DE112005000413T5

DE112005000413T5 - Leistungsoptimierung für den Betrieb einer optoelektronischen Einrichtung mit thermoelektrischem Kühler

Info

Publication number: DE112005000413T5
Application number: DE112005000413T
Authority: DE
Inventors: James Burlingame Stewart
Original assignee: Finisar Corp
Current assignee: Finisar Corp
Priority date: 2004-02-21
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2007-01-18
Also published as: WO2005081865A3; KR20060121974A; JP2007523493A; GB2426383B; US7018114B2; GB0614441D0; US20050185898A1; GB2426383A; WO2005081865A2

Abstract

Optoelektronische Einrichtung, die folgendes umfaßt:
eine Umhüllung;
eine in der Umhüllung angeordnete Laserbaugruppe und
eine mit der Laserbaugruppe kommunizierende Temperatursteuereinrichtung, wobei die Temperatursteuereinrichtung entweder in einem Kühlmodus oder einem Heizmodus arbeitet, wobei die Temperatursteuereinrichtung häufiger in dem Heizmodus als in dem Kühlmodus arbeitet, wenn die Einrichtung optimiert ist, bei etwa 50°C zu arbeiten.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet optoelektronischer Module und insbesondere das Minimieren der Leistungsmenge, die von einem optoelektronischen Modul unter Verwendung von thermoelektrischen Kühlern (TECs – Thermo-Electric Coolers) zur Temperatursteuerung verwendet wird.
Die relevante Technologie
Faseroptische Technologien werden zunehmend verwendet, um Sprach- und Datensignale zu übertragen. Als Übertragungsmedium liefert die Faseroptik eine Reihe von Vorteilen gegenüber traditionellen elektrischen Kommunikationstechniken. Beispielsweise gestatten Lichtsignale extrem hohe Übertragungsraten und sehr hohe Bandbreitenkapazitäten. Außerdem sind Lichtsignale beständig gegenüber elektromagnetischen Interferenzen, die ansonsten elektrische Signale stören und möglicherweise verschlechtern würden. Lichtsignale können auch über größere Entfernungen ohne den Signalverlust übertragen werden, der in der Regel mit elektrischen Signalen auf einem Kupferdraht assoziiert ist.
Wenngleich optische Kommunikationen eine Reihe von Vorteilen liefern, stellt die Verwendung von Licht als Übertragungsmedium eine Reihe von Implementierungsherausforderungen. Insbesondere müssen von einem Lichtsignal geführte Daten bei Empfang durch eine Einrichtung wie etwa eine Netzvermittlung in ein elektrisches Format umgewandelt werden. Umgekehrt müssen Daten bei Ü bertragung zu dem optischen Netz von einem elektronischen Signal in ein Lichtsignal umgewandelt werden. Die Übertragung von optischen Signalen erfolgt in der Regel unter Verwendung einer photonischen Einrichtung wie etwa eines Sendeempfängermoduls an beiden Enden eines faseroptischen Kabels. Jedes Sendeempfängermodul enthält in der Regel eine Lasersendeschaltung, die in der Lage ist, elektrische Signale in optische Signale umzuwandeln, und einen optischen Empfänger, der in der Lage ist, empfangene optische Signale zurück in elektrische Signale umzuwandeln.
Diese Sendeempfängermodule sind elektrisch mit einer Hosteinrichtung wie etwa einem Hostcomputer, einem Vermittlungshub, einem Netzrouter, einem Schaltkasten, einem Computerein-/-ausgang (E/A) oder dergleichen über einen kompatiblen Anschlußport gekoppelt. Bei einigen Anwendungen ist es wünschenswert, die physische Größe des Sendeempfängermoduls zu miniaturisieren, um die Anzahl der Sendeempfängermodule zu erhöhen, die mit der Hosteinrichtung gekoppelt sind. Durch Erhöhen der Anzahl der Anschlußports nehmen die Hosteinrichtungen eine größere Anzahl von Netzverbindungen innerhalb eines gegebenen physischen Raums auf. Unter gewissen Bedingungen kann es wünschenswert sein, daß das Sendeempfängermodul hot-pluggable ist, das heißt, das Einsetzen und Entfernen des Sendeempfängermoduls aus einer Hosteinrichtung ohne Unterbrechung des elektrischen Stroms gestattet.
Um viele dieser Aufgaben zu lösen und Kompatibilität zwischen verschiedenen Herstellern sicherzustellen, definieren vereinbarte internationale und Industrienormen die physische Größe und Gestalt optischer Sendeempfängermodule. Beispielsweise entwickelte eine Gruppe von Herstellern von optischen Komponenten einen Satz von Normen für als SFP-(Small Form-factor Pluggable)-Sendeempfänger bezeichnete optische Sendeempfängermodule. Diese Norm definiert zusätzlich zu den Details der elektrischen Schnittstelle die physische Größe und Gestalt für die SFP-Sendeempfängermodule und den mit der Hosteinrichtung assoziierten entsprechenden Anschlußport oder Modulkäfig. Diese Normen stellen Interoperabilität zwischen den Produkten verschiedener Hersteller sicher. In jüngerer Zeit wurde die 10 Gb/s-Small-Formfactor-Pluggable-(XFP)-Norm vereinbart mit allen entsprechenden Details hinsichtlich Größe, gezogenem Strom usw.
Bei kleineren Sendeempfängerbausteinen, die die SFP- oder XFP-Norm erfüllen, und zunehmenden Datenraten ist die von den Sendeempfängern erzeugte Wärme ein Problem geworden. Wärmeabführungsmechanismen oder Kühlmechanismen mildern die von den Lasern und Laserdioden innerhalb dieser Sendeempfänger erzeugte übermäßige Wärme. Beispielsweise erfordern 10-Gigabit-Sendeempfänger im allgemeinen, daß Wärmeableitungsmechanismen in einem Standardtemperaturbereich von 15–30 Grad Celsius (°C) arbeiten, während mit optischen Übertragungen mit einer niedrigeren Rate verwendete Sendeempfänger möglicherweise keine Wärmeableitung erfordern. Die Verwendung von Wärmeableitungsmechanismen erhöht jedoch die Komplexität und Kosten bei der Montage des Sendeempfängers, reduziert den Raum, der ansonsten für die funktionalen optischen und elektrischen Komponenten des Sendeempfängers zur Verfügung stehen würde, und erhöht den zum Betreiben des Sendeempfängers erforderlichen Leistungsbedarf.
Eine Art von Wärmeableitungs- oder Kühlmechanismus ist ein thermoelektrischer Kühler (TEC). Ein TEC hält die Temperatur eines Sendeempfängers oder einer spezifischen Komponente des Sendeempfängers auf einem vordefinierten Punkt. Wenn die Komponente zu heiß wird, fließt Strom in einer Richtung in dem TEC, um Kühlung zu erzeugen. Wenn die Komponente zu kalt wird, fließt der Strom in der anderen Richtung und der TEC wirkt als ein Heizgerät. TECs erfordern leider im Kühlmodus viel mehr Leistung als im Heizmodus. Wenn die Temperatur des Moduls zunimmt, nimmt der vom TEC verbrauchte Strom zum Kühlen exponentiell zu.
1 zeigt eine graphische Darstellung 10, die eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen dem von einem TEC gezogenen Strom, als Referenzzahl 12 gezeigt, gegenüber der Temperaturdifferenz zwischen der heißen und kalten Seite des TECs ist (ΔT des TECs). Die Null-Strom-Temperatur, für den TEC als „0" identifiziert, das heißt, der Punkt, wo von der Temperatur her zwischen der kalten und heißen Seite des TECs keine Differenz vorliegt, als Referenzzahl 14 gezeigt. Wie man aus der Kurve 16 auf der graphischen Darstellung 10 erkennen kann, wird die von dem TEC für das Heizen gezogene Strommenge nur geringfügig erhöht, wenn das ΔT des TECs negativ wird, weil der TEC im Heizmodus zu arbeiten beginnt und eine kleine Strommenge zieht. Wenn jedoch das ΔT positiv wird, geht die von dem TEC für das Kühlen gezogene Strommenge sehr schnell hoch, weil TECs viel effizientere Heizgeräte als Kühler sind.
Bei einer Sendeempfängeranwendung ist es üblich, daß die Basis des TEC (heiße Seite) thermisch an der Ummantelung des Sendeempfängers angebracht ist und der Laser an der Oberseite des TECs (kalte Seite) angebracht ist. Für diese übliche Anordnung befindet sich der TEC in einem Heizmodus, wenn die Sendeempfängerummantelungstemperatur unter der gewünschten Lasersolltemperatur ist, und umgekehrt ist der TEC im Kühlmodus, wenn die Sendeempfängerummantelungstemperatur über der Lasersolltemperatur liegt. Damit der TEC so effizient wie möglich betrieben wird, ist es wünschenswert, den TEC über einen großen Bereich von Sendeempfängerummantelungstemperaturen hinweg zu betreiben.
Mit gegenwärtigen Sendeempfängermodulen, die ausgelegt sind, den Laser in einem Temperaturbereich von etwa 15°C bis etwa 30°C zu betreiben, kommt es zu einem Problem. Aufgrund der Arbeitsumgebung von typischen Sendeempfängermodulen, das heißt vielen aneinander montierten Modulen, übersteigen die Ummantelungsarbeitstemperaturen der Sendeempfänger den Lasersolltemperaturbereich bei weitem und erfordern, daß der TEC den Lasertemperaturverlauf in den weniger effizienten Kühlmodus steuert. Dadurch ergibt sich ein Problem, weil die dem Sendeempfängermodul einschließlich dem TEC zur Verfügung stehende Gesamtleistungsmenge begrenzt ist und es unerwünscht ist, eine große Leistungsmenge damit zu verbrauchen, den Laser des Sendeempfängers auf nicht mehr als 30°C gekühlt zu halten.
Ein verwandtes Problem ist die dem Sendeempfängermodul in dem gegebenen Temperaturbereich verfügbare Bandbreite. In der Technik ist bekannt, daß der Kanalabstand durch Einstellen der Temperatur abgestimmt werden kann. Beispielsweise ist bei einem Kanalabstand von etwa 100 GHz eine Temperaturverschiebung von etwa 10°C erforderlich, um sich zwischen Kanälen zu bewegen. Bei Sendeempfängern, die ausgelegt sind, auf mehreren DWDM-Kanälen zu arbeiten, ist es erforderlich, den Temperatursteuerbereich des TEC zu erhöhen, damit man die erforderliche thermische Abstimmung erhält. Um auf einem einzelnen 100-GHz-Kanal zu arbeiten, ist in der Regel ein Temperatursteuerbereich von etwa 10°C erforderlich. Um jedoch über zwei 100-GHz-Kanäle zu arbeiten, ist ein Temperatursteuerbereich von etwa 20°C erforderlich. Für mehrkanalige Anwendungen wird es noch kritischer, den Lasertemperaturbereich zu optimieren, um den TEC-Stromverbrauch zu minimieren.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Angesichts des oben gesagten wäre es wünschenswert, den thermoelektrischen Kühler (TEC) in dem effizienteren Kühlmodus über einen großen Bereich von Modultemperaturen hinweg zu betreiben, um den Stromverbrauch des Moduls (TEC) auf ein Minimum zu reduzieren. Es wäre au ßerdem günstig, wenn das Modul über einen erweiterten Bereich von Temperaturen arbeiten könnte, um das Abstimmen des Moduls auf mehrere Kanäle zu gestatten. Dies gestattet die Übertragung größerer Datenmengen und behält immer noch einen niedrigen Gesamtstromverbrauch bei.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine optoelektronische Einrichtung, die in einem Temperaturbereich arbeitet, der es gestattet, daß der TEC den größten Teil der Zeit im Heizmodus arbeitet. Infolgedessen wird der Stromverbrauch für die optoelektronische Einrichtung über einen erweiterten Temperaturbereich unter einem definierten Maximum gehalten. Bei einem Ausführungsbeispiel kann bei Aufrechterhaltung des Modulstroms bei oder unter 300 mA das Modul in einem Temperaturbereich von etwa –10°C bis etwa 75°C arbeiten. Erreicht wird dies in einer Konfiguration durch Setzen der Laserarbeitstemperatur auf etwa 50°C. Indem der Laser mit erhöhter Temperatur betrieben wird, kann der zum Aufrechterhalten der Lasertemperatur verwendete TEC für einen Großteil der Zeit in dem relativ effizienten Heizmodus bleiben.
Bei einer weiteren Konfiguration kann die Arbeitstemperatur des Lasers so angehoben werden, daß der TEC nur in dem Heizmodus arbeitet. In jedem Fall ist das Ergebnis ein effizientes optoelektronisches Modul, das weniger Strom zieht als existierende Module und dabei die Effizienz des Lasers aufrechterhält.
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich umfassender aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen oder können durch die Ausübung der Erfindung wie nachfolgend dargelegt in Erfahrung gebracht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die obigen und weiteren Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung weiter zu verdeutlichen, erfolgt eine eingehendere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es versteht sich, daß diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und deshalb nicht als ihren Schutzbereich beschränkend angesehen werden sollen. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail durch Verwendung der beiliegenden Zeichnungen beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine graphische Darstellung des TEC-Stroms gegenüber der Differenz bei der Temperatur zwischen der heißen und kalten Seite des TEC (ΔT_TEC);
2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines optoelektronischen Sendeempfängers;
3 ein Blockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Temperatur eines Laseremitters des optoelektronischen Sendeempfängers von 2 darstellt;
4 eine graphische Darstellung, die den Stromverbrauch eines Moduls gegenüber der Ummantelungstemperatur des Moduls für eine standardmäßige und optimierte Lasertemperatur zeigt;
5 eine graphische Darstellung, die den Stromverbrauch eines Moduls gegenüber der Ummantelungstemperatur des Moduls bei zwei Temperaturen zeigt, die eine Wellenlängenabstimmung gestatten; und
6 ein beispielhaftes Verfahren zum Minimieren des Stromverbrauchs in einem optoelektronischen Modul.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen das Verringern des Problems, daß bei höheren Temperaturen zum Kühlen von Komponenten der optoelektronischen Einrichtung oder des optoelektronischen Moduls ein übermäßiger TEC-Strom gezogen wird. Diese Ausführungsformen gestatten eine erhöhte Ummantelungstemperatur für die Einrichtung oder das Modul, damit der TEC in dem effizienteren Heizmodus bleiben kann, anstatt in den weniger effizienten Kühlmodus einzutreten.
Dies ist im Vergleich zu existierenden Temperatursteuersystemen vorteilhaft, die danach trachten, die Leistung von Komponenten der optoelektronischen Einrichtung wie etwa eines Lasers in einem Sendeempfängermodul über einen Temperaturbereich zu optimieren. Solche existierenden Systeme versuchten, ein Temperatursteuersystem auszulegen, um den Laser auf die optimierte Temperatur zu steuern. Dies führte leider zu Sendeempfängersystemen, bei denen die Temperatursteuersystemleistung für den Einsatz in kleinen steckbaren Sendeempfängeranwendungen viel zu hoch war, wie etwa unter anderem 10-Gigabit-Small-Form-factor-Pluggable-(XFP)-Module.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung tun gerade das Gegenteil durch Bestimmen eines Lasertemperaturbereichs, der die Leistungsmenge minimiert, die von dem Temperatursteuersystem und deshalb dem Modul insgesamt gebraucht wird. Dies führt zu einer viel effizienteren Verwendung von Leistung über einen viel größeren Temperaturbereich als existierende optoelektronische Module.
Zudem liefern Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mehrere Vorteile gegenüber existierenden optoelektronischen Modulen, die in der Regel in einem Temperaturbereich von etwa 15°C bis etwa 30°C arbeiten. Als Beispiel: Wenn immer mehr existierende Module in ein Patchpanel gepackt werden, steigt die Temperatur in dem Panel im allgemeinen an. Dies erfordert, daß der TEC von existierenden Modulen arbeitet, um die Modultemperatur zu senken. Da TECs im Kühlmodus viel weniger effizient sind, erfordert das Aufrechterhalten einer maximalen Lasertemperatur von 30°C oftmals mehr Strom, als das Modul insgesamt gemäß anwendbarer Normen ziehen darf. Ungeachtet der existierenden Norm ziehen existierende optoelektronische Module im allgemeinen einen übermäßigen Strom, wenn der TEC den Laser auf unter den Schwellwert von 30°C abkühlt. Die vorliegende Erfindung überwindet dies durch Betreiben des Lasers bei erhöhten Temperaturen, so daß der TEC zumindest einen großen Teil der Zeit im Heizmodus anstatt dem weniger effizienten Kühlmodus arbeitet. Dies führt dazu, daß das optoelektronische Modul Strom unter einem definierten Schwellwert über einen größeren Temperaturbereich hinweg zieht als existierende optoelektronische Module.
Einen zusätzlichen Vorteil erhält man dadurch, daß das optoelektronische Modul über einen erweiterten Temperaturbereich hinweg für einen gewünschten Stromverbrauch oder eine gewünschte Stromlast arbeitet. Dadurch kann ein einzelnes Modul Daten auf vielen Kanälen übertragen, indem die Lasertemperatur für den ausgewählten Kanal abgestimmt wird. Module, die auf mehreren Kanälen betrieben werden können, gestatten den Herstellern, die Anzahl der Teile zu reduzieren, die benötigt werden, um einen Bereich von Kanälen abzudecken, und reduzieren Lagerbestände für jene, die diese Systeme einsetzen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Sendeempfängers 100. Der Sendeempfänger 100 enthält mindestens Sende- und Empfängerschaltungswege, einen oder mehrere Stromanschlüsse 102 und einen oder mehrere Masseanschlüsse 104. Weiterhin enthält der Sendeempfänger 100 eine ROSA (Receiver Optical Subassembly – optische Empfängerunterbaugruppe) 106, die eine mechanische Faserfassung- und Koppeloptik sowie eine Fotodiode und eine Vorverstärkerschaltung enthält. Die ROSA 106 ist wiederum mit einer integrierten Nachverstärkerschaltung 108 verbunden, deren Funktion darin besteht, relativ kleine Signale von der ROSA 106 zu nehmen und sie zu verstärken und zu begrenzen, um ein digitales elektronisches Ausgangssignal mit gleichförmiger Amplitude zu erzeugen, das über RX+- und RX–-Pins 110 an äußere Schaltungsanordnungen angelegt wird. Die Nachverstärkerschaltung 108 liefert ein digitales Ausgangssignal, das als Signal-Detect oder Loss-of-Signal bekannt ist, die die Anwesenheit oder Abwesenheit eines geeignet starken optischen Eingangssignals anzeigen. Alle Komponenten des Sendeempfängers 100 können in einer Schutzummantelung oder einem Schutzgehäuse 112 angeordnet sein, mit Ausnahme von Verbindern, die von dem Gehäuse vorstehen können.
Geeignete Gehäuse einschließlich metallisch, Kunststoff, Gießform und andere Ummantelungen oder Gehäusestrukturen sind in der Technik wohlbekannt. Bei einer Ausführungsform ist eine Schutzummantelung 112 wie folgt: Breite 3 cm oder weniger; Länge 6,5 cm oder weniger und Höhe 1,2 cm oder weniger. Eine GBIC-(Gigabit Interface Converter)-Norm (SFF-8053 GBIC Norm Version 5.5) erfordert, daß die Abmessungen eines Modulgehäuses etwa 3 cm × 6,5 cm × 1,2 cm betragen. Somit erfüllt die Schutzummantelung 112 dieser Ausführungsform die Formfaktoranforderungen der GBIC-Norm.
Bei einer weiteren Ausführungsform lauten die physischen Abmessungen der Ummantelung 112: Breite 0,54 Inch oder weniger; Länge 2,24 Inch oder weniger und Höhe 0,34 Inch oder weniger. Die SFP-MSA (Small Form-factor Pluggable Multisource Agreement) erfordert, daß die Abmessungen eines konformen Modulgehäuses etwa 0,54'' × 2,24'' × 0,34'' betragen. Somit erfüllt das Modulgehäuse in dieser Ausführungsform die Formfaktoranforderungen der SFP-Norm. Man beachte, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Formfaktoranforderungen beschränkt ist. Die Ummantelung 112 kann auch konform mit XFP-Normen sein. Zudem versteht ein Durchschnittsfachmann mit dem Vorzug dieser Offenbarung, daß sich die vorliegende Erfindung auf verschiedene existierende oder noch zu bestimmende Formfaktoren anpassen läßt, von denen einige kleiner oder größer als die sein können, die hier identifiziert sind.
Die Sendeschaltungsanordnung des Sendeempfängers 100 kann eine TOSA (Transmitter Optical Subassembly) 114 und eine integrierte Lasertreiberschaltung 116 mit Signaleingängen enthalten, die von den TX+- und TX– -Pins 118 erhalten werden. TOSA 114 enthält eine mechanische Faserfassungs- und Koppeloptik sowie einen thermoelektrischen Kühler (TEC) und eine Laserdiode oder eine LED. Die Lasertreiberschaltung 116 liefert einen AC-Ansteuer- und DC-Biasstrom an den Laser. Die Signaleingänge für den Treiber werden von nicht gezeigten E/A-Pins des Sendeempfängers 100 erhalten. Bei anderen Ausführungsformen befindet sich der TEC außerhalb der TOSA 114. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist der TEC in einen Laser-Transistorabmessungs-(TO – Transistor Outline)-Baustein oder andere Laserbausteine integriert.
Außerdem enthält der optoelektronische Sendeempfänger 100 einen Treiber 120 für den thermoelektrischen Kühler (TEC) und eine zusätzliche Schaltungsanordnung, die nicht gezeigt ist, um die Temperatur der TOSA 114 zu steuern. Eine Ausführungsform des TEC-Treibers 120 und der zusätzlichen Schaltungsanordnung ist unten in Verbindung mit 3 eingehender beschrieben.
Ebenfalls in 2 wird ein Mikroprozessor 130 gezeigt, der ein, zwei oder mehr Chips enthalten kann, die konfiguriert sind, um die Operationen des Sendeempfängers 100 zu steuern. Zu geeigneten Mikroprozessoren zählen unter anderem die von Microchip Technologie Inc. hergestellten 8-Bit-CMOS-FLASH-Microcontroller PIC16F873A, PIC16F8730 und PIC16F871. Der Mikroprozessor 130 ist so gekoppelt, daß er Steuersignale an einen Nachverstärker 108 und Lasertreiber 116 liefert, und diese Komponenten und ROSA 106 und TOSA 114 liefern Rückkopplungssignale zurück an den Mikroprozessor 130. Beispielsweise liefert der Mikroprozessor 130 Signale (zum Beispiel Bias- und Amplitudensteuersignale), um den DC-Biasstrompegel und den AC-Modulationspegel der Lasertreiberschaltung 116 zu steuern (die dadurch das Auslöschungsverhältnis (ER) des optischen Ausgangssignals steuert), während die Nachverstärkerschaltung 108 an den Mikroprozessor 130 eine Signal-Detect-Ausgabe liefert, um die Anwesenheit oder Abwesenheit eines geeignet starken optischen Eingangssignals anzuzeigen.
Der Biasstrompegel beeinflußt die optische Ausgabewellenlänge des Sendeempfängers 100. Der Fachmann erkennt, daß durch Zunahmen beim Biasstrom die Temperatur des aktiven Gebiets eines Laserchips geändert wird. Insbesondere steigt mit dem Biasstrom die Verlustleistung des Laserchips. Und mit der Zunahme der im Laserchip abgeleiteten Leistung steigt die Temperatur des Laserchips, der einen festen thermischen Widerstand aufweist. Dies gilt, obwohl die Temperatur der Basis des Laserchips in der Regel vom TEC 120 gesteuert wird.
Die Temperatur und/oder andere physikalische Bedingungen verschiedener Komponenten des Sendeempfängers 100 können unter Verwendung von Sensoren erfaßt werden, die an den Mikroprozessor 130 gekoppelt sind. Bei einigen Ausführungsformen können Zustände der optischen Strecken ebenfalls unter Verwendung der Sensoren erfaßt werden.
Zusätzlich zu und manchmal in Verbindung mit diesen Steuerfunktionen gibt es eine Anzahl anderer Aufgaben, die vom Mikroprozessor 130 gehandhabt werden können. Diese Aufgaben beinhalten folgendes, sind aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt:

• Einstellfunktionen. Diese betreffen im allgemeinen die erforderlichen Einstellungen, die auf einer Basis Teil für Teil in der Fabrik vorgenommen werden, um Variationen bei Komponentencharakteristiken wie etwa Laserdiodenschwellwertstrom zu berücksichtigen.
• Identifikation. Dies bezieht sich auf die Speicherung eines Identitätscodes innerhalb eines Allzweckspeichers (z.B. einem EEPROM). Zusätzliche Informationen wie etwa Teilkomponentenrevisionen und Fabriktestdaten können ebenfalls innerhalb dieses Allzweckspeichers zu Identifikationszwecken gespeichert werden.
• Augensicherheit und allgemeine Fehlerdetektion. Diese Funktionen werden verwendet, um anormale und potentiell unsichere Arbeitsparameter zu identifizieren und diese gegebenenfalls an die Hosteinrichtung zu melden und/oder eine Laserabschaltung vorzunehmen. Sensoren können verwendet werden, um solche anormalen oder potentiellen unsicheren Arbeitsparameter zu identifizieren.
• Messung der optischen Leistung am Empfängereingang. Diese Funktion wird verwendet, um die eingegebene optische Leistung zu messen, und ein Bericht über diese Messung kann im Speicher gespeichert werden.
• Laserdiodenansteuerstrom. Diese Funktion wird verwendet, um den optischen Ausgangsleistungspegel der Laserdiode zu setzen.
• Überwachung und Steuerung der Laserdiodentemperatur. Bei einer Ausführungsform ist ein Temperaturcontroller (z.B. ein thermoelektrischer Kühler (TEC)) in oder bei der TOSA 114 angeordnet, um die Temperatur des Laseremitters darin zu steuern. Bei dieser Ausführungsform ist der Mikroprozessor 130 dafür verantwortlich, Steuersignale an den Temperaturcontroller zu senden, um die Temperatur der TOSA 114 innerhalb des durch die in 4 dargestellte graphische Darstellung definierten Be reichs von Umhüllungstemperaturen zu halten.

Unter weiterer Bezugnahme auf 2 kann der Sendeempfänger 100 eine serielle Schnittstelle 132 zum Kommunizieren mit einer Hosteinrichtung aufweisen. Eine Hosteinrichtung, wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Streckenkarte, an der ein Sendeempfänger angebracht ist, und/oder einen Hostsystemcomputer, zu dem ein Sendeempfänger eine optische Verbindung bereitstellt. Hostsysteme können Computersysteme, Network-Attached-Storage-(NAS)-Einrichtungen, Storage-Area-Network-(SAN)-Einrichtungen, optoelektronische Router sowie andere Arten von Hostsystemen und -einrichtungen sein.
Bei einigen Ausführungsformen enthält der optoelektronische Sendeempfänger 100 einen integrierten Schaltungscontroller, der einige der oben aufgeführten Funktionen ausführen kann. Beispielsweise führt ein integrierter Schaltungscontroller die Aufgaben der Identifikation und Augensicherheit und allgemeinen Fehlerdetektion aus, während der Mikroprozessor Steuersignale an den Temperaturcontroller liefert und auch andere Aufgaben ausführen kann.
Weiterhin kann der optoelektronische Sendeempfänger auch einen TX-Disable-Pin 134 und einen TX-Fault-Pin 136 enthalten, die in der GBIC-Norm beschrieben sind (SFF-8053). In der GBIC-Norm gestattet der TX-Disable-Pin 134, daß der Sender von der Hosteinrichtung abgeschaltet wird, während der TX-Fault-Pin 136 ein Indikator an die Hosteinrichtung darüber ist, daß im Laser oder der assoziierten Lasertreiberschaltung ein gewisser Fehlerzustand vorliegt. Es kann auch ein mit dem Mikroprozessor 130 assoziierter Lost-Off-Signal-(LOS)-Pin 138 vorliegen. Der LOS-Pin 138 gestattet dem Mikroprozessor, beispielsweise den Laser in der TOSA 114 abzuschalten, wenn ein Trägersignal verloren gegangen ist.
3 veranschaulicht einen Abschnitt einer Temperatursteuerschaltungsanordnung 140 des Sendeempfängers 100. Die Temperatursteuerschaltungsanordnung 140 ist an eine TOSA 114 gekoppelt. Bei einigen Ausführungsformen enthält die TOSA 114 eine Laserbaugruppe 142 (z.B. einen Lasertransistorabmessungsbaustein), der wiederum einen Laseremitter (z.B. eine kantenemittierende Laserdiode oder eine oberflächenemittierende Diode) enthält, der aktiviert wird, wenn ein Laserbiasstrom I_laserbias angelegt wird. Außerdem sind in 3 ein Lasertemperatursensor 144 und ein thermoelektrischer Kühler (TEC) 146 gezeigt, an die Laserbaugruppe 142 gekoppelt. Bei einigen anderen Ausführungsformen sind der Lasertemperatursensor 144 und/oder der TEC 146 innerhalb der Laserbaugruppe 142 integriert. Bei noch weiteren Ausführungsformen liegen der Lasertemperatursensor 144 und/oder der TEC 146 außerhalb der TOSA 114.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Lasertemperatursensor 144 ein Thermistor. Es kann auch eine beliebige andere Einrichtung verwendet werden, die sich zum Messen der Temperatur der Laserdiode eignet. Zu Beispielen für solche Einrichtungen können beispielhaft und nicht als Einschränkung Silizium-IC-Temperatursensoren, Thermoelemente, Widerstandstemperaturdetektoren (RDT – Resistive Temperature Detectors) und andere solche, dem Fachmann bekannte Einrichtungen zählen. Der Lasertemperatursensor 144 erzeugt ein Signal (V_TL), das als eine Funktion der Temperatur der Laserdiode variiert. Wie oben beschrieben und wie dem Fachmann wohlbekannt ist variiert die Wellenlänge von von einer Laserdiode erzeugten optischen Signalen als Funktion der Temperatur der Laserdiode. Dementsprechend kann bei anderen Ausführungsformen ein Sensor, der die Wellenlänge der optischen Signale direkt mißt, für einen Lasertemperatursensor 144 substituiert werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird eine Einrichtung, die einen Arbeitszustand der Laserdiode mißt, der als Funktion der Temperatur der Laserdiode variiert, anstelle des Laser temperatursensors 144 verwendet.
Immer noch unter Bezugnahme auf 3 liefert die Lasertreiberschaltungsanordnung 116 sowohl AC-Ansteuerleistung als auch DC-Biasstrom I_laserbias an die Laserbaugruppe 142, um den Laseremitter zu aktivieren und die AC-Modulation der Laserbaugruppe zu setzen. Der Mikroprozessor 130 steuert diesen Aspekt der Lasertreiberschaltungsanordnung 116 über das Biassteuersignal und das Amplitudensteuersignal. Die Lasertreiberschaltungsanordnung 116 sendet auch eine Spannung V(I_laserbias), die proportional zu I_laserbias ist, so daß der Mikroprozessor 130 den Istwert von I_laserbisa indirekt überwachen kann, der aufgrund von Arbeitsbedingungen wie etwa Temperatur variieren kann. Bei einigen Ausführungsformen überwacht der Mikroprozessor 130 ein Signal von einer Rückfacettenfotodiode (auch als eine Überwachungsfotodiode bezeichnet) anstelle von (oder zusätzlich zu) der Spannung V(I_laserbias). Bei einigen Ausführungsformen verwendet der Mikroprozessor 130 das oder die überwachten Signale, um eine Einstellung an dem DC-Biasstrom I_laserbias zu bestimmen.
Ein zusätzlicher Eingang kann optional zu dem Mikroprozessor 130 durch einen Umgebungstemperatursensor 150 vorgesehen werden, der die die TOSA 114 umgebende Umgebungstemperatur mißt und für den Mikroprozessor 130 erzeugt, das als Funktion der Umgebungstemperatur variiert. Wenngleich ein Lasertemperatursensor 144 bevorzugt in der Nähe eines Laseremitters plaziert wird, differiert der Temperaturmeßwert vom Lasertemperatursensor 144 im allgemeinen von der Isttemperatur des Laseremitters, weil der Lasertemperatursensor 144 physisch von dem Laseremitter getrennt ist. Folglich variieren der Temperaturmeßwert von dem Lasertemperatursensor 144 und sein Signal V_TL als Funktion der Außentemperatur. Durch Empfangen des Umgebungstemperatursignals V_TA kann der Mikroprozessor 130 den Effekt der Umgebungstemperatur auf den Temperaturmeßwert von dem La sertemperatursensor kompensieren.
Zusätzlich zu den Signalen V(I_laserbias), V_TL und V_TA empfängt der Mikroprozessor 130 Eingänge von einer Hosteinrichtung durch serielle Schnittstellenschaltungsanordnung 132 (2). Bei einigen Ausführungsformen erzeugt der Mikroprozessor 130 anhand der von der Hosteinrichtung, der Lasertreiberschaltungsanordnung 116 und dem Umgebungstemperatursensor 150 gesammelten Informationen ein analoges TEC-Command-Signal, um die Temperatur des Laseremitters in der Laserbaugruppe 142 zu setzen. Insbesondere erzeugt der Mikroprozessor 130 das TEC-Command-Signal auf der Basis von Eingängen von V (I_laserbias) von der Lasertreiberschaltungsanordnung 116, V_TL von dem Lasertemperatursensor, V_TA vom Umgebungstemperatursensor 150 und zuvor innerhalb des Mikroprozessors 130 während der Kalibrierung des optoelektronischen Sendeempfängers 100 gespeicherten kalibrierten Werten.
Das TEC-Command-Signal wird an die TEC-Treiberschaltungsanordnung 120 geliefert. Die TEC-Treiberschaltungsanordnung 120 ist so konfiguriert, daß sie ein Ausgangssignal V_TEC zum Ansteuern des TEC 146 gemäß dem TEC-Command-Signal erzeugt. Wie oben erwähnt basieren die an den TEC 146 gesendeten Befehlssignale auf dem Setzen der Arbeitstemperatur der Laserbaugruppe 142 und/oder der Ummantelung 112 (2) innerhalb gewisser Grenzen, so daß der vom Sendeempfänger 100 gezogene Strom unter dem Höchstwert gehalten wird. Außerdem werden die Befehlssignale so gewählt, daß der TEC 146 immer, im wesentlichen immer oder den größten Teil der Zeit im Heizmodus arbeitet.
4 veranschaulicht eine graphische Darstellung des vom Sendeempfänger 100 gezogenen Stroms auf der Basis der Ummantelungstemperatur des Sendeempfängers für verschiedene Laseristtemperaturen. Die graphische Darstellung 200 zeigt einen Modulgesamtstrom 202 über einer Modulummantelungstemperatur 204. Das Modul kann ein DWDM-(Dense Wavelength Division Multiplexing)-GBIC (Gigabit Interface Converter) sein, der ein optoelektronischer Sendeempfänger ist, der als Teil des Senders einen Laser mit verteilter Rückkopplung (DFB – Distributed Feedback) verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Modul ein steckbares 10 Gb/s-Standardformfaktor-(XFP)-Modul sein. Der Fachmann realisiert jedoch, daß auch andere Arten von Modulen verwendet werden können. Jedes Modul, das ausgelegt ist, bei einer gegebenen Temperatur zu arbeiten oder über einen gegebenen Temperaturbereich hinweg, und das TECs oder andere temperaturaufrechterhaltende Einrichtungen verwendet, um das Aufrechterhalten dieser Temperatur zu unterstützen, kann mit Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
In 4 zeigt eine erste Kurve 206 den Modulgesamtstrom, wenn die Ummantelungstemperatur auf einen ersten Punkt 208 von etwa 30°C gesetzt ist, wie dies für existierende Module typisch ist. Dieser Temperaturpunkt wurde aus einer Reihe von Gründen historisch für DWDM-Anwendungen gewählt. Zuerst wurden DWDM-Sender ursprünglich ausgelegt, um im Innenbereich bei Raumtemperaturen zwischen etwa 15°C und etwa 30°C zu arbeiten. Zweitens wurde der in den Modulen verwendete DFB-Laser ebenfalls so ausgelegt, daß er bei etwa 25°C am effizientesten und zuverlässigsten ist.
Während die Dichte von optischen Ports in einem gegebenen Panel beim Bemühen zum Reduzieren der Größe von Systemen zunimmt, nimmt leider die Temperatur in den Panels zu. Da TECs sehr effiziente Heizgeräte sind, aber viel weniger effiziente Kühler, steigt mit zunehmender Temperatur in den Panels der Gesamtstromverbrauch der Module exponentiell an. Dies ist ohne weiteres in der Kurve 206 zu sehen. Bei einer höchsten Ummantelungstemperatur von etwa 65°C, als Referenzzahl 220 gezeigt, übersteigt der Gesamtstrom 400 mA, wie durch Referenzpunkt 214 in 4 gezeigt.
Aus verschiedenen Gründen ist es unerwünscht, so viel Strom zu ziehen. Zuerst ist für den in 4 gezeigten DWDM-GBIC der maximale Modulstrom auf < 300 mA genormt worden. Dieser maximale Modulstrom enthält die ganze Leistung, die erforderlich ist, um den Laser und andere Elektronik in dem Modul zu betreiben, sowie den Strom, der von dem TEC verwendet wird, um den Laser oder andere optoelektronische Einrichtung auf einer spezifizierten Temperatur zu halten. Zweitens sind größere Stromquellen erforderlich, da immer mehr Strom benötigt wird, um zahlreiche Module in einem Panel zu bestromen. Diese größeren Stromquellen erzeugen auch mehr Hitze, die dann auf irgendeine Weise abgeleitet werden muß.
Ein Ausführungsbeispiel eines Sendeempfängers gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch eine zweite Kurve 210 dargestellt. Die Laserbaugruppe 142 (3) wird bei einer optimierten Temperatur betrieben, um den Modulstrom über einen erweiterten Ummantelungstemperaturbereich auf ein Minimum zu reduzieren. Für die zweite Kurve 210 liegt die optimierte Temperatur um 50°C, wie durch Datenpunkt 212 gezeigt. Dieses Modul bleibt durchaus unter einem Stromwert von etwa 300 mA innerhalb eines Temperaturbereichs von etwa –0°C bis etwa 75°C. Das Ausgleichen des Stromverbrauchs über diesen weiten Temperaturbereich derart, daß der am unteren Ende des Modultemperaturbereichs (etwa 0°C) gezogene Strom etwa gleich dem am hohen Ende des hohen Temperaturbereichs (75°C) gezeigten Strom ist, ist ein Vorzug der vorliegenden Erfindung.
Außerdem können die oben beschriebenen Techniken verwendet werden, um den Stromverbrauch des Moduls sowohl für einen Bereich von Umgebungstemperaturen als auch einen Bereich von Lasertemperaturen auszugleichen. Das Definieren eines verwendbaren Bereichs von Lasertemperaturen gestattet die thermische Abstimmung der Wellen länge des Lasers innerhalb dieses Bereichs. Wenn der Lasertemperaturbereich breit genug ist, dann kann der Laser auf mehreren Kanälen arbeiten, wie von der ITU definiert. Beispielsweise kann, wie in 5 dargestellt, wenn der erforderliche Ummantelungstemperaturbereich –5°C bis 65°C beträgt, der Laser zwischen 40°C und 50°C betrieben werden, was durch Linien 230 bzw. 232 dargestellt ist, während der Modulstrom unter dem Maximum von 300 mA gehalten wird. Für dieses Beispiel ist 10°C der größte zulässige Abstimmbereich. Wenn ein größerer Abstimmbereich für Mehrkanalbetrieb erforderlich ist, dann würde diese Übung wiederholt werden, um den Stromverbrauch über den erweiterten Bereich auf ein Minimum zu reduzieren, beispielsweise einen Bereich von 20°C.
6 veranschaulicht ein allgemein als Referenzzahl 240 bezeichnetes beispielhaftes Verfahren zum Aufrechterhalten eines Stromverbrauchsollpegels für ein optoelektronisches Modul. Verfahren 240 veranschaulicht nur ein beispielhaftes Verfahren. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Verfahren beschränkt, sondern kann weniger Schritte, zusätzliche Schritte oder alternative Kombinationen von Schritten enthalten.
Verfahren 240 beinhaltet einen ersten Schritt des Definierens einer höchsten und tiefsten Ummantelungstemperatur, wie durch Block 242 dargestellt. Die höchste und tiefste Ummantelungstemperatur liefern die Grenzen, über die die optoelektronische Einrichtung wie etwa beispielsweise ein Laser, betrieben werden kann. Als nächstes wird ein größter Modulstrom definiert, wie durch Block 244 dargestellt. Der größte Modulstrom kann durch Normungsorganisationen gesetzt werden, wie etwa beispielsweise die XFP-Norm, die den größten Modulstrom auf 400 mA begrenzt. Es sind jedoch auch andere Grenzen, sowohl über als auch unter 400 mA, möglich.
Der letzte Schritt in dem beispielhaften Verfahren 240 besteht in dem Setzen der Laserarbeitstemperatur, wie durch Block 246 dargestellt. Diese Laserarbeitstemperatur wird derart gesetzt, daß die Leistungskurve wie etwa die in 4 und 5 gezeigten Kurven innerhalb der definierten Grenzen bleibt. Bei einem Ausführungsbeispiel von Verfahren 240 sind die höchste und niedrigste Ummantelungstemperatur auf 80°C bzw. 0°C gesetzt, der größte Modulstrom ist auf 400 mA gesetzt und die Laserarbeitstemperatur ist auf 50°C gesetzt. Der Fachmann erkennt, daß auch andere Bereiche, Ströme und Arbeitstemperaturen möglich sind.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liefern im Vergleich zum Stand der Technik mehrere Vorteile. Einrichtungen nach dem Stand der Technik sind in der Regel in einem Temperaturbereich von etwa 15°C bis etwa 30°C betrieben worden. Da mehr und mehr Module in Systeme gepackt werden, steigt im allgemeinen die Temperatur innerhalb des Panels an. Dies erfordert, daß sich der TEC bei niedrigeren Umgebungstemperaturen einschaltet, und zwar aufgrund der Eigenerhitzung innerhalb des dicht gepackten Systems. Da TECs im Kühlmodus viel weniger effizient sind, erforderte das Aufrechterhalten der niedrigeren Temperatur von 30°C im Panel mehr Strom, als das Modul insgesamt unter den oben erörterten anwendbaren Normen ziehen darf.
Wie beschrieben kann diese Technik dazu verwendet werden, den Stromverbrauch über einen definierten Bereich von Laserarbeitstemperaturen zu minimieren. Dadurch kann ein einzelnes Modul Daten auf mehreren Kanälen übertragen. Dies erhöht stark die Effizienz der Datenübertragung für die Module.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne von ihrem Gedanken oder essentiellen Charakteristiken abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeglicher Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht als ein schränkend zu betrachten. Der Schutzbereich der Erfindung ist deshalb durch die beigefügten Ansprüche anstatt durch die vorausgegangene Beschreibung angedeutet. Alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche fallen, sollen in ihrem Schutzbereich eingeschlossen sein.
Zusammenfassung
LEISTUNGSOPTIMIERUNG FÜR DEN BETRIEB EINER OPTOELEKTRONISCHEN EINRICHTUNG MIT THERMOELEKTRISCHEM KÜHLER
Ein System und Verfahren zum Minimieren der Strommenge, die von einem optoelektronischen Modul verwendet wird, wird offenbart. Das System verwendet einen thermoelektrischen Kühler (TEC) (146), um eine Ummantelungstemperatur des Moduls auf etwa 50°C zu halten. Dadurch kann der TEC (146) in dem viel effizienteren Heizmodus arbeiten, wodurch die verwendete Strommenge zum Aufrechterhalten der Modultemperatur minimiert wird. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bestimmens eines Temperaturbereichs und einer Arbeitstemperatur für ein optoelektronisches Modul, so daß ein größter Strompegel nicht überschritten wird. Bei einem Ausführungsbeispiel gestattet eine Arbeitstemperatur von etwa 50°C mit einem Temperaturbereich von etwa –5°C bis etwa 75°C einen größten Strom von etwa 300 mA.

Claims

Optoelektronische Einrichtung, die folgendes umfaßt: eine Umhüllung; eine in der Umhüllung angeordnete Laserbaugruppe und eine mit der Laserbaugruppe kommunizierende Temperatursteuereinrichtung, wobei die Temperatursteuereinrichtung entweder in einem Kühlmodus oder einem Heizmodus arbeitet, wobei die Temperatursteuereinrichtung häufiger in dem Heizmodus als in dem Kühlmodus arbeitet, wenn die Einrichtung optimiert ist, bei etwa 50°C zu arbeiten.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Laserbaugruppe ein DWDM-(Dense Wavelength Division Multiplexed)-GBIC-(Gigabit Interface Converter)-Sendeempfängermodul umfaßt.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der DWDM-GBIC ein XFP-Modul ist.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umhüllungstemperatur in einem Bereich von etwa 45°C bis etwa 80°C gehalten wird.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Modul weniger als etwa 400 mA Strom zieht, wenn die Umhüllungstemperatur etwa 85°C beträgt.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei ein größter Stromfluß unter 300 mA liegt, wenn die Umhüllungstemperatur in einem Bereich von etwa 0°C bis etwa 75°C liegt.
Optoelektronische Einrichtung, die folgendes umfaßt: eine Umhüllung, die dafür ausgelegt ist, an einem Kommunikationspanel montiert zu werden; eine Laserbaugruppe, die innerhalb der Umhüllung angeordnet und in der Lage ist, Strom von dem Kommunikationspanel zu ziehen, und eine mit der Laserbaugruppe kommunizierende Temperatursteuereinrichtung; wobei die Temperatursteuereinrichtung eine Temperatur der Umhüllung so steuert, daß der von dem Kommunikationspanel gezogene Strom unter etwa 400 mA liegt, wenn die Temperatur über etwa 65°C und unter etwa 85°C liegt.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 7, wobei die Laserbaugruppe ein DWDM-(Dense Wavelength Division Multiplexed)-GBIC-(Gigabit Interface Converter)-Sendeempfängermodul umfaßt.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 8, wobei der DWDM-GBIC ein XFP-Modul ist.
Optoelektronischen Einrichtung nach Anspruch 7, wobei die Umhüllungstemperatur in einem Bereich von etwa 45°C bis etwa 80°C gehalten wird.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 7, wobei das Modul weniger als etwa 400 mA Strom zieht, wenn die Umhüllungstemperatur etwa 85°C beträgt.
Optoelektronische Einrichtung nach Anspruch 7, wobei ein größter Stromfluß 300 mA nicht übersteigt, wenn die Umhüllungstemperatur in einem Bereich von etwa 0°C bis etwa 75°C liegt.
Verfahren zum Ausgleichen des von einem Laser gezogenen Stroms über einen Bereich von Arbeitstemperaturen für den Laser, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Bestimmen eines maximalen Stromverbrauchs für einen Laser über einen Laserarbeitstemperaturbereich und Bestimmen einer optimierten Temperatur für den Laser auf der Basis des Laserarbeitstemperaturbereichs, wobei die optimierte Temperatur so ausgewählt ist, daß, wenn die Laserarbeitstemperatur auf eine größte Temperatur des Temperaturbereichs erhöht wird, der Laser weniger als den größten Strom zieht, und, wenn die Laserarbeitstemperatur auf eine kleinste Temperatur für den Laserarbeitstemperaturbereich reduziert wird, der Laser weniger als den größten Strom zieht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Laserarbeitstemperatur in einem Bereich von etwa –5°C bis etwa 80°C gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Modul weniger als etwa 400 mA Strom zieht, wenn die Laserarbeitstemperatur etwa 85°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein größter Stromverbrauch unter 300 mA liegt, wenn die Laserarbeitstemperatur in einem Bereich von etwa –5°C bis etwa 75°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Temperatur in einem Bereich von etwa –5°C bis etwa 75°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die optimierte Temperatur etwa 50°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Laser Teil eines Sendeempfängermoduls ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Sendeempfängermodul ein XFP-Modul ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Sendeempfängermodul ein DWDM-(Dense Wavelength Division Multiplexed)-GBIC-(Gigabit Interface Converter) ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der DWDM-GBIC ein XFP-Modul ist.