(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフアクティブ光ケーブルの受信器結合効率を決定する方法であって、前記ハーフアクティブ光ケーブルは、光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含み、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチし、前記方法は、
前記ハーフアクティブ光ケーブルに入力される光パワーを変化させて、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定すること、および、
前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記最大光パワーに対する前記閾値光パワーの比を計算することにより、受信器結合効率を決定すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチするまで前記光パワーを減少させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トランスインピーダンス増幅器がその出力のスケルチを停止するまで前記光パワーを増加させる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチすると、前記トランスインピーダンス増幅器はスケルチ信号を供給する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記光パワーを変化させることは、
可変光減衰器を用いること、
１以上のゴールデントランスミッタを用いること、または
バイアス電流を変化させることにより光源の光パワーを変化させること、
を含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記閾値光パワーを、前記光検出器および前記トランスインピーダンス増幅器の特性に基づいて計算する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
フルアクティブ光ケーブルのあるチャネルにおけるリンク損失を決定する方法であって、
光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器であって、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチするトランスインピーダンス増幅器と、を含むチャネル付きフルアクティブ光ケーブルを組み立てること、
前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て中に、バイアス電流の関数としての前記光源の光パワーを決定すること、
前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て後に、前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定すること、および
前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記光源の前記最大光パワーを減算することにより、前記チャネルにおけるリンク損失を決定すること、を含む方法。
【請求項８】
前記バイアス電流の関数としての前記光源の光パワーを決定することは、
前記光源のバイアス電流を変化させること、および
前記フルアクティブ光ケーブル内に前記光源を組み込む前に、前記光源の、前記バイアス電流の関数としての光パワーを測定すること、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記バイアス電流を変化させることは、前記バイアス電流にＲＦ信号を適用することを含まない、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て後に、品質保証ゲートとして前記リンク損失を用いる、請求項７から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記光検出器は、光ファイバケーブルによって前記光源に光学的に接続されている、請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含む、フルアクティブ光ケーブルのチャネルにおけるリンク損失を決定する方法であって、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチし、前記方法は、
前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定すること、および
前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記光源の前記最大光パワーを減算することにより、前記チャネルにおけるリンク損失を決定すること、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記光源の前記光パワーは、前記光源のバイアス電流の既知の関数であり、
前記光源の前記光パワーを変化させることは、前記光源の前記バイアス電流を変化させて既知の光パワーを生成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
アクティブ光ケーブルであって、
光源と、
前記光源に光学的に接続された光検出器と、
前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器であって、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチする前記トランスインピーダンス増幅器と、
前記アクティブ光ケーブルの初期リンク損失に関連する値を格納するメモリと、
前記メモリに接続されたプロセッサと
を含み、
前記メモリは、
前記閾値光パワーと、
バイアス電流の関数としての前記光源の光パワー値群と
を格納し、
前記プロセッサは、
前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定することと、
前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記光源の最大光パワーを減算することによりリンク損失を決定することと、
によって、リンク損失を計算する、アクティブ光ケーブル。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記決定したリンク損失から元のリンク損失を減算することによりリンク損失の変化を計算する、請求項１４に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項１６】
前記メモリは前記プロセッサに含まれる、請求項１４に記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項１７】
前記プロセッサは、前記光源のバイアス電流を変化させることにより前記光源の前記光パワーを変化させて、前記メモリに格納された前記光パワー値群に基づいて既知の光パワーを生成する、請求項１４から１６のいずれかに記載のアクティブ光ケーブル。
【請求項１８】
アクティブ光ケーブル群のシステムのリンクトポロジーを決定する方法であって、前記アクティブ光ケーブル群の各々は複数のチャネルを含み、前記複数のチャネルの各々は、光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含み、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器が検出した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチし、前記方法は、
送信器内の前記複数のチャネルの光源群の光パワーのパターンが前記閾値光パワーより高くなる、または低くなるよう、前記光源群の光パワーのパターンを選択する工程と、
受信器内のトランスインピーダンス増幅器のスケルチ出力および非スケルチ出力のパターンを、前記送信器内の前記光源群の光パワーのパターンと照合することにより、いずれの前記受信器が前記送信器に接続されているかを決定する工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ光ケーブル（ＡＯＣ）に関する。より具体的には、本発明はＡＯＣにおける受信器結合効率、リンクマージンおよびリンクトポロジーを決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＯＣは、その端部が、光変換器と呼ばれる少なくとも１つの光―電気変換器または電気―光変換器に接続可能な、光ファイバケーブルである。光ファーバーケーブルは１以上の光ファイバストランドを有し得る。フルＡＯＣは、光ファイバケーブルの両端に、変換器を有する。ハーフＡＯＣは光ファイバケーブルの一端に変換器を有し、他端は光コネクタに接続されている。フルＡＯＣは２つの電気システム、例えばデータセンター内の２つのサーバ、を接続可能である。ハーフＡＯＣは電気システムと光学システムとを接続可能である。ＡＯＣの端部は光変換器を含んでおり、ＡＯＣが電気システムとの間でデータを電気的に送受信しながら光ファイバケーブルを介してデータを光学的に送信および／または受信することができる。
【０００３】
ＡＯＣは単方向または双方向のいずれであってもよい。単方向ＡＯＣは１方向にのみデータを送信し、双方向ＡＯＣは２方向にデータを送信し得る。ＡＯＣは光信号を受信する受信器、光信号を送信する送信器、または光信号を送受信するトランシーバを含み得る。フル単方向ＡＯＣは送信器と受信器とを含む。送信器は電気信号を受信し、電気信号を光信号に変換し、光ファイバケーブルを介して光信号を受信器に送信する。受信器は光ファイバケーブルから光信号を受信し、光信号を電気信号に変換し、電気信号を送信する。フル双方向ＡＯＣは２つのトランシーバを含んでおり、２方向に光信号を送受信可能である。
【０００４】
フル双方向ＡＯＣは２つのトランシーバを含んでおり、２方向に光信号を送受信可能である。フルＡＯＣは閉リンクまたは閉システムと考えられる。その理由は、光ファイバケーブルによって送信される光信号は、電気コネクタに接続するＡＯＣの２つの端部によってのみ生成されるからである。いずれかが送信器でありいずれかが受信器である１対のハーフＡＯＣ、または２つのトランシーバである１対のハーフＡＯＣは、光学コネクタによって互いに接続されて、開放可能な閉リンクを形成し得る。２つのハーフＡＯＣを接続する理由の一つは、光ファイバケーブルの長さを延ばすことによってＡＯＣの長さを増やすことができるからである。
【０００５】
受信器またはトランシーバの受信部内では、光ファイバケーブルから出た光は光検出器に向かう。光検出器は、典型的には電流値を入力光パワーで割って表される、すなわちＡ／Ｗとして表される、既知の応答特性を有している。光検出器はトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）に接続されている。ＴＩＡは、光検出器が受け取った光によって生成される電流を、光検出器に入射した光の量に関連する電圧に変換する。ＴＩＡは数種類あり、例えば線形ＴＩＡ、制限付きＴＩＡ、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）出力を有する制限付きＴＩＡなどがある。線形ＴＩＡの場合、光検出器に入射した光の量または光パワーは、線形ＴＩＡの既知のゲイン特性に基づいて決定され得る。受信器結合効率は、光ファイバから出て光検出器が受け取った光のパーセンテージである。制限付きＴＩＡで受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）がない場合、受信器結合効率は測定困難または測定不可能である。光ファイバの端部と光検出器との間に焦点レンズを配置し得る。光ファイバがいかに良くレンズに位置合わせされているか、またはレンズがいかに良く光検出器に位置合わせされているかを測定することは困難または不可能である。フルＡＯＣにもハーフＡＯＣにもこの問題はある。
【０００６】
送信器またはトランシーバの送信部において、レーザを用いて、または発光ダイオード（ＬＥＤ）などのその他の光源を用いて、電気信号が光に変換される。レーザとしては垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用い得る。ＶＣＳＥＬは個々に制御されるレーザのアレイを含む。レーザからの光は光ファイバケーブルに向けられる。送信器結合効率は光ファイバに入射するレーザ光のパーセンテージである。光ファイバは受け取った光の量を示すメカニズムを有していない。光ファイバの端部とレーザとの間にレンズが配置され得る。フルＡＯＣについては、光ファイバがいかに良くレンズに位置合わせされているか、またはレンズがいかに良くレーザに位置合わせされているかを測定することは困難または不可能である。送信器ハーフＡＯＣにおいては、光結合を測定することができる。なぜなら、ファイバに結合されている光パワーを、商用パワーメータを用いて検出することができるからである。
【０００７】
マージンとは、リンクが許容し得、それがあっても適切に機能し得る損失の量である。例えば、送信器が−１ｄＢｍのパワーを送信し、受信器が適切に機能するためには少なくとも−１０ｄＢｍのパワーを必要とする場合、送信器と受信器との間には９ｄＢのパワー損失が許容可能である。光ファイバの結合効率および減衰がその９ｄＢのパワーの一部であり、残りはマージンである。マージンの量は、フルＡＯＣまたは結合されたＡＯＣの対を用いる閉リンクでは測定できない。なぜなら受信器結合効率が測定できるのはハーフＡＯＣを用いてのみだからである。さらに受信器および送信器の結合効率はフルＡＯＣまたは結合されたハーフＡＯＣの対を用いる閉リンクでは測定できない。
【０００８】
受信器結合効率を知るためには、光ファイバのパワーおよび光検出器に達するパワーが必要である。ある１つのハーフＡＯＣが、結合されたＡＯＣ対状にされるまでは、このまだ未結合のＡＯＣとしての光ファイバ内のパワーを測定することはできる。しかし実際に光検出器に達するパワーを知ることができないため、受信器結合効率を知ることができない。
【０００９】
フルＡＯＣは追加のコネクタがない閉リンクであるため、マージンはフルＡＯＣでは測定できない。送信器上のレーザと光ファイバとの送信器結合効率はわからない。光ファイバ内の、受信器における光量も知られておらず、そのためファイバと受信器内の光検出器との間の受信器結合効率を知ることは不可能である。
【００１０】
マージンは、２つのハーフＡＯＣを対にする光コネクタが存在するハーフＡＯＣ対では、測定できない。受信器に結合される光の量を知るためには、レーザが発する光パワー、２つのハーフＡＯＣ間の光結合の送信、および受信器内での接続の後のファイバからのカップリングが既知でなければならない。しかし、最も重要な値である、どのくらいの量の光が実際に受信器に到達するかを決定する方法は、今のところ知られていない。
【００１１】
システム内でＡＯＣを使用する場合、２つのハーフＡＯＣ間には多くの異なる光ファイバおよびコネクションを配置し得る。ＡＯＣが実装された後にリンクにどの程度のマージンがあるかを知る方法は知られていない。リンクはただ機能するかしないかのどちらかである。
【００１２】
リンクマージンの質的測定となり得るアイクオリティテストを用いることは可能であるが、アイクオリティテストはリンクマージンを大まかに推定するにすぎない。光減衰器を用いて光パワーを調整し、光パワーの関数としてエラーの頻度を測定することにより、ビットエラーレートを測定し得る。しかし、ビットエラーレートの測定は時間がかかり、またハーフＡＯＣでしか行うことができない。ビットエラーレートの測定は、ＲＦ性能を維持したままで送信器の出力パワーを既知のレベルに調整することを必要とするため、フルＡＯＣではできない。レーザの駆動電流を変更することが可能であり、これにより送信パワーを調整することはできるが、信号を送信しながら駆動電流を変更することは困難である。
【００１３】
一部のＴＩＡは、光検出器が供給する電流を測定する集積ＲＳＳＩ機能を有する。しかしすべてのＴＩＡが集積ＲＳＳＩ機能を有している訳ではない。制限付きＡＯＣに集積ＲＳＳＩ機能がない場合、光検出器の電流はＴＩＡによっては測定できない。電流が測定できないため、光検出器がどの程度の光を受け取っているかを知るのは不可能である。
【００１４】
多くのリンクを有するシステムでは、リンクのトポロジーを決定するのは困難であり得る。
【発明の概要】
【００１５】
上記問題点を克服するため、本発明の好ましい実施形態は、ＡＯＣにおける受信器結合効率、リンクマージンおよびリンクトポロジーを決定する方法を提供する。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態は、ハーフアクティブ光ケーブルの受信器結合効率を決定する方法を提供する。前記ハーフアクティブ光ケーブルは、光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含み、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチする。前記方法は、前記ハーフアクティブ光ケーブルに入力される光パワーを変化させて、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定すること、および、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記最大光パワーに対する前記閾値光パワーの比を計算することにより、受信器結合効率を決定することを含む。
【００１７】
前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチするまで前記光パワーを減少し得る。または前記トランスインピーダンス増幅器がその出力のスケルチを停止するまで前記光パワーを増加し得る。好ましくは、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチすると、前記トランスインピーダンス増幅器はスケルチ信号を供給する。好ましくは、前記光パワーを変化させることは、可変光減衰器を用いること、１以上のゴールデントランスミッタを用いること、またはバイアス電流を変化させることにより光源の光パワーを変化させることを含む。好ましくは、前記閾値光パワーを、前記光検出器および前記トランスインピーダンス増幅器の特性に基づいて計算する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態は、フルアクティブ光ケーブルのあるチャネルにおけるリンク損失を決定する方法を含む。前記方法は、光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器であって、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチするトランスインピーダンス増幅器とを含むチャネル付きフルアクティブ光ケーブルを組み立てること、前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て中に、バイアス電流の関数としての前記光源の光パワーを決定すること、前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て後に、前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定すること、および、前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記光源の前記最大光パワーを減算することにより、前記チャネルにおけるリンク損失を決定する工程とを含む。
【００１９】
好ましくは、前記電流の関数としての前記光源の光パワーを決定することは、前記光源のバイアス電流を変化させること、および、前記アクティブ光ケーブル内に前記光源を組み込む前に、前記光源の、前記バイアス電流の関数としての光パワーを測定することとを含む。好ましくは、前記バイアス電流を変化させることは、前記バイアス電流にＲＦ信号を適用することを含まない。好ましくは、前記フルアクティブ光ケーブルの組み立て後に、品質保証ゲートとして前記リンク損失を用いる。好ましくは、前記光検出器は、光ファイバケーブルによって前記光源に光学的に接続されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態は、光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含む、フルアクティブ光ケーブルのチャネルにおけるリンク損失を決定する方法を提供する。前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチする。前記方法は、前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定することと、および、前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする、前記光源の最大光パワーを減算することにより、前記チャネルにおけるリンク損失を決定すること、を含む。
【００２１】
好ましくは、前記光源の前記光パワーは、前記光源の前記バイアス電流の既知の関数であり、前記光源の前記光パワーを変化させることは、前記光源の前記バイアス電流を変化させて既知の光パワーを生成することを含む。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態は、アクティブ光ケーブルであって、光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器であって、前記光検出器に入射した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチする前記トランスインピーダンス増幅器と、前記アクティブ光ケーブルの初期リンク損失に関連する値を格納するメモリとを含むアクティブ光ケーブルを提供する。
【００２３】
好ましくは、アクティブ光ケーブルは、前記メモリに接続されたプロセッサをさらに含み、前記メモリは、前記閾値光パワーと、バイアス電流の関数としての前記光源の光パワー値群とを格納し、前記プロセッサは、前記光源の光パワーを変化させて、前記光源の最大光パワーであって前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする最大光パワーを決定することと、前記閾値光パワーから、前記トランスインピーダンス増幅器がその出力をスケルチする前記光源の最大光パワーを減算することによりリンク損失を決定することとによって、リンク損失を計算する。
【００２４】
好ましくは、前記プロセッサは、前記決定したリンク損失から元のリンク損失を減算することによりリンク損失の変化を計算する。好ましくは、前記メモリは前記プロセッサに含まれる。好ましくは、前記プロセッサは、前記光源のバイアス電流を変化させることにより前記光源の前記光パワーを変化させて、前記メモリに格納された前記光パワー値群に基づいて既知の光パワーを生成する。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態は、アクティブ光ケーブル群のシステムのリンクトポロジーを決定する方法を提供する。前記アクティブ光ケーブル群の各々はチャネルを含み、前記チャネルの各々は、光源と、前記光源に光学的に接続された光検出器と、前記光検出器の出力に接続されたトランスインピーダンス増幅器とを含み、前記トランスインピーダンス増幅器は、前記光検出器が検出した光パワーが閾値光パワー未満であるときにその出力をスケルチする。前記方法は、送信器内の前記光源群の光パワーのパターンが前記閾値光パワーより高くなる、または低くなるよう、前記光源群の光パワーのパターンを選択する工程と、受信器内のトランスインピーダンス増幅器のスケルチ出力および非スケルチ出力のパターンを、前記送信器内の前記光源群の光パワーのパターンと照合することにより、いずれの前記受信器が前記送信器に接続されているかを決定する工程とを含む。
【００２６】
本発明の上記およびその他の特徴、要件、特性、工程および利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を添付の図面を参照して読むことにより、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、ハーフＡＯＣの受信器結合効率を測定するテストの模式図である。
【図２】図２は、減衰器を含まないハーフＡＯＣの受信器結合効率を測定する方法を示す図である。
【図３】図３はリンクマージンテストを行う較正工程を示す図である。
【図４】図４は、ＡＯＣの分解図である。
【図５Ａ】図５Ａは、トランシーバ用のプリント基板および成形された光学構造（molded optical structure）の分解平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示すプリント基板の底面図である。
【図６】図６は、ＡＯＣの斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すＡＯＣの分解図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図７に示すＡＯＣと共に用い得る送信器のプリント基板および成形された光学構造の分解図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図７に示すＡＯＣと共に用い得る受信器のプリント基板および成形された光学構造の分解図である。
【図９】図９は、フルＡＯＣの平面斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示すフルＡＯＣの底面斜視図である。
【図１１】図１１は、ループ型フルＡＯＣの平面斜視図である。
【図１２】図１２は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図１３】図１３は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図１４】図１４は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図１５】図１５は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図１６】図１６は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図１７】図１７は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図１８】図１８は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図１９】図１９は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図２０】図２０は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図２１】図２１は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図２２】図２２は、ハーフＡＯＣの平面図である。
【図２３】図２３は、ハーフＡＯＣの底面図である。
【図２４】図２４は、ｙ形状の２つのハーフＡＯＣの平面図である。
【図２５】図２５は、ｙ形状の２つのハーフＡＯＣの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の好ましい実施形態は、ＡＯＣにおける受信器結合効率、リンクマージンおよびリンクトポロジーを決定する方法を提供する。好ましい実施形態による方法は以下のサブセットに分類される。
１）ハーフＡＯＣの受信器結合効率を測定するために用い得るテスト、
２）フルＡＯＣまたは結合されたハーフＡＯＣ対による閉リンクについてリンクマージンを測定するために用い得るテスト、および
３）所与の送信器に対していずれの受信器が対であるかを決定してリンクトポロジーを決定するために用い得るテスト。
【００２９】
（受信器結合効率）
受信器結合効率は、本発明の好ましい実施形態による方法を用いて、既知の量の光パワーを注入し、いつＴＩＡがスケルチ動作に入ったかを記録することにより測定し得る。
【００３０】
光信号は典型的にはデジタル信号として、すなわち０および１として送信される。光信号０は低減されたパワーレベル、例えば光信号１の５０％のパワーレベルで送信されるが、ゼロパワーレベルとして送信されるわけではない。ゼロパワーレベルとは光信号が全く送信されないことであり、光信号０が送信されることではない。
【００３１】
受信器またはトランシーバの受信部において、ＴＩＡは光検出器の出力に接続されている。光検出器の平均出力が一定の閾値を超えない限り、ＴＩＡの出力はスケルチされる、または抑制される。例えば、ＡＯＣが送信することを意図していない場合、ＡＯＣはデータでないノイズ信号、すなわち１でも０でもない信号、を送信し得る。ＴＩＡの出力が抑制またはスケルチされなければ、ノイズ信号が誤ってデータと解釈され、システムエラーにつながり得る。
【００３２】
受信器で用いられるほとんどのＴＩＡはこのスケルチ機能を有する。光検出器が受信した受信した光パワーが低いために光検出器が生成する電流が小さすぎる場合、ＴＩＡは光検出器の出力をスケルチする。スケルチを用いた受信器結合効率の決定は、フルＡＯＣとハーフＡＯＣとの両方で行うことができ、非常に時間効率が良いという利点を有する。結合効率テストは、複雑かつ高価な高速変調装置を用いずに非常に迅速に行い得る。スケルチという機能はほとんどの受信器で用いられているＴＩＡの標準的機能であるため、受信器は追加のハードウェアまたは機能を必要としない。
【００３３】
ハーフＡＯＣの受信器の受信器結合効率を決定する方法は、受信器がＴＩＡの出力をスケルチするかどうかを切り替えるまで光入力パワーを調整することで行われる。ＴＩＡの出力がスケルチされるまで、すなわち非スケルチ状態からスケルチ状態に変化するまで、光入力パワーを減少させ得る。あるいはＴＩＡの出力がスケルチされなくなるまで、すなわちスケルチ状態から非スケルチ状態に変化するまで、入力光パワーを増加させ得る。ＴＩＡの出力が非スケルチ状態からスケルチ状態に変化するとき、またはＴＩＡの出力がスケルチ状態から非スケルチ状態に変化するときに、スケルチを引き起こす最大入力光パワーを決定し得る。スケルチ状態を引き起こさない最小入力光パワーも同様に決定し得る。図１は、受信器結合効率を決定する方法の非限定的な例を示す。
【００３４】
例えば、ＴＩＡが出力をスケルチするまで可変光減衰器を用いて受信器の入力光パワーを減少させることにより、受信器結合効率を決定し得る。ＴＩＡが出力をスケルチすると、ＴＩＡはスケルチ信号またはフラグを供給することでＴＩＡの出力がスケルチされていることを示す。スケルチ信号によって、データ０信号をスケルチされた出力と区別できるようにすることにより、出力がスケルチされたと判断することが容易になる。スケルチ信号の検出により受信器結合効率の決定が可能になる。なぜなら、出力は、光検出器に入射する既知のレベルの入力光パワーにおいてスケルチされるからである。あるいは入力光パワーを減少させる代わりに、ＴＩＡがスケルチ信号の供給を停止するまで入力光パワーを増加させてもよい。
【００３５】
ＴＩＡの閾値スケルチレベルが調整可能であるなら、閾値スケルチレベルを最高レベルに設定することが好ましい。最高閾値スケルチレベルは最大入力光パワーに対応し、これにより最も正確な測定が可能となる。ＴＩＡの閾値スケルチレベルが調整可能でなければ、ＴＩＡは固定された入力光パワーでスケルチする。
【００３６】
例えば光検出器の応答性、線形ＴＩＡのＴＩＡゲイン特性または制限付きＴＩＡのＲＳＳＩ、およびＴＩＡの閾値スケルチレベルを知ることにより、ＴＩＡがスケルチを行うために必要な、光検出器に入射する光パワーを計算し得る。スケルチを引き起こす最大入力光パワーに対する、スケルチを引き起こす入力光パワーの既知の計算値の比を求めることによって結合効率を決定する。
【００３７】
図２は、受信器結合効率を決定する他の方法を示す。この方法は光減衰器を用いず、既知のパワーレベルのゴールデントランスミッタを用いること、または結合効率を測定する前にソフトウェアのバイアス電流を調整して出力パワーレベルを記録することにより光源を既知のパワーレベルに較正することを必要とする。その後、既知のパワーレベルでＴＩＡが出力をスケルチするか否かを記録する。パワーレベルは、異なるゴールデントランスミッタを設けること、またはバイアス電流を調整することにより増加または減少し得る。パワーレベルがスケルチ閾値未満まで降下すると、ＴＩＡがその出力をスケルチしてスケルチ信号を供給し、パワーレベルが記録される。あるいは、スケルチ信号が供給されなくなるまでパワーレベルを増加してもよい。その時点でのパワーレベルが記録される。
【００３８】
本発明の好ましい方法は、上記のビットレートエラー測定よりも時間効率が良い。本発明の好ましい方法は光信号変調を必要とせず、ＲＦ変調光パワーではなく一定の光パワーを用い得るため、ビットレートエラー測定では必要となるＲＦ性能レベルの維持を必要とせずに達成可能な光パワー範囲の面ではるかに柔軟である。スケルチ信号は一定または平均光入力パワーのレベルに依存する。変調がディスエーブルされても、受信器に達する光量を測定する能力が抑制されるわけではなく、光源または送信器の出力パワーに対する制御がより向上する。
【００３９】
（リンクマージン）
総リンク損失は、本発明の好ましい実施形態による方法を用いて、注入電流の関数としてレーザの出力パワーを知ることによって測定し得る。この方法は、レンズをレーザに隣接して実装する前に、初期較正テストを行うことを必要とする。このテストは、図５Ａに示すように、ＶＣＳＥＬをＰＣＢ１０２に実装したときであって成形された光学構造（molded optical structure；ＭＯＳ）１１０を実装する前に行い得る。ＶＣＳＥＬアレイ内の各レーザ近傍に積分球を載置し得る。積分球はＶＣＳＥＬから発光する光を捕捉し、それによりバイアス電流の関数としての総出力光パワーを記録し得る。総リンク損失の測定はフルＡＯＣを用いた、または結合されたハーフＡＯＣの対を用いた閉リンクで行い得る。総リンク損失はリンク内でどれほどの損失があるかに関し、マージンはリンクが適切に機能する範囲であとどれほどの損失が許容できるかに関する。
【００４０】
この方法はフルＡＯＣを含むすべての閉リンクで使用可能であるため、適切なリンク性能を保証する診断ツールとして用い得る。この方法はリンクマージンの決定を可能にするファームウェアとして実施し得る。例えば、いくつかのリンクを使用するシステムにおいては、リンクを乱さずに各リンク内のマージン量を知ることが望ましい。この方法を用いれば、物理的介入をすることなく各リンクに許容可能なマージン量を決定し得る診断ツールが提供される。この方法はリンクの初期システムセットアップ中に用いてもよく、ある期間に亘ってリンクの正常性をモニタするために用いてもよい。
【００４１】
フルＡＯＣまたは結合されたハーフＡＯＣの対を用いた閉システムでは、リンクマージンの測定は以下の２工程を必要とする。
１）送信器較正
２）リンクマージン測定
【００４２】
較正工程は、所望のパワーレベルに達するのに必要なバイアス電流を測定し記録するために用いられる。図３は較正工程を示す。較正工程は、焦点レンズを送信器に取り付ける前にＡＯＣ製造中に行うのが好ましい。レーザからの光は自由空間に発光され積分球に捕捉される。積分球を用いて測定した、バイアス電流の関数としての光出力パワーを記録し、これを後に用いるために格納する。較正工程を行った後、バイアス電流の関数としての発光パワーをＡＯＣのファームウェア内のルックアップテーブルに保存し得る。ルックアップテーブルは例えば図５Ｂに示すマイクロプロセッサ１０３内、および／またはＡＯＣの製造に用いる製造テスト装置内に格納し得る。
【００４３】
第２の工程はＡＯＣ製造後に行い得るリンクマージン測定である。フルＡＯＣの場合、閉リンクであるため光パワーは可変光減衰器によっては調整できない。代わりに光パワーは、送信器上でレーザを駆動する電流量を変化させることによって既知のパワーレベルに調整し得る。所望のパワーレベルに達するのに必要な電流は、較正工程中にＡＯＣのファームウェアに格納する。総リンク損失は、送信器からの最大光パワーであって受信器がスケルチする最大光パワーから、光検出器およびＴＩＡの特性に基づいた光パワー計算値であって受信器がスケルチする光パワー計算値を減算することにより、計算し得る。ＡＯＣの初期リンクマージンは初期パワーレベルおよびＴＩＡにスケルチを行わせるパワーレベルを用いて決定し得る。ＡＯＣリンクが機能するためには、受信器は受信器（Ｒｘ）感度と呼ばれる一定の最小パワーレベルを必要とする。Ｒｘ感度はＴＩＡにスケルチを行わせるパワーレベルに比例し得る。そのため初期リンクマージンは、初期ＡＯＣパワーレベル、ＴＩＡにスケルチを行わせるパワーレベル、およびＲｘ感度とＴＩＡにスケルチを行わせるパワーレベルとの比例性とを知ることにより決定し得る。
【００４４】
リンクマージンテストは製造中の品質保証段階で行い得、これにより販売されるいずれの商品にも十分なリンクマージンがあることが保証される。アクティブ光ケーブルは品質保証ゲートを通過するに十分なリンクマージンを有しなければならないというように、品質保証ゲートを設け得る。リンクマージンテストは、実装済みのＡＯＣに対する自己診断テストとしても用い得る。受信器がスケルチする最大光パワーは、出力光パワーを調整して、既知のパワーレベル（較正工程中にＡＯＣのファームウェアに保存される）にすることにより測定し得る。最大光パワーに基づけば、ＡＯＣの質が落ちて交換が必要であるかが明らかとなる。
【００４５】
例えば初期の時点では、１ｍＷの光パワーが、出力がスケルチされる最大光パワーであると決定され、後の時点では、２ｍＷの光パワーが、出力がスケルチされる最大光パワーであると決定されたとする。すると、ＡＯＣが劣化して１ｍＷの光パワーが失われたと判断し得る。これはパワーの５０％の低下またはリンクマージンの３ｄＢの低下を意味する。光パワーはｄＢｍで同等に表現し得る。この例では初期の光パワーは０ｄＢｍ（１ｍＷ）であり、最後の光パワーは３ｄＢｍ（２ｍＷ）である。したがってリンク損失は３ｄＢである。
【００４６】
ＡＯＣの初期のリンク損失またはそれに関連する量をメモリに格納しておくと、ＡＯＣの使用が容易になる。多くのＡＯＣは複雑なコンピュータおよび通信システムに集積され得る。上記の方法を用いると、これらのシステムによってシステム内の任意のＡＯＣの任意のチャネルを調査して現在のリンク損失を決定し得る。初期のリンク損失はメモリに格納されているため、初期のリンク損失を現在のリンク損失と比較して、リンクマージンの発生し得る劣化を知らせることができる。この情報はシステムの手直しをする場合、および故障しかかっていると考えられるＡＯＣを、先を見越して交換する場合に用い得る。
【００４７】
（リンクトポロジー）
この方法は、いずれの送信器および受信器が互いに対であるかを決定するのにも用い得る。多くのＡＯＣを有するシステムでは、いずれの送信器がいずれの受信器に接続されているかを判断することが困難なことがある。このようなシステムでは、多くのＡＯＣの各々が光ケーブルによって接続された送信器と受信器とを含む。ＡＯＣはさらに、送信器と受信器との間に多くのチャネルを含み、各チャネルは送信器内にレーザを含み、受信器内に光検出器とＴＩＡとを含む。スケルチを用いると、各送信器に固有の数および向きのレーザをイネーブルさせることにより、いずれの送信機が所与の受信器に接続されているかを決定することができる。ＡＯＣの全チャネルは、送信器がイネーブルした受信器以外であって送信器と対になっている受信器上でスケルチされる。その結果、いずれの送信器といずれの受信器が互いに接続されているかを推測することが可能となる。可能性のあるユニークパターンの数を超えるリンクがある場合は、送信器／受信器対のサブセットに対して順にこの方法を行い得る。
【００４８】
例えば、システムが多くのマルチチャネルＡＯＣを有しており、各送信器が対応する受信器に接続されていると仮定する。各送信器上の非スケルチチャネルのユニークパターンをイネーブルして、同一パターンの非スケルチチャネルを有する受信器が、該ユニークパターンの非スケルチチャネルを有する送信器と対をなすようにすることが可能である。１２チャネルを有するＡＯＣでは、送信器の外側の２チャネル（第１チャネルおよび第１２チャネル）を非スケルチとし得る。その場合、対応する受信器の中間の１０チャネルに達する光パワーがなく、これら中間の１０チャネルはスケルチすべきである。別の送信器／受信器対では、別のユニークパターン、例えば第１および第２チャネルを非スケルチとするパターンを用いて、ある送信器とある受信器とが対となったと決定し得る。このようにして、１２チャネルを有するＡＯＣに対して４０９６（＝２12）のユニークパターンを提供することができる。
【００４９】
別の例として、システムが、例えば受信用の４チャネルと送信用の４チャネルとを有するＱＳＦＰを含む多くの双方向ＡＯＣを含むと仮定する。双方向ＡＯＣは、接続されたホストおよびターゲットトランシーバが含まれている。この場合、ホストおよびターゲットトランシーバの両方において非スケルチチャネルのユニークパターンを提供することが可能である。このように、４双方向チャネルを有するＡＯＣに対して２５６（＝２8）のユニークパターンを提供することができる。システムが計５００リンクを含む場合、トポロジーは２工程でマッピングし得る。まず５００リンクのうち２５６リンクをマッピングし、その後最後の１４４リンクをマッピングし得る。
【００５０】
上記の本発明の好ましい方法は、図４から図２５に示すＡＯＣに適用し得る。図４から図２５に示すＡＯＣは本発明の好ましい方法を用い得るＡＯＣの例であるが、他のＡＯＣを用いることもできる。
【００５１】
（本発明の好ましい実施形態による方法を実施する装置）
好ましい実施形態による方法は任意の適切なＡＯＣに対して実施され得る。図４から図２５は適切なＡＯＣの例を示す。
【００５２】
図４から図５Ｂは、光信号の受信と送信とを共に行い得るトランシーバを有する双方向ＡＯＣを示す。図５Ａに示すように双方向トランシーバは、光信号を受信し得る光検出器１０７と光信号を送信し得るＶＣＳＥＬ１０９とを含む。
【００５３】
トランシーバはハウジング１０１と、光ファイバ１１２を有する光ケーブル１１１と、基板１０２と、基板１０２および光ファイバ１１２に連結または接続する成形された光学構造（ＭＯＳ）１１０と、オプティカルライザ（optical riser）１０８とを含む。基板１０２は、光検出器１０７と、ＶＣＳＥＬ１０９と、マイクロプロセッサ１０３とを含む。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、光検出器１０７およびＶＣＳＥＬ１０９とマイクロプロセッサ１０３とは基板１０２の互いに反対の面上に設けられ得る。あるいは光検出器１０７、ＶＣＳＥＬ１０９およびマイクロプロセッサ１０３を基板１０２の同一面上に設けることもできる。
【００５４】
図６から図８Ｂは、光信号を送信または受信し得る単方向ＡＯＣを示す。図８Ａは、ＶＣＳＥＬとドライバとを有する送信器を示す。図８Ｂは、光検出器とＴＩＡとを有する受信器を示す。
【００５５】
図６および図７は、基板２０２上に設けられる部品次第で送信器、受信器またはトランシーバになり得る装置を示す。この装置は、光ケーブル２１１と、基板２０２と、基板２０２および光ファイバ２１２に連結または接続するＭＯＳ２１０と、マイクロプロセッサ２０３と、光ヒートシンク２１３とを含む。送信器を示す図８Ａに示すように、基板２０２はドライバ２１４と、ＶＣＳＥＬ２０９と、マイクロプロセッサ２０３とを含む。受信器を示す図８Ａに示すように、基板２０２はＴＩＡ２１５と、光検出器２０７と、マイクロプロセッサ２０３とを含む。
【００５６】
マイクロプロセッサ１０３および２０３を図５Ｂおよび図７〜図８Ｂに示すが、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などの任意の適切な演算装置または処理装置を用い得る。マイクロプロセッサ１０２および２０３はプログラムされて上記方法を実施するために用いられ得る。
【００５７】
受信器の結合効率を決定するために、受信器のマイクロプロセッサはプログラムされて、出力がスケルチされたことを示すスケルチ信号をＴＩＡが供給したときにそれを記録または示すようにし得る。
【００５８】
総リンク損失を決定するために、マイクロプロセッサが専用メモリを有しているか、マイクロプロセッサに接続されたメモリがある場合には、較正工程の結果、すなわちバイアス電流の関数としての光出力パワーを示すテーブルをマイクロプロセッサに格納し得る。レーザを駆動するバイアス電流の量を調整して受信器がスケルチする最大光パワーを決定することにより、総リンク損失を決定するよう、マイクロプロセッサはプログラムされ得る。マイクロプロセッサは、送信器からの最大光パワーであって受信器がスケルチする最大光パワーから、光検出器およびＴＩＡの特性に基づいた光パワー計算値であって受信器がスケルチする光パワー計算値を減算することにより、総リンク損失を計算し得る。リンク損失または関連値、例えばリンクマージン、スケルチ閾値バイアス電流などをメモリに格納し得る。
【００５９】
多くのＡＯＣを有するシステムにおいてリンクトポロジーを決定するためには、各送信器のマイクロプロセッサを、一部チャネルの光パワーをスケルチ閾値より高く、他のチャネルの光パワーをスケルチ閾値より低くするようなレーザ用のバイアス電流のパターンを選択するように、プログラムし得る。そして各受信器のマイクロプロセッサは、バイアス電流のパターンをスケルチチャネルおよび非スケルチチャネルのパターンと照合することによりＡＯＣのトポロジーが決定されるように、スケルチチャネルおよび非スケルチチャネルのパターンを提供するようプログラムし得る。
【００６０】
図９から図１１はフルＡＯＣを示し、図１２から図２５はハーフＡＯＣを示す。図９から図２５に示すＡＯＣは特定の電−光コネクタおよび特定の光コネクタを含むが、他の電−光コネクタおよび光コネクタも用い得る。
【００６１】
図９および図１０は、光ケーブル３０３によって接続された２つの端部３０１および３０２を含む標準的フルＡＯＣの上面および底面を示す。２つの端部３０１および３０２は、受信器および送信器であってもよいし、２つのトランシーバであってもよい。端部３０１および３０２は図６に示す装置に類似するが、他の受信器、送信器またはトランシーバも用い得る。図１１はループ型ＡＯＣを示す。ループ型ＡＯＣでは、端部３０１および３０２の一方が他端に対して反転している。
【００６２】
図１２および図１３は、端部３０１とメスＭＴ端部３０４とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図１４および図１５は、端部３０１とオスＭＴ端部３０５とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図１６および図１７は、端部３０１とメスＭＴＰ端部３０５とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図１８および図１９は、端部３０１と、底面に登録キー３０８が設けられたオスＭＴＰ端部３０７とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図２０および図２１は、端部３０１と、上面に登録キー３０８が設けられたオスＭＴＰ端部３０７とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図２２および図２３は、端部３０１とプリズムＭＴ端部３０９とを含むハーフＡＯＣの上面および底面を示す。図２２および図２３は、端部３０１と、上面に登録キー３０８が設けられたオスＭＴＰ端部３０７とを含むＹケーブルの上面および底面を示す。メスＭＴ端部３０４、オスＭＴ端部３０５、メスＭＴＰ端部３０６、オスＭＴＰ端部３０７、およびプリズムＭＴ端部３０９は光コネクタであり、端部３０１は光−電コネクタである。
【００６３】
上記記載は本発明の例示に過ぎないことを理解すべきである。当業者であれば本発明から逸脱することなく様々な変形および改変を着想し得る。したがって本発明は、添付の請求の範囲に含まれるそれら変形、改変、変更のすべてを含むことを意図する。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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