JP2018038026A - ホスト基板、光受信器、光送信器、光トランシーバ、およびホスト基板への光トランシーバの実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光トランシーバおよびホスト基板の構成を提供する。【解決手段】光トランシーバを実装するためのホスト基板１は、単数または複数のレーンを有する光トランシーバ１１１を着脱可能に構成され、レーンの数に対応する電気的接点を含むコネクタ１１と、コネクタ１１を通じて、光トランシーバ１１１から光トランシーバ１１１のレーンに関するレーン情報を受信して、使用可能な電気的接点を特定する管理部（電気処理ＬＳＩ２）と、コネクタ１１を通じて光トランシーバ１１１との間で通信する通信部（電気処理ＬＳＩ２）とを備える。通信部は、管理部によって特定された電気的接点を通じて、光トランシーバとの間で情報を通信できるように構成される。【選択図】図６

Description

本発明は、ホスト基板、光受信器、光送信器、光トランシーバ、およびホスト基板への光トランシーバの実装方法に関する。

光通信における伝送容量は飛躍的に高められている。近年では、４０Ｇｂｐｓあるいは１００Ｇｂｐｓの伝送容量を有する光通信が提案されている。たとえば４０Ｇｂｐｓの光通信では、速度１０Ｇｂｐｓの互いに波長が異なる４本の光信号が多重化される。１００Ｇｂｐｓの光通信では、２５Ｇｂｐｓの４本の光信号、あるいは１０Ｇｂｐｓの１０本の光信号が多重化される。

４０Ｇｂｐｓあるいは１００Ｇｂｐｓの伝送容量を実現するため、光トランシーバの伝送容量も拡張されてきた。たとえば”ＣＦＰ ＭＳＡ ＣＦＰ４ Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ １．１”（非特許文献１）は、イーサネット（登録商標）、遠距離通信等のための４０Ｇｂｐｓおよび１００Ｇｂｐｓインタフェースをサポートするための光トランシーバについて開示する。

たとえば米国特許出願公開第２０１６／０１４９６４３号明細書（特許文献１）は、各々が１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する４つの光デバイスが集積化された光トランシーバを開示する。光トランシーバは、互いに波長が異なる４本の光信号を多重化して、４０Ｇｂｐｓおよび１００Ｇｂｐｓの伝送速度を等価的に実現する。たとえば米国特許第８３７６６３４号明細書（特許文献２）は、４つの単体の光デバイスを含む光トランシーバを開示する。

米国特許出願公開第２０１６／０１４９６４３号明細書 米国特許第８３７６６３４号明細書

"ＣＦＰ ＭＳＡ ＣＦＰ４ Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ １．１"，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｆｐ−ｍｓａ．ｏｒｇ／Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＣＦＰ−ＭＳＡ＿ＣＦＰ４＿ＨＷ−Ｓｐｅｃ−ｒｅｖ１．１．ｐｄｆ

たとえば、ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、２５Ｇ，５０Ｇ，１００Ｇ−ＥＰＯＮの標準化（ＩＥＥＥ Ｐ８０２．３ｃａ）が進められつつある。これらの導入のためのシナリオとして、段階的に伝送容量を拡張する（アップグレードする）ことが考えられる。

上記の各文献は、特定の伝送容量（たとえば４０Ｇｂｐｓ）を達成することが可能な光トランシーバを開示する。しかしながら、各文献は、伝送容量の段階的な変更について具体的に開示していない。

本発明の目的は、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光トランシーバおよびホスト基板の構成を提供することである。

本発明の一態様に係るホスト基板は、光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、単数または複数のレーンを有する光トランシーバを着脱可能に構成され、レーンの数に対応する電気的接点を含むコネクタと、コネクタを通じて、光トランシーバから光トランシーバのレーンに関するレーン情報を受信して、使用可能な電気的接点を特定する管理部と、コネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部とを備える。通信部は、管理部によって特定された電気的接点を通じて、光トランシーバとの間で情報を通信できるように構成される。

本発明の一態様に係る光受信器は、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するための電気的接点を含むインタフェースと、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能な電気的接点と当該光受信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

本発明の一態様に係る光送信器は、ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、単数または複数の光送信部からの光信号を光ファイバに送出し、かつ、単数または複数の光送信部からの光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を光ファイバに送出する波長多重部と、ホスト基板からの電気信号を受けるための電気的接点を含むインタフェースと、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するために使用可能な電気的接点と当該光送信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

本発明の一態様に係る光トランシーバは、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、波長分離部と一体化または波長分離部から分離された波長多重部と、受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、ホスト基板から電気信号を受けるための第１の電気的接点と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するための第２の電気的接点とを有するインタフェースと、ホスト基板に、光受信部と、光送信部と、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するための第１の電気的接点と、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するための第２の電気的接点とを特定するための情報を通知する通信部とを備える。

本発明の一態様に係るホスト基板への光トランシーバの実装方法は、レーン情報を記憶した光トランシーバを、ホスト基板のコネクタに接続するステップと、光トランシーバからレーン情報を読み出すステップと、レーン情報に基づいて、レーン数を判定するステップと、レーン数に基づいて、マルチレーン分配のための制御を実行するステップとを備える。

本発明の一態様に係るホスト基板は、光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、単数または複数のレーンを有する光トランシーバを着脱可能に構成されたコネクタと、コネクタを通じて、光トランシーバから光トランシーバの使用可能なレーンに関するレーン情報を受信して、使用可能なレーンを特定する管理部と、コネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部とを備える。通信部は、管理部によって特定された、使用可能なレーンを伝送されるデータを、光トランシーバとの間で通信できるように構成される。

本発明の一態様に係る光受信器は、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するためのインタフェースと、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能なレーンと、当該光受信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

本発明の一態様に係る光送信器は、ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、単数または複数の光送信部からの光信号を光ファイバに送出し、かつ、単数または複数の光送信部からの光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を光ファイバに送出する波長多重部と、ホスト基板からの電気信号を受けるためのインタフェースと、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するために使用可能なレーンと、当該光送信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

本発明の一態様に係る光トランシーバは、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、波長分離部と一体化または波長分離部から分離された波長多重部と、受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、ホスト基板から電気信号を受けるとともに、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するためのインタフェースと、ホスト基板に、光受信部と、光送信部と、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達し、かつ光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能なレーンとを特定するための情報を通知する通信部とを備える。

上記によれば、光通信の伝送容量を段階的に変更することができる。

一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。 伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、伝送容量が２５Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ１）を示した図である。 図２に示された段階から、伝送容量を５０Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ２）を示した図である。 図３に示された段階から、伝送容量を１００Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ３）を示した図である。 一実施形態に係るホスト基板の構成を示した図である。 光トランシーバ、ポート１１および電気処理ＬＳＩ２の間の電気的接続に関する構成を模式的に示した図である。 電気処理ＬＳＩ２の下り信号処理に関する構成の概略を示したブロック図である。 レーン情報の第１の例を示した図である。 レーン情報の第２の例を示した図である。 光トランシーバの内部に記憶されるレーン情報の構成例を示した図である。 レーン情報の第３の例を示した図である。 図７に示した電気処理ＬＳＩによるマルチレーン分配制御のフローを示したフローチャートである。 実施の形態１に係る伝送容量の段階的アップグレードを実現するためのシナリオにおける、伝送容量が２５Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ１）を示した図である。 図１３に示された段階から、伝送容量を５０Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ２）を示した図である。 実施の形態１に係る伝送容量の段階的アップグレードを実現するためのシナリオにおける、伝送容量が１００Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ３）を示した図である。 図１３に示された段階から、伝送容量が２５Ｇｂｐｓの宅側装置が増加した段階（Ｄａｙ３’）を示した図である。 実施の形態１に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。 実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。 実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。 実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。 図２６に示した光トランシーバにより、２５Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。 図２６に示した光トランシーバにより、５０Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。 図２６に示した光トランシーバにより、１００Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。 実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。 図３０に示した光トランシーバにより、２５Ｇｂｐｓ×４チャネルの伝送をサポートするための構成例を示した図である。 伝送容量の段階的なアップグレードのシナリオの別の例を示した図である。 図３２に示された構成から、伝送容量をアップグレードするための構成を示した図である。 伝送容量が１０Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ０）を示した図である。 伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓのシステムと２５Ｇｂｐｓのシステムとが共存する段階（Ｄａｙ１）を示した図である。 伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓのシステム、２５Ｇｂｐｓのシステムおよび５０Ｇｂｐｓのシステムが共存する段階（Ｄａｙ２）を示した図である。 伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓ，２５Ｇｂｐｓ，５０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓのシステムが共存する段階（Ｄａｙ３）を示した図である。 Ｄａｙ１の段階におけるホスト基板の一形態を示した図である。 Ｄａｙ３の段階でのホスト基板の一形態を示した図である。 実施の形態２における、伝送容量の制御のための構成の概略を示したブロック図である。 実施の形態２における、光トランシーバ、ポートおよび電気処理ＬＳＩの間の電気的接続に関する構成を模式的に示した図である。 実施の形態２に係る光トランシーバの構成例を示した図である。 実施の形態２に係る光トランシーバの別の構成例を示した図である。 実施の形態２に係る光トランシーバのさらに別の構成例を示した図である。 既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバの別の構成例を示した図である。 既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバの別の構成例を示した図である。 既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバのさらに別の構成例を示した図である。 図４２〜図４４に示された光トランシーバによる光信号の受信を説明するための図である。 図４５〜図４７に示された光トランシーバによる光信号の受信を説明するための図である。 実施の形態２に係る電気処理ＬＳＩの下り信号処理に関する構成の概略を示したブロック図である。 実施の形態２に係るレーン情報の第１の例を示した図である。 実施の形態２に係るレーン情報の第２の例を示した図である。 実施の形態２に係るレーン情報の第３の例を示した図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係るホスト基板は、光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、単数または複数のレーンを有する光トランシーバを着脱可能に構成され、レーンの数に対応する電気的接点を含むコネクタと、コネクタを通じて、光トランシーバから光トランシーバのレーンに関するレーン情報を受信して、使用可能な電気的接点を特定する管理部と、コネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部とを備える。通信部は、管理部によって特定された電気的接点を通じて、光トランシーバとの間で情報を通信できるように構成される。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のためのホスト基板を提供することができる。管理部は、光トランシーバからのレーン情報に基づいて、使用可能なコネクタの電気的接点を特定する。レーン数の変更によって伝送容量を変更することができる。使用可能な電気的接点を特定することにより、レーン数を変更することができる。したがって、伝送容量の段階的な変更が可能である。

（２）好ましくは、レーン情報は、複数のレーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む。

上記によれば、管理部は、レーン数を判定することができる。さらに、管理部は、たとえば波長に関する情報に基づいて、同じ光ファイバに時分割多重ではなく、波長多重が可能なレーンの組み合わせを知ることができる。

（３）好ましくは、レーン情報は、光トランシーバの伝送容量に関する情報を含む。管理部は、伝送容量に関する情報に基づいて、レーンの数を判定して、使用可能な電気的接点を特定する。

上記によれば、管理部は、光トランシーバのサポートする伝送容量の情報から、使用可能な電気的接点を特定することができる。

（４）好ましくは、コネクタは、４つのレーンに対応する数の電気的接点を含む。
上記によれば、たとえば、４レーンによる並列伝送を実現することができる。一例では、４０Ｇｂｐｓ（１０Ｇ×４）あるいは１００Ｇｂｐｓ（２５Ｇ×４）などの伝送容量を実現することができる。

（５）好ましくは、複数のレーンは、光トランシーバの第１の伝送容量のための第１のレーンと、第１の伝送容量とは異なる、光トランシーバの第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む。

上記によれば、第１の伝送容量および第２の伝送容量の両方を達成できる光トランシーバがホスト基板に接続される。したがって、小さい伝送容量を有する旧世代のシステムと、大きい伝送容量を有する新世代のシステムとを共存させることができる。

（６）好ましくは、管理部は、コネクタに光トランシーバが接続されたことを検知して、光トランシーバからレーン情報を読出す。

上記によれば、ホスト基板への光トランシーバのプラグインによりレーン数を変更することができるので、伝送容量の変更を容易に実現できる。

（７）本発明の一態様に係る光受信器は、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するための電気的接点を含むインタフェースと、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能な電気的接点と当該光受信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光受信器を提供することができる。ホスト基板は、光受信器からの情報に基づいて、光受信器から電気信号を受信するための電気的接点を特定できる。さらに光受信器では、サポートされていない伝送容量に対応する波長多重信号を受信しても、伝送されるべきデータとは関係しない波長の光信号を無視することができる。

（８）好ましくは、前記情報は、複数のレーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む。

上記によれば、光受信器は、ホスト基板に対して、レーン数を判定することが可能な情報を提供することができる。さらに光受信器が、光信号の波長に関する情報をホスト基板に通知することによって、ホスト基板は、たとえば同じ光ファイバに時分割多重ではなく、波長多重が可能なレーンの組み合わせを知ることができる。

（９）好ましくは、複数のレーンは、光受信器の第１の伝送容量のための第１のレーンと、第１の伝送容量とは異なる、光受信器の第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む。

上記によれば、第１の伝送容量および第２の伝送容量の両方を達成できる光受信器がホスト基板に接続される。したがって、小さい伝送容量を有する旧世代のシステムと、大きい伝送容量を有する新世代のシステムとを共存させることができる。

（１０）好ましくは、情報は、光受信器の伝送容量に関する情報を含む。
上記によれば、ホスト基板に、光受信器のサポートする伝送容量に関する情報を提供できる。したがって、ホスト基板は、レーン数を判定することができるとともに、使用可能な電気的接点を特定することができる。

（１１）本発明の一態様に係る光送信器は、ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、単数または複数の光送信部からの光信号を光ファイバに送出し、かつ、単数または複数の光送信部からの光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を光ファイバに送出する波長多重部と、ホスト基板からの電気信号を受けるための電気的接点を含むインタフェースと、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するために使用可能な電気的接点と当該光送信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光送信器を提供することができる。ホスト基板は、光送信器からの情報に基づいて、ホスト基板からの電気信号を受信するための電気的接点を特定できる。

（１２）好ましくは、情報は、複数のレーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む。

上記によれば、光送信器は、ホスト基板に対して、レーン数を判定することが可能な情報を提供することができる。さらに光送信器が、光信号の波長に関する情報をホスト基板に通知することによって、ホスト基板は、たとえば同じ光ファイバに時分割多重ではなく、波長多重が可能なレーンの組み合わせを知ることができる。

（１３）好ましくは、複数のレーンは、光送信器の第１の伝送容量のための第１のレーンと、第１の伝送容量とは異なる、光送信器の第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む。

上記によれば、第１の伝送容量および第２の伝送容量の両方を達成できる光送信器がホスト基板に接続される。したがって、小さい伝送容量を有する旧世代のシステムと、大きい伝送容量を有する新世代のシステムとを共存させることができる。

（１４）好ましくは、情報は、光送信器の伝送容量に関する情報を含む。
上記によれば、ホスト基板に、光送信器のサポートする伝送容量に関する情報を提供できる。したがって、ホスト基板は、レーン数を判定することができるとともに、使用可能な電気的接点を特定することができる。

（１５）本発明の一態様に係る光トランシーバは、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、波長分離部と一体化または波長分離部から分離された波長多重部と、受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、ホスト基板から電気信号を受けるための第１の電気的接点と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するための第２の電気的接点とを有するインタフェースと、ホスト基板に、光受信部と、光送信部と、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するために使用可能な第１の電気的接点と、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能な第２の電気的接点とを特定するための情報を通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更を可能にするための光トランシーバを提供することができる。

（１６）本発明の一態様に係るホスト基板への光トランシーバの実装方法は、レーン情報を記憶した光トランシーバを、ホスト基板のコネクタに接続するステップと、光トランシーバからレーン情報を読み出すステップと、レーン情報に基づいて、レーン数を判定するステップと、レーン数に基づいて、マルチレーン分配のための制御を実行するステップとを備える。

上記によれば、光トランシーバがコネクタに接続されるごとに、レーン数を判定することができる。したがって伝送容量の段階的な変更を実現することができる。

（１７）好ましくは、方法は、光トランシーバよりも高い伝送容量を有する別の光トランシーバを、光トランシーバに替えてコネクタに接続するステップをさらに備える。

上記によれば、ホスト基板のコネクタに接続される光トランシーバを交換することにより伝送容量を変更することができる。

（１８）好ましくは、ホスト基板への光トランシーバの実装方法は、光トランシーバの伝送容量と同じ第１の伝送容量および光トランシーバの伝送容量よりも大きい第２の伝送容量を有する別の光トランシーバを、前記光トランシーバに替えてコネクタに接続するステップをさらに備える。

上記によれば、第１の伝送容量および第２の伝送容量の両方を達成できる光トランシーバがホスト基板に接続される。したがって、小さい伝送容量を有する旧世代のシステムと、大きい伝送容量を有する新世代のシステムとを共存させることができる。

（１９）本発明の一態様に係るホスト基板は、光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、単数または複数のレーンを有する光トランシーバを着脱可能に構成されたコネクタと、コネクタを通じて、光トランシーバから光トランシーバの使用可能なレーンに関するレーン情報を受信して、使用可能なレーンを特定する管理部と、コネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部とを備える。通信部は、管理部によって特定された、使用可能なレーンを伝送されるデータを、光トランシーバとの間で通信できるように構成される。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のためのホスト基板を提供することができる。管理部は、光トランシーバからのレーン情報に基づいて、使用可能なレーンを特定する。レーン数の変更によって伝送容量を変更することができる。使用可能なレーンを特定することにより、レーン数を変更することができる。したがって、伝送容量の段階的な変更が可能である。

（２０）本発明の一態様に係る光受信器は、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するためのインタフェースと、光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能なレーンと、当該光受信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光受信器を提供することができる。ホスト基板は、光受信器からの情報に基づいて、光受信器から電気信号を受信するために使用可能なレーンを特定できる。さらに光受信器では、サポートされていない伝送容量に対応する波長多重信号を受信しても、伝送されるべきデータとは関係しない波長の光信号を無視することができる。

（２１）本発明の一態様に係る光送信器は、ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、単数または複数の光送信部からの光信号を光ファイバに送出し、かつ、単数または複数の光送信部からの光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を光ファイバに送出する波長多重部と、ホスト基板からの電気信号を受けるためのインタフェースと、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達するために使用可能なレーンと、当該光送信部とを特定するための情報を、ホスト基板に通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更が可能な光通信のための光送信器を提供することができる。ホスト基板は、光送信器からの情報に基づいて、光送信器から電気信号を受信するために使用可能なレーンを特定できる。

（２２）本発明の一態様に係る光トランシーバは、光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、波長分離部と一体化または波長分離部から分離された波長多重部と、受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、ホスト基板から電気信号を受けるとともに、光受信部からの電気信号をホスト基板に出力するためのインタフェースと、ホスト基板に、光受信部と、光送信部と、ホスト基板からの電気信号を光送信部に伝達し、かつ光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能なレーンとを特定するための情報を通知する通信部とを備える。

上記によれば、伝送容量の段階的な変更を可能にするための光トランシーバを提供することができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。図１において、ＰＯＮ（Passive Optical Network)システム３００は、一実施形態に係る光通信システムである。ＰＯＮシステム３００は、局側装置３０１と、宅側装置３０２と、ＰＯＮ回線３０３と、光スプリッタ３０４とを備える。「局側装置」および「宅側装置」は「ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）」および「ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）」とそれぞれ読み替えてもよい。

局側装置３０１は、通信事業者の局舎に設置される。局側装置３０１は、ホスト基板（図示せず）を搭載する。ホスト基板には、電気信号と光信号とを相互に変換する光トランシーバ（図示せず）が接続される。

宅側装置３０２は、ユーザ側に設置される。複数の宅側装置３０２の各々は、ＰＯＮ回線３０３を介して局側装置３０１に接続される。

ＰＯＮ回線３０３は、光ファイバにより構成された光通信回線である。ＰＯＮ回線３０３は、幹線光ファイバ３０５、および、少なくとも１つの支線光ファイバ３０６を含む。光スプリッタ３０４は、幹線光ファイバ３０５および支線光ファイバ３０６に接続される。ＰＯＮ回線３０３には、複数の宅側装置３０２が接続可能である。

局側装置３０１から送信された光信号は、ＰＯＮ回線３０３を通り、光スプリッタ３０４によって複数の宅側装置３０２へと分岐される。一方、各々の宅側装置３０２から送信された光信号は、光スプリッタ３０４によって集束されるとともに、ＰＯＮ回線３０３を通って局側装置３０１に送られる。光スプリッタ３０４は、外部からの電源供給を特に必要とすることなく、入力された信号から受動的に信号を分岐または多重する。

ＰＯＮシステム３００は、Ｐ２ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）型のシステムである。本発明の実施の形態に係る光通信システムは、Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）型のシステムであってもよい。

高速ＰＯＮシステムとして、上り信号または下り信号に複数波長が割り当てられ、複数波長を波長多重して上り信号または下り信号を構成する波長多重型ＰＯＮシステムが検討されている。たとえば１００Ｇｂｐｓ級ＰＯＮでは、上りおよび下りに、１波長あたりの伝送容量が２５Ｇｂｐｓの信号をそれぞれ４波長割り当て、それらを波長多重する構成とすることができる。このような波長多重型ＰＯＮシステムの導入シナリオとして、伝送容量の段階的な拡張（アップグレード）が考えられる。以下に説明される図面において、「Ｄａｙ１」、「Ｄａｙ２」、「Ｄａｙ３」等は、伝送容量の拡張の段階の表記である。なお、伝送容量の拡張の段階を示す名称は特に限定されない。たとえば「世代」との用語を用いて、「第１世代」、「第２世代」のように段階を表記してもよい。

＜実施の形態１＞
図２から図４に示されるように、伝送容量の拡張の１つのシナリオは、光トランシーバを追加することである。図２を参照して、ホスト基板１は、局側装置３０１（図１を参照）に搭載され、ポート１１〜１４と、電気処理ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）２と、集線ＬＳＩ３とを有する。ポート１１〜１４の各々は、光トランシーバとの間で信号およびデータを入出力できるように構成される。各ポートは、コネクタによって実現される。

ポート１１〜１４の各々は、２５Ｇｂｐｓ用の光トランシーバ１０１を接続できるように構成されている。「Ｄａｙ１」の段階では、ポート１１にのみ光トランシーバ１０１が接続されている。

電気処理ＬＳＩ２は、ホスト基板１の外部との間で情報を通信する。電気処理ＬＳＩ２は、光トランシーバ１０１から出力された電気信号に対して各種の処理を施す。さらに、電気処理ＬＳＩ２は、集線ＬＳＩ３を通じてホスト基板１の外部から電気信号を受けて、光トランシーバ１０１に入力されるべき電気信号を生成する。集線ＬＳＩ３は、電気信号のための複数の伝送路を収容する。

電気処理ＬＳＩ２は、マルチレーン分配制御をサポートする。一実施形態では、電気処理ＬＳＩ２は、２５Ｇｂｐｓの４つのレーンによって、１００Ｇｂｐｓの伝送を実現することができる。レーン数を変更することによって、電気処理ＬＳＩ２は、２５Ｇｂｐｓ，５０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓの伝送速度をサポートする。

光トランシーバ１０１は、宅側装置３０２からの光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する。電気信号は、光トランシーバ１０１からポート１１を通じて電気処理ＬＳＩ２へと出力される。一方、光トランシーバ１０１は、電気処理ＬＳＩ２からポート１１を通じて電気信号を受信して、その電気信号を光信号に変換する。光信号は、光トランシーバ１０１からＰＯＮ回線（図１を参照）を通じて宅側装置３０２へと送られる。

図３は、図２に示された段階から、伝送容量を５０Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ２）を示した図である。図２および図３を参照して、「Ｄａｙ２」の段階では、光トランシーバ１０１に加えて、２５Ｇｂｐｓ用の光トランシーバ１０２がホスト基板１に実装される。光トランシーバ１０２は、ポート１２に接続される。

光トランシーバ１０１と光トランシーバ１０２とでは、光信号の波長が異なる。光波長多重分離器（ＷＭ）３１は、光トランシーバ１０１からの波長λ１の光信号と、光トランシーバ１０２からの波長λ２の光信号とを多重化する。波長多重された光信号は、宅側装置３０２へ送られる。一方、光波長多重分離器３１は、宅側装置３０２からの波長多重された光信号を２つの光信号に分離する。光トランシーバ１０１，１０２の各々は、光波長多重分離器３１からの対応する光信号を受信する。

図４は、図３に示された段階から、伝送容量を１００Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ３）を示した図である。図３および図４を参照して、「Ｄａｙ３」の段階では、２５Ｇｂｐｓ用の４つの光トランシーバ（光トランシーバ１０１，１０２，１０３，１０４）がホスト基板１に実装される。光トランシーバ１０３，１０４は、それぞれポート１３，１４に接続される。光波長多重分離器３１は、光トランシーバ１０１，１０２からの光信号に加えて、光トランシーバ１０３からの波長λ３の光信号と、光トランシーバ１０４からの波長λ４の光信号とを多重化する。一方、光波長多重分離器３１は、宅側装置３０２からの波長多重された光信号を４つの光信号に分離する。光トランシーバ１０１〜１０４の各々は、光波長多重分離器３１からの対応する光信号を受信する。

図２〜図４に示されたシナリオを実現するには、以下の点を考慮する必要がある。第１に、将来の使用を予想して、複数のポートをホスト基板１に実装しなければならない。一方、Ｄａｙ１の段階では、１つのポートのみ使用され、３つのポートは未使用である。しかしＤａｙ１の段階では、未使用ポートは無駄になる。さらに、Ｄａｙ１で準備された４つのポートにより伝送容量の拡張を実現するので、ホスト基板あたりの伝送容量が小さい。

第２に、伝送容量を拡張する場合（Ｄａｙ１からＤａｙ２への移行時）には、光波長多重分離器３１を設置する必要がある。このため光波長多重分離器３１は、局側装置３０１とは別に設置される可能性が高い。しかし、光波長多重分離器３１を設置するスペースを確保するのが難しい可能性がある。

第３に、伝送容量を拡張する際には、追加された光トランシーバと、光波長多重分離器３１との間を、光ファイバで接続しなければならない。このため光ファイバの配線が煩雑になりやすい。

上記の観点から、実施の形態１では、以下のシナリオを採用することができる。図５は、一実施形態に係るホスト基板の構成を示した図である。図５を参照して、ホスト基板１は、ポート１１と、電気処理ＬＳＩ２と、集線ＬＳＩ３とを備える。ポート１１は、光トランシーバ１０１、光トランシーバ１２１、および光トランシーバ１１１の各々が着脱可能なように構成される。光トランシーバ１２１は、２５Ｇｂｐｓ、波長λ１の４つのチャネルを有する。光トランシーバ１１１は、２５Ｇｂｐｓ×４波長（λ１，λ２，λ３，λ４）光トランシーバである。

本発明の実施の形態に係る光トランシーバは、ポート１１に接続されることにより、電気処理ＬＳＩ２に、光トランシーバがサポートする伝送容量に関する情報を出力する。電気処理ＬＳＩ２は、ポート１１を通じて、その情報を取得する。光トランシーバとホスト基板１との間の通信プロトコルとしては、たとえばＭＤＩＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、あるいはＩ^２Ｃといったシリアル通信を用いることができる。

図６は、光トランシーバ、ポート１１および電気処理ＬＳＩ２の間の電気的接続に関する構成を模式的に示した図である。図６において、ポート１１に接続可能な光トランシーバとして光トランシーバ１１１が代表的に示される。ポート１１は、コネクタにより実現される。コネクタは、電気的接点４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，８を有する。

電気的接点４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、高速信号線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにそれぞれ接続される。電気的接点６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、高速信号線７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにそれぞれ接続される。電気的接点８は、制御信号線９に接続される。

光トランシーバ１１１は、電気インタフェース４３を含む。電気インタフェース４３は、ピン４３ａ〜４３ｉを有する。光トランシーバ１１１がコネクタ（ポート１１）に接続された状態において、ピン４３ａ〜４３ｉは、電気的接点４ａ〜４ｄ、６ａ〜６ｄ，８にそれぞれ電気的に接続される。光トランシーバ１１１のピン配置は、たとえばＣＦＰ ＭＳＡ（Ｃｅｎｔｕｍ ｇｉｇａｂｉｔ Ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）に従ってもよい。一実施形態では、光トランシーバは、ＣＦＰ４と呼ばれる規格に従ってもよい。

高速信号線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄおよび制御信号線９は、電気処理ＬＳＩ２に接続される。高速信号線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが１つの組をなすとともに、高速信号線７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがもう１つの組をなす。２つの組のうちの一方の高速信号線は、コネクタ（ポート１１）に接続された光トランシーバから電気処理ＬＳＩ２に電気信号を伝達するために用いられる。他方の組の高速信号線は、電気処理ＬＳＩ２から、その光トランシーバに電気信号を伝達するために用いられる。

それぞれの組の１つの信号線が１つのレーンに対応する。したがって、光トランシーバ１０１の場合には、高速信号線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのうちの１つと、高速信号線７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのうちの１つとが電気処理ＬＳＩ２と光トランシーバ１０１との間の電気信号の伝達のために用いられる。図６において、信号を伝達するための線は、１本の直線によって示されている。しかし、信号を伝達するための線は、差動信号対（すなわち２本の線）によって構成されていてもよい。

光トランシーバのピン４３ａ〜４３ｉは、光受信部からの電気信号を、コネクタの電気的接点を通じてホスト基板１に出力するために使用可能なピン（電気的接点）を含む。さらに、光トランシーバのピン４３ａ〜４３ｉは、電気処理ＬＳＩ２からの電気信号をコネクタの電気的接点から受けるために使用可能なピンと、光トランシーバに記憶された情報を出力するためのピンとを含む。各ピンは、コネクタ（ポート１１）の対応する電気的接点に接続される。

伝送容量に関する情報を表す電気信号は、光トランシーバ１１１から制御信号線９を通じて電気処理ＬＳＩ２に送られる。電気処理ＬＳＩ２は、制御信号線９あるいは図６に示されていない別の信号線を通じて、光トランシーバを制御するための信号をポート１１（コネクタ）に接続された光トランシーバに送ってもよい。

図７は、電気処理ＬＳＩ２の下り信号処理に関する構成の概略を示したブロック図である。図７を参照して、電気処理ＬＳＩ２は、データ転送部２１と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２２と、ＲＳ（Ｒｅｃｏｎｃｉｌｉａｔｉｏｎ Ｓｕｂｌａｙｅｒ）２３と、ＰＣＳ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｕｂｌａｙｅｒ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、ＰＭＡ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、マルチレーン分配コントローラ２６と、レーン数判定部２７とを含む。

データ転送部２１、ＭＡＣ２２、ＲＳ２３、ＰＣＳ２４ａ〜２４ｄ、およびＰＭＡ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、外部と通信するとともにコネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部を実現する。図６に示されるように、電気処理ＬＳＩ２はコネクタ（ポート１１）の電気的接点を通じて光トランシーバに電気的に接続される。

データ転送部２１は、ＭＡＣフレームの中継処理、複数ＭＡＣから来るトラフィックを束ねる集線処理、上位装置と複数回線を使って接続するためのリンクアグリゲーションなどの処理を実行する。ＭＡＣ２２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＭＡＣフレームに、フレームの宛先を示すＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を付与してＰＯＮ ＭＡＣフレームへの変換を行う。そして、ＭＡＣ２２は、ＬＬＩＤごとのデータを、ＬＬＩＤごとに設けられた物理的または論理的データバッファに保管する。

マルチレーン分配コントローラ２６は、ＭＰＭＣ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ ＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ）副層が管理する、各ＬＬＩＤの宛先がどのレーンに接続されるかの情報と、ポートに接続されている光トランシーバのレーン情報とを用いて、各ＬＬＩＤ宛データバッファからのデータブロック読み出し量と、読み出したデータブロックをどのレーンを使って送信するかをＲＳ２３に指示する。

ＲＳ２３は、マルチレーン分配コントローラの指示に従い、ＭＡＣ２２の各ＬＬＩＤ宛データバッファから、特定のデータ長を単位とするデータブロックまたはその整数倍で読み出して、データブロックごとに、データの宛先を示すＬＬＩＤと、データ構成順序を示すシーケンス番号を付与する。ＲＳ２３は、レーンごとに設けた送信バッファにデータブロックを振り分ける。ここで、特定のデータ長単位とは、ＰＣＳで処理するＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の符号長単位とすることができる。

ＰＣＳ２４ａ〜２４ｄの各々は、レーンごとに設けた送信バッファから、データブロックを読み出し、ＭＡＣフレーム間ギャップの調整、６４Ｂ／６６Ｂのエンコード、ＦＥＣエンコードを行う。さらに、ＰＭＡ２５ａ〜２５ｄの各々は、光トランシーバとインタフェースするためのパラレル／シリアル変換を実行する。

一方、光トランシーバから送られてきた複数レーンの受信データは、ＰＣＳ２４ａ〜２４ｄのうちの対応するＰＣＳにおいて、６４Ｂ／６６Ｂデコード、ＦＥＣデコード、デスクランブル等の処理が実行され、図示しない受信バッファに一旦保管される。データブロックの受信後、ＭＡＣ２２では、データブロックに付与されたＬＬＩＤ（どのＯＮＵから送られたデータであるかを示す）と、データブロックに付与されたデータ構成順序を示すシーケンス番号に対応して、ＬＬＩＤごとに設けられた物理的または論理的な各ＬＬＩＤ宛データバッファにデータブロックが振り分けられ、ＰＯＮ ＭＡＣフレームからＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＭＡＣフレームに変換される。データ転送部２１は、データ構成順序を示すシーケンス番号順にデータバッファからデータを取得して、ＭＡＣフレームの中継処理、複数ＭＡＣから来るトラフィックを束ねる集線処理、上位装置と複数回線を使って接続するためのリンクアグリゲーションなどの処理を実行する。

マルチレーン分配コントローラ２６およびレーン数判定部２７はホスト基板１上の管理部を実現する。管理部は、コネクタを通じて、光トランシーバ１１１のコントローラ４１から、光トランシーバ１１１の使用可能なレーンに関するレーン情報を受信する。管理部は使用可能なレーンに対応したコネクタの電気的接点、すなわちコネクタの使用可能な電気的接点を特定する。これにより、伝送容量の段階的なアップグレードが可能となる。

詳細には、レーン数判定部２７は、光トランシーバ１１１内のコントローラ４１から、光トランシーバ１１１の使用可能なレーンに関するレーン情報を読み出す。レーン数判定部２７は、その読み出した情報に基づいて、光トランシーバ１１１のレーンの数を判定する。レーン情報に、各レーンに使われている波長情報が含まれるときには、レーン数判定部２７は、各レーンの波長を判定する機能を有することもできる。

ＰＭＡ２５ａ〜２５ｄのうち、１または複数の対応するＰＭＡが、光トランシーバ１１１にデータを伝送する。図６に示されるように、コネクタの電気的接点４ａ〜４ｄの各々および電気的接点６ａ〜６ｄの各々は，各レーンに割り当てられている。使用可能なレーンが特定されることにより、複数の電気的接点の中から、そのレーンに対応づけられた使用可能な電気的接点が特定される。したがって電気処理ＬＳＩ２の通信部を構成する回路ブロックは、その特定された電気的接点を経て情報（すなわちホスト基板１から下り信号によって伝送される情報）を光トランシーバとの間で通信することができる。

光トランシーバ１１１は、コントローラ４１を含む。コントローラ４１は、光トランシーバ１１１を監視および制御する。さらに、コントローラ４１は、レーンに関するレーン情報を記憶するとともに、そのレーン情報をホスト基板１に送信する。レーン情報を記憶するメモリが、コントローラ４１とは別に光トランシーバ１１１の内部に設けられてもよい。

以下に説明する光トランシーバにおいても同様に、コントローラ４１が、レーンに関するレーン情報をホスト基板１に通知する。レーン情報とは、光トランシーバから出力された電気信号をホスト基板１（電気処理ＬＳＩ２）に伝達するための電気的接点（光トランシーバのピン）を特定するための情報であると定義することができる。さらに、レーン情報は、ホスト基板１（電気処理ＬＳＩ２）から出力された電気信号を、光トランシーバに伝達するためのコネクタの電気的接点を特定するための情報であると定義することができる。さらに、レーン情報とは、光信号を送信するための光送信部、または、光信号を受信するための光受信部を特定するための情報を含むことができる。これらの光送信部または光受信部は、レーンと関連付けられるためである。

図８は、レーン情報の第１の例を示した図である。図８を参照して、レーン情報は、レーンのサポート情報を含んでもよい。サポート情報は、４つのレーン（Ｌａｎｅ１，Ｌａｎｅ２，Ｌａｎｅ３，Ｌａｎｅ４）の各々について、送信の有無および受信の有無を示す情報である。

図９は、レーン情報の第２の例を示した図である。図９を参照して、レーン情報は、レーンの波長情報を含んでもよい。波長情報は、送信される光信号のレーンごとの波長、および受信される光信号のレーンごとの波長を示す。

光トランシーバ１１１は、図８に示したレーンのサポート情報および図９に示したレーンの波長情報の一方を有してもよい。あるいは光トランシーバ１１１は、レーンのサポート情報および波長情報の両方を有してもよい。

図１０は、光トランシーバ１１１の内部に記憶されるレーン情報の構成例を示した図である。図１０を参照して、レーン情報は、たとえばコントローラ４１のレジスタに記憶された情報である。たとえばTransmitter laneおよびReceiver laneは４ビットから構成される。各ビットは、レーンの番号（Lane0,Lane1, Lane2, Lane3)、およびそのレーンの実装の有無を表す。Transmitter wavelength およびReceiver wavelengthは２ビット×４＝８ビットから構成される。各々の２ビットは、レーンの番号、およびそのレーンでの光信号の波長を表す。

図１１は、レーン情報の第３の例を示した図である。図１１を参照して、コントローラ４１は、光トランシーバがサポートする伝送容量の情報を記憶する。図１１には、送信時の伝送容量（２５Ｇ，５０Ｇまたは１００Ｇ）および受信時の伝送容量（２５Ｇ，５０Ｇまたは１００Ｇ）が例として示される。電気処理ＬＳＩ２は、伝送容量とレーン数とを対応付ける情報、および、各レーンの光信号（送信および受信）の波長に関する情報を有してもよい。電気処理ＬＳＩ２は、コントローラ４１から、伝送容量のサポート情報を取得して、そのサポート情報を、レーンの情報に展開してもよい。

レーンに関する情報のフォーマットは、図８〜図１１に示されるように限定されるものではない。図６に戻り、ホスト基板１は、レーンに関する情報を光トランシーバから受けるための電気的接点８を有していればよい。たとえば、レーン数に関する情報が、電気的接点８に接する光トランシーバのピン（図示せず）にアサインされていてもよい。電気処理ＬＳＩ２は、電気的接点８から出力された信号を制御信号線９を通じて受信する。これにより電気処理ＬＳＩ２は、レーン数に関する情報を光トランシーバから取得することができる。

図１２は、図７に示した電気処理ＬＳＩ２によるマルチレーン分配制御のフローを示したフローチャートである。図７および図１２を参照して、ステップＳ１において、光トランシーバ（たとえば光トランシーバ１１１）がホスト基板１のポート１１に接続される。電気処理ＬＳＩ２は、光トランシーバにアサインされたピンのうちの特定のピン（たとえばＭＯＤ＿ＡＢＳ）からの信号を受けて、光トランシーバのホスト基板１へのプラグインを検知する。たとえばこの信号の状態がハイからローに変化することによって、ホスト基板１への光トランシーバのプラグインが検知されてもよい。

ステップＳ２において、電気処理ＬＳＩ２は、光トランシーバ１１１からレーン情報を読み取る。

ステップＳ３において、電気処理ＬＳＩ２のレーン数判定部２７は、レーン情報を判定する。ステップＳ４において、レーン数判定部２７は、レーン情報に含まれるレーン数および波長の情報（図１０を参照）に基づいて、独立チャネル数を判定する。

たとえばレーン数が４であり、各レーンにおける波長の情報が（λ０，０，０，０）である場合、レーン数判定部２７は、２５Ｇｂｐｓの独立チャネルの数が４つであると判定する。なお、「λ０」は、波長λｔ０，λｒ０をまとめて表記したものである（以下に説明するλ１，λ２，λ３等も同様である）。

たとえばレーン数が４であり、各レーンにおける波長の情報が（λ０，λ１，λ２，λ３）である場合、レーン数判定部２７は、１００Ｇｂｐｓの独立チャネルの数が１つであると判定する。

たとえばレーン数が４であり、各レーンにおける波長の情報が（λ０，λ１，λ０，λ１）である場合、レーン数判定部２７は、５０Ｇｂｐｓの独立チャネルの数が２つであると判定する。

たとえばレーン数が２であり、各レーンにおける波長の情報が（λ０，λ１）である場合、レーン数判定部２７は、５０Ｇｂｐｓの独立チャネルの数が１つであると判定する。

ステップＳ５において、マルチレーン分配コントローラ２６は、独立チャネル数の判定を、マルチレーン分配制御に展開する。マルチレーン分配コントローラ２６は、独立チャネルごとに、独立チャネルを形成するレーンに送信データを分配して渡す。

図１３は、実施の形態１に係る伝送容量の段階的アップグレードを実現するためのシナリオにおける、伝送容量が２５Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ１）を示した図である。図１３を参照して、光トランシーバ１０１（２５Ｇｂｐｓ，波長λ１）がホスト基板１のポート１１に接続される。この段階では、レーン数は１であり、独立チャネル数は１である。

図１４は、図１３に示された段階から、伝送容量を５０Ｇｂｐｓに拡張した段階（Ｄａｙ２）を示した図である。図１４を参照して、２波長集積型の光トランシーバ１０３（２５Ｇｂｐｓ，波長λ１，λ２）がポート１１に接続される。この段階では、レーン数は２であり、５０Ｇｂｐｓの独立チャネル数は１である。

図１５は、実施の形態１に係る伝送容量の段階的アップグレードを実現するためのシナリオにおける、伝送容量が１００Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ３）を示した図である。図１５を参照して、４波長集積型の光トランシーバ１１１（２５Ｇｂｐｓ，波長λ１，λ２，λ３，λ４）がホスト基板１のポート１１に接続される。この段階では、レーン数は４であり、独立チャネル数は１である。Ｄａｙ３の段階へは、Ｄａｙ１、Ｄａｙ２の順に移行することができる。

図１６は、図１３に示された段階から、伝送容量が２５Ｇｂｐｓの宅側装置が増加した段階（Ｄａｙ３’）を示した図である。図１６を参照して、各ユーザの要求帯域は２５Ｇｂｐｓである。光トランシーバ１２１（２５Ｇｂｐｓ，波長λ１×４）がポート１１に接続される。この段階では、レーン数は４であり、独立チャネル数は４である。

一般的に、電気回路（ＬＳＩ）の集積化は光トランシーバの集積化よりも進んでいる。図１３〜図１６に示されたシナリオでは、高集積化されたホスト基板１が最初の段階（Ｄａｙ１）から導入される。ホスト基板１は、最初からＤａｙ３の段階を想定した高ポート密度の構成を有する。一方光トランシーバの集積化が進むにつれて、ポート１１に接続可能な光トランシーバの集積度が高められる。図１３〜図１６に示したシナリオでは、必要とされる伝送容量（ユーザ要求帯域）が小さいときには、光トランシーバの消費電力あるいはコストを低減できる。ポート１１に接続された光トランシーバを、より高い集積度を有する光トランシーバに交換することにより、伝送容量を上げることができる。ホスト基板を交換する必要なく、伝送容量の段階的なアップグレードを実現できる。さらに、近実施の形態によれば、ホスト基板において、Ｄａｙ１の空のポートを予め実装しておかなくてもよい。

図１７は、実施の形態１に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。図１７では、光トランシーバ１１１ａが例示される。光トランシーバ１１１ａは、コントローラ４１と、電気インタフェース４３と、クロックデータ再生（ＣＤＲ（Clock Data Recovery))ＩＣ４４と、電源ＩＣ４５と、温度制御ＩＣ４６と、送信モジュール５０と、受信モジュール６０とを含む。コントローラ４１は、光トランシーバ１１１を監視および制御する。さらに、コントローラ４１は、レーンに関するレーン情報を記憶するとともに、そのレーン情報をホスト基板１に送信する。レーン情報を記憶するメモリが、コントローラ４１とは別に光トランシーバ１１１ａの内部に設けられてもよい。

電気インタフェース４３は、電気処理ＬＳＩ２との間で電気信号を入力および出力する。送信モジュール５０は、クロックデータ再生ＩＣ４４からのデータを光信号の形態で出力する。送信モジュール５０は、ペルチェ素子４８を含んでもよい。温度制御ＩＣ４６は、ペルチェ素子４８に制御信号を送り、送信モジュール５０の温度を制御する。

受信モジュール６０は、光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する。受信モジュール６０からの電気信号は、クロックデータ再生ＩＣ４４へと送られる。

なお、クロックデータ再生ＩＣ４４は、光トランシーバに内蔵されるよう限定されず、ホスト基板１において、光トランシーバと電気処理ＬＳＩ２との間に設けられてもよい。あるいは、クロックデータ再生ＩＣ４４は、電気処理ＬＳＩ２に内蔵されてもよい。

さらに、送信側のクロックデータ再生ＩＣと受信側のクロックデータ再生ＩＣとは個別に設けられてもよい。それぞれが独立して、光トランシーバとホスト基板との間、または電気処理ＬＳＩ内のいずれかに設けられてもよい。

以下に、伝送容量の段階的なアップグレードのシナリオに適用されることができる光トランシーバの概略的な構成の例が説明される。なお、理解を容易にするために、以下に説明する図では、光信号の送信および受信に関する部分を主に示す。クロックデータ再生ＩＣ４４と、電源ＩＣ４５と、温度制御ＩＣ４６と、ペルチェ素子４８とは、以下に説明される図には示されていない。

図１８〜図２０では、１心双方向型の光トランシーバの構成例が示される。図１８は、伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。図１８によれば、光トランシーバ１０１は、２５Ｇｂｐｓ×１のレーンをサポートする。光トランシーバ１０１は、コントローラ４１と、光波長多重分離器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）４２と、電気インタフェース４３と、光送信部５１と、光受信部６１とを含む。

光波長多重分離器４２は、ＰＯＮ回線３０３に光学的に接続される。光波長多重分離器４２は、複数の異なる波長の光信号をＰＯＮ回線３０３上で伝送するために光トランシーバ１０１に実装される。具体的には、光波長多重分離器４２は、光送信部５１からの波長λｔ１の光信号をＰＯＮ回線３０３に出力するとともに、ＰＯＮ回線３０３からの波長λｒ１の光信号を光受信部６１に出力する。

光送信部５１は、電気インタフェース４３を通じて電気信号を受信して、その電気信号を波長λｔ１の光信号に変換する。光送信部５１は、その光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３に出力する。

光受信部６１は、波長λｒ１の光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３から受信して、その光信号を電気信号に変換する。光受信部６１は、その電気信号を電気インタフェース４３へと出力する。

図１９は、伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。図１９に示されるように、光トランシーバ１０３は、２５Ｇｂｐｓ×２レーンをサポートする。光トランシーバ１０３は、５０Ｇｂｐｓの伝送容量を達成するために用いられることができる。

光トランシーバ１０３は、図１８に示された構成に加えて、光送信部５２と、光受信部６２とを含む。光送信部５２は、電気インタフェース４３を通じて電気信号を受信して、その電気信号を波長λｔ２の光信号に変換する。光受信部６２は、波長λｒ２の光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３から受信して、その光信号を電気信号に変換する。

光波長多重分離器４２は、光送信部５１からの波長λｔ１との光信号と、光送信部５２からの波長λｔ２との光信号とを多重化して、ＰＯＮ回線３０３に波長多重信号を出力する。一方、光波長多重分離器４２は、ＰＯＮ回線３０３から波長多重信号を受けて、その波長多重信号を、２つの光信号（波長λｒ１，λｒ２）に分離する。

図２０は、伝送容量の段階的なアップグレードを実現可能な光トランシーバの構成例を示した図である。図２０に示されるように、光トランシーバ１１１は、２５Ｇｂｐｓ×４レーンをサポートする。光トランシーバ１１１は、１００Ｇｂｐｓの伝送容量を達成するために用いられることができる。

光トランシーバ１１１は、図１９に示された構成に加えて、光送信部５３，５４と、光受信部６３，６４とを含む。光送信部５３，５４の各々は、電気インタフェース４３を通じて電気信号を受信する。光送信部５３，５４は、それぞれ、波長λｔ３の光信号および波長λｔ４の光信号を出力する。光受信部６３，６４は、それぞれ波長λｒ３の光信号および波長λｒ４の光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３から受信する。光受信部６３，６４の各々は、受信された光信号を電気信号に変換する。

図２１〜図２３では、２心片方向型の光トランシーバの構成例が示される。図２１〜図２３に示されるように、光波長多重分離器が、光トランシーバに接続される。図１８および図２１を参照して、光トランシーバ１０１ａは、光波長多重分離器を有さない点において光トランシーバ１０１と異なる。光トランシーバ１０１と同様に、光トランシーバ１０１ａは、２５Ｇｂｐｓの伝送容量を達成するために用いられることができる。

図２２を参照して、光トランシーバ１０３ａは、送信モジュール５０と、受信モジュール６０とを含む。光トランシーバ１０３と同様に、光トランシーバ１０３ａは、５０Ｇｂｐｓの伝送容量を達成するために用いられることができる。

送信モジュール５０は、光送信部５１，５２と、光波長多重器（ＭＵＸ）５５とを含む。光波長多重器５５は、光送信部５１，５２からの光信号を多重化して波長多重信号を生成する。波長多重信号は、光波長多重分離器３１を通じてＰＯＮ回線３０３に出力される。

受信モジュール６０は、光受信部６１，６２と、光波長分離器（ＤＭＵＸ）６５とを含む。波長分離器６５は、ＰＯＮ回線３０３から波長多重信号を受けて、その波長多重信号を、２つの光信号（波長λｒ１，λｒ２）に分離する。光受信部６１，６２は、それぞれ、波長λｒ１の光信号、および波長λｒ２の光信号を受信する。

図２３を参照して、光トランシーバ１１１ａは、送信モジュール５０と、受信モジュール６０とを含む。光トランシーバ１１１と同様に、光トランシーバ１１１ａは、１００Ｇｂｐｓの伝送容量を達成するために用いられることができる。

送信モジュール５０および受信モジュール６０の構成の点において、光トランシーバ１１１ａは、光トランシーバ１０３ａと相違する。送信モジュール５０は、光送信部５１，５２，５３，５４を含み、受信モジュール６０は、光受信部６１，６２，６３，６４を含む。光送信部５１，５２，５３，５４および光受信部６１，６２，６３，６４について以後の説明は繰り返さない。

光波長多重器５５は、光送信部５１，５２，５３，５４からの光信号を多重化して波長多重信号を生成する。波長分離器６５は、ＰＯＮ回線３０３から波長多重信号を受けて、その波長多重信号を、４つの光信号（波長λｒ１，λｒ２，λｒ３，λｒ４）に分離する。

上記の通り、各々の光受信部が受信する光信号の波長は予め定められている。たとえば図１８に示された光トランシーバ１０１が、波長多重された光信号を受信した場合、光波長多重分離器４２が、波長λｒ１の光信号のみを出力する。このように、実施の形態１に係る光トランシーバは、サポートする伝送容量に関連付けられた波長の光信号を電気信号に変換してホスト基板１に出力する。それ以外の波長の光信号について、光トランシーバは、ホスト基板１には出力しない。言い換えると、光トランシーバは、受信対象以外の波長を有する光信号を無視する。

実施の形態１では、２５Ｇ用の光トランシーバ、５０Ｇ用の光トランシーバ、および１００Ｇ用の光トランシーバがホスト基板１側のコネクタに接続可能なように、光トランシーバの形状が共通化される。コネクタに接続される光トランシーバを交換することによって、伝送容量の段階的な拡張が可能となる。

図２４は、実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。図２４に示されるように、光トランシーバ１２１は、４つの光波長多重分離器４２を含む。光送信部５１〜５４の各々は、波長λｔ１の光信号を送信する。光受信部６１〜６４の各々は、波長λｒ１の光信号を受信する。各々の光波長多重分離器４２は、１つの光送信部および１つの光受信部に接続される。光トランシーバ１２１は、２５Ｇｂｐｓ×４レーンをサポートする。

図２５は、実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。図２５に示されるように、光トランシーバ１０４は、送信モジュール５０，５０Ａと、受信モジュール６０，６０Ａとを有する。送信モジュール５０Ａおよび受信モジュール６０Ａは、送信モジュール５０および受信モジュール６０とそれぞれ同じ構成を有する。したがって送信モジュール５０Ａおよび受信モジュール６０Ａの構成については詳細を繰り返さない。光トランシーバ１２１は、２５Ｇｂｐｓ×４レーンをサポートする。

光トランシーバ１０４は、２つの光波長多重分離器３１に光学的に接続される。各々の光波長多重分離器３１は、ＰＯＮ回線３０３に接続される。図２５に示した構成によれば、５０Ｇｂｐｓの独立チャネルの数は２である。２つのＰＯＮ回線３０３の各々において、５０Ｇｂｐｓの伝送容量を実現できる。

図２６は、実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。図２６に示されるように、光トランシーバ１１２は、光トランシーバ１１１（図２０を参照）と同じ構成を有する。コントローラ４１は、光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４の各々に対して、イネーブル（Ｅｎａｂｌｅ）信号およびディセーブル（Ｄｉｓａｂｌｅ）信号を出力する。コントローラ４１は、電気インタフェース４３を通じて光トランシーバ１１２の外部から信号を受けて、その信号に応答して、イネーブル信号およびディセーブル信号を出力してもよい。光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４の各々は、イネーブル信号によって活性化される一方、ディセーブル信号によって非活性化される。

図２７は、図２６に示した光トランシーバ１１２により、２５Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。図２７に示されるように、コントローラ４１は、光送信部５１および光受信部６１にイネーブル信号を送るとともに、他の光送信部および光受信部にディセーブル信号を送る。光送信部５１および光受信部６１が活性化されることによって、２５Ｇｂｐｓ×１レーンが実現される。

図２８は、図２６に示した光トランシーバ１１２により、５０Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。図２８に示されるように、コントローラ４１は、光送信部５１，５２および光受信部６１，６２にイネーブル信号を送るとともに、他の光送信部および光受信部にディセーブル信号を送る。光送信部５１，５２および光受信部６１，６２が活性化されることによって、２５Ｇｂｐｓ×２レーンが実現される。

図２９は、図２６に示した光トランシーバ１１２により、１００Ｇｂｐｓをサポートするための構成を示した図である。図２９に示されるように、コントローラ４１は、光送信部５１，５２，５３，５４および光受信部６１，６２，６３，６４にイネーブル信号を送る。光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４が活性化されることによって、２５Ｇｂｐｓ×４レーンが実現される。

図３０は、実施の形態１に適用可能な光トランシーバの他の構成例を示した図である。図３０に示されるように、光トランシーバ１２２は、光トランシーバ１２１（図２１を参照）と同じ構成を有する。コントローラ４１は、光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４の各々にイネーブル信号またはディセーブル信号を送る。図３０に示された例では、コントローラ４１は、光送信部５１および光受信部６１にイネーブル信号を送るとともに、他の光送信部および光受信部にディセーブル信号を送る。光送信部５１および光受信部６１が活性化される。したがって、光トランシーバ１２１は、２５Ｇｂｐｓの１チャネル（波長λ１）の光トランシーバ１０１と等価である。

図３１は、図３０に示した光トランシーバ１２２により、２５Ｇｂｐｓ×４チャネルの伝送をサポートするための構成例を示した図である。図３１を参照して、コントローラ４１は、光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４にイネーブル信号を送る。これにより、光送信部５１〜５４および光受信部６１〜６４が活性化される。

図２６〜図３１に示された構成によれば、光トランシーバ１１２，１２２では、コントローラ４１がイネーブル／ディセーブル信号を発出する。しかしながら、コントローラ４１を介することなく、ホスト基板１側（たとえば電気処理ＬＳＩ２またはホスト基板上の別の制御ブロック）がポート（コネクタ）を介して、光トランシーバ１１２，１２２の光送信部および光受信部にイネーブル／ディセーブル信号を直接供給してもよい。

図３２は、伝送容量の段階的なアップグレードのシナリオの別の例を示した図である。図３２を参照して、第１の段階では、光トランシーバ１２１がポート１１に接続される。さらに、光波長多重分離器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが光トランシーバ１２１に光学的に接続される。これにより、２５Ｇｂｐｓ×４チャネルの光信号の伝送が実現される。

第２の段階では、光トランシーバ１２１ａが、ポート１２に接続されるとともに、光波長多重分離器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに光学的に接続される。光信号の波長がλ２（λｔ２，λｒ２）である点を除き、光トランシーバ１２１ａは、光トランシーバ１２１と同じ構成を有する。光波長多重分離器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、光トランシーバ１２１，１２１ａからの光信号を波長多重するとともに、ＰＯＮ回線（図示せず）からの波長多重信号を、波長λｒ１の光信号と、波長λｒ２の光信号とに分離する。これにより、５０Ｇｂｐｓ×４チャネルでの光信号の伝送が実現される。

図３３は、図３２に示された構成から、伝送容量をアップグレードするための構成を示した図である。図３３に示された構成は、光トランシーバ１２１ｂ，１２１ｃが、それぞれポート１３およびポート１４に接続される点において、図２９に示された構成と異なる。光トランシーバ１２１ｂの波長はλ３（λｔ３，λｒ３）であり、光トランシーバ１２１ｃはλ４（λｔ４，λｒ４）である。

光波長多重分離器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、光トランシーバ１２１，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃからの光信号を波長多重するとともに、ＰＯＮ回線（図示せず）からの波長多重信号を、波長λｒ１の光信号、波長λｒ２の光信号、波長λｒ３の光信号、および波長λｒ４の光信号に分離する。これにより、１００Ｇｂｐｓ×４チャネルでの光信号の伝送が実現される。図３２および図３３に示されるように、本発明の実施の形態によれば、ホスト基板上の４つのポートによって、Ｄａｙ３×４の伝送容量を実現することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２に係る光通信システムの全体の構成は、図１に示された構成と同じである。詳細には、実施の形態２では、旧世代のシステムと新世代のシステムとが共存する。この実施の形態において、「旧世代のシステム」とは、伝送容量の小さいシステムを意味し、「新世代のシステム」は、伝送容量の大きいシステムを意味する。

実施の形態２の説明において、「Ｄａｙ０」との用語は、伝送容量が拡張される前の段階、すなわち旧世代を意味する。一実施形態では、Ｄａｙ０における伝送容量は、１０Ｇｂｐｓである。

伝送容量の小さい旧世代のシステムが既に普及しているために、旧世代システムと新世代システムとが共存したシステムが要求される可能性がある。たとえば１０Ｇのシステムが既に導入されている場合には、新世代（２５Ｇ，５０Ｇ，１００Ｇ）のシステムが、既存のシステム（１０Ｇ）を収容できることが好ましい。実施の形態２では、旧世代システムと共存可能なシステムが提供される。

図３４は、伝送容量が１０Ｇｂｐｓの段階（Ｄａｙ０）を示した図である。図３４において、１０Ｇｂｐｓ用の光トランシーバ１３１（波長λ０）、電気処理ＬＳＩ２Ａ、および、集線ＬＳＩ３がホスト基板１Ａに搭載される。

図３５は、伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓのシステムと２５Ｇｂｐｓのシステムとが共存する段階（Ｄａｙ１）を示した図である。図３４および図３５を比較すると、Ｄａｙ１の段階において、１０Ｇｂｐｓの宅側装置３０２に加えて、２５Ｇｂｐｓの宅側装置３０２が、システムに導入される。このために、ホスト基板１Ａは、ホスト基板１Ｂに交換される。ホスト基板１Ｂには、光トランシーバ１４１と、電気処理ＬＳＩ２，２Ａと、集線ＬＳＩ３とが搭載される。

光トランシーバ１４１は、１０Ｇｂｐｓ（波長λ０）および２５Ｇｂｐｓ（波長λ１）の両方の伝送容量をサポートできる。電気処理ＬＳＩ２Ａは、電気処理ＬＳＩ２と同じく、ホスト基板１Ｂの外部との間で情報を通信する。電気処理ＬＳＩ２Ａは、１０Ｇｂｐｓでの伝送処理のためのＬＳＩである。この点において、電気処理ＬＳＩ２Ａは、電気処理ＬＳＩ２と相違する。

図３６は、伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓのシステム、２５Ｇｂｐｓのシステムおよび５０Ｇｂｐｓのシステムが共存する段階（Ｄａｙ２）を示した図である。図３５に示された構成と比較すると、図３６では、光トランシーバ１４１に代えて、光トランシーバ１５１がホスト基板１Ｂに実装される。光トランシーバ１５１は、１０Ｇｂｐｓ×１波長（波長λ０）および２５Ｇｂｐｓ×２波長（λ１，λ２）の光トランシーバである。

図３７は、伝送容量の拡張の１つのシナリオにおける、１０Ｇｂｐｓ，２５Ｇｂｐｓ，５０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓのシステムが共存する段階（Ｄａｙ３）を示した図である。図３６に示された構成と比較すると、図３７では、光トランシーバ１５１に代えて、光トランシーバ１６１がホスト基板１Ｂに実装される。光トランシーバ１６１は、光トランシーバ１５１は、１０Ｇｂｐｓ×１波長（波長λ０）および２５Ｇｂｐｓ×４波長（λ１，λ２，λ３，λ４）の光トランシーバである。

図３８は、Ｄａｙ１の段階におけるホスト基板の一形態を示した図である。図３９は、Ｄａｙ３の段階でのホスト基板の一形態を示した図である。図３８および図３９に示されるように、ホスト基板１Ｂは、旧世代（１０Ｇｂｐｓ）の１つのレーンと新世代の４つのレーンとを収容するように構成される。電気処理ＬＳＩ２Ａは、１０Ｇｂｐｓの伝送のための処理を実行する。電気処理ＬＳＩ２Ａは、２５Ｇｂｐｓの複数レーン（Ｎ個のレーン）での伝送のための処理を実行する。

光トランシーバ１４１，１６１は、旧世代の伝送容量（たとえば１０Ｇｂｐｓ）をサポートする。光トランシーバ１４１は、旧世代用の１レーンに加えて、新世代用の１レーンを実装する。光トランシーバ１６１は、旧世代用の１レーンに加えて、新世代用の４レーンを実装する。光トランシーバ１４１と光トランシーバ１６１とは互いに同じ形態を有する。したがって、光トランシーバ１４１を光トランシーバ１６１に容易に交換できる。

図４０は、実施の形態２における、伝送容量の制御のための構成の概略を示したブロック図である。図４０を参照して、ホスト基板１Ｂ上の光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ（たとえば光トランシーバ１６１）のコントローラ４１から、その光トランシーバがサポートする伝送容量の情報を読み取る。たとえば光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバが、１レーン、２レーン、および４レーンのうちのいずれに対応しているかどうかを、光トランシーバのコントローラ４１からの情報から把握する。さらに、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバが、旧世代（たとえば１０Ｇｂｐｓ）のシステムに対応しているかどうかを、光トランシーバのコントローラ４１からの情報から把握する。ホスト基板１Ｂは、光トランシーバ監視制御ブロック２０によって読み取られた情報に基づいて、光トランシーバ１６１への信号の入出力の速度（レーン数）、および旧世代のシステムの有無に応じてデータの流れを制御する。

図４１は、実施の形態２における、光トランシーバ、ポートおよび電気処理ＬＳＩの間の電気的接続に関する構成を模式的に示した図である。図４１において、光トランシーバ１６１が示される。図６に示された構成と同じく、実施の形態２では、ポート１１は、コネクタにより実現される。実施の形態２では、コネクタは、図６に示された電気的接点４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，８に加えて電気的接点４ｅ，６ｅを有する。電気的接点４ｅ，６ｅは、高速信号線５ｅ，７ｅにそれぞれ接続される。実施の形態２において、高速信号線５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅが１つの組をなすとともに、高速信号線７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅがもう１つの組をなす。

光トランシーバ１６１は、電気インタフェース４３を含む。電気インタフェース４３は、ピン４３ａ〜４３ｉに加えて、ピン４３ｊ，４３ｋを有する。光トランシーバ１６１がコネクタ（ポート１１）に接続された状態において、ピン４３ｊ，４３ｋが、電気的接点４ｅ，６ｅにそれぞれ電気的に接続される。他のピンについては、実施の形態１に係る電気インタフェース４３の対応するピンと同じであるので、以後の説明を繰り返さない。

図４２は、実施の形態２に係る光トランシーバの構成例を示した図である。図４２に示されるように、光トランシーバ１４１は、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×１のレーンをサポートする。図１８に示された光トランシーバ１０１の構成に加えて、光トランシーバ１４１は、光送信部５６と、光受信部６６とを含む。

光送信部５６は、電気インタフェース４３を通じて電気信号を受信して、その電気信号を波長λｔ０の光信号に変換する。光送信部５６は、その光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３に出力する。光受信部６６は、波長λｒ０の光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３から受信して、その光信号を電気信号に変換する。光受信部６６は、その電気信号を電気インタフェース４３へと出力する。なお、光送信部５６および光受信部６６の詳細な説明は以後繰り返さない。

図４３は、実施の形態２に係る光トランシーバの別の構成例を示した図である。図４３に示されるように、光トランシーバ１５１は、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×２のレーンをサポートする。図１９に示された光トランシーバ１０３の構成に加えて、光トランシーバ１５１は、光送信部５６と、光受信部６６とを含む。

図４４は、実施の形態２に係る光トランシーバのさらに別の構成例を示した図である。図４４に示されるように、光トランシーバ１６１は、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×４のレーンをサポートする。図１９に示された光トランシーバ１０３の構成に加えて、光トランシーバ１５１は、光送信部５６と、光受信部６６とを含む。

図４５は、既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバの別の構成例を示した図である。図４５に示されるように、光トランシーバ１４１Ａは、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×１のレーンをサポートする。図４２に示された光トランシーバ１４１の構成と対比して、光トランシーバ１４１Ａは、光受信部６１，６６に代えて、光受信部６１Ａを含む。光受信部６１Ａは、波長λｒ０と波長λｒ１とが時分割多重された光信号を、光波長多重分離器４２を通じてＰＯＮ回線３０３から受信して、その光信号を電気信号に変換する。光受信部６１Ａは、それらの電気信号を１０Ｇｂｐｓ用のレーンと２５Ｇｂｐｓ用のレーンとに分けて電気インタフェース４３へと出力する。なお、光受信部６１Ａの詳細な説明は以後繰り返さない。

図４６は、既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバの別の構成例を示した図である。図４６に示されるように、光トランシーバ１５１Ａは、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×２のレーンをサポートする。図４３に示された光トランシーバ１５１の構成と対比して、光トランシーバ１５１Ａは、光受信部６１，６６に代えて、光受信部６１Ａを含む。

図４７は、既存の伝送容量と大容量とを共存可能な光トランシーバのさらに別の構成例を示した図である。図４７に示されるように、光トランシーバ１６１Ａは、１０Ｇｂｐｓ×１および２５Ｇｂｐｓ×４のレーンをサポートする。図４４に示された光トランシーバ１６１の構成と対比して、光トランシーバ１６１Ａは、光受信部６１，６６に代えて、光受信部６１Ａを含む。

図４８は、図４２〜図４４に示された光トランシーバによる光信号の受信を説明するための図である。図４８に示されるように、波長λｒ０の光信号と、波長λｒ１の光信号とは波長分割多重（ＷＤＭ）方式により、ＰＯＮ回線３０３に共存する。したがって光波長多重分離器４２において、波長λｒ０の光信号と、波長λｒ１の光信号とが分離される。

図４９は、図４５〜図４７に示された光トランシーバによる光信号の受信を説明するための図である。図４９に示されるように、波長λｒ０の光信号と、波長λｒ１の光信号とは時分割多重（ＴＤＭ）方式により、ＰＯＮ回線３０３に共存する。光波長多重分離器４２においては、波長λｒ０の光信号と、波長λｒ１の光信号）とを分離しない。したがって光受信部６１Ａは、時分割多重信号（波長λｒ０の光信号と、波長λｒ１の光信号）を受信する。図４２〜図４７に示された光トランシーバは、光信号をＷＤＭにより送信する。なお、図示しないが、図４２〜図４７に示された光トランシーバは、光信号をＷＤＭ方式により送信する。

図５０は、実施の形態２に係る電気処理ＬＳＩの下り信号処理に関する構成の概略を示したブロック図である。図５０を参照して、ホスト基板１Ｂは、図７に示された構成に、１０Ｇｂｐｓ用の下りデータ伝送のための構成が追加される。具体的には、１０Ｇｂｐｓ用の構成は、ＭＡＣ２２Ａ，ＲＳ２３Ａ，ＰＣＳ２４，ＰＭＡ２５を含む。さらに、１００Ｇデータクライアントブロック２１Ａがデータ転送部として、ユーザの要求する伝送容量に応じてデータのレーンを振り分ける。１０Ｇｂｐｓ用のレーンを以下では「Ｌａｎｅ０」と定義する。

１００Ｇデータクライアントブロック２１Ａ、ＭＡＣ２２，２２Ａ、ＲＳ２３，２３Ａ，ＰＣＳ２４，２４ａ〜２４ｄ、およびＰＭＡ２５，２５ａ〜２５ｄは、外部と通信するとともにコネクタを通じて光トランシーバとの間で通信する通信部を実現する。マルチレーン分配コントローラ２６およびレーン数判定部２７はホスト基板１上の管理部を実現する。管理部は、図４０に示した光トランシーバ監視制御ブロック２０を実現する。管理部は、コネクタを通じて、光トランシーバのコントローラ４１（図４０を参照）から、光トランシーバの使用可能なレーンに関するレーン情報を受信する。管理部は使用可能なレーンに対応したコネクタの電気的接点、すなわちコネクタの使用可能な電気的接点を特定する。

図５１は、実施の形態２に係るレーン情報の第１の例を示した図である。図５２は、実施の形態２に係るレーン情報の第２の例を示した図である。図５３は、実施の形態２に係るレーン情報の第３の例を示した図である。実施の形態２では、Ｌａｎｅ０の情報が、図８、図９、図１１に示されたレーン情報に追加される。したがって、複数のレーンは、光トランシーバ、光送信器および光受信器の第１の伝送容量（１０Ｇ）のための第１のレーン（Ｌａｎｅ０）と、第１の伝送容量とは異なる、光トランシーバ、光送信器および光受信器の第２の伝送容量（２５Ｇ，５０Ｇ，１００Ｇ）のための第２のレーン（Ｌａｎｅ１，Ｌａｎｅ２，Ｌａｎｅ３，Ｌａｎｅ４）とを含む。これにより、小さい伝送容量を有する旧世代のシステムと、大きい伝送容量を有する新世代のシステムとを共存させることができる。

サービスの加入者ごとに宅側装置が設置されるので、システムは、伝送容量の異なる宅側装置を含む。実施の形態２によれば、局側装置では、光トランシーバの交換のみによって、旧世代のシステムと新世代のシステムとを共存させることができる。さらに、実施の形態２によれば、ホスト基板を交換することなく、新世代のシステムにおいて伝送容量を段階的にアップグレードすることができる。これにより、実施の形態２では、局側装置の構成が複雑化することを防ぎつつ高いスケーラビリティを達成することができる。

この発明のすべての実施の形態によれば、ホスト基板に接続される光トランシーバを交換することによって、伝送容量を段階的に変更することができる。なお、上記のように記載されたすべての実施の形態では、伝送容量の拡張のシナリオが示される。しかし、この発明のすべての実施の形態において、伝送容量の変更のシナリオは、伝送容量の縮小（ダウングレード）を含むことができる。

さらに、本発明のすべての実施の形態では、光トランシーバのうち、波長分離部と、単数または複数の光受信部と、電気的インタフェースと、コントローラ（通信部）とにより、ホスト基板に対してレーン情報を通知する光受信器を実現することができる。同じく、本発明のすべての実施の形態では、光トランシーバのうち、波長多重部と、単数または複数の光送信部と、電気的インタフェースと、コントローラ（通信部）とにより、ホスト基板に対してレーン情報を通知する光送信器を実現することができる。

また、上記の各実施の形態では、２５Ｇ×４の例を示した。本発明のすべての実施の形態は、４０Ｇ（１０Ｇ×４）の伝送容量のサポート、１０Ｇから４０Ｇへの伝送容量の段階的なアップグレード、旧世代（１０Ｇ）と新世代（１０Ｇから４０Ｇへの拡張）の併存もサポートできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ ホスト基板
２，２Ａ 電気処理ＬＳＩ
３ 集線ＬＳＩ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，８ 電気的接点
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ 高速信号線
９ 制御信号線
１１，１２，１３，１４ ポート
２０ 光トランシーバ監視制御ブロック
２１ データ転送部
２２，２２Ａ ＭＡＣ
２３，２３Ａ ＲＳ
２４，２４ａ〜２４ｄ ＰＣＳ
２５，２５ａ〜２５ｄ ＰＭＡ
２６ マルチレーン分配コントローラ
２７ レーン数判定部
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，４２ 光波長多重分離器
４１ コントローラ
４３ 電気インタフェース
４３ａ〜４３ｉ ピン
４４ クロックデータ再生ＩＣ
４５ 電源ＩＣ
４６ 温度制御ＩＣ
４８ ペルチェ素子
５０，５０Ａ 送信モジュール
５１，５２，５３，５４ 光送信部
５５ 光波長多重器
６０，６０Ａ 受信モジュール
６１，６１Ａ，６２，６３，６４，６６ 光受信部
６５ 波長分離器
１０１，１０１ａ，１０２，１０３，１０３ａ，１０４，１１１，１１１ａ，１１２，１２１，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２，１３１，１４１，１４１Ａ，１５１，１５１Ａ，１６１，１６１Ａ 光トランシーバ
３００ ＰＯＮシステム
３０１ 局側装置
３０２ 宅側装置
３０３ ＰＯＮ回線
３０４ 光スプリッタ
３０５ 幹線光ファイバ
３０６ 支線光ファイバ
Ｓ１〜Ｓ５ ステップ

Claims (22)

1. 光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、
   単数または複数のレーンを有する前記光トランシーバを着脱可能に構成され、前記レーンの数に対応する電気的接点を含むコネクタと、
   前記コネクタを通じて、前記光トランシーバから前記光トランシーバの前記レーンに関するレーン情報を受信して、使用可能な前記電気的接点を特定する管理部と、
   前記コネクタを通じて前記光トランシーバとの間で通信する通信部とを備え、
   前記通信部は、前記管理部によって特定された前記電気的接点を通じて、前記光トランシーバとの間で情報を通信できるように構成される、ホスト基板。
2. 前記レーン情報は、前記複数の前記レーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、前記レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む、請求項１に記載のホスト基板。
3. 前記レーン情報は、前記光トランシーバの伝送容量に関する情報を含み、
   前記管理部は、前記伝送容量に関する情報に基づいて前記レーンの数を判定して、前記使用可能な前記電気的接点を特定する、請求項１に記載のホスト基板。
4. 前記コネクタは、４つの前記レーンに対応する数の前記電気的接点を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のホスト基板。
5. 前記複数のレーンは、前記光トランシーバの第１の伝送容量のための第１のレーンと、前記第１の伝送容量とは異なる、前記光トランシーバの第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のホスト基板。
6. 前記管理部は、前記コネクタに前記光トランシーバが接続されたことを検知して、前記光トランシーバから前記レーン情報を読出す、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のホスト基板。
7. 光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、
   前記受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、
   前記光受信部からの前記電気信号をホスト基板に出力するための電気的接点を含むインタフェースと、
   前記光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能な電気的接点と当該光受信部とを特定するための情報を、前記ホスト基板に通知する通信部とを備える、光受信器。
8. 前記情報は、複数のレーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、前記レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む、請求項７に記載の光受信器。
9. 前記複数のレーンは、前記光受信器の第１の伝送容量のための第１のレーンと、前記第１の伝送容量とは異なる、前記光受信器の第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む、請求項８に記載の光受信器。
10. 前記情報は、前記光受信器の伝送容量に関する情報を含む、請求項７に記載の光受信器。
11. ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、
    前記単数または複数の光送信部からの前記光信号を光ファイバに送出し、かつ、前記単数または複数の光送信部からの前記光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を前記光ファイバに送出する波長多重部と、
    前記ホスト基板からの電気信号を受けるための電気的接点を含むインタフェースと、
    前記ホスト基板からの前記電気信号を前記光送信部に伝達するために使用可能な前記電気的接点と当該光送信部とを特定するための情報を、前記ホスト基板に通知する通信部とを備える、光送信器。
12. 前記情報は、複数のレーンの各々が実装されているか否かを示す情報、および、前記レーンを通じて伝送される光信号の波長に関する情報の少なくとも一方を含む、請求項１１に記載の光送信器。
13. 前記複数のレーンは、前記光送信器の第１の伝送容量のための第１のレーンと、前記第１の伝送容量とは異なる、前記光送信器の第２の伝送容量のための第２のレーンとを含む、請求項１２に記載の光送信器。
14. 前記情報は、前記光送信器の伝送容量に関する情報を含む、請求項１１に記載の光送信器。
15. 光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、
    前記波長分離部と一体化または前記波長分離部から分離された波長多重部と、
    前記受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、
    ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、
    前記ホスト基板から電気信号を受けるための第１の電気的接点と、前記光受信部からの電気信号を前記ホスト基板に出力するための第２の電気的接点とを有するインタフェースと、
    前記ホスト基板に、前記光受信部と、前記光送信部と、前記ホスト基板からの前記電気信号を前記光送信部に伝達するために使用可能な前記第１の電気的接点と、前記光受信部からの前記電気信号を前記ホスト基板に伝達するために使用可能な前記第２の電気的接点とを特定するための情報を通知する通信部とを備える、光トランシーバ。
16. レーン情報を記憶した光トランシーバを、ホスト基板のコネクタに接続するステップと、
    前記光トランシーバから前記レーン情報を読み出すステップと、
    前記レーン情報に基づいて、レーン数を判定するステップと、
    前記レーン数に基づいて、マルチレーン分配のための制御を実行するステップとを備える、ホスト基板への光トランシーバの実装方法。
17. 前記光トランシーバよりも高い伝送容量を有する別の光トランシーバを、前記光トランシーバに替えて前記コネクタに接続するステップをさらに備える、請求項１６に記載のホスト基板への光トランシーバの実装方法。
18. 前記光トランシーバの伝送容量と同じ第１の伝送容量および前記光トランシーバの前記伝送容量よりも大きい第２の伝送容量を有する別の光トランシーバを、前記光トランシーバに替えて前記コネクタに接続するステップをさらに備える、請求項１６に記載のホスト基板への光トランシーバの実装方法。
19. 光トランシーバを実装するためのホスト基板であって、
    単数または複数のレーンを有する前記光トランシーバを着脱可能に構成されたコネクタと、
    前記コネクタを通じて、前記光トランシーバから前記光トランシーバの使用可能なレーンに関するレーン情報を受信して、前記使用可能なレーンを特定する管理部と、
    前記コネクタを通じて前記光トランシーバとの間で通信する通信部とを備え、
    前記通信部は、前記管理部によって特定された、前記使用可能なレーンを伝送されるデータを、前記光トランシーバとの間で通信できるように構成される、ホスト基板。
20. 光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、
    前記受信すべき光信号を受信して電気信号を出力する、単数または複数の光受信部と、
    前記光受信部からの前記電気信号をホスト基板に出力するためのインタフェースと、
    前記光受信部からの電気信号をホスト基板に伝達するために使用可能なレーンと、当該光受信部とを特定するための情報を、前記ホスト基板に通知する通信部とを備える、光受信器。
21. ホスト基板からの電気信号を受信して、同一波長または異なる波長の光信号を送出する、単数または複数の光送信部と、
    前記単数または複数の光送信部からの前記光信号を光ファイバに送出し、かつ、前記単数または複数の光送信部からの前記光信号の波長が異なる場合には、波長多重された光信号を前記光ファイバに送出する波長多重部と、
    前記ホスト基板からの電気信号を受けるためのインタフェースと、
    前記ホスト基板からの前記電気信号を前記光送信部に伝達するために使用可能なレーンと、当該光送信部とを特定するための情報を、前記ホスト基板に通知する通信部とを備える、光送信器。
22. 光ファイバを介して伝搬された、波長多重された光信号から、単数または複数の受信すべき光信号を分離する波長分離部と、
    前記波長分離部と一体化または前記波長分離部から分離された波長多重部と、
    前記受信すべき光信号を受信する、単数または複数の光受信部と、
    ホスト基板からの電気信号を受信して光信号を出力する、単数または複数の光送信部と、
    前記ホスト基板から電気信号を受けるとともに、前記光受信部からの電気信号を前記ホスト基板に出力するためのインタフェースと、
    前記ホスト基板に、前記光受信部と、前記光送信部と、前記ホスト基板からの前記電気信号を前記光送信部に伝達し、かつ前記光受信部からの前記電気信号を前記ホスト基板に伝達するために使用可能なレーンとを特定するための情報を通知する通信部とを備える、光トランシーバ。

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