には、この通過帯域は曲線の中央において最小の挿入損失を有する。従って、中央におけるバーストは、最高の信号振幅を受け取る。更に、波長をディザリングすることにより、信号を通過帯域の中央に調節する方法が提供されうる。
【００１７】
ある例には、異なるレーザ波長を選択するために、ＯＬＴ１０２において周回性のＡＷＧフィルタ１１２を用いることが含まれることがある。現時点でＯＮＴのレーザが周回性のＡＷＧ１１２の間違った出力に対して動作していると判断することにより、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＴのレーザ波長を予め定義された所望の波長群の範囲内に調整するコマンドを送ることができる。予め定義された波長は、対応する波長群に割り当てられた予め定義された周波数範囲の中で、均等に分離されることが可能である。動作の際には、周回性のＡＷＧフィルタ１１２は、入来する波長のある群に基づいて、その出力の範囲を巡回する。ＡＷＧフィルタ１１２は、レーザ波長を、意図している出力１２０に対する波長群の次の適切な波長に調整するために、制御信号を熱源１１４に送信できる。
【００１８】
波長の調節または調整は、データ信号を特定のエンドユーザに送信する前に要求されることがある。ＯＮＴレーザは、熱電クーラ（ＴＥＣ）などの加熱および冷却装置を用いることによってではなく、熱源１１４だけによって、調整することができる。加熱だけを用いることで、レーザ波長のチューナ構成の電気的および熱的な要件は著しく軽減され、加熱および冷却システムよりも費用効率の高いアプローチが提供される。ある波長群に波長を割り当てるために周回性のＡＷＧフィルタを用いるＷＤＭ型のＰＯＮにとって、ＯＮＴレーザは、熱だけを介して、これらの波長群に含まれる波長に調整することができる。ＡＷＧフィルタ１１２と熱源１１４とを組み合わせることにより、波長を調整するための効果的な熱だけの環境が提供される。
【００１９】
図２Ａには、波長サブバンドを調整するための従来型のアプローチによる波長帯域群が図解されている。図２Ａを参照すると、４つの波長サブバンドＢ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４が、１サブバンド当たり５つのユニークな波長を有している様子が図解されている。分散型フィードバック（ＤＦＢ）レーザを実装することにより、光信号の波長を、約０．０８ｎｍ／°Ｋだけ加熱または冷却することによって、調整することができる。調整のために２０°Ｋが可能であると仮定すると、このアプローチでは、従来型のＤＦＢに対して１．６ｎｍの調整範囲が提供される。レーザ波長をフィルタの通過帯域に調整するためには、ある量の温度制御が要求される。しかし、この従来型のアプローチでは、４つの波長サブバンド（２０ｎｍ）にわたる調整を行うには十分でない。
【００２０】
図２Ｂには、本発明の例示的な実施形態による波長帯域群が図解されている。図２Ｂを参照すると、波長サブバンド２０２が、４つの異なる波長または周波数λ１、λ２、λ３およびλ４を有するものとして図解されている。４つの波長のそれぞれは、これもまた４つの波長を含む異なる波長の組２０４の一部である。波長の組であるＷＳ１、ＷＳ２、ＷＳ３およびＷＳ４においては、それぞれの組が、それぞれの波長サブバンドからの波長を１つ含む。
【００２１】
特定の波長の組の中の１つの波長から同じ組の中の別の波長への調整は、熱だけを加えることのみによって実行することができる。ある例によると、熱は、波長間の調整のために加えられてもよい。例えば、レーザは、ＯＮＴ１１０および／またはＯＬＴ１０２によって要求される２つの光の波長の間にある特定の波長に調整することができる。熱をレーザに加えることによって、波長は、光システムによって認識される離散的な波長に調節できる。
【００２２】
別の例では、外部温度により、動作波長が、特定の動作波長からシフトして離れることがありうる。例えば、第１のまたは現在の動作波長は、ＷＳ３のλ７でありうる。レーザは、現時点では、ＷＳ３のλ７で動作しているのかもしれないが、しかし、外部の温度が上昇することにより、レーザの波長がλ８またはλ９に向かって上昇することがありうる。この場合には、同一の波長の組であるＷＳ３の予め定義された波長の範囲内で動作し続けることが望ましいことがありうる。結果的に、光レーザは、レーザダイにおける埋込型の熱源を介して、または、レーザ装置に付着した外部熱源を介して、熱を加えることができる。熱は、単に、波長の組ＷＳ３の中で現在の波長を次の波長λ１１に修正するように制御されうる。
【００２３】
図３には、本発明の例示的な実施形態による例示的なレーザダイが図解されている。図３を参照すると、レーザ構造は、レーザエピタキシャル構造における「ヒータ層」を加えるように、または、ＯＮＴレーザ装置４００の上の金属ストリップとして、修正することが可能である。エピタキシャル構造は、半導体材料の薄く純粋な層（エピタキシャル層）を結晶サポートの上にエピタキシャル成長によって積層することにより作成されるトランジスタでありうる。この薄い層は、コレクタなど電極領域の１つとして機能しうる。ヒータは、抵抗または金属構造でもありうる。ヒータは、レーザ装置４００の上方、下方またはその側方の層でもありうる。
【００２４】
図３に図解されているように、熱源１１４は、その代りに、浮遊型の熱源がダイチップの外部にあるような、レーザダイに外部から加えられた金属層でありうる。このヒータ層は、約１−２ｎｍだけレーザの波長を調節するのに十分である少量の熱を提供することができる。熱は、所望の１０、１２、１６、その他の波長群の中の１つの波長の割り当ての中で、５０ＧＨｚの波長間隔に基づいて、実際の波長を移動またはシフトするのに十分なほどの大きさをちょうど有しうる。更に、費用を制御し、高速の熱応答を維持するためには、レーザのレーザダイにＰＩＮまたはＰＮ接合も含まれることにより、レーザ自体と同じチップにおいて温度の監視が提供されることが可能になり、理想的に整合したプロファイルが可能になる。コントローラは、熱源１１４に供給される電流の量を増加、減少および／または切断するための温度調整器を提供することができる。
【００２５】
同じレーザダイまたはチップにおいてヒータと温度センサとの両方を提供することにより、レーザの全体的な熱質量は減少し、迅速な熱応答時間と温度制御のためのより低い電力要件とが容易になる。更に、レーザ、ヒータおよび温度センサがすべて同一のダイまたはチップに含まれているため、ＴＯＣＡＮ組み立てされたレーザの費用に対する影響は小さい。この構成により、マイクロ秒のオーダーの小さな時定数が提供される。
【００２６】
熱源１１４は、約１−２ｎｍだけレーザの波長を調節するのに十分である少量の熱を提供することができる。図３のレーザダイチップでは、追加的な層が、加熱に用いられる熱源１１４を含む。チップ上に配置される熱センサは、チップのサイズを増加させることはない。波長群の中の１つの波長の割り当ては、５０ＧＨｚの波長間隔に基づく１０の異なる波長群の一部でありうる。高速の熱応答を維持するためには、レーザダイにＰＩＮまたはＰＮ接合も含まれることにより、レーザ自体と同じチップにおいて温度の監視が提供され、理想的に整合したプロファイルが可能となる。
【００２７】
本明細書で開示されている実施形態との関係で説明される方法またはアルゴリズムの動作は、直接にハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるコンピュータプログラムにおいて、またはこれら２つの組み合わせにおいて具体化することができる。コンピュータプログラムは、記憶媒体などのコンピュータ可読な媒体上に具体化することができる。例えば、コンピュータプログラムは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能でプログラマブルなリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能でプログラマブルなリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、またはこの技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体に、存在することが可能である。
【００２８】
プロセッサが、記憶媒体から情報を読み出すことができ、かつ、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、例示的な記憶媒体をプロセッサに結合することが可能である。あるいは、記憶媒体をプロセッサと一体化することも可能である。プロセッサと記憶媒体とを１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に配置することが可能である。更にあるいは、プロセッサと記憶媒体とは、複数の別個の構成要素として存在することも可能である。例えば、図４には例示的なネットワーク要素４００が図解されているが、このネットワーク要素４００は、これまでの図面の上述した構成要素の中の任意のものを表しうる。
【００２９】
図４に図解されているように、メモリ４１０とプロセッサ４２０とは、アプリケーションまたは動作の組を実行するのに用いられるネットワークエンティティ４００の別個の構成要素でありうる。アプリケーションは、プロセッサ４２０によって理解されるコンピュータ言語でソフトウェアにコーディングされ、メモリ４１０などのコンピュータ可読な媒体に記憶されうる。コンピュータ可読な媒体は、メモリに記憶されているソフトウェアに加えて有体物であるハードウェア構成要素を含む不揮発なコンピュータ可読媒体でありうる。更に、ソフトウェアモジュール４３０は、ネットワークエンティティ４００の一部である他の別個のエンティティであることもある。なお、ネットワークエンティティ４００は、プロセッサ４２０によって実行可能なソフトウェア命令を含む。ネットワークエンティティ４００の上述した構成要素に加えて、ネットワークエンティティ４００は、通信信号（図示せず）を送受信するよう構成された１対の送信機と受信機とを有することもありうる。
【００３０】
第１の信号を修正する例示的な方法が開示されている。この方法は、第２のネットワーク端末において第１のネットワーク端末から受信された信号を調整することを含みうる。この方法は、動作５０１において、第１の波長で動作している信号を第２のネットワーク端末において受信することを提供する。この方法は、また、動作５０２において、第２のネットワーク端末において信号を受信するのに用いられるポートを決定することを含みうる。この方法は、更に、動作５０３において、以後に受信される信号のために、第１の波長を所定のポート波長にシフトする基礎として用いられる所定のポート波長を識別することを含みうる。この方法は、また、動作５０４において、以後の信号をポートのための所望の波長に調整するように第１のネットワーク端末に通知するために、所定のポート波長情報を第１のネットワーク端末に送信することを含みうる。
【００３１】
以上で本発明の好適な実施形態について説明したが、説明した実施形態は単に説明目的のものであり、本発明の範囲はその均等物および修正物（例えば、プロトコル、ハードウェアデバイス、ソフトウェアプラットフォームなど）の全範囲と共に考察される場合の添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解すべきである。
【図１】
0005752800.tif 000002
【図２Ａ】
0005752800.tif 000003
【図２Ｂ】
0005752800.tif 000004
【図３】
0005752800.tif 000005
【図４】
0005752800.tif 000006
【図５】
0005752800.tif 000007