KR100826625B1 - 네트워크 트랜시버간의 대역외 데이터 통신 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 데이터 또는 통신 네트워크에 있는 트랜시버를 사용하여 진단 또는 다른 데이터의 대역외 데이터 통신이 수행된다. 광빔 또는 다른 반송파가 이중변조 데이터 신호를 생성하기 위해 고속 데이터 및 대역외 데이터와 함께 변조된다. 이중변조신호의 변조를 포함하는 물리층 신호가 생성된다. 상기 물리층 신호가 물리적 링크상으로 전송된다. 상기 진단 데이터 또는 다른 데이터는 실질적으로 감소되거나 다르게는 고속 데이터의 전송속도와 간섭없이 상기 대역외 데이터 신호에 전송될 수 있다.
Figure R1020067021303
네트워크 트랜시버, 대역외 데이터 통신, 물리층 신호, 진단 데이터

Description

네트워크 트랜시버간의 대역외 데이터 통신{Out-Of-Band Data Communication Between Network Transceivers}
본 발명은 통신 네트워크에서 데이터 전송 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고속 데이터 및 대역외 데이터(out-of-band data)의 동시 전송에 관한 것이다.
현대의 통신은 대부분 대량의 디지털 데이터를 송수신함으로써 수행된다. 디지털 데이터 신호는 데이터베이스 정보, 금융정보, 개인 및 사업정보 등과 같은 정보을 전송하는데 사용될 수 있다. 또한, 디지털 데이터 신호들은 음성, 비디오, 이미지 등을 전송하는데 사용될 수 있다.
통상적으로, 디지털 통신은 개방형 시스템간 상호접속(open systems interconnection, OSI) 모델로서 알려진 모델을 사용하여 수행된다. OSI 모델은 네트워크에서 통신하는 클라이언트상의 7계층들과의 디지털 통신을 수행하기 위한 프레임워크(framework)를 형성한다. 이들 7계층들은 당업자에게 이해되며 최고단계에서 최저단계까지 응용층(application layer), 표현층(presentation layer), 세션층(session layer), 전송층(transport layer), 네트워크층(network layer), 데이터 링크층(data link layer), 및 물리층(physical layer)을 포함한다. 응용층에서, 데 이터는 일단측 사용자 프로세스에 사용된다. 데이터는 물리층을 사용하여 전송되는기전에 OSI 모델의 다른 각각의 계층에 의해 패키지된다. 물리층은 데이터가 실제로 전기신호, 광섬유상에 반송되는 광, 무선 신호 등과 같이 네트워크상으로 어떻게 전송되는지를 정의한다. 따라서, 상기 물리층에서, 실제 전압, 광레벨 및 무선 전파의 진폭 또는 주파수가 소정의 논리값을 가짐으로써 정의된다.
상기 물리층에서, 디지털 데이터를 전달하는 한가지 방법은 트랜시버의 사용을 포함한다. 트랜시버는 동선 링크 또는 광섬유 링크와 같은 물리층을 따라 데이터 신호를 전송하기 위한 전자 하드웨어를 포함하는 신호출력소스를 포함한다. 신호출력소스는 레이저, 전자 증폭기, 무선 송신기 등일 수 있다. 트랜시버는 또한 물리층 신호를 수신하기 위한 물리층 신호 수신소자를 포함할 수 있다. 물리층 수신소자는 포토다이오드, 전자 증폭기, 무선 수신기 등일 수 있다.
트랜시버는 클라이언트들 간에 상기 트랜시버가 연결되어 있는 디지털 장치 또는 호스트에 의해 읽어질 수 있는 이진수 표현과 같이 데이터 신호로 전송되는 신호를 디코딩하는 전자 하드웨어를 포함할 수 있다. 트랜시버는 또한 클라이언트들 간에 이진수 표현으로부터 물리적 링크를 가로질러 전송될 수 있는 물리층 레벨 신호로 전송되는 신호를 부호화하는 전자 하드웨어를 포함할 수 있다. 따라서, 일예로, 이진수 표현은 변조된 전자신호, 변조된 광신호, 변조된 무선신호 또는 따른 적절한 신호 중 하나로 변환된다.
각 트랜시버는 일반적으로 다른 트랜시버에 대해 수동적이다. 이는 트랜시버가 단순히 디지털 데이터로 표현된 정보를 추출 또는 처리하지 않고 물리층 레벨 신호로 변환된 디지털 데이터를 송수신하는 것을 의미한다. 다르게 말하면, 트랜시버들은 일반적으로 상기 트랜시버들을 위해 데이터를 서로 전달하지 않는다. 대신, 트랜시버들은 상기 트랜시버들이 연결되어 있는 호스트를 위해 데이터를 전달한다.
트랜시버는 상기 트랜시버를 위해 연결된 호스트 장치에 데이터를 전달할 수 있다. 예컨대, 트랜시버는 상기 트랜시버의 상태를 감시함으로써 디지털 진단정보를 발생하도록 구성될 수 있다. 그런 후, 트랜시버는 상기 트랜시버의 상태에 대한 정보를 연결된 호스트에 전달할 수 있다. 이 통신은 일반적으로 집적회로들 간의 통신을 위한 I2C 또는 MDIO 버스에 발생한다. 트랜시버가 수명, 구성요소 장애 또는 다른 이유로 인해 저하되면, 호스트가 상기 트랜시버로부터 수신된 이러한 통신을 사용하여 저하를 인식할 수 있다.
디지털 진단로직(또는 "디지털 진단"이라 함)은 다양한 업무를 처리하고 데이터 감시 및 동작 데이터를 발생하게 하는데 사용될 수 있다. 이들 업무 및 데이터는 다음 중 일부를 포함할 수 있다:
셋업 기능으로서, 이는 일반적으로 레이저 다이오드 임계전류와 같이 구성요소 특성에 대한 변화를 가능하게 하기 위해 공장에서 부품 단위를 기초로 하여 제조된 필요로 하는 조절에 관한 것이다;
식별로서, 이는 일반 용도의 메모리,특히 전기적 소거 및 프로그램가능 읽기전용기억장치(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, EEPROM) 또는 다른 비휘발성 메모리를 말한다. 메모리는 트랜시버 타입, 능력(capability), 일련번호(serial number), 및 다양한 표준과의 호환성을 식별하는 다양한 정보를 저장하는데 사용되는 직렬통신표준(serial communication standard)을 사용하여 접속될 수 있다. 표준은 아니지만, 이 메모리는 또한 서브 구성요소의 수정 및 공장테스트 데이터와 같은 부가정보를 저장할 수 있다;
안전도(eye safty) 및 일반적인 장애 발견으로서, 이들 기능은 비정상적이고 가능성 있는 불안전한 동작 파라미터를 식별하고 이들을 적절하게 호스트로 보고 및/또는 레이저 셧다운을 수행하게 하는데 사용된다;
온도보상기능으로서, 예컨대, 기울기 효율(slope efficiency)과 같이 핵심적인 레이저 특성에서의 기지의 온도변화를 보상한다;
감시 기능으로서, 트랜시버 동작 특성 및 환경에 대한 다양한 파라미터들을 감시한다. 감시될 수 있는 파라미터의 예로는 레이저 바이어스 전류, 레이저 출력전력, 수신기 전력레벨, 전원전압 및 온도를 포함한다. 이상적으로, 이들 파라미터들이 감시되고 호스트 장치로 그리고 이에 따라 트랜시버의 사용자에게로 보고되거나 이용가능해지게 된다;
전원켜짐시간(power on time)으로서, 트랜시버의 제어회로는 상기 트랜시버가 전원 온상태로 있었던 총 시간을 추적하고 이 시간 값을 호스트 장치에 보고하거나 이 시간 값을 호스트 장치에 이용가능하게 할 수 있다;
마징(Margining)으로서, "마징"은 일반적으로 트랜시버의 활성 구성요소들을 구동시키는데 사용되는 제어신호를 증감(scaling)함으로써 일단측 사용자가 이상적인 동작조건으로부터 기지의 편차로 트랜시버의 성능을 검사하게 하는 방식이다; 그리고
기타 디지털 신호로서, 호스트 장치가 디지털 입출력의 극성 및 출력 타입에 대한 다양한 요건들과 호환될 수 있도록 트랜시버를 구성할 수 있다. 예컨대, 디지털 입력은 송신기 디스에이블 및 속도 선택기능을 위해 사용되는 반면에, 출력은 송신기 장애 및 신호손실 상태를 나타내는데 사용된다. 구성값은 하나 이상의 이진수 입출력 신호의 극성을 결정한다. 몇몇 트랜시버에서, 이들 구성값은, 예컨대 디지털 입출력 값과 결부하여 사용되는 스케일링 인자를 특정함으로써, 하나 이상의 디지털 입출력 값의 스케일을 특정하는데 사용될 수 있다.
상술한 디지털 진단에 의해 발생된 데이터는 일반적으로 트랜시버가 설치되어 있는 호스트에만 이용될 수 있다. 따라서, 각각의 트랜시버가 갖는 문제를 고장수리하는 경우, 사용자는 트랜시버에 대한 어떤 디지털 진단 데이터를 발견하기 위해 상기 트랜시버가 설치되어 있는 호스트에 접속해야만 한다. 이는 호스트와 트랜시버가 해저상의 또는 외지의 사막위치와 같이 원격 위치에 있는 경우 다양한 어려움을 야기할 수 있다. 또한, 몇몇 애플리케이션은 간단히 광 데이터스트림을 수신하고, 상기 광 데이터스트림을 증폭시키며, 상기 광 데이터스트림을 재전송하는 트랜시버 쌍인 중계기(repeater)를 사용한다. 중계기 애플리케이션에서, 디지털 진단 데이터가 상기 중계기에 저장된다. 따라서 중계기를 고장수리하기 위해, 상기 중계기는 임의의 디지털 진단 데이터에 대해 물리적으로 검색 및 질의되어야만 한다.
디지털 진단 데이터가 광링크상으로 전송되는 고속 데이터의 일부로서 전송될 수 있는 몇몇 프로토콜들이 있다. 그러나, 이는 일반적으로 몇몇 특별히 정의된 패킷 또는 패킷의 일부에 데이터를 전송하는 것을 포함한다. 따라서, 디지털 진단 데이터를 검색하기 위해, 고속 데이터는 예컨대 프레이머(framer), 추출된 디지털 진단 데이터, 및 재집합된 고속 데이터에 의해 분해되어야 한다. 추가로, 디지털 진단 데이터가 일련의 트랜시버들내에 있는 한 트랜시버에 의해 추가되어야 하는 경우, 고속 데이터는 분해되어야 하고, 디지털 진단 데이터는 고속 데이터의 적절한 부분에 추가되어야 하며, 상기 디지털 진단 데이터를 포함하는 상기 고속 데이터가 재집합되어야 한다. 고속 데이터 신호를 분해 및 재집합하기 위해 데이터 처리면에서 상당히 원치않는 손실이 나타난다. 추가로, 링크에서 링크로 데이터를 재전송하기 전에 상기 데이터가 분해되고 재집합될 때 시간지연이 있게 된다.
다른 현재의 기존 시스템에서, 디지털 진단 데이터는 채널 중 하나가 고속 데이터에 대해 예약되어 있는 다중 채널을 포함하는 고속 데이터 신호로 전송될 수 있다. 이 구현은 단일 채널 시스템에 사용될 수 없다. 더욱이, 진단 데이터에 대한 채널의 사용은 전송될 수 있는 다른 고속 데이터량을 감소시킨다. 또한, 디지털 진단 데이터를 갖는 채널이 상기 디지털 진단 데이터를 얻기 위해 고속 데이터 신호로부터 추출되고 상기 고속 데이터 신호가 네트워크에 있는 다른 링크들에 전해지는 경우 상기 고속 데이터 신호에 재추가되어야만 할 때, 고속 데이터 신호를 분해하고 재집합하는 손실이 여전히 남아있다.
현재 해당기술분야에서 트랜시버로 발생하는 또 다른 요구는 채널을 따라 데이터 속도를 협상하는 것에 관한 것이다. 물리층에서의 통신은 무엇보다도 통신이 수행될 수 있는 데이터 속도를 특정하는 프로토콜을 포함한다. 몇몇 프로토콜은 가 변 통신 데이터 속도를 갖는다. 이는 호스트들 간의 링크 품질이 변할 때 유용할 수 있다. 낮은 품질의 링크는 종종 오류를 방지하기 위해 낮은 데이터 속도를 필요로 한다. 추가로, 데이터 속도는 기술이 진보함에 따라 나중에 제조된 장치에서 더 빨라질 수 있다. 다른 데이터 속도들에도 가능한 프로토콜은 1, 2 및 4 기가비트/초의 데이터 속도를 지원하는 광섬유 채널 프로토콜이다. 일반적으로, 2개 장치 간의 링크는 상기 장치가 동일한 데이터 속도로 전송되는 것을 필요로 한다. 장치들이 다른 데이터 속도로 통신할 수 있는 경우, 호스트 장치와 같은 장치들은 통신이 발생하게 되는 데이터 속도를 협상한다. 현재 기존의 협상 프로토콜은 복잡하고 적절하게 데이터 속도를 협상하기 위해 과도한 네트워크량과 계산자원을 필요로 할 수 있다.
본 발명의 실시예는 광섬유 케이블과 같은 물리적 링크를 가로질러 전송하기 위해 광신호와 같은 물리적 링크 신호를 생성하도록 구성되는 레이저 드라이버 및 레이저와 같은 신호전력소스를 갖는 트랜시버에 관한 것이다. 이들 트랜시버는 또한 상기 신호전력소스에 연결된 고속 데이터 변조기를 포함한다. 대역외 데이터 변조기가 또한 상기 신호전력소스에 연결되어 있다. 상기 신호전력소스는 고속 데이터 변조 및 대역외 데이터 변조에 응답하여 유출 이중변조신호를 생성한다. 상기 유출 이중변조신호는 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 물리적 링크상으로 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다. 이와 같은 방법은 이중변조 데이터 신호를 생성하기 위해 고속 데이터와 대역외 데이터를 사용하여 신호를 변조하는 단계를 포함한다. 상기 이중변조 신호는 물리적 링크상으로 전송을 위한 물리층 신호이다. 상기 유출 이중변조신호의 변조를 포함하는 상기 물리층 신호가 상기 물리적 링크상으로 전송된다.
이런 방식으로, 본 발명의 실시예는 대역외 데이터가 고속 데이터와 함께 동시에 상기 고속 데이터 물리적 링크상으로 전송되게 할 수 있다. 이는 트랜시버의 상태를 감시하기, 원격으로 트랜시버를 구성하기, 트랜시버를 인증하기 등을 가능하게 한다.
본 발명의 이들 및 다른 이점과 특징은 하기의 설명과 특허청구범위로부터 더 상세하게 알 수 있거나 이하에 나타나 있는 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다.
본 발명의 상술한 이점 및 다른 이점과 특징이 달성되도록, 간략히 상술된 본 발명의 보다 상세한 설명이 첨부도면에 예시된 특정 실시예를 참조로 이루어진다. 이들 도면은 단지 본 발명의 특정 실시예만을 도시한 것이며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다는 것을 이해하면, 본 발명은 첨부도면의 사용을 통한 추가적인 특성 및 상세한 내용과 함께 기술되고 설명된다:
도 1은 고속 및 대역외 데이터 통신을 위한 2개 호스트 장치간의 연결을 도시한 것이다.
도 2a는 적절한 소광비를 유지하면서 고속 데이터 신호상에 대역외 데이터를 변조시키는데 사용될 수 있는 채널 마진(channel margin)을 도시한 아이다이어그램(eye diagram)을 도시한 것이다.
도 2b는 송신기의 평균전력 세팅을 이용하여 변조된 대역외 데이터를 도시한 아이다이어그램을 도시한 것이다.
도 2c는 대역외 데이터가 고속 데이터 신호의 평균전력에 따라 변조되는 대역외 데이터를 사용하여 변조된 고속 데이터 신호를 도시한 것이다.
도 2d는 소광비를 사용하여 변조된 대역외 데이터를 도시한 아이다이어그램을 도시한 것이다.
도 2e는 대역외 데이터가 고속 데이터 신호의 소광비에 따라 변조되는 대역외 데이터를 사용하여 변조된 고속 데이터 신호를 도시한 것이다.
도 2f는 피크 출력을 사용하여 변조된 대역외 데이터를 도시한 아이다이어그램을 도시한 것이다.
도 2g는 대역외 데이터가 고속 데이터 신호의 피크출력에 따라 변조되는 대역외 데이터를 사용하여 변조된 고속 데이터 신호를 도시한 것이다.
도 3a는 장치가 모니터 포토다이오드로부터의 피드백을 포함하는 고속 데이터 신호의 평균전력에 따라 대역외 데이터를 변조하는 장치를 도시한 것이다.
도 3b는 고속 데이터 신호의 평균전력에 따라 대역외 데이터 변조장치를 도시한 것이다.
도 3c는 고속 데이터 신호의 소광비에 따라 대역외 데이터를 변조하는 장치를 도시한 것이다.
도 3d는 고속 데이터 신호의 피크 출력에 따라 대역외 데이터를 변조하는 장치를 도시한 것이다.
도 3e는 고속 데이터 신호의 피크 출력에 따라 대역외 데이터를 변조하는 장치를 도시한 것이다.
도 4는 이중변조신호를 수신하고 고속 데이터 및 대역외 데이터를 상기 이중변조신호로부터 추출하는 장치를 도시한 것이다.
도 5는 고속 데이터 및 대역외 데이터를 송수신하는 하드웨어를 포함하는 트랜시버를 도시한 것이다.
도 6은 고속 데이터 및 대역외 데이터를 송수신하는 다양한 부품들을 포함하하는 집적회로 칩을 포함하는 트랜시버의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 신호가 데이터 링크를 벗어나 필터링되는 주파수, 고속 데이터가 일반적으로 전송되는 주파수, 및 대역외 데이터 통신에 이용가능한 주파수를 포함하는 주파수 대역폭을 도시한 도표이다.
도 8은 고속 데이터 및 대역외 데이터를 전달하도록 구성된 중계기의 네트워크를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예는 이중변조신호로서 고속 데이터 및 대역외 데이터를 변조하는 시스템 및 방법을 포함한다. 이중변조신호가 연결된 호스트의 네트워크에 있는 구성요소들 간의 물리적 링크상으로 전송된다. 따라서, 상기 물리적 링크상으로 통상적으로 전송되는 고속 데이터는 동일한 물리적 링크상에 대역외 데이터와 함께 전송될 수 있다. 이는 진단정보, 인증정보, 속도협상정보, 구성정보 등과 같은 정보의 전송을 가능하게 한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고속 데이터"는 임의로 특정하게 정의된 데이터의 대역폭 또는 주파수를 말하는 것이 아니다. 그 보다, 고속 데이터는 일반적으로 네트워크상의 다양한 호스트들을 위해 일반적으로 전송되는 데이터와 같이 일반적으로 네트워크상으로 전송되는 데이터를 말한다. 고속 데이터는 또한 데이터를 전달하기 위해 일반적으로 호스트 시스템에 의해 사용되는 통신대역을 가리키는 대역내 데이터(in-band data)로서 언급될 수 있다. 고속 데이터 및 대역내 데이터는 트랜시버의 사용을 위해 트랜시버에서 트랜시버로 데이터를 전송하는데 일반적으로 사용되는 대역외 데이터(out-of-band data)와 구별된다. 호스트가 연이어 대역외 데이터를 수신하는 한편, 상기 호스트는 대개 I2C 또는 MDIO 버스와 같은 저속버스를 통해 트랜시버로부터 대역외 데이터를 수신한다. 이는 일반적으로 몇몇 타입의 고속 데이터 인터페이스를 통해 트랜시버로부터 호스트에 의해 수신되는 고속 데이터와는 대조적이다. 특히, 호스트는 또한 대역외 데이터를 생성하여 상기 대역외 데이터를 저속버스상의 트랜시버로 전송할 수 있다.
도 1을 참조하면, 고속 데이터 신호를 변조함으로써 대역외 데이터를 부호화하는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 도 1은 광섬유 통신에 사용하기 위한 호스트 장치(102)를 도시한 것이다. 호스트 장치는 물리적 링크(106)를 가로질러 신호를 전송하기 위한 송신기 광서브어셈블리(TOSA)(104)를 포함한다. 호스트 장치(102)는 또한 물리적 링크(110)를 가로질러 신호를 수신하기 위한 수신기 광서브어셈블리(ROSA)(108)를 포함한다. TOSA(104)는 고속 데이터 컨트롤(112)에 연결되 어 있으며, 상기 고속 데이터 컨트롤은 고속 데이터가 물리적 링크(106)를 가로질러 전송될 수 있는 형태로 변환되도록 TOSA(104)에 있는 레이저와 같은 신호전력소스의 전력출력을 변조시키는 고속 변조기를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고속 데이터 컨트롤(112)은 TOSA(104)를 변조시켜 고속 물리층 데이터 신호(116)를 생성한다. 또한 대역외 데이터 컨트롤(114)이 상기 TOSA(104)에 연결되어 있다. 대역외 데이터 컨트롤(114)은 대역외 데이터 변조기를 사용하여 TOSA(104)에 있는 레이저를 또한 변조시켜, 대역외 데이터스트림(118)이 고속 데이터 신호(116)상에서 변조되어 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유출 이중변조신호(122)를 생성하게 한다.
도시된 예에서, 대역외 데이터의 변조는 유출 이중변조신호(122)의 피크전력(120)에서의 변화로서 나타난다. 따라서, 유출 이중변조신호(122)는 고속 데이터 및 대역외 데이터 모두를 포함한다. 대역외 데이터는 위상편이 키잉(phase shift keying), 이진위상(binary phase)편이 키잉, 직교위상(quadrature phase)편이 키잉, 및 맨채스터 인코딩(Manchester encoding)을 포함하나 이에 국한되지 않는 다른 많은 변조기술을 사용하여 변조될 수 있다. 대역외 데이터는 실제로 대역내 데이터 보다 크기 차수가 작은 주파수 범위를 가질 수 있다. 그러나, 간단한 그래픽 형태로 이중변조 원리를 도시하기 위해, 대역외 데이터스트림(118)의 주파수는 고속 데이터 신호(116)보다 약간 더 낮은 주파수만을 갖는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 여하튼, 본 발명의 원리는 대역외 데이터스트림(118) 및 고속 데이터 신호(116) 간의 상대 주파수에 국한되지 않는다.
수신기능을 수행하기 위해, ROSA(108)는 유입 이중변조신호를 수신하는 포토다이오드와 같은 신호수신소자를 포함한다. ROSA(108)는 상기 유입 이중변조신호 중 전부 또는 일부를 대역외 데이터 컨트롤(114) 및 고속 데이터 컨트롤(112)로 전송한다. 대역외 데이터 컨트롤(114)은 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하는 대역외 검출기를 포함할 수 있다. 고속 데이터 컨트롤(112)은 유입 이중변조신호로부터 고속 데이터를 추출하는 고속 데이터 증폭기를 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예의 원리가 아이다이어그램(200)에 대하여 이해될 수 있다. 아이다이어그램(200)은 다수의 데이터 비트를 중첩시킴으로써 형성된 신호 품질에 대한 그래픽 표현이다. 아이다이어그램(200)은 금지영역(202)인 음영영역을 포함한다. 비트의 경계가 음영영역(202)내에 있는 경우, 비트는 오류로서 해석되어 진다. 따라서, 물리적 링크를 가로질러 전송된 데이터는 상기 데이터가 상기 금지영역(202)내에 있지 않도록 전송되어야만 한다. 한정된 개수의 비트만이 오류로서 해석되어야하는 소정의 사양이 필요하다. 이는 대개 요구되는 비트오류율(bit eror rate, BER)로서 표현된다. BER은 아이다이어그램을 기초로 설명되거나 정량화될 수 있다. 적절한 BER은 10-12 보다 크지 않는 BER을 특정하는 10기가비트 이더넷 표준과 같은 통신표준으로 표현될 수 있다.
비트오류율은 또한 고객의 기대 또는 필요조건에 의해 특정될 수 있다. 종종 통신장비를 구매하는 고객이 필요로 하는 BER은 특정한 통신표준에 의해 지정된 BER을 초과한다. BER은 트랜시버에 의해 수신된 소광비(extinction ratio)와 평균 전력(도 2a에서 P평균)의 함수이다. 물리층 사양은 종종 최소 및 최대 소광비로서 BER을 특정한다. 소광비는 "1" 고속 비트가 전송되는 경우(도 2a에서 P1) 트랜시버에 의해 수신된 전력레벨 대 "0" 고속 비트가 전송되는 경우(도 2a에서 P0) 트랜시버에 의해 수신된 전력레벨의 비이다. 따라서, 소광비는 P1/P0로서 표현된다. 특정한 소광비는 충분히 많은 고속 비트들이 요구되는 BER을 달성하기 위해 금지영역(202) 외부에 있는 비트 마진(bit margin)(204)내에 있게 한다.
도 2a에는 또한 고속 데이터 비트가 여전히 존재하고 오류로서 해석되지 않을 수 있는 전력레벨을 정의하는 채널 마진(206)이 도시되어 있다. 채널 마진(206)은 고속 데이터 신호상에 대역외 데이터를 끼워넣는 것을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 대역외 데이터는 전송되는 고속비트의 평균전력을 변조함으로써 고속 데이터상에 끼워넣어질 수 있다. 이 예는 도 2b에서 아이다이어그램으로 도시되어 있다. 아이다이어그램은 채널 마진(206)내에 변조된다. 도 2b에서, 아이다이어그램은 "0" 대역외 데이터 비트 또는 "1" 대역외 데이터 비트가 전송되는지에 따라 동일한 소광비를 갖는다. 다르게 말하면, P1-OOB0/P0-OOB0 = P1-OOB1/P0-OOB1 이며, 여기서 P1-OOB0는 "1" 고속 비트와 "0" 대역외 비트가 전송되는 전력이고, P0-OOB0는 "0" 고속 비트와 "0" 대역외 비트가 전송되는 전력이며, P1-OOB1는 "1" 고속 비트와 "1" 대역외 비트가 전송되는 전력이고, P0-OOB1는 "0" 고속 비트와 "1" 대역외 비트가 전송되는 전력이다. 따라서, 고속 데이터상에 대역외 데이터를 변조하면서 적절한 BER이 유지될 수 있다.
예시적으로, 도 2c는 고속 비트스트림상에 변조된 대역외 비트스트림을 도시한 것이다. 특히, 도 2c에서 비트스트림은 일정 비율로 도시되어 있지 않다. 일반적으로, 도시된 실시예에서, 대역외 비트스트림은 19200 보드(baud)로 NRZ 변조될 수 있는 반면에, 고속 데이터는 2.5Gbits/s이다. 이 예에서, 이는 대역외 비트당 약 130,000 고속 비트가 된다. 따라서, 간략히 하기 위해, 도 2c는 일정비율로 도시되어 있지 않다. 도 2c는 대역외 비트스트림에 따라 변조된 광신호의 평균전력을 도시한 것이다.
도 2d 및 도 2e에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 대역외 데이터는 소광비에 따라 변조된다. 이 예에서, 평균전력은 일정하게 유지되는 반면에, 최고 전력출력과 최저 전력출력 모두에서의 피크전력은 대역외 데이터스트림에 따라 변조된다. 도 2d는 "1" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우의 소광비가 "0" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우보다 더 큰 것을 도시한 것이다. 대안으로 도 2e에 도시된 바와 같이 보면, "1" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우, 고속 "1" 비트는 "0" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우보다 더 큰 전력으로 전송된다. 추가로, "1" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우, "0" 고속 비트는 "0" 대역외 데이터 비트가 전송되는 경우보다 더 적은 전력으로 전송된다. 따라서, 대역외 데이터는 고속 데이터의 진폭변조와 유사하게 행동한다.
도 2f 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예는 대역외 데이터와 함께 고속 데이터의 피크전력과 고속 데이터의 평균전력의 조합을 변조한 다. 도시된 예에서, 대역외 비트스트림은 고속 "1" 비트를 타고 변조된다. 따라서, 이 경우, 전송된 광신호의 소광비는 "0" 대역외 비트가 전송되는 경우보다 "1" 대역외 신호가 전송되는 경우 더 크다. 다르게 보면, "1" 고속 비트는 "0" 대역외 비트가 전송되는 경우보다 "1" 대역외 비트가 전송되는 경우 더 큰 전력으로 전송된다. 이 실시예는 고속 데이터 수신기 설계를 간단히 하는데 일조할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 대역외 데이터와 함께 고속 데이터의 평균전력을 변조하는데 사용될 수 있는 송신기 설계가 예시되어 있다. 송신기(300)는 레이저(304)에 연결된 레이저 드라이버(302)를 포함한다. 레이저 드라이버(302)는 소광비 명령(306)을 하나의 입력으로서 받아들인다. 소광비 명령(306)은 송신기(300)에 의해 송신되는 신호의 소광비를 제어한다. 레이저 드라이버(302)는 고속 전기신호를 받아들이는 다른 입력인 고속 데이터 입력부(308)를 더 포함한다. 고속 데이터 입력부(308)를 사용하여, 레이저 드라이버는 레이저(304) 출력전력을 변조시킨다.
송신기(300)는 레이저(304)의 평균전력출력을 제어하는 바이어스 회로에 다양한 부품들을 포함한다. 바이어스 회로는 레이저(304)를 통해 바이어슨 전류를 제어하는 트랜지스터(310)를 포함한다. 트랜지스터(310)는 증폭기(312)에 의해 제어된다. 증폭기(312)는 평균전력명령(314)과 대역외 데이터 신호(316)의 합을 하나의 입력으로서 갖는다. 대역외 데이터 신호(316)는 레이저(304)의 평균전력출력이 상기 대역외 데이터 신호(316)에 따라 변조되게 한다. 레이저 드라이버(302)와 바이어스 회로를 사용한 변조로 고속 데이터 및 대역외 데이터 모두를 포함하는 이중변조신호가 생성된다. 도시된 예에서, 평균전력명령(314)은 증폭기(312) 입력의 97% 를 나타내는 반면에, 대역외 데이터 신호(316)는 증폭기(312) 입력의 3%를 나타낸다. 이들은 단지 예시적인 숫자이며 다른 비율도 사용될 수 있다. 증폭기(312)는 모니터 포토다이오드(318)로부터의 신호를 피드백으로서 갖는다. 모니터 포토다이오드(318)는 레이저 다이오드(304)의 출력전력을 감시하고 레이저 출력전력에 비례하는 전류가 상기 모니터 포토다이오드(318)를 통해 흐르게 한다. 이 전류는 피드백 신호로서 증폭기(312)에 공급되는 신호를 발생시키는데 사용된다. 이런 식으로, 레이저(304)의 평균전력출력이 평균전력 명령신호(314)와 대역외 데이터 신호(316)의 조합에 의해 지시된 일정 레벨로 유지될 수 있다.
도 3b는 대역외 데이터와 함께 레이저(304)의 평균전력출력을 변조시키는데 사용될 수 있는 또 다른 송신기를 도시한 것이다. 도 3b의 송신기(320)는 도 3a의 송신기(300)와 유사하다. 그러나, 도 3b의 송신기는 도 3a의 모니터 포토다이오드(318)가 없다. 대신에, 증폭기(312)가 레이저(304)를 지나는 전류에 기본적으로 비례하는 피드백 신호를 수신한다.
도 3c는 도 2d 및 도 2e에 도시된 변조와 같은 소광비의 변조로서 대역외 데이터를 변조하는데 사용될 수 있는 송신기(322)를 도시한 것이다. 송신기(322)는 레이저(304)를 변조시키기 위해 고속 데이터 신호(308)를 하나의 입력으로서 갖는 레이저 드라이버(302)를 포함한다. 레이저 드라이버로의 또 다른 입력은 소광비 명령신호(306)와 대역외 데이터 신호(316)의 조합이다. 이는 레이저(304)가 고속 데이터와 대역외 데이터 모두를 포함하는 이중변조 광신호를 생성하게 한다. 송신기(322)는 또한 트랜지스터(310), 증폭기(312) 및 모니터 포토다이오드(318)와 같 은 레이저(304)의 평균전력출력을 제어하기 위한 회로를 포함한다. 도 3b에 도시된 실시예와 같이, 모니터 포토다이오드(318)는 다른 타입의 평균전력 피드백에 맞게 제거될 수 있다.
도 3d 및 도 3e는 도 2f 및 도 2g에 도시된 변조에 의해 예시된 바와 같이 대역외 데이터와 함께 고속 데이터의 피크전력과 고속 데이터의 평균전력의 조합을 변조하는 송신기 회로를 도시한 것이다. 도 3d에 도시된 송신기(324)는 고속 데이터와 함께 레이저(304)를 변조시키기 위한 다른 고속 데이터 입력부(308)을 갖는 레이저 드라이버(302)를 포함한다. 레이저 드라이버는 또한 소광비 명령(306)과 대역외 데이터 신호(316)의 조합인 입력을 갖는다. 레이저(304)의 출력전력은 증폭기(312) 및 트랜지스터(310)를 포함하는 바이어스 회로에 의해 더 변조된다. 증폭기(312)는 평균전력명령(314)과 대역외 데이터 신호(316)의 조합을 입력으로서 갖는다. 대역외 데이터 신호의 변조는 증폭기(312) 및 트랜지스터(313)가 레이저(304)의 평균전력을 변조하게 한다. 특히, 도 2f 및 도 2g에 도시된 변조를 얻기 위해, 레이저 드라이버에서의 변조가 97%의 소광비 명령 대 3%의 대역외 데이터 비를 갖는 경우, 비는 98.5%의 평균전력명령 대 1.5%의 대역외 데이터이다. 상술한 바와 같이, 당업자는 비가 97.5%의 평균전력명령 대 2.5%의 대역외 데이터인 경우, 95%의 소광비 대 5%의 대역외 데이터와 같은 다른 비가 사용될 수 있음을 인식한다. 특히, 단지 2개 비의 예는 실제로 다수의 다른 예들이 본 발명의 실시예에 의해 고려되는 경우 입증되었다. 채널 마진(206)은 이론적으로 상술한 각각의 실시예에 대해 무한한 개수의 비들을 허용하게 한다. 실제로, 비는 시스템내 다양한 구성 요소들의 감도에 의해 제한된다.
도 3e는 도 2f 및 도 2g에 도시된 변조에 의해 도시된 바와 같은 대역외 데이터와 함께 고속 데이터의 피크전력과 고속 데이터의 평균전력의 조합을 변조시키는 송신기의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 3e는 송신기(326)를 도시한 것이다. 송신기(326)는 레이저(304)를 바이어스하기 위한 전류 소스(328)를 포함한다. 전류 소스(328)는 고속 데이터 "0" 비트가 전송되는 경우 레이저(304)에 공급된 전류량을 정의하는 입력 고속 데이터 "0" 레벨 명령(330)을 입력으로서 갖는다. 레이저 드라이버(302)는 레이저(304)에 연결되어 있다. 상기 레이저 드라이버는 고속 데이터 신호(308)에 따라 레이저 전력을 변조시키는 고속 데이터 신호(308)를 입력으로서 수신한다. 특히, 레이저 드라이버(302)는 단일구동신호만을 사용하여 변조되는 것으로 도시되어 있다. 그럼에도 불구하고, 레이저 드라이버(302)는 상기 레이저 드라이버(302)에 의해 레이저(304)를 변조하기 위한 단일구동신호로 변환되는 다른 신호를 수신한다. 레이저 드라이버(302)는 또한 고속 데이터 "1" 레벨 명령(332)과 대역외 데이터 신호(316)의 조합인 입력을 포함한다. 고속 데이터 "1" 레벨 명령(332)은 고속 데이터 "1" 비트가 전송되는 경우 레이저(304)에 의해 출력되는 추가 전력을 정의한다. 고속 데이터 "1" 레벨 명령(332)과 대역외 데이터 신호(316)를 조합함으로써, 대역외 데이터는 도 2f 및 도 2g에 도시된 바와 같은 "1" 비트의 고속 데이터로 변조된다.
본 발명의 몇몇 실시예는 레이저(304)를 변조하기 위해 대역외 데이터를 사용하기 전에 대역외 데이터를 부호화하는 인코더를 더 포함한다. 인코더는 맨채스 터 인코딩(Manchester encoding), 위상편이키잉 등과 같은 부호화 기술을 사용하여 대역외 데이터를 부호화하는데 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 유입 이중변조신호를 수신하는 예시적인 수신기가 도시되어 있다. 수신기(400)는 이 예에서 신호응답소자를 포함하며, 상기 신호응답소자는 이 경우 물리층으로부터의 광신호인 물리층 신호를 수신하는 포토다이오드(402)이다. 포토다이오드(402)는 물리층 신호를 유입 이중변조 전기신호로 변환시키며, 상기 이중변조 전기신호는 이 예에서 포토다이오드(402)를 지나는 전류이다. 포토다이오드(402)는 상기 포토다이오드(402)를 통해 전류를 감시하는 포토다이오드 전류 모니터(404)에 연결되어 있다. 상기 전류 모니터(404)는 도시된 예에서 디지털 진단장치(414) 및 대역외 데이터 검출기(416)로 공급될 수 있는 신호를 생성하는데 사용될 수 있는 피크 검출기(408)에 연결되어 있다. 디지털 진단장치(414)는 포토다이오드(402)에 의해 수신된 평균전력, 피크전력, 신호의 소광비 등 중 적어도 하나를 감시한다. 이 정보는 그중에서도 네트워크에서 트랜시버의 상태를 감시하고 결정하는데 사용될 수 있다.
대역외 데이터 검출기(416)는 평균전력, 피크전력 또는 포토다이오드(402)에 수신된 광신호의 소광비를 대역외 데이터스트림으로 변환시킨다. 이 대역외 데이터스트림은 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 범용 비동기 수신/송신 장치)(418)에 공급되고 대역외 데이터스트림의 임의의 적절한 사용을 위해 마이크로프로세서(420)에도 공급된다. 대역외 데이터가 맨채스터 인코딩, 위상편이키잉 등과 같은 변조기술을 사용하여 변조된 실시예에서, 대역외 데이터 검출기(416) 는 대역외 데이터를 복조하기 위한 복조기를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 대역외 데이터 검출기는 일반적으로 텔레비젼 리모트 컨트롤 또는 다른 이러한 장비에 사용되는 상용의 적외선 리모트 컨트롤 디코더일 수 있다. 적절한 디코더는 캘리포니아, 산요세의 암텔사(Amtel Corporation)로부터 구매가능한 T2525, T2527, 및 U2538B와 같은 수신기를 포함한다. IR 리모트 컨트롤 디코더는 특히 대역외 데이터 신호를 수신하기에 매우 알맞다. IR 리모트 컨트롤 디코더는 백열광 및 다른 광과 같은 주변 광으로부터 도출된 신호 및 컨트롤 송신기로부터 변조된 IR 광신호를 복호화하고, 상기 주변광의 배경잡음으로부터 상기 변조된 제어신호를 추출하도록 설계된다. 이 상황은 훨씬 더 큰 고속 데이터 신호상에 비교적 적은 대역외 데이터 신호를 끼워넣는 것과 다소 유사하다. 따라서, IR 리모트 컨트롤 디코더는 본 발명의 실시예를 구현하는 한가지 방법을 제공할 수 있다.
광신호가 포토다이오드와 접촉하는 경우 적은 전류가 포토다이오드(402)에 야기된다. 이들 적은 전류는 고속 데이터 입력부(406)를 지나 고속 데이터 증폭기에 공급되고, 이 예에서 고속 데이터 증폭기는 트랜스컨덕턴스(transconductance) 증폭기(422)이다. 트랜스컨덕턴스 증폭기(422)는 고속 데이터 입력부(406)로부터의 전류를 차등 고속 데이터 전압신호로 변환시킨다. 차등 고속 데이터 전압신호는 필터링 커패시터(424)를 통해 후치증폭기(426)로 보내진다. 필터링 커패시터(424)는 고속 데이터만이 후치증폭기(426)로 전송되도록 주어진 임계값 아래의 주파수를 제거한다. 후치증폭기(426)는 고속 데이터 신호의 적절한 신호처리를 수행한다. 이 처리된 고속 데이터 신호는 추가 필터링 커패시터(428)를 통해 최종적으로 출력 단말기(430)로 전송되며, 상기 단말기에서 호스트 장치와 같은 고속 데이터 신호를 필요로 하는 장치에 이용가능해진다.
도 5를 참조하면, 고속 데이터와 대역외 데이터를 송수신하는 트랜시버를 포함하는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 트랜시버(500)는 고속 전자 데이터를 수신하는 고속 송신포트(502)를 포함한다. 고속 전자 데이터는 트랜시버(500)가 설치되는 호스트 장치로부터 수신될 수 있다. 고속 전자 데이터는 필터링 커패시터(504)를 통해 레이저 드라이버(506)에 전송된다. 레이저 드라이버는 고속 전자 데이터를 증폭시켜 구동신호를 광데이터로 변환시키는 TOSA(510)에 전해지는 구동신호를 생성한다. 레이저 드라이버(506)는 컨트롤러(512)에 또한 연결되어 있다. 컨트롤러는 I2C 포트(514)에서 I2C 데이터를 수신한다. 컨트롤러는 I2C 포트(514)로부터 수신된 데이터를 대역외 전송 UART(516)를 통해 레이저 드라이버(506)로 전달한다.
본 발명의 실시예는 또한 컨트롤러 칩(512)에 의해 트랜시버(500)내에 또는 상기 트랜시버내의 다른 회로에 생성된 대역외 데이터를 고려한다. 예컨대, 대역외 데이터는 설정기능, 식별정보, 안전도 및 일반적인 장애검출, 온도보상기능, 감시기능, 전력켜짐시간, 마징 등과 같은 디지털 진단 데이터일 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 컨트롤러 칩에 의해 생성된 디지털 진단 데이터는 대역외 데이터로서 전송될 수 있다. 특히, 디지털 진단 데이터는 또한, 전체적으로 또는 부분적으로, 호스트 장치에 의해 생성되고 I2C 버스를 가로질러 트랜시버에 전송될 수 있다. 따라서, 대역외 데이터는 호스트 장치를 포함하는 다수의 소스로부터 또는 직접적으로 트랜시버내에 수행되는 기능들로부터 도출될 수 있다.
레이저 드라이버(506)는 TOSA(510) 및 궁극적으로는 레이저(528)를 구동시키기 위해 I2C 포트(514)로부터 수신된 대역외 데이터를 구동신호상에 부호화하여 상기 대역외 데이터가 고속 데이터 신호와 함께 변조된 후 TOSA(510)로부터 유출 이중변조 광신호로서 출력된다. 광데이터는 트랜시버(500)에 의해 ROSA(518)에서 수신된다. 광데이터는 고속 데이터 및 대역외 데이터 모두를 포함하는 유입 이중변조 광신호일 수 있다. 광신호는 ROSA(518)에 의해 전기신호로 변환된다. 후치증폭기(520)는 고속 전자 데이터를 추출한 후 고속 출력포트(522)로 제공하며, 상기 고속 데이터는 트랜시버(500)가 설치되어 있는 호스트 장치에 이용가능하다. 디코더(526)는 ROSA(518)에 있는 포토다이오드 전류 모니터(530)에 의해 발생된 전자신호로부터 대역외 데이터를 추출한 후 컨트롤러(512)에 있는 대역외 수신 UART(524)에 제공한다. 디코더(526)는 또한 몇몇 변조 기술을 이용하여 대역외 데이터가 변조된 경우 복조 기능을 포함할 수 있다. 이 예에서, 대역외 데이터는 약간 낮은 주파수로 변조된다. 이 상황에서 사용되는 낮은 주파수는 고속 데이터보다 낮은 대역폭과는 다른 임의의 정의된 대역폭을 특정하지 않는다. 대역외 데이터용 대역폭은 도 7에 대한 설명과 결부하여 하기에 더 상세히 기술되어 있다.
도 6을 참조하면, 트랜시버의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 6에서 트랜 시버(600)는 예컨대 XFP 트랜시버일 수 있다. 트랜시버(600)는 도 5에 도시된 트랜시버(500)와 유사하며 데이터 통신은 동일한 경로를 따른다. 트랜시버(600)는 클록 및 데이터 복구회로(604)를 포함하는 단일칩(602)을 구비한다. 클록 및 데이터 복구회로(604)는 또한 ROSA(618)로부터 수신된 신호에 대해 디지털 신호 처리를 수행하는 후치증폭기(606)를 포함한다. 클록 및 데이터 복구회로(604)는 상기 클록 및 데이터 복구회로(604)에 의해 추출된 대역외 데이터를 수신하고, 또한 또한 대역외 데이터 검출 기능을 수행하는 회로를 포함하는 마이크로프로세서(608)에 연결된다. 트랜시버(600)의 송신측상에, 마이크로프로세서(608)는 대역외 데이터를 송신하기 위해 클록 및 데이터 복구회로에 연결되어 있다.
클록 및 데이터 복구회로(610)는 칩(602)에 포함된다. 클록 및 데이터 복구회로(610)는 레이저 드라이버(612)에 연결되어 있다. 본 발명의 일실시예에서, 도 6에 도시된 예와 같이, 레이저 드라이버(612)는 또한 칩(602)상에 포함된다. 레이저 드라이버(612)는 TOSA(614)에 연결되어 있다. 상기 클록 및 데이터 복구회로가 레이저 드라이버(612)를 구동하기 위해 고속 데이터 변조기 및 대역외 데이터 변조기의 일부를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 예는 어떻게 본 발명의 다양한 실시예들이 집적된 단일칩에서 대역외 데이터의 송수신을 수행하기 위한 소자들을 포함할 수 있는지를 도시한 것이다. 당업자는 대역외 데이터를 송수신하는데 사용되는 다양한 구성요소들의 조합이 본 발명의 실시예의 범위내에 단일칩상에 포함될 수 있음을 이해한다.
도 7을 참조하면, 어떻게 대역외 데이터 신호가 물리층을 가로질러 전송될 수있는 지를 도시한 그래프가 도시되어 있다. 대역외 데이터는 물리적 링크상으로 데이터의 전송에 대해 연결된 구성요소들상에 데이터의 주파수 응답과 관련하여 고려된다. 통상적으로, 고속 디지털 데이터는 소정의 주파수 파라미터 또는 소정의 데이터 주파수 대역폭(702)내에서 전송된다. 이는 종종 주어진 통신 프로토콜에 대해 특정된 주파수, 즉, 1 기가비트, 2 기가비트, 4 기가비트 등의 함수이다. 이는 또한 필터의 함수일 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 필터링 커패시터(424, 428, 504 및 508)와 같은 필터링 커패시터가 낮은 주파수 신호를 필터링하기 위해 사용된다. 본 발명의 실시예에서 이들 필터링 커패시터는 30kHz 미만의 주파수를 필터링하도록 설계되어 있다. 고속 디지털 데이터는 주로 상기 신호가 DC 밸런스되도록 전송된다. 이는, 평균적으로, 동일 개수의 1 및 0을 전송함으로써 행해진다. 이 상황에서, DC 밸런스되는 신호는 DC 값을 갖지 않는다. 이는 전체 신호가 도 5에 도시된 필터링 커패시터(504 및 508)과 같은 필터링 커패시터를 통과하게 한다. 필터링 커패시터는 신호의 모든 DC 부분 뿐만 아니라 낮은 주파수 신호를 차단한다. 여러 기술들이 신호를 DC 밸런스하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 8비트의 이진수 데이터가 10 비트 워드를 사용하여 전송될 수 있다. 가외 비트(extra bits)가 1 및 0의 개수를 밸런스시키는데 사용된다. 이러한 타입의 부호화는 예컨대, 1 내지 4 기가비트/초 이더넷 및 광섬유 채널 링크(Fiber Channel Link)와 함께 사용될 수 있다. 이러한 타입의 부호화는 주로 신호가 100KHz 이상의 주파수로 전송되게 한다. SONET 또는 SDH, 및 10G 데이터콤(Datacom) 링크와 같은 통신 시스템에 대해, 비트스트림을 랜덤화하고 1 및 0을 밸런스시키기 위해 스크램블링 기 술(scrambling techniques)이 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 각각의 이들 DC 밸런싱 기술은 필터링만으로 또는 필터링과 결합하여 고속 데이터가 고속 데이터 대역폭(702)내에 있게 한다.
따라서, 대역외 데이터는 고속 데이터 대역폭(702) 미만 또는 몇몇 실시예에서는 상기 대역폭을 초과한 주파수로 전송될 수 있다. 대역외 데이터를 변조하기 위한 데이터 대역폭이 대역외 데이터 대역폭(704)으로서 도 7에 도시되어 있다. 따라서, 대역외 데이터는 대역외 데이터 대역폭(704)내에 있다. 대역외 변조를 수행하기 위해, 본 발명의 일실시예에서, 고주파수 데이터로 변조되었던 변조된 데이터 신호는 대역외 데이터 대역폭(704)내의 주파수내에 있는 대역외 데이터의 데이터스트림으로 더 변조된다.
도 8을 참조하면, 데이터 전송 범위 확장 실시예에서 중계기 간의 대역외 데이터의 전송을 가능하게 하는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 몇몇 장거리 데이터 전송 애플리케이션은 적절한 품질의 데이터가 장거리 데이터 링크를 가로질러 전송될 수 있는 것을 보장하기 위해 중간 중계기가 사용되어야 하는 것을 필요로 한다. 예컨대, 미국의 한 쪽 끝에서 미국의 다른 쪽 끝으로 광섬유 케이블을 따른 전송은 적절한 신호품질로 전송을 달성하기 위해 중간 중계기를 필요로 할 수 있다. 도 8은 TOSA(804) 및 ROSA(806)를 포함하는 제 1 중계기(802)를 도시한 것이다. 중계기(802)는 ROSA(806)에 신호를 수신한다. 상기 신호는 잡음제거, 신호출력 상승 또는 신호의 품질을 향상시키기 위한 다른 업무와 같은 다양한 디지털 신호처리 업무를 수행할 수 있는 신호 프로세서(808)에 전달된다. 그런 후 처리된 신호가 TOSA(804)에 전송되고, 상기 TOSA에서 중계기(810 및 812)에 의해 또한 재전송될 수 있다. 중계기(802)는, 그중에서도, 상기 중계기(802)에 의해 송수신되는 신호상에 대역외 데이터를 추출하고 삽입하는데 사용될 수 있는 마이크로프로세서(814)와 같은 대역외 로직을 또한 포함한다.
중계기(802)의 일예시적인 사용에서, 중계기(802)용 디지털 진단정보는 중계기(802, 810 및 812)를 포함하는 네트워크와 같은 중계기들의 네트워크를 통해 대역외 데이터로서 전송된다. 대역외 데이터는 각각의 중계기에 대한 디지털 진단정보를 포함하기 위해 각각의 중계기에 의해 체인 형태로 연결될 수 있다. 따라서, 통신 네트워크에서 중계기의 상태는 중계기로부터 떨어져 있는 장치에 의해 감시될 수 있다. 이것이 유용한 한가지 예는 중계기가 시골지역, 비거주지역, 또는 해저와 같은 원격위치에 있는 네트워크이다. 네트워크 문제를 고장수리하는 경우, 물리적으로 중계기를 검색하여 검사는데 엄청난 비용이 들 수 있다. 그러나, 각각의 중계기에 대한 진단정보가 대역외 통신에 포함되는 경우, 중계기의 상태 및 상황이 원격으로 감시될 수 있어 물리적으로 중계기를 검색하고 테스트할 필요가 없다.
본 발명의 일실시예에서, 각 중계기로부터의 디지털 진단정보를 포함하는 대역외 데이터는 또한 중계기 사이의 광섬유 링크의 상태를 감시하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 디지털 진단정보가 송신된 신호의 전력 및 수신된 신호의 전력을 포함하는 경우, 송신 중계기에 의해 수신 중계기로 송신된 전력에서 상기 수신 중계기에 의해 수신된 전력을 뺌으로써 계산이 행해질 수 있다. 상당한 전력손실은 중계기 사이의 링크를 수리 또는 교체할 필요가 있음을 나타낼 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 구성정보가 원격 호스트, 중계기 또는 다른 장치에 전송될 수 있다. 이는 상기 장치를 구성하기 위해 장치에 직면하여 물리적으로 검색 하거나 물리적으로 장치에 직면해 있는 고비용 가능성을 피하게 한다. 구성정보는 예컨대 장치를 셧오프시키는 명령, 통신속도를 지정하는 정보, 레이저 전력이 감소되거나 유지되어야 하는 등을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 진단정보는 장치에 의해 요청되거나 자동으로 전송될 수 있다. 일실시예에서, 장치는 식별정보와 같은 정보를 요청함으로써 네트워크상에 다른 장치와의 호환성을 보장하기 위해 검사될 수 있다. 일실시예에서, 식별정보는 특정한 장치의 제조업체에 대한 정보를 포함하여 진단정보를 요청한 장치가 상기 특정한 장치와 함께 사용하기에 적합한 지를 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 물리적 링크를 가로지르는 신호손실과 같은 진단정보가 결정될 수 있다. 예컨대, 장치는 신호가 전송되는 전력을 나타낼 수 있다. 신호를 수신하는 장치는 수신된 전력량을 대역외 데이터에 나타낼 수 있다. 따라서, 수신된 신호의 전력과 송신된 신호의 전력을 비교함으로써, 두 장치 사이의 물리적 링크에 의해 초래된 손실이 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 대역외 데이터를 사용하여 식별정보 및 인증정보를 전송함으로써 네트워크에서 장치들 간의 보안성이 유지될 수 있다. 하드웨어 또는 소프트웨어 부호화된 암호키가 네트워크에서 다른 장치들에 나타나는 식별정보 또는 암호화 표시를 발생하는데 사용될 수 있는 네트워크내 장치상에 있다. 따라서, 보안연결이 장치들 간에 수행될 수 있고, 상기 장치들은 인증정보 및 식별 정보를 전달하기 위한 하드웨어 내장 암호화키 및 대역외 데이터를 사용하여 서로 적절하게 일치된다.
본 발명은 기술사상 또는 본질적인 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 상술한 실시예는 모든 면에서 단지 예시적이며 한정되지 않는 것으로 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 설명에 의해서라기 보다는 특허청구범위에 의해 나타나 있다. 특허청구범위의 의미 및 균등론 범위내에 있는 모든 변경들도 본 발명의 범위내에 포함되어 있다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 물리적 링크를 가로질러 전송하기 위해 물리층 신호를 생성하는데 알맞는 신호전력소스와,
    상기 신호전력소스에 결합된 고속 데이터 변조기와,
    상기 신호전력소스에 결합된 대역외 데이터 변조기를 구비하고,
    상기 신호전력소스는 상기 고속 데이터 변조기로부터 수신된 고속 데이터 신호를 사용하여 물리층 신호를 변조시키고 상기 대역외 데이터 변조기로부터 수신된 대역외 데이터에 응답하여 상기 물리층 신호를 변조시키도록 구성되며, 상기 고속 데이터 변조기 및 대역외 데이터 변조기에 의한 변조로 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유출 이중변조신호가 생성되는 트랜시버에 있어서,
    상기 트랜시버는 광트랜시버이고,
    상기 신호전력소스는 레이저 드라이버 및 레이저를 구비하며,
    상기 트랜시버는 상기 레이저에 의해 출력된 평균전력을 제어하도록 구성된 평균전력 바이어스 회로를 더 구비하고,
    상기 대역외 데이터 변조기는 상기 평균전력 바이어스 회로에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  3. 물리적 링크를 가로질러 전송하기 위해 물리층 신호를 생성하는데 알맞는 신호전력소스와,
    상기 신호전력소스에 결합된 고속 데이터 변조기와,
    상기 신호전력소스에 결합된 대역외 데이터 변조기를 구비하고,
    상기 신호전력소스는 상기 고속 데이터 변조기로부터 수신된 고속 데이터 신호를 사용하여 물리층 신호를 변조시키고 상기 대역외 데이터 변조기로부터 수신된 대역외 데이터에 응답하여 상기 물리층 신호를 변조시키도록 구성되며, 상기 고속 데이터 변조기 및 대역외 데이터 변조기에 의한 변조로 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유출 이중변조신호가 생성되는 트랜시버에 있어서,
    상기 트랜시버는 광트랜시버이고,
    상기 신호전력소스는 레이저 드라이버 및 레이저를 구비하며,
    상기 레이저 드라이버는 상기 레이저에 의해 출력된 신호의 소광비를 제어하도록 구성된 소광비 명령 입력부를 더 구비하고,
    상기 대역외 데이터 변조기는 상기 소광비 명령 입력부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  4. 물리적 링크를 가로질러 전송하기 위해 물리층 신호를 생성하는데 알맞는 신호전력소스와,
    상기 신호전력소스에 결합된 고속 데이터 변조기와,
    상기 신호전력소스에 결합된 대역외 데이터 변조기를 구비하고,
    상기 신호전력소스는 상기 고속 데이터 변조기로부터 수신된 고속 데이터 신호를 사용하여 물리층 신호를 변조시키고 상기 대역외 데이터 변조기로부터 수신된 대역외 데이터에 응답하여 상기 물리층 신호를 변조시키도록 구성되며, 상기 고속 데이터 변조기 및 대역외 데이터 변조기에 의한 변조로 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유출 이중변조신호가 생성되는 트랜시버에 있어서,
    상기 트랜시버는 광트랜시버이고,
    상기 신호전력소스는 레이저 드라이버 및 레이저를 구비하며,
    상기 트랜시버는 상기 레이저에 의해 출력된 평균전력을 제어하도록 구성된 평균전력 바이어스 회로를 더 구비하고,
    상기 대역외 데이터 변조기는 상기 평균전력 바이어스 회로에 결합되어 있고,
    상기 레이저 드라이버는 상기 레이저에 의해 출력된 신호의 소광비를 제어하도록 구성된 소광비 명령 입력부를 더 구비하고,
    상기 대역외 데이터 변조기는 상기 소광비 명령 입력부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  5. 물리적 링크를 가로질러 전송하기 위해 물리층 신호를 생성하는데 알맞는 신호전력소스와,
    상기 신호전력소스에 결합된 고속 데이터 변조기와,
    상기 신호전력소스에 결합된 대역외 데이터 변조기와,
    트랜시버에 대한 진단 정보를 발생시키거나 표준 버스를 통하여 상기 트랜시버에 결합된 호스트 장치로부터 진단 정보를 수신하도록 구성된 컨트롤러를 구비하고,
    상기 신호전력소스는 상기 고속 데이터 변조기로부터 수신된 고속 데이터 신호를 사용하여 물리층 신호를 변조시키고 상기 대역외 데이터 변조기로부터 수신된 대역외 데이터에 응답하여 상기 물리층 신호를 변조시키도록 구성되며, 상기 고속 데이터 변조기 및 대역외 데이터 변조기에 의한 변조로 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유출 이중변조신호가 생성되고, 상기 제어기는 상기 대역외 데이터 중 적어도 일부로서 변조될 상기 진단 정보를 상기 대역외 데이터 변조기에 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역외 변조기는 위상편이키잉(phase shift keying), 이진위상편이키잉(binary phase shift keying), 직교위상편이키잉(quadrature phase shift keying), 및 맨채스터 인코딩(Manchester encoding) 중 적어도 하나를 사용하여 변조하도록 구성되는 트랜시버.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역외 데이터 변조기는 식별정보 및 승인정보를 변조하도록 구성되는 트랜시버.
  8. 제 2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역외 데이터 변조기는 트랜시버의 상태를 포함하는 진단정보를 변조하도록 구성되는 트랜시버.
  9. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역외 데이터 변조기는 구성데이터를 변조하도록 구성되는 트랜시버.
  10. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물리적 링크로부터 물리층 신호를 수신하고 상기 물리층 신호로부터 유입 이중변조신호를 생성하도록 구성된 신호수신소자와,
    상기 신호수신소자에 결합되고 상기 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하도록 구성되는 대역외 검출기와,
    상기 신호수신소자에 결합되고 상기 유입 이중변조신호로부터 고속 데이터를 추출하도록 구성되는 고속 데이터 증폭기를 더 구비하는 트랜시버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대역외 데이터 검출기는 IR 수신기를 구비하는 트랜시버.
  12. 삭제
  13. 물리적 링크상으로 전송하기 위해 물리층 신호인 유출 이중변조신호를 생성하도록, 고속 데이터를 사용하여 데이터 신호를 변조시키는 단계 및 대역외 데이터를 사용하여 상기 데이터 신호를 변조시키는 단계와,
    상기 물리적 링크상으로 상기 이중변조신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터 신호를 변조시키는 단계는 상기 물리층 신호의 평균전력을 가변시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  14. 물리적 링크상으로 전송하기 위해 물리층 신호인 유출 이중변조신호를 생성하도록, 고속 데이터를 사용하여 데이터 신호를 변조시키는 단계 및 대역외 데이터를 사용하여 상기 데이터 신호를 변조시키는 단계와,
    상기 물리적 링크상으로 상기 이중변조신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터 신호를 변조시키는 단계는 상기 물리층 신호의 피크전력을 가변시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  15. 물리적 링크상으로 전송하기 위해 물리층 신호인 유출 이중변조신호를 생성하도록, 고속 데이터를 사용하여 데이터 신호를 변조시키는 단계 및 대역외 데이터를 사용하여 상기 데이터 신호를 변조시키는 단계와,
    상기 물리적 링크상으로 상기 이중변조신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 데이터 신호를 변조시키는 단계는 상기 물리층 신호의 소광비를 가변시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고속 데이터 및 대역외 데이터를 포함하는 유입 이중변조신호를 수신하는 단계와,
    상기 유입 이중변조신호로부터 고속 데이터를 추출하는 단계와,
    상기 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하는 단계를 더 포함하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하는 단계는 상기 유입 이중변조신호의 평균전력을 측정하는 단계를 포함하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하는 단계는 상기 유입 이중변조신호의 피크전력을 측정하는 단계를 포함하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 유입 이중변조신호로부터 대역외 데이터를 추출하는 단계는 상기 유입 이중변조신호의 소광비를 측정하는 단계를 포함하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  20. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 신호를 변조시키는 단계는 위상편이키잉, 이진위상편이키잉, 직교위상편이키잉, 및 맨채스터 인코딩 중 적어도 하나에 따라 상기 변조 데이터 신호를 변조하는 단계를 포함하는 물리적 링크상으로의 데이터 전송방법.
  21. 데이터 신호를 수신하기에 알맞는 수신기와,
    상기 수신기에 결합되고, 상기 데이터 신호상으로 처리업무를 수행하기에 알맞는 신호 프로세서와,
    상기 신호 프로세서에 결합되고, 상기 프로세서로부터 데이터 신호를 수신하고 상기 데이터 신호를 전송하기에 알맞는 송신기와,
    상기 신호 프로세서에 결합되고, 상기 데이터 신호상에 대역외 데이터를 추출하고 삽입하도록 구성된 대역외 로직을 구비하고,
    상기 대역외 로직은 상기 데이터 신호로부터 적어도 하나의 원격 중계기로부터의 디지털 진단 데이터를 포함하는 대역외 데이터를 추출하고, 상기 대역외 데이터가 중계기 및 상기 적어도 하나의 원격 중계기에 대한 디지털 진단 데이터를 포함하도록 상기 중계기의 디지털 진단 데이터에 해당하는 데이터를 상기 대역외 데이터에 연관시키며, 상기 중계기 및 상기 적어도 하나의 원격 중계기의 디지털 진단 데이터에 해당하는 데이터를 포함하는 상기 대역외 데이터를 상기 데이터 신호상에 삽입하도록 구성되는 디지털 데이터 송수신용 중계기.
  22. 삭제
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 대역외 로직은 마이크로프로세서인 디지털 데이터 송수신용 중계기.
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