ＶＣＳＥＬベースの光通信リンクを制御する方法及び装置
【課題】ＶＣＳＥＬベースの光通信リンクを制御する技術を提供する。
【解決手段】送信器は、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし得る。該バイアスが、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する。送信器はまた、光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いてＶＣＳＥＬを変調し得る。送信器はまた、受信器からフィードバックチャネルを介して、受信器によって検知されたＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又はＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルを受信し、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを安定化させるよう、誤差ベクトル又は命令ベクトルに基づいて、ＶＣＳＥＬのバイアスを調整し得る。
【解決手段】送信器は、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし得る。該バイアスが、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する。送信器はまた、光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いてＶＣＳＥＬを変調し得る。送信器はまた、受信器からフィードバックチャネルを介して、受信器によって検知されたＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又はＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルを受信し、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを安定化させるよう、誤差ベクトル又は命令ベクトルに基づいて、ＶＣＳＥＬのバイアスを調整し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は概して光通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
光による信号伝達は、高速ショートリーチ（短距離）通信リンクで、電気による信号伝達に取って代わるものである。高速ショートリーチ光リンクの光源は、典型的に、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。ＶＣＳＥＬによって生成された光が、光媒体（例えば、ファイバ又は導波路）に結合され、そして、受信器にて例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって検知される。
【０００３】
経年劣化（エイジング）及び温度依存性という、ＶＣＳＥＬの動作に影響を及ぼす２つの問題がある。デバイスが古くなるにつれて、あるいは温度が上昇するにつれて、ＶＣＳＥＬの出力がその公称条件の出力から劣化し、それによってリンクが、より多くのビット誤りを生成したり、極端なケースでは機能しなくなったりし得る。温度及びエイジングとともに、ＶＣＳＥＬの閾値電流ＩＴＨは上昇し、スロープ効率ηは低下する。これらの変化は何れも、所与のバイアス及び変調電流で、より低い出力パワーをＶＣＳＥＬに生じさせることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＶＣＳＥＬベースの光通信リンクを制御する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によれば、送信器は、光媒体に結合されたＶＣＳＥＬをバイアスし得る。該バイアスが、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する。送信器はまた、光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いてＶＣＳＥＬを変調し得る。送信器はまた、受信器からフィードバックチャネルを介して、受信器によって検知されたＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又はＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルを受信し、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを安定化させるよう、誤差ベクトル又は命令ベクトルに基づいて、ＶＣＳＥＬのバイアスを調整し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ショートリーチ光リンクの一例を示す図である。
【図２】ＶＣＳＥＬの直流（ＤＣ）性能を例示する図である。
【図３】バイアス電流に対するＶＣＳＥＬの帯域幅を例示する図である。
【図４】変調電流に対するＶＣＳＥＬの出力パワーを例示する図である。
【図５】エイジング及び温度によるＶＣＳＥＬ性能への影響を例示する図である。
【図６】適応型フィードバック制御を用いるネットワークシステムを一例を示す図である。
【図７】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの一例を示す図である。
【図８】図７のＶＣＳＥＬベースの送信器及び受信器における信号レベルを例示する図である。
【図９】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示す図である。
【図１０】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、ショートリーチ（短距離）光リンクの一例を示している。特定の実施形態において、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を、ショートリーチ高速光リンクの光源とし得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬは、送信器内にあり、送信されるべきデータを用いて、レーザドライバ（ＬＤ）回路によってバイアス及び変調され得る。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬによって生成された光は、光媒体（例えば、ファイバ又は導波路など）に結合され、受信器にて例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって検知され得る。この開示では特定の構成をした特定のＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる好適な構成をした如何なる好適なＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【０００８】
図２は、ＶＣＳＥＬの直流（ＤＣ）性能の一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬのＤＣ性能は、所与のバイアス電流でどれだけ多くの光パワーを放射するかをプロットすることによって特徴付けられ得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬがその閾値ＩＴＨより上でバイアスされるとき、ＶＣＳＥＬはバイアス電流に（比例定数ηで）線形比例した光パワーを生成し得る。非限定的な他の一例として、ＶＣＳＥＬがその閾値ＩＴＨより下でバイアスされるとき、ＶＣＳＥＬは無視できる出力パワーのみを生成し得る。定数ηは、ＶＣＳＥＬのスロープ効率として知られており、その単位はワット／アンペア（Ｗ／Ａ）である。特定の実施形態において、より高い効率というのは、ＶＣＳＥＬが所与の電流で、より高い出力パワーを生成することを意味する。
【０００９】
図３は、バイアス電流に対するＶＣＳＥＬの帯域幅の一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの高速性能は、それがどのようにバイアスされるかに依存し得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬの帯域幅はバイアス電流とともに増減する。帯域幅は、小さいバイアス電流では低くなるが、閾値電流を上回るバイアス電流の平方根で線形に拡大し得る。従って、高速リンク内のＶＣＳＥＬは、その閾値電流レベルより十分に上でバイアスされる。この開示では特定の様式で機能するＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる好適な様式で機能するＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【００１０】
図４は、変調電流に対するＶＣＳＥＬの出力パワーの一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬベースの通信リンクにおけるＬＯＷ（低）及びＨＩＧＨ（高）の論理レベルは、ゼロでない２つの正のパワーレベルによって表され得る。ここでは、ＬＯＷ論理レベルの出力パワーをＰ０とし、ＨＩＧＨ論理レベルのパワーレベルをＰ１とする。特定の実施形態において、等数のＬＯＷシンボル及びＨＩＧＨシンボルが伝送され、平均出力パワーレベルＰａｖｇはＰ０とＰ１との中間とし得ると仮定する。
【００１１】
図５は、ＶＣＳＥＬ性能に対するエイジング及び温度の影響の一例を示している。特定の実施形態において、エイジング及び温度依存性は、ＶＣＳＥＬの動作に影響を及ぼし得る２つの問題である。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬが古くなるにつれて、あるいは温度が上昇するにつれて、ＶＣＳＥＬの出力がその公称条件の出力から劣化し、それによってリンクが、より多くのビット誤りを生成したり、極端なケースでは機能しなくなったりし得る。非限定的な他の一例として、温度及びエイジングとともに、ＶＣＳＥＬの閾値電流ＩＴＨは上昇し、スロープ効率ηは低下し得る。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬは、エイジング又は温度上昇の結果として、所与のバイアス及び変調電流で、より低い出力パワー（例えば、より低いＰ０、Ｐ１及びＰａｖｇ）を生成することになり得る。この開示では特定の原因によって特定の様式で劣化するＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる原因によって如何なる様式で劣化するＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【００１２】
特定の実施形態において、温度又はエイジングがＶＣＳＥＬにどのように影響するかとは無関係にリンクが低いビット誤り率（ＢＥＲ）で機能するよう、ＶＣＳＥＬの動作が制御／安定化（レギュレート）され得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬは、温度変化又はエイジング効果に応じたＶＣＳＥＬ出力の変化を検知し、且つフィードバックを介してＶＣＳＥＬの動作を調整することによって安定化され得る。この開示では特定の手法でＶＣＳＥＬを制御することが説明されるが、この開示は如何なる好適な手法でＶＣＳＥＬを制御することをも意図するものである。
【００１３】
図６は、適応型フィードバック制御を用いるネットワークシステムの一例を示している。図６に示すように、ネットワークシステム６００は、チャネルによって接続される複数のネットワーク要素６１０を含み得る。特定の実施形態において、チャネルは光チャネルとし得る。非限定的な一例として、チャネルはファイバ又は導波路とし得る。ネットワークシステム６００はまた、フィードバックチャネルを含み得る。特定の実施形態において、フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル又は論理チャネルとし得る。特定の実施形態において、フィードバック情報がフィードバックチャネル中を伝送され得る。一部の実施形態において、フィードバックチャネルは、上記チャネルと別個のものでなくてもよい。
【００１４】
ネットワーク要素６１０は、送信器（ＴＸ）６２０と受信器（ＲＸ）６３０とを含み得る。特定の実施形態において、ＴＸ６２０は、フィードバック監視部（モニタ）と調整可能（アジャスタブル）フィルタとを含み得る。一部の実施形態において、調整可能フィルタのパラメータはフィードバック監視部によって制御され得る。特定の実施形態において、調整可能フィルタは、伝送の品質又は信頼性に影響を及ぼし得る歪みを補償するために、チャネルで伝送されるべきデータを事前調整し得る。
【００１５】
ＲＸ６３０は、検出器と適応コントローラとを含み得る。特定の実施形態において、検出器は受信信号をサンプリングし、適応コントローラは、受信信号を処理して、ＴＸ６２０へ戻される適応情報を生成し得る。非限定的な一例として、適応情報は、フィードバックチャネルを介してＴＸ６２０に通信され得る。特定の実施形態において、適応コントローラは、チャネルでの受信信号の伝送速度より遅い速度で受信信号を処理してもよい。この遅めの処理速度は、この処理によるネットワークシステム６００の動作への影響を抑制することができ、それにより、チャネル速度を高めることが可能になり得る。
【００１６】
図７は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬによって生成された光信号が光チャネルにカップリングされ得る。光チャネルは更に、フォトダイオード（ＰＤ）にカップリングされ得る。特定の実施形態において、ＰＤは光信号を受信し、それを電流ＩＰＤに変換し得る。電流ＩＰＤは、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）によって電圧ｄに変換され得る。電圧ｄはサンプリングスイッチによってサンプリングされ、データシーケンスｄｋが生成され得る。特定の実施形態において、検出器は、伝送された元々のシーケンス：
（外１）
（以下、“キャップａｋ”と表記する）を復元し得る。一部の実施形態において、これらの処理は、例えば２５Ｇｂ／ｓといった完全なチャネル速度で実行され得る。
【００１７】
特定の実施形態において、ＴＩＡの出力にローパスフィルタ（ＬＰＦ）が接続され得る。このＬＰＦは、電圧ｄのＤＣ（すなわち、平均）レベルを検知して、ｄに対応する誤差信号：
（外２）
（以下、“バーｅ”と表記する）を生成し得る。特定の実施形態において、バーｅは、ＰＤのアノードに接続される電流源の振幅を調整するために使用され得る。フィードバックのおかげで、バーｅは、ＰＤによって生成される電流の平均値Ｉａｖｇを電流源に作り出させる値に落ち着き得る。ＩＰＤからＩａｖｇを減じると、平均値がゼロの正味電流Ｉａｃが残され得る。斯くして、ＰＤ及びＴＩＡを含んだフィードバックループが、ＰＤのオフセット補償のタスクを実行し得る。特定の実施形態において、オフセット補償処理は、ＬＰＦのため、チャネル速度より実質的に遅い速度で実行され得る。
【００１８】
特定の実施形態において、ＲＸは、Ｉａｃを処理するためにオフセット補償機構を必要とし得る。ＶＣＳＥＬは２つの正の非ゼロ電流の間の振幅で変調され、ＶＣＳＥＬは正の非ゼロの平均出力パワーを生じ得る。ＤＣカップリングされたリンクにおいて、ＡＣ信号（Ｉａｃ）は、信号のＤＣ成分（Ｉａｖｇ）が除去されないと、最大感度で検知・処理されることができない。
【００１９】
特定の実施形態において、オフセット補償ループは更に、ＶＣＳＥＬに対する温度変動又はエイジングの影響を補償するために使用され得る。具体的には、バーｅが落ち着く値は、図８が示すように、先ずＶＣＳＥＬによって生成され、信号チャネルを通った後に受信器でＰＤによって検知される平均信号レベルの指標を提供する。ＲＸ内のオフセット補償ループは、バーｅが落ち着く値の変化を監視することによってＶＣＳＥＬの放射パワーを安定化させるために使用されることができる。図７はこのことも例示している。
【００２０】
特定の実施形態において、アキュムレータ（ＡＣＣＵＭ）がバーｅを累積して、ベクトル出力：
（外３）
（以下、“バーＥ”と表記する）を生成する。適応コントローラがバーＥを処理して、調整可能（ＡＤＪ）フィルタへの命令ベクトルＣを発令する。特定の実施形態において、命令ベクトルＣはフィードバック（ＦＢ）チャネルを介して調整可能フィルタに伝送される。一部の実施形態において、Ｃは、調整可能フィルタ用の係数を含み、あるいは該係数を得るための中間情報を含む。
【００２１】
特定の実施形態において、（単にＴＸでローカルにではなく）ＲＸで誤差情報を検出することにより、ＶＣＳＥＬの動作が安定化され得るだけでなく、通信リンク全体の動作も安定化され得る。結果として、温度依存性又はＶＣＳＥＬエイジングのほかの要因も補償されることができ、それにより、例えばミスアライメント又はカップリング損失などといった起こり得るチャネル機能障害にかかわらず、リンク性能が維持され得る。さらに、この方式は、リンクの動作環境の変化（これは、ラインカード（すなわち、ネットワーク要素）がオンザフライで挿入されたり取り外されたりし得るブレードサーバラック内で動作される結果であり得る）に応答することになる。
【００２２】
特定の実施形態において、単純なデジタル回路によって誤差情報が取得されることから、更なる利点がもたらされ得る。これらの処理は、大規模なアナログ回路及び／又は例えば補助のＰＤ、光パワースプリッタ若しくはカップラなどの追加の光学部品を必要としないので、誤差検出及び誤差補正の処理が大きい面積やリンクに対するパワーペナルティを課すことがない。特定の実施形態において、誤差の生成は、チャネル速度より有意に遅い速度で実行され得る。非限定的な一例として、アキュムレータは、適応ベクトルＣを形成する前に時間を掛けてバーｅの複数の値を累積してもよいので、より低い速度で動作し得る。従って、誤差補正回路は、チャネルを通過するデータシーケンスの速度に対してあまり悪影響を有しない。
【００２３】
図９は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示している。特定の実施形態において、２つのサブサンプリングスイッチ９１０がデータシーケンスｄｋ及びキャップａｋをサンプリングし、サブサンプリングされたデータシーケンスｄｉ及びキャップａｉを生成する。これらのスイッチのサンプリングレートは、チャネル速度の１／Ｎ倍、例えば１／１６倍又はそれ未満である。誤差演算器がこれら２つのシーケンスから誤差情報ｅｉを決定し、該情報がデジタルＬＰＦによってフィルタリングされて誤差シーケンスであるバーｅｉが生成される。図７においてのように、アキュムレータが誤差情報バーｅｉを累積し、適応コントローラが命令ベクトルＣを生成する。特定の実施形態において、誤差情報は、何れもデジタル回路とし得る誤差演算器とデジタルＬＰＦとによって生成されてもよい。そうすることは、この誤差補正方式が一層高いプログラム可能度及び柔軟性で動作することを可能にし得る。
【００２４】
図１０は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示している。特定の実施形態において、取得された誤差情報バーｅｉが、ＰＤのアノードに接続された電流源を制御してもよい。特定の実施形態において、電流源を制御することにバーｅｉを使用することによって、必要な面積及び電力が低減される。結果として、完全なチャネル速度で動作しなければならない回路が１つ少なくなる。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの適応型制御のためだけに含められた如何なる回路も、完全なチャネル速度で動作しなくてもよい。これは、ネットワークシステムの効率を高めることになり得る。
【００２５】
特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの性能の劣化が受信器で検知され得るので、ＶＣＳＥＬの光パワーの全てが受信器に伝送され得る。結果として、送信器には、ＶＣＳＥＬの性能を検知するために、例えばパワースプリッタ、監視用ＰＤ又はホログラフィックレンズなどの追加回路は必要とされず、それにより、送信器の面積及び電力の要求が少なくなり得る。特定の実施形態において、チャネル速度より十分に低い速度で誤差情報を演算することにより、データの伝送に対する影響が抑制され得る。故に、データ伝送速度が高められ、通信システムは、ＶＣＳＥＬの動作の適応化及び安定化によって一層効率的に動作し得る。
【００２６】
ここでは、コンピュータ読み取り可能記憶媒体への言及は、１つ以上の一過性でない有形のコンピュータ読み取り可能記憶媒体保有構造をも包含するものである。非限定的な一例として、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は適宜、半導体ベースあるいはその他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）など）、ハードディスク、ＨＤＤ、ハイブリッド式ハードドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、磁気光ディスク、磁気光ドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、ホログラフィック記憶媒体、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、セキュアデジタルドライブ、若しくはその他の好適なコンピュータ読み取り可能記憶媒体、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み得る。コンピュータ読み取り可能な一過性でない記憶媒体は、必要に応じて、揮発性、不揮発性、又は揮発性と不揮発性との組み合わせとし得る。
【００２７】
ここでは、“又は”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、両立的なものであって排他的なものではない。故に、ここでは、“Ａ又はＢ”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、“Ａ、Ｂ、又は双方”を意味する。また、“及び”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、結合及びそれぞれの双方である。故に、ここでは、“Ａ及びＢ”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、“結合的あるいは個別的にＡ及びＢ”を意味する。
【００２８】
この開示は、ここで例示した実施形態への、当業者に理解されるであろう全ての変更、代用、変形、改変及び改良を包含するものである。同様に、添付の請求項は適宜、ここで例示した実施形態への当業者に理解されるであろう全ての変更、代用、変形、改変及び改良を包含するものである。また、特定の機能を実行するように適応され、構成され、可能にされ、設定され、有効にされ、動作可能にされ、あるいは動作する装置若しくはシステム又はそれらの構成要素への、請求項中での参照は、装置、システム又は構成要素がそのように適応、構成、可能化、設定、有効化、動作可能化あるいは動作される限り、それ又はその特定機能が活性化され、オンにされ、あるいは解除されようとなかろうと、その装置、システム又は構成要素を包含するものである。
【００２９】
以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
【００３０】
（付記１） 送信器にて、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスするステップであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する、ステップと、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、前記送信器にて、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調するステップと、
前記送信器にて、前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信するステップと、
前記送信器にて、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整するステップと、
を有する方法。
（付記２） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記１に記載の方法。
（付記３） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記１に記載の方法。
（付記４） 前記送信器にて、前記誤差ベクトルから前記命令ベクトルを導き出すステップ、を更に有する付記１に記載の方法。
（付記５） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記１に記載の方法。
（付記６） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記１に記載の方法。
（付記７） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記１に記載の方法。
（付記８） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記１に記載の方法。
（付記９） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記１に記載の方法。
（付記１０） 前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、付記１に記載の方法。
（付記１１） 前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記１に記載の方法。
（付記１２） 受信器にて、送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信するステップと、
前記受信器にて、前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知するステップと、
前記受信器にて：
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成するステップと、
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記受信器にて、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信するステップと、
を有する方法。
（付記１３） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記１２に記載の方法。
（付記１４） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記１２に記載の方法。
（付記１５） 前記命令ベクトルは、前記送信器にて、前記誤差ベクトルから導き出される、付記１２に記載の方法。
（付記１６） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記１２に記載の方法。
（付記１７） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記１２に記載の方法。
（付記１８） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記１２に記載の方法。
（付記１９） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記１２に記載の方法。
（付記２０） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記１２に記載の方法。
（付記２１） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、前記受信器のローパスフィルタによって検出される、付記１２に記載の方法。
（付記２２） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、前記受信器の誤差演算器によって検出され、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記１２に記載の方法。
（付記２３） 光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調し、
前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整する、
ように構成された送信器。
（付記２４） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記２３に記載の送信器。
（付記２５） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記２３に記載の送信器。
（付記２６） 前記誤差ベクトルから前記命令ベクトルを導き出すように更に構成された付記２３に記載の送信器。
（付記２７） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記２３に記載の送信器。
（付記２８） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記２３に記載の送信器。
（付記２９） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記２３に記載の送信器。
（付記３０） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記２３に記載の送信器。
（付記３１） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記２３に記載の送信器。
（付記３２） 前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、付記２３に記載の送信器。
（付記３３） 前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記２３に記載の送信器。
（付記３４） 送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信し、
前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知し、
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信する、
ように構成された受信器。
（付記３５） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記３４に記載の受信器。
（付記３６） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記３４に記載の受信器。
（付記３７） 前記命令ベクトルは、前記送信器にて、前記誤差ベクトルから導き出される、付記３４に記載の受信器。
（付記３８） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記３４に記載の受信器。
（付記３９） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記３４に記載の受信器。
（付記４０） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記３４に記載の受信器。
（付記４１） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記３４に記載の受信器。
（付記４２） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記３４に記載の受信器。
（付記４３） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、当該受信器のローパスフィルタによって検出される、付記３４に記載の受信器。
（付記４４） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、当該受信器の誤差演算器によって検出され、前記誤差演算器は、当該受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、当該受信器のデジタル出力とを比較する、付記３４に記載の受信器。
【符号の説明】
【００３１】
６００ ネットワークシステム
６１０ ネットワーク要素
６２０ 送信器
６３０ 受信器
【技術分野】
【０００１】
この開示は概して光通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
光による信号伝達は、高速ショートリーチ（短距離）通信リンクで、電気による信号伝達に取って代わるものである。高速ショートリーチ光リンクの光源は、典型的に、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。ＶＣＳＥＬによって生成された光が、光媒体（例えば、ファイバ又は導波路）に結合され、そして、受信器にて例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって検知される。
【０００３】
経年劣化（エイジング）及び温度依存性という、ＶＣＳＥＬの動作に影響を及ぼす２つの問題がある。デバイスが古くなるにつれて、あるいは温度が上昇するにつれて、ＶＣＳＥＬの出力がその公称条件の出力から劣化し、それによってリンクが、より多くのビット誤りを生成したり、極端なケースでは機能しなくなったりし得る。温度及びエイジングとともに、ＶＣＳＥＬの閾値電流ＩＴＨは上昇し、スロープ効率ηは低下する。これらの変化は何れも、所与のバイアス及び変調電流で、より低い出力パワーをＶＣＳＥＬに生じさせることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＶＣＳＥＬベースの光通信リンクを制御する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によれば、送信器は、光媒体に結合されたＶＣＳＥＬをバイアスし得る。該バイアスが、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する。送信器はまた、光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いてＶＣＳＥＬを変調し得る。送信器はまた、受信器からフィードバックチャネルを介して、受信器によって検知されたＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又はＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルを受信し、ＶＣＳＥＬによって光媒体へ出力される光パワーを安定化させるよう、誤差ベクトル又は命令ベクトルに基づいて、ＶＣＳＥＬのバイアスを調整し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ショートリーチ光リンクの一例を示す図である。
【図２】ＶＣＳＥＬの直流（ＤＣ）性能を例示する図である。
【図３】バイアス電流に対するＶＣＳＥＬの帯域幅を例示する図である。
【図４】変調電流に対するＶＣＳＥＬの出力パワーを例示する図である。
【図５】エイジング及び温度によるＶＣＳＥＬ性能への影響を例示する図である。
【図６】適応型フィードバック制御を用いるネットワークシステムを一例を示す図である。
【図７】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの一例を示す図である。
【図８】図７のＶＣＳＥＬベースの送信器及び受信器における信号レベルを例示する図である。
【図９】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示す図である。
【図１０】適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、ショートリーチ（短距離）光リンクの一例を示している。特定の実施形態において、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を、ショートリーチ高速光リンクの光源とし得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬは、送信器内にあり、送信されるべきデータを用いて、レーザドライバ（ＬＤ）回路によってバイアス及び変調され得る。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬによって生成された光は、光媒体（例えば、ファイバ又は導波路など）に結合され、受信器にて例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって検知され得る。この開示では特定の構成をした特定のＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる好適な構成をした如何なる好適なＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【０００８】
図２は、ＶＣＳＥＬの直流（ＤＣ）性能の一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬのＤＣ性能は、所与のバイアス電流でどれだけ多くの光パワーを放射するかをプロットすることによって特徴付けられ得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬがその閾値ＩＴＨより上でバイアスされるとき、ＶＣＳＥＬはバイアス電流に（比例定数ηで）線形比例した光パワーを生成し得る。非限定的な他の一例として、ＶＣＳＥＬがその閾値ＩＴＨより下でバイアスされるとき、ＶＣＳＥＬは無視できる出力パワーのみを生成し得る。定数ηは、ＶＣＳＥＬのスロープ効率として知られており、その単位はワット／アンペア（Ｗ／Ａ）である。特定の実施形態において、より高い効率というのは、ＶＣＳＥＬが所与の電流で、より高い出力パワーを生成することを意味する。
【０００９】
図３は、バイアス電流に対するＶＣＳＥＬの帯域幅の一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの高速性能は、それがどのようにバイアスされるかに依存し得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬの帯域幅はバイアス電流とともに増減する。帯域幅は、小さいバイアス電流では低くなるが、閾値電流を上回るバイアス電流の平方根で線形に拡大し得る。従って、高速リンク内のＶＣＳＥＬは、その閾値電流レベルより十分に上でバイアスされる。この開示では特定の様式で機能するＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる好適な様式で機能するＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【００１０】
図４は、変調電流に対するＶＣＳＥＬの出力パワーの一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬベースの通信リンクにおけるＬＯＷ（低）及びＨＩＧＨ（高）の論理レベルは、ゼロでない２つの正のパワーレベルによって表され得る。ここでは、ＬＯＷ論理レベルの出力パワーをＰ０とし、ＨＩＧＨ論理レベルのパワーレベルをＰ１とする。特定の実施形態において、等数のＬＯＷシンボル及びＨＩＧＨシンボルが伝送され、平均出力パワーレベルＰａｖｇはＰ０とＰ１との中間とし得ると仮定する。
【００１１】
図５は、ＶＣＳＥＬ性能に対するエイジング及び温度の影響の一例を示している。特定の実施形態において、エイジング及び温度依存性は、ＶＣＳＥＬの動作に影響を及ぼし得る２つの問題である。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬが古くなるにつれて、あるいは温度が上昇するにつれて、ＶＣＳＥＬの出力がその公称条件の出力から劣化し、それによってリンクが、より多くのビット誤りを生成したり、極端なケースでは機能しなくなったりし得る。非限定的な他の一例として、温度及びエイジングとともに、ＶＣＳＥＬの閾値電流ＩＴＨは上昇し、スロープ効率ηは低下し得る。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬは、エイジング又は温度上昇の結果として、所与のバイアス及び変調電流で、より低い出力パワー（例えば、より低いＰ０、Ｐ１及びＰａｖｇ）を生成することになり得る。この開示では特定の原因によって特定の様式で劣化するＶＣＳＥＬが説明されるが、この開示は如何なる原因によって如何なる様式で劣化するＶＣＳＥＬをも意図するものである。
【００１２】
特定の実施形態において、温度又はエイジングがＶＣＳＥＬにどのように影響するかとは無関係にリンクが低いビット誤り率（ＢＥＲ）で機能するよう、ＶＣＳＥＬの動作が制御／安定化（レギュレート）され得る。非限定的な一例として、ＶＣＳＥＬは、温度変化又はエイジング効果に応じたＶＣＳＥＬ出力の変化を検知し、且つフィードバックを介してＶＣＳＥＬの動作を調整することによって安定化され得る。この開示では特定の手法でＶＣＳＥＬを制御することが説明されるが、この開示は如何なる好適な手法でＶＣＳＥＬを制御することをも意図するものである。
【００１３】
図６は、適応型フィードバック制御を用いるネットワークシステムの一例を示している。図６に示すように、ネットワークシステム６００は、チャネルによって接続される複数のネットワーク要素６１０を含み得る。特定の実施形態において、チャネルは光チャネルとし得る。非限定的な一例として、チャネルはファイバ又は導波路とし得る。ネットワークシステム６００はまた、フィードバックチャネルを含み得る。特定の実施形態において、フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル又は論理チャネルとし得る。特定の実施形態において、フィードバック情報がフィードバックチャネル中を伝送され得る。一部の実施形態において、フィードバックチャネルは、上記チャネルと別個のものでなくてもよい。
【００１４】
ネットワーク要素６１０は、送信器（ＴＸ）６２０と受信器（ＲＸ）６３０とを含み得る。特定の実施形態において、ＴＸ６２０は、フィードバック監視部（モニタ）と調整可能（アジャスタブル）フィルタとを含み得る。一部の実施形態において、調整可能フィルタのパラメータはフィードバック監視部によって制御され得る。特定の実施形態において、調整可能フィルタは、伝送の品質又は信頼性に影響を及ぼし得る歪みを補償するために、チャネルで伝送されるべきデータを事前調整し得る。
【００１５】
ＲＸ６３０は、検出器と適応コントローラとを含み得る。特定の実施形態において、検出器は受信信号をサンプリングし、適応コントローラは、受信信号を処理して、ＴＸ６２０へ戻される適応情報を生成し得る。非限定的な一例として、適応情報は、フィードバックチャネルを介してＴＸ６２０に通信され得る。特定の実施形態において、適応コントローラは、チャネルでの受信信号の伝送速度より遅い速度で受信信号を処理してもよい。この遅めの処理速度は、この処理によるネットワークシステム６００の動作への影響を抑制することができ、それにより、チャネル速度を高めることが可能になり得る。
【００１６】
図７は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの一例を示している。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬによって生成された光信号が光チャネルにカップリングされ得る。光チャネルは更に、フォトダイオード（ＰＤ）にカップリングされ得る。特定の実施形態において、ＰＤは光信号を受信し、それを電流ＩＰＤに変換し得る。電流ＩＰＤは、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）によって電圧ｄに変換され得る。電圧ｄはサンプリングスイッチによってサンプリングされ、データシーケンスｄｋが生成され得る。特定の実施形態において、検出器は、伝送された元々のシーケンス：
（外１）
（以下、“キャップａｋ”と表記する）を復元し得る。一部の実施形態において、これらの処理は、例えば２５Ｇｂ／ｓといった完全なチャネル速度で実行され得る。
【００１７】
特定の実施形態において、ＴＩＡの出力にローパスフィルタ（ＬＰＦ）が接続され得る。このＬＰＦは、電圧ｄのＤＣ（すなわち、平均）レベルを検知して、ｄに対応する誤差信号：
（外２）
（以下、“バーｅ”と表記する）を生成し得る。特定の実施形態において、バーｅは、ＰＤのアノードに接続される電流源の振幅を調整するために使用され得る。フィードバックのおかげで、バーｅは、ＰＤによって生成される電流の平均値Ｉａｖｇを電流源に作り出させる値に落ち着き得る。ＩＰＤからＩａｖｇを減じると、平均値がゼロの正味電流Ｉａｃが残され得る。斯くして、ＰＤ及びＴＩＡを含んだフィードバックループが、ＰＤのオフセット補償のタスクを実行し得る。特定の実施形態において、オフセット補償処理は、ＬＰＦのため、チャネル速度より実質的に遅い速度で実行され得る。
【００１８】
特定の実施形態において、ＲＸは、Ｉａｃを処理するためにオフセット補償機構を必要とし得る。ＶＣＳＥＬは２つの正の非ゼロ電流の間の振幅で変調され、ＶＣＳＥＬは正の非ゼロの平均出力パワーを生じ得る。ＤＣカップリングされたリンクにおいて、ＡＣ信号（Ｉａｃ）は、信号のＤＣ成分（Ｉａｖｇ）が除去されないと、最大感度で検知・処理されることができない。
【００１９】
特定の実施形態において、オフセット補償ループは更に、ＶＣＳＥＬに対する温度変動又はエイジングの影響を補償するために使用され得る。具体的には、バーｅが落ち着く値は、図８が示すように、先ずＶＣＳＥＬによって生成され、信号チャネルを通った後に受信器でＰＤによって検知される平均信号レベルの指標を提供する。ＲＸ内のオフセット補償ループは、バーｅが落ち着く値の変化を監視することによってＶＣＳＥＬの放射パワーを安定化させるために使用されることができる。図７はこのことも例示している。
【００２０】
特定の実施形態において、アキュムレータ（ＡＣＣＵＭ）がバーｅを累積して、ベクトル出力：
（外３）
（以下、“バーＥ”と表記する）を生成する。適応コントローラがバーＥを処理して、調整可能（ＡＤＪ）フィルタへの命令ベクトルＣを発令する。特定の実施形態において、命令ベクトルＣはフィードバック（ＦＢ）チャネルを介して調整可能フィルタに伝送される。一部の実施形態において、Ｃは、調整可能フィルタ用の係数を含み、あるいは該係数を得るための中間情報を含む。
【００２１】
特定の実施形態において、（単にＴＸでローカルにではなく）ＲＸで誤差情報を検出することにより、ＶＣＳＥＬの動作が安定化され得るだけでなく、通信リンク全体の動作も安定化され得る。結果として、温度依存性又はＶＣＳＥＬエイジングのほかの要因も補償されることができ、それにより、例えばミスアライメント又はカップリング損失などといった起こり得るチャネル機能障害にかかわらず、リンク性能が維持され得る。さらに、この方式は、リンクの動作環境の変化（これは、ラインカード（すなわち、ネットワーク要素）がオンザフライで挿入されたり取り外されたりし得るブレードサーバラック内で動作される結果であり得る）に応答することになる。
【００２２】
特定の実施形態において、単純なデジタル回路によって誤差情報が取得されることから、更なる利点がもたらされ得る。これらの処理は、大規模なアナログ回路及び／又は例えば補助のＰＤ、光パワースプリッタ若しくはカップラなどの追加の光学部品を必要としないので、誤差検出及び誤差補正の処理が大きい面積やリンクに対するパワーペナルティを課すことがない。特定の実施形態において、誤差の生成は、チャネル速度より有意に遅い速度で実行され得る。非限定的な一例として、アキュムレータは、適応ベクトルＣを形成する前に時間を掛けてバーｅの複数の値を累積してもよいので、より低い速度で動作し得る。従って、誤差補正回路は、チャネルを通過するデータシーケンスの速度に対してあまり悪影響を有しない。
【００２３】
図９は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示している。特定の実施形態において、２つのサブサンプリングスイッチ９１０がデータシーケンスｄｋ及びキャップａｋをサンプリングし、サブサンプリングされたデータシーケンスｄｉ及びキャップａｉを生成する。これらのスイッチのサンプリングレートは、チャネル速度の１／Ｎ倍、例えば１／１６倍又はそれ未満である。誤差演算器がこれら２つのシーケンスから誤差情報ｅｉを決定し、該情報がデジタルＬＰＦによってフィルタリングされて誤差シーケンスであるバーｅｉが生成される。図７においてのように、アキュムレータが誤差情報バーｅｉを累積し、適応コントローラが命令ベクトルＣを生成する。特定の実施形態において、誤差情報は、何れもデジタル回路とし得る誤差演算器とデジタルＬＰＦとによって生成されてもよい。そうすることは、この誤差補正方式が一層高いプログラム可能度及び柔軟性で動作することを可能にし得る。
【００２４】
図１０は、適応型フィードバック制御を用いるＶＣＳＥＬベースの光リンクの他の一例を示している。特定の実施形態において、取得された誤差情報バーｅｉが、ＰＤのアノードに接続された電流源を制御してもよい。特定の実施形態において、電流源を制御することにバーｅｉを使用することによって、必要な面積及び電力が低減される。結果として、完全なチャネル速度で動作しなければならない回路が１つ少なくなる。特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの適応型制御のためだけに含められた如何なる回路も、完全なチャネル速度で動作しなくてもよい。これは、ネットワークシステムの効率を高めることになり得る。
【００２５】
特定の実施形態において、ＶＣＳＥＬの性能の劣化が受信器で検知され得るので、ＶＣＳＥＬの光パワーの全てが受信器に伝送され得る。結果として、送信器には、ＶＣＳＥＬの性能を検知するために、例えばパワースプリッタ、監視用ＰＤ又はホログラフィックレンズなどの追加回路は必要とされず、それにより、送信器の面積及び電力の要求が少なくなり得る。特定の実施形態において、チャネル速度より十分に低い速度で誤差情報を演算することにより、データの伝送に対する影響が抑制され得る。故に、データ伝送速度が高められ、通信システムは、ＶＣＳＥＬの動作の適応化及び安定化によって一層効率的に動作し得る。
【００２６】
ここでは、コンピュータ読み取り可能記憶媒体への言及は、１つ以上の一過性でない有形のコンピュータ読み取り可能記憶媒体保有構造をも包含するものである。非限定的な一例として、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は適宜、半導体ベースあるいはその他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）など）、ハードディスク、ＨＤＤ、ハイブリッド式ハードドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、磁気光ディスク、磁気光ドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、ホログラフィック記憶媒体、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、セキュアデジタルドライブ、若しくはその他の好適なコンピュータ読み取り可能記憶媒体、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み得る。コンピュータ読み取り可能な一過性でない記憶媒体は、必要に応じて、揮発性、不揮発性、又は揮発性と不揮発性との組み合わせとし得る。
【００２７】
ここでは、“又は”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、両立的なものであって排他的なものではない。故に、ここでは、“Ａ又はＢ”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、“Ａ、Ｂ、又は双方”を意味する。また、“及び”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、結合及びそれぞれの双方である。故に、ここでは、“Ａ及びＢ”は、その他のことが明示的或いは文脈的に指し示されない限り、“結合的あるいは個別的にＡ及びＢ”を意味する。
【００２８】
この開示は、ここで例示した実施形態への、当業者に理解されるであろう全ての変更、代用、変形、改変及び改良を包含するものである。同様に、添付の請求項は適宜、ここで例示した実施形態への当業者に理解されるであろう全ての変更、代用、変形、改変及び改良を包含するものである。また、特定の機能を実行するように適応され、構成され、可能にされ、設定され、有効にされ、動作可能にされ、あるいは動作する装置若しくはシステム又はそれらの構成要素への、請求項中での参照は、装置、システム又は構成要素がそのように適応、構成、可能化、設定、有効化、動作可能化あるいは動作される限り、それ又はその特定機能が活性化され、オンにされ、あるいは解除されようとなかろうと、その装置、システム又は構成要素を包含するものである。
【００２９】
以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
【００３０】
（付記１） 送信器にて、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスするステップであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する、ステップと、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、前記送信器にて、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調するステップと、
前記送信器にて、前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信するステップと、
前記送信器にて、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整するステップと、
を有する方法。
（付記２） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記１に記載の方法。
（付記３） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記１に記載の方法。
（付記４） 前記送信器にて、前記誤差ベクトルから前記命令ベクトルを導き出すステップ、を更に有する付記１に記載の方法。
（付記５） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記１に記載の方法。
（付記６） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記１に記載の方法。
（付記７） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記１に記載の方法。
（付記８） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記１に記載の方法。
（付記９） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記１に記載の方法。
（付記１０） 前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、付記１に記載の方法。
（付記１１） 前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記１に記載の方法。
（付記１２） 受信器にて、送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信するステップと、
前記受信器にて、前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知するステップと、
前記受信器にて：
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成するステップと、
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記受信器にて、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信するステップと、
を有する方法。
（付記１３） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記１２に記載の方法。
（付記１４） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記１２に記載の方法。
（付記１５） 前記命令ベクトルは、前記送信器にて、前記誤差ベクトルから導き出される、付記１２に記載の方法。
（付記１６） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記１２に記載の方法。
（付記１７） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記１２に記載の方法。
（付記１８） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記１２に記載の方法。
（付記１９） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記１２に記載の方法。
（付記２０） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記１２に記載の方法。
（付記２１） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、前記受信器のローパスフィルタによって検出される、付記１２に記載の方法。
（付記２２） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、前記受信器の誤差演算器によって検出され、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記１２に記載の方法。
（付記２３） 光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調し、
前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整する、
ように構成された送信器。
（付記２４） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記２３に記載の送信器。
（付記２５） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記２３に記載の送信器。
（付記２６） 前記誤差ベクトルから前記命令ベクトルを導き出すように更に構成された付記２３に記載の送信器。
（付記２７） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記２３に記載の送信器。
（付記２８） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記２３に記載の送信器。
（付記２９） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記２３に記載の送信器。
（付記３０） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記２３に記載の送信器。
（付記３１） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記２３に記載の送信器。
（付記３２） 前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、付記２３に記載の送信器。
（付記３３） 前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、付記２３に記載の送信器。
（付記３４） 送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信し、
前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知し、
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信する、
ように構成された受信器。
（付記３５） 前記光媒体はショートリーチ光リンクである、付記３４に記載の受信器。
（付記３６） 前記光媒体は光ファイバ又は導波路を有する、付記３４に記載の受信器。
（付記３７） 前記命令ベクトルは、前記送信器にて、前記誤差ベクトルから導き出される、付記３４に記載の受信器。
（付記３８） 前記フィードバックチャネルは、光チャネル、電気チャネル、又は論理チャネルである、付記３４に記載の受信器。
（付記３９） 前記フィードバックチャネルは前記光媒体から物理的に分離されている、付記３４に記載の受信器。
（付記４０） 前記光媒体が前記フィードバックチャネルを担持している、付記３４に記載の受信器。
（付記４１） 前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、付記３４に記載の受信器。
（付記４２） 前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、付記３４に記載の受信器。
（付記４３） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、当該受信器のローパスフィルタによって検出される、付記３４に記載の受信器。
（付記４４） 前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化は、当該受信器の誤差演算器によって検出され、前記誤差演算器は、当該受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、当該受信器のデジタル出力とを比較する、付記３４に記載の受信器。
【符号の説明】
【００３１】
６００ ネットワークシステム
６１０ ネットワーク要素
６２０ 送信器
６３０ 受信器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器にて、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスするステップであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する、ステップと、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、前記送信器にて、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調するステップと、
前記送信器にて、前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信するステップと、
前記送信器にて、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
受信器にて、送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信するステップと、
前記受信器にて、前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知するステップと、
前記受信器にて：
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成するステップと、
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記受信器にて、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信するステップと、
を有する方法。
【請求項７】
光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調し、
前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整する、
ように構成された送信器。
【請求項８】
送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信し、
前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知し、
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信する、
ように構成された受信器。
【請求項１】
送信器にて、光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスするステップであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定する、ステップと、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、前記送信器にて、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調するステップと、
前記送信器にて、前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信するステップと、
前記送信器にて、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記誤差ベクトルは、振幅又はバイアスレベルの誤差情報を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーは、実質的に一定の平均値を有するように安定化される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記誤差ベクトルは、前記受信器のローパスフィルタによって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記誤差ベクトルは、前記受信器の誤差演算器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表し、前記誤差演算器は、前記受信器で受信された前記ＶＣＳＥＬのパワー出力と、前記受信器のデジタル出力とを比較する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
受信器にて、送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信するステップと、
前記受信器にて、前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知するステップと、
前記受信器にて：
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成するステップと、
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記受信器にて、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信するステップと、
を有する方法。
【請求項７】
光媒体に結合された垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）をバイアスし、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、
前記光媒体を介して受信器にデータを光学的に伝送するため、該データを用いて前記ＶＣＳＥＬを変調し、
前記受信器からフィードバックチャネルを介して：
前記受信器によって検知された前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用する１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出されたものである、命令ベクトル、
を受信し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるよう、前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づいて、前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスを調整する、
ように構成された送信器。
【請求項８】
送信器の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）によって送信されたデータを、光媒体を介して光学的に受信し、
前記ＶＣＳＥＬの性能劣化を検知し、
前記ＶＣＳＥＬの前記性能劣化を表す誤差ベクトル、又は
前記送信器の前記ＶＣＳＥＬをバイアスする際に使用される１つ以上の係数を有する命令ベクトルであり、該バイアスが、前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される光パワーを少なくとも部分的に決定し、前記係数は前記誤差ベクトルから導き出される、命令ベクトル、
を生成し、且つ
前記ＶＣＳＥＬによって前記光媒体へ出力される前記光パワーを安定化させるための前記誤差ベクトル又は前記命令ベクトルに基づく前記ＶＣＳＥＬの前記バイアスの調整のため、前記誤差ベクトル又は命令ベクトルを、フィードバックチャネルを介して前記送信器に送信する、
ように構成された受信器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４９２８４（Ｐ２０１２−２４９２８４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１７２４５（Ｐ２０１２−１１７２４５）
【出願日】平成２４年５月２３日（２０１２．５．２３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２３日（２０１２．５．２３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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