CN102404050A - 通信设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种光通信设备，包括：光源，输出光信号；调制单元，调制发送数据，并且将其输入给光源；存储单元，保存光源或调制单元的设置值；功耗调整单元，根据指示从存储单元获取设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及控制单元，被提供以所确定的设置值，且基于所提供的设置值，控制光源和调制单元中的至少一个的功耗。

Description

通信设备及其控制方法

相关申请的交叉引用

本申请基于在2010年9月7日提交的日本专利申请No.2010-199880，并且要求其优先权，该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种通信设备及其控制方法，并且特别涉及一种控制用于网络通信的光通信设备中的功耗的方法以及一种光通信设备，该光通信设备的功耗被控制。

背景技术

近些年来，随着业务的增长和通信速率的提高而增加的网络设备的功耗已经变成了严重的问题。由于功耗的增加，供电设施变得较大，并且用于对所生成的热量进行冷却的冷却装置变得不可或缺。为此，功耗的增加是推高运行网络设备的成本的因素之一。

因此，抑制网络设备的功耗变得愈加重要。

日本专利申请特许公开第2007-214731号公开了一种通信设备，其检测从作为通信对应方的另一通信设备提供的关于操作状态的通知。通信设备基于指示操作状态的信息来控制接口的操作状态、信号输出以及接口的激活。

图5是示出日本专利申请特许公开第2007-214731号中公开的网络接口1011的配置的框图。用于接收的光信号波形转换单元(PMD-RX)1024接收通过光缆发送的光信号。状态控制单元1061基于来自主机1012的指示或基于连接到网络接口1011的另一通信设备的状态，控制网络接口1011的每个单元的操作状态。即，并入在状态控制单元1061中的PS(节电)管理器1071包括用于控制功率管理的状态机。PS管理器输出指示状态机的当前状态的电力控制状态信息，由此控制接口单元1022中的MAC 1031和PSC 1032、以及链路脉冲生成单元1073的操作。此外，PS管理器1071输出用于激活睡眠状态中的主机1012的唤醒信号。PS管理器1071在从链路脉冲检测单元1072获取接收链路脉冲状态信息时，更新状态机的当前状态。

此外，日本专利申请特许公开第2003-224326号公开了一种光发送器模块，其存储针对要输出的光信号的输出值(强度、波长等)所优化的参数(电流值、温度、强度等)，并且在操作时生成具有指示的输出值的光信号。

图6是示出日本专利申请特许公开第2003-224326号中公开的光发送器模块2011的配置的框图。光发送器模块2011设置有LD(激光二极管)控制LSI 2012。LD-Drv(LD调制驱动器)2016将LD模块2002的光输出调制成光信号，并且将其输出。

串并转换电路2015将外部输入的数据转换成并行数据，并将其存储在寄存器2014中。DAC(数模转换器)2013将所存储的数据进一步转换成对每个电路的输入电压。

ATC(自动温度控制)电路2003、APC(自动光功率控制)电路2004以及ACC(自动电流控制)电路2005自动控制要基于输入电压输出的光信号，以便无论通信环境是否改变都维持已经设定的恒定值的光输出值。改变光输出值所必需的参数保存在寄存器2014中。为了获取参数，测量设备和算术单元连接到的自动调整系统被配置在光发送器模块2011中。即，调整每个电路中的参数，并且将作为调整的结果所获得的值写入在寄存器中。

发明内容

本发明的目的是提供一种在使用中不出问题的降低功耗的通信设备和其控制方法。

根据本发明的示例性方面，一种光通信设备包括：光源，输出光信号；调制单元，调制发送数据，并且将调制后的发送数据输入给光源；存储单元，保存光源或调制单元的设置值；功耗调整单元，根据指示从存储单元获取设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及控制单元，被提供以由功耗调整单元所确定的设置值，且基于所提供的设置值，控制光源和调制单元中的至少一个的功耗。

根据本发明的示例性方面，一种用于控制光通信设备的功耗的控制方法，该光通信设备基于发送数据输出光信号，该方法包括以下步骤：根据指示在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且针对发送数据的调制和光信号的输出中的至少一个确定设置值；根据设置值调制发送数据；以及根据设置值输出光信号。

根据本发明的示例性方面，一种用于基于从主机设备发送的发送数据将光信号输出到网络的传输设备，包括：指示单元，发送指示；以及光通信设备。该光通信设备包括：光源，输出光信号；调制单元，调制发送数据，并且将调制后的发送数据输入给光源；存储单元，保存光源或调制单元的设置值；功耗调整单元，根据从指示单元发送的指示从存储单元获取设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及控制单元，被提供以由功耗调整单元所确定的设置值，且基于所提供的设置值，控制光源和调制单元中的至少一个的功耗。

根据本发明的示例性方面，一种存储程序的记录介质，该程序使得计算机执行用于控制光通信设备的功耗的控制处理，该光通信设备基于发送数据来输出光信号，该处理包括：根据指示在预定的传输特性范围内对功耗进行优化并且确定调制发送数据和输出光信号中的至少一个的设置值的步骤；根据设置值调制发送数据的步骤；以及根据设置值输出光信号的步骤。

附图说明

根据结合附图的以下详细描述，本发明的示例性特征和优点将变得明显，在附图中：

图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的配置的框图；

图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的操作的流程图；

图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的配置的框图；

图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的操作的流程图；

图5是示出现有技术的图；以及

图6是示出现有技术的图。

具体实施方式

(第一示例性实施例)

接下来，将参照附图详细描述用于实现本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的传输设备的配置的示例的框图。

传输设备1包括光通信设备12和经由I²C(内部集成电路)总线17连接到光通信设备12的指示单元11。光通信设备12根据例如XFP(10(X)吉比特小型封装可插拔)等标准将来自主机设备20的信号调制成光信号，并且发送该信号。同时，本实施例不限于XFP标准，并且还可应用于诸如SFP(小型封装可插拔)或XENPAK(10(X)吉比特以太网收发器封装)之类的标准。

光通信设备12包括数模转换器(DAC)14、激光二极管(LD)19以及激光二极管驱动器(LDD)15。光通信设备12将数字信号调制成光信号，并且输出该光信号作为光输出。

将光信号输出、LDD 15的驱动电流、LD 19的偏置电流以及设置温度等等的值提供给DAC 14。在连接到DAC 14的中央处理单元(CPU)13(控制单元)中，这些值由连接到CPU 13的功耗调整单元31设置。

这些设置值存储在连接到CPU 13的存储单元18中。设置值从存储单元18进行读取，并且必要时由功耗调整单元31进行调整。将被确定为调整结果的值提供给CPU 13。

接下来，将参照图1和2描述根据本发明的第一示例性实施例的光通信设备的操作的示例。

当利用降低的电力发送光信号时，指示单元11经由I2C总线17向光通信设备12传送指示，以降低功率。当CPU 13接收到功率降低指示(图2中的S101，是)时，功耗调整单元31从存储单元18读取：在DAC 14中将发送信号调制成功率降低模式的光信号所需的参数的值；在LDD 15中驱动LD 19所需的参数的值；以及操作LD 19所需的参数的值(在下文中，称为用于光输出的参数值)。功耗调整单元31基于所读取的值来执行设置(S103)。当没有从指示单元11接收到功率降低指示时，CPU 13从存储单元18读取正常模式下的用于光输出的参数值，以执行设置。同时，在图2中，在DAC 14基于功率降低模式下的调制参数值来调制信号的状态下，S101的步骤可以包括指示单元11改变设置以便以正常模式输出光信号的处理。在这种情况下，步骤S101被读作“接收指示以改变成正常模式”，并且交换指示符“是”和“否”。

功耗调整单元31确定用于光输出的参数值，以便对光通信设备12的功耗进行优化，并且以便不在实际使用中引起问题。例如，降低从LD 19输出的光的强度，使得光输出的波长停留在光通信处理的信号检测的区域内。可以降低驱动电流的值，同时控制温度控制单元(未示出)，以使得LDD 15的操作温度低于预定温度。

也就是说，在第一示例性实施例中，在光输出的传输特性在预定范围内的限制下，对光通信设备12的功耗进行优化。同时，如上描述的传输特性的预定范围可以根据光输出的波长、光输出的强度以及LDD的操作温度中的至少一个来定义。另外，可以考虑通过光输出所发送的信号的传输速率或错误率来定义该预定范围。另外，可以考虑传输线的传输损耗。

当设置DAC 14中的调制所需的参数值时，光通信设备12等待来自主机设备20的发送信号。DAC 14接收发送信号(S104，是)，基于用于调制的设置参数值对来自主机设备20的发送信号进行调制，并将调制后的信号输出到LDD 15。然后，将在CPU 13中设置的用于光输出的参数值交给LDD 15。LDD 15基于用于光输出的参数值驱动LD19，以输出光信号(S105)。

将功率降低模式下的和正常模式下的用于光输出的参数值预先保存在存储单元18中。正常模式下的用于光输出的参数值可以是被设置成对光信号的传输特性进行优化的值，如在到光信号的调制和符合XFP的相关标准的光通信设备中的光输出方面。功率降低模式下的用于光输出的参数值是被确定为根据传输设备1连接到的网络环境对功耗进行优化的值。即，参数值使功耗最小化，同时防止网络环境下信号传输中出现问题，例如，传输错误率小于可接受的值。

可以通过在观察连接到网络的传输设备1中的特性值的同时进行调整来获得这些参数值。此外，可以基于表征传输设备1连接到的网络的特性值来估计参数值。

同时，在图2中，在设置了用于光输出的参数值之后，调制发送信号并且输出光信号，示例性实施例不限于此。在将发送信号作为光信号间歇地发送的情况下，用于光输出的参数值的设置可以在对于部分发送信号的调制和光输出之后。

例如，当来自LD 19的光输出降低一半时，LD 19中消耗的电力变成近似一半。常用的单模光纤(SMF)具有光传输损耗约为0.2dB/km的特性。于是，输出的光信号的传输距离缩短约15km。换句话说，当光输出具有15km或以上的传输距离裕度时，即使LD 19的功耗降低了一半，也不会出现信号传输的问题。

符合XFP标准的光通信设备操作为对光传输特性进行优先化。然而，XFP标准的光通信设备将不操作为对功耗进行优化。设计并调整符合XFP的光输出特性，使得即使在传输距离等接近标准极限的环境下也将确保充分的特性。因此，当该光通信设备在确保光传输特性的标准极限的充分大裕度的环境下操作时，即使设置参数值以便对功耗进行优化，实践中也将不会出现问题。在这种情形下，LDD 15以低于正常的驱动电流操作，并且LD 19在光特性劣化的状态下操作。在光输出的该状态下，与正常特性相比，光输出微弱，并且由于低的LD偏置电流，眼图恶化或抖动增大。然而，光通信设备以特性劣化到不会出现传输特性的严重破坏的程度进行操作。即，根据第一示例性实施例的光通信设备可以以光信号传输所需的最小功耗来操作，以及降低在现有技术的光通信设备中过量的电力消耗。

(第二示例性实施例)

图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的传输设备的结构的示例的框图。

根据第二示例性实施例的传输设备101包括光通信设备112，光通信设备112通过将用于接收从网络输入的信号的接收单元21和用于基于接收单元21的分析结果检测光输出的检测单元22添加到根据第一示例性实施例的传输设备1中的光通信设备12而形成。将省略与根据第一示例性实施例的传输设备1中的构件重复的部件的描述。

因为传输设备101连接到的网络的环境随时间变化，因此需要根据网络环境的变化来改变功率降低模式的用于光输出的参数值，该参数值被设置成对功耗进行优化。

将发送到网络的部分信号输入给检测单元22，并且检测用于监视网络状态的数据。经由接收单元21输入给检测单元22的信号可以是从传输设备101发出的光输出，或者可以是从其它传输设备等传送的光信号。此外，可以在网络中提供检测光通信网络的特征值的单元(未示出)。

接下来，将参照图3和4描述根据本发明的示例性实施例的光通信设备的操作。同时，将省略与第一示例性实施例重复的操作的描述。

在根据第二示例性实施例的功耗控制方法中，当检测单元22获取的检测值偏离预定范围时，由于网络环境已经改变，因此用于光输出的参数值需要改变。例如，光传输损耗的增加、与网络中其它信号的干扰等等，可能引起光信号的错误率的增加。备选地，取决于条件，可能存在通信环境改善由此降低功耗的情况。检测单元22将所检测到的值输出给功耗调整单元31。功耗调整单元31确认所检测到的值是否在预定范围内。当所检测到的值在预定范围内时(S203，否)，读取存储在存储单元18中的功率降低模式下的用于光输出的参数值，并且基于参数值执行设置。另一方面，当所检测到的值偏离预定范围时(S203，是)，将光输出的参数值改变成在信号传输中不会出现问题的范围内对功耗进行优化(S204)。如上改变的参数值可以存储在存储单元18中。同时，为了获得改变的参数值，可以基于所检测到的值而参考先前在存储单元18中提供的对应关系表中的改变值，或者可以基于假设根据所检测到的值来估计改变值。或者，可以从功率降低模式切换到正常模式。

此外，在正常模式下的操作期间，当检测单元22检测到的值偏离预定范围时，认为在网络中出现了传输故障。在这种情况下，为了维持通信路径，可以将用于光输出的参数值改变成增大从LD 19输出的光信号的功率。

同时，在图4中，在确定用于光输出的参数值之后实现针对发送信号的调制和光输出的处理，但是本发明不限于此。即，当将发送信号作为光输出间断地发送时，例如，可以在部分发送信号的调制和光输出之后确定用于光输出的参数值。

根据第二示例性实施例，在通信环境由于传输设备101连接到的网络的状态的改变而恶化的情况下，通过改变用于光输出的参数值来重新配置设置，以使得不会出现使用问题。当通信环境改善时，为了具有过剩的功耗，通过降低光输出而降低功耗。

在现有技术中，可能存在仅通过降低输出功率和占空比来抑制功耗而不保证网络环境的稳定性的情况。如上这种简单地降低输出功率会在网络设备的使用中引起问题。近些年来，网络环境的稳定性是通信系统的最强需求之一。

在日本专利申请特许公开第2007-214731号中公开的网络通信设备检测通信对应方的操作状态，并基于检测结果改变通信设备的操作。因此，如果没有提供通信对应方的状态信息，则会出现通信问题。即，当没有检测到通信对应方的状态时，通信设备无法接收到来自通信对应方的信号。

日本专利申请特许公开第2003-224326号中公开的光发送器模块使用波分复用(WDM)来发送信号。即，日本专利申请特许公开第2003-224326号中公开的光发送器模块发送信号，在该信号中复用具有不同波长的多个载波，以使得波长不受信号输出的影响。然而，当控制驱动电流值以自动提供与所指示的输出值相对应的最适合的值(即，以便降低功耗)时，可能改变波长，并且可能出现信号间的干扰，由此引起通信问题。因此，日本专利申请特许公开第2003-224326号的配置不适用于降低功耗。

根据本发明，在用于网络通信的光通信设备中，以传输特性不偏离预定范围的方式控制功耗，并且因此降低光通信设备的功耗而不引起通信问题。

在要求低功耗的传输设备、路由器、开关以及服务器中，本发明可以适用于抑制功耗同时维持通信环境。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解，在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种改变。

Claims (23)

1.一种光通信设备，包括：

光源，输出光信号；

调制单元，调制发送数据，并且将调制后的发送数据输入给所述光源；

存储单元，保存所述光源或所述调制单元的设置值；

功耗调整单元，根据指示从所述存储单元获取所述设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及

控制单元，被提供以由所述功耗调整单元所确定的所述设置值，且基于所提供的设置值，控制所述光源和所述调制单元中的至少一个的功耗。

2.根据权利要求1所述的光通信设备，其中

通过所述光信号的传输速率、错误率、强度、波长以及传输损耗中的至少一个确定所述预定的传输特性范围。

3.根据权利要求1所述的光通信设备，其中

所述指示包括用于指示降低功耗的第一指示。

4.根据权利要求3所述的光通信设备，其中

根据所述第一指示确定的设置值包括被确定为使得所述发送数据在网络中的传输不出现问题的值，所述光源连接到所述网络。

5.根据权利要求1所述的光通信设备，还包括：

检测单元，检测从所述网络接收的数据，所述光源连接到所述网络，其中

所述控制单元基于所检测到的数据，控制所述光源和所述调制单元中的至少一个的功耗。

6.根据权利要求5所述的光通信设备，其中

所述控制单元将基于所检测到的数据而确定的所述设置值存储在所述存储单元中。

7.根据权利要求5所述的光通信设备，其中

在所述光源和所述调制单元中的至少一个的功耗能够降低时，所述控制单元基于所检测到的数据确定所述设置值，以使得所述光源和所述调制单元中的至少一个的功耗降低。

8.一种用于控制光通信设备的功耗的控制方法，所述光通信设备基于发送数据来输出光信号，所述方法包括以下步骤：

根据指示在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且针对所述发送数据的调制和所述光信号的输出中的至少一个确定设置值；

根据所述设置值调制所述发送数据；以及

根据所述设置值输出所述光信号。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其中

通过所述光信号的传输速率、错误率、强度、波长以及传输损耗中的至少一个确定所述预定的传输特性范围。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其中

所述指示包括用于指示降低功耗的第一指示。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其中

根据所述第一指示确定的设置值包括被确定为使得所述发送数据在网络中的传输不出现问题的值，所述光通信设备连接到所述网络。

12.根据权利要求8所述的控制方法，还包括以下步骤：

检测从所述网络接收的数据，所述光通信设备连接到所述网络，其中

基于所检测到的数据，控制所述光信号的所述调制和所述输出中的至少一个的功耗。

13.根据权利要求11所述的控制方法，还包括以下步骤：

存储基于所检测到的数据确定的所述设置值。

14.根据权利要求12所述的控制方法，其中

在所述光信号的所述调制和所述输出中的至少一个的功耗能够降低时，基于所检测到的数据确定所述设置值，以使得所述光信号的所述调制和所述输出中的至少一个的功耗降低。

15.一种用于基于从主机设备发送的发送数据而将光信号输出到网络的传输设备，包括：

指示单元，发送指示；以及

光通信设备，包括：

光源，输出光信号；

调制单元，调制所述发送数据，并且将调制后的发送数据输入给所述光源；

存储单元，保存所述光源或所述调制单元的设置值；

功耗调整单元，根据从所述指示单元发送的所述指示从所述存储单元获取所述设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及

控制单元，被提供以由所述功耗调整单元所确定的所述设置值，且基于所提供的设置值，控制所述光源和所述调制单元中的至少一个的功耗。

16.一种存储程序的记录介质，所述程序使得计算机执行用于控制光通信设备的功耗的控制处理，所述光通信设备基于发送数据输出光信号，所述处理包括：

根据指示在预定的传输特性范围内对功耗进行优化并且确定调制所述发送数据和输出所述光信号中的至少一个的设置值的步骤；

根据所述设置值调制所述发送数据的步骤；以及

根据所述设置值输出所述光信号的步骤。

17.一种光通信设备，包括：

光源，输出光信号；

调制装置，用于调制发送数据并且将调制后的发送数据输入给所述光源；

存储装置，用于保存所述光源或所述调制装置的设置值；

功耗调整装置，用于根据指示从所述存储装置获取所述设置值，在预定的传输特性范围内对功耗进行优化，并且确定设置值；以及

控制装置，提供以由所述功耗调整装置所确定的所述设置值，且用于基于所提供的设置值，控制所述光源和所述调制装置中的至少一个的功耗。

18.根据权利要求17所述的光通信设备，其中

通过所述光信号的传输速率、错误率、强度、波长以及传输损耗中的至少一个确定所述预定的传输特性范围。

19.根据权利要求17所述的光通信设备，其中

所述指示包括用于指示降低功耗的第一指示。

20.根据权利要求19所述的光通信设备，其中

根据所述第一指示确定的设置值包括被确定为使得所述发送数据在网络中的传输不出现问题的值，所述光源连接到所述网络。

21.根据权利要求17所述的光通信设备，还包括：

检测装置，用于检测从所述网络接收的数据，所述光源连接到所述网络，其中

所述控制装置基于所检测到的数据，控制所述光源和所述调制装置中的至少一个的所述功耗。

22.根据权利要求21所述的光通信设备，其中

所述控制装置将基于所检测到的数据而确定的所述设置值存储在所述存储装置中。

23.根据权利要求21所述的光通信设备，其中

在所述光源和所述调制装置中的至少一个的所述功耗能够降低时，所述控制装置基于所检测到的数据确定所述设置值，以使得所述光源和所述调制装置中的至少一个的功耗降低。

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