KR100843320B1 - 호스트로 보고하기 전에 광트랜시버에서의 디지털진단정보의 조정 - Google Patents

호스트로 보고하기 전에 광트랜시버에서의 디지털진단정보의 조정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광트랜시버에 통신하게 결합되어 있는 호스트 컴퓨팅 시스템(이하 간단히 "호스트"라 함)에 조정된 값을 제공하기 전에 디지털 진단의 조정을 수행하도록 구성된 광트랜시버에 관한 것이다. 광트랜시버는 온도 또는 공급전압과 같은 아날로그 동작 파라미터 신호를 측정하는 센서를 포함한다. 그런 후, 각 아날로그 신호는 아날로그 디지털 변환기(들)에 의해 디지털 샘플로 변환된다. 프로세서는
아날로그 디지털 변환동안 또는 이전에 아날로그 신호에 도입된 예측가능한 에러를 보상하기 위해 광트랜시버가 다양한 샘플들에 대한 조정을 수행하게 하는 마이크로코드를 실행한다. 그런 후 광트랜시버는 조정된 결과가 호스트에 접속가능하게 할 수 있다.
광트랜시버, 디지털 진단, 마이크로코드

Description

호스트로 보고하기 전에 광트랜시버에서의 디지털 진단정보의 조정{Calibration Of Digital Diagnostics Information In An Optical Transceiver Prior To Reporting To Host}
본 발명은 일반적으로 광트랜시버 및 광트랜시버 호스트 컴퓨팅 시스템(이하 "호스트"라 함)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 호스트로 조정된 정보를 보고하기 전에 광트랜시버의 디지털 진단 정보를 조정하는 것에 관한 것이다.
컴퓨팅 및 네트워킹 기술이 세계를 변화시켰다. 네트워크를 통해 전달된 정보량이 증가함에 따라, 고속 전송이 더욱 더 중요하게 되었다. 많은 고속 데이터 전송네트워크는 광섬유 위로 광신호의 형태로 구현된 디지털 데이터의 송수신을 용이하게 하는 광트랜시버 및 유사장치에 따른다. 따라서, 광네트워크들은 작은 근거리 통신망(LAN)과 같이 적절한 것에서 부터 인터넷의 백본(backbone)과 같이 거대한 것에 이르는 폭넓게 다양한 고속 애플리케이션에서 발견된다.
일반적으로, 이러한 네트워크에서 데이터 전송은 레이저 또는 발광다이오드(LED)와 같은 광송신기(또한 전기광학 트랜스듀서(electro-optic transducer)라고 함)에 의해 실행된다. 전기광학 트랜스듀서는 전류가 통과하는 경우 광을 방출하고, 상기 방출된 광의 강도는 상기 트랜스듀서를 통과하는 전류 크기의 함수이 다. 데이터 수신은 일반적으로 광수신기(또한 광전자 트랜스듀서라고 함)에 의해 실행되며, 광수신기의 예로는 포토다이오드이다. 광전자 트랜스듀서는 광을 수신하고 전류를 발생하며, 상기 발생된 전류의 크기는 수신된 광의 강도 함수이다.
다양한 다른 성분들이 광송수신 부품의 제어 및 다양한 데이터와 다른 신호들의 처리를 보조하기 위해 광트랜시버에 의해 사용된다. 예컨대, 이러한 광트랜시버는 일반적으로 다양한 제어 입력에 응답하여 광송신기의 동작을 제어하도록 구성된 전자광학 트랜스듀서 드라이버(예컨대, 레이저 신호를 구동하는데 사용되는 경우 "레이저 드라이버"라고 함)를 포함한다. 광트랜시버는 또한 일반적으로 광수신기에 의해 수신된 데이터 신호의 소정 파라미터에 대한 다양한 동작을 수행하도록 구성된 증폭기(예컨대, 종종 "후치증폭기"라고 함)를 포함한다. 제어회로(이하 "컨트롤러"라 함)가 레이저 드라이버 및 후치 증폭기의 동작을 제어한다.
추가로, 컨트롤러는 또한 트랜시버 동작 파라미터를 측정할 수 있는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 레이저 드라이버, 후치증폭기 및 다른 트랜시버 부품에 결합되는 센서들이 또한 있을 수 있다. 이들 동작 파라미터들은 온도, 트랜시버 전압, 레이저 바이어스 전류, 송수신 전력등을 포함할 수 있다.
광트랜시버의 동작동안, 다양한 동작 파라미터들의 진단을 수행하는 것이 종종 유용하다. 진단이 수행되는 일반적인 방식은 센서 측정 및 동작 파리미터 값을 갖고 상기 값을 아날로그 디지털 변환기로 전송하는 것이며, 상기 아날로그 디지털 변환기는 컨트롤러내에 있을 수 있거나 개개의 트랜시버 부품일 수 있다. 아날로그 디지털 변환기는 상기 값을 디지털 신호로 변환하고 상기 값을 트랜시버 모듈에 결 합된 호스트 컴퓨팅 시스템에 보고한다. 이는 사용자가 다양한 동작 파라미터를 평가하게 한다.
그러나, 호스트로 보고된 디지털 변환 신호는 종종 실제 측정된 아날로그 값을 나타내지 못한다. 이는 종종 아날로그 디지털 변환에 고유한 몇몇 예측가능한 신호손상에 기인한다.
이들 문제를 경감하게 하는 한가지 방법은 트랜시버 아날로그 디지털 변환기로부터 수신하는 디지털 값에 대한 호스트 수행 조정을 갖는 것이다. 트랜시버 제조업자는 어떠한 예측가능한 에러(predictable error)없이 이상적인 아날로그 디지털 변환기의 디지털 출력에 대한 방정식을 사용자에게 제공할 수 있다. 그런 후, 사용자는 디지털적으로 변환된 신호에 대한 조정을 수행하기 위한 호스트 이용식을 가질 수 있다. 이런 식으로, 신뢰가능한 디지털 진단값이 얻어질 수 있다.
그러나, 호스트가 디지털 진단 정보에 대한 조정을 수행하는 것은 다른 호스트 동작에 필요한 유효한 호스트 자원을 사용한다. 이는 전반적인 속도와 조정동작의 성능에 영향을 끼칠 수 있다. 이는 특히 다중 광트랜시버를 지원하는 호스트에 대해 사실이다. 또한, 호스트가 조정을 수행하는 것은 종종 더 크거나 더 빠른 호스트 마이크로프로세서 또는 덧셈 추가 프로세서를 필요로 한다.
따라서, 진단 값을 호스트로 보고하기 전에 내부에 디지털 진단의 성능 조절을 할 수 있는 광트랜시버가 이점적일 수 있다.
해당기술분야의 종래 상태가 갖는 상기 문제는 광트랜시버에 통신하게 결합될 수 있는 호스트 컴퓨팅 시스템에 조정된 값을 제공하기 전에 디지털 진단의 조정을 수행하도록 구성된 광트랜시버와 관련된 본 발명의 원리에 의해 극복된다. 광트랜시버는 시스템 메모리와 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
광트랜시버는 아날로그 동작 파라미터 신호를 측정한다. 이들 아날로그 신호는 트랜시버 온도, 트랜시버 전압, 레이저 바이어스 전류 및 송수신 전력 등을 포함할 수 있다. 그런 후, 광트랜시버는 아날로그 신호로부터 디지털 샘플을 얻는다. 그러나, 디지털 샘플은 종종 아날로그 디지털 변환기로부터 또는 아마도 다른 부품들로부터 예측가능한 에러를 포함하거나 아날로그 디지털 변환기에 도착하기 전 아날로그 신호를 감지 또는 처리할 수 있다. 이 예측가능한 에러를 보상하기 위해, 광트랜시버는 조정을 수행한다.
특히, 마이크로코드가 시스템 메모리에 로드된다. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 마이크로코드는 광트랜시버가 디지털적으로 변환된 샘플상에 조정동작을 수행하게 하여 예측가능한 에러를 제거하게 한다. 마이크로코드의 실행은 광트랜시버가 조정을 수행하도록 조정규칙을 강요한다. 그런 후, 트랜시버는 조정된 결과가 호스트에 접속가능하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 원리는 트랜시버 전에 디지털 진단정보가 호스트에 접속가능하게 하는 디지털 진단정보의 조정을 고려한다. 이는 다른 호스트동작에 대한 유효한 호스트 컴퓨팅 자원을 절약한다. 또한, 많은 호스트들은 신뢰가능한 조정을 위해 충분한 샘플들을 접속할 수 없다. 이는 호스트와 트랜시버 간의 느린 통신채널에 기인할 수 있다. 광트랜시버는 보다 빠르고 효율적으로 샘플에 접속할 수 있기 때문에, 그리고 광트랜시버 자체가 조정을 수행하기 때문에, 조정이 또한 훨씬 더 효율적이다.
본 발명의 추가적 특징 및 이점은 후술되는 설명에 나타나 있으며, 부분적으로는 명세서로부터 명백해지거나 본 발명의 실시예 의해 알 수 있다. 본 발며으이 특징과 이점은 특히 특허청구범위에 지적된 수단 및 조합에 의해 구현되고 얻어질 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 특징은 하기의 설명과 특허청구범위로부터 더 완전히 명백해지거나 하기에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다.
본 발명의 상기 언급한 이점 및 다른 이점과 특징을 더 명확히 하기 위해, 첨부도면에 도시된 특정 실시예를 참조로 본 발명의 더 구체적인 설명이 이루어진다. 이들 도면은 단지 본 발명의 특정한 실시예만을 기술하며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는 것이 이해식된다. 첨부도면의 사용을 통한 추가적인 특이성 및 상세한 설명과 함께 본 발명을 기술하고 설명한다.
도 1은 본 발명의 특징을 실행할 수 있는 광트랜시버의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 제어모듈의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 광트랜시버가 본 발명의 원리에 따른 호스트 컴퓨팅 시스템에 결과를 보고하기 전에 디지털 진단의 조정을 수행하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 4는 미조정된 비선형 곡선의 도표 및 조정된 비선형 곡선의 도표를 도시한 것이다.
도 5는 미조정된 비선형 선형 곡선의 도표 및 조정된 선형 곡선의 도표를 도시한 것이다.
본 발명의 원리는 광트랜시버에 통신하게 결합되는 호스트 컴퓨팅 시스템(이하 간단히 "호스트"라 함)에 조정된 값을 제공하기 전에 디지털 진단의 조정을 수행하도록 구성된 광트랜시버에 관한 것이다. 광트랜시버는 온도 또는 공급전압과 같은 아날로그 동작 파리미터 신호를 측정하는 센서를 포함한다. 그런 후, 각각의 아날로그 신호는 아날로그 디지털 변환기(들)에 의해 디지털 샘플로 변환된다. 프로세서는 광트랜시버가 아날로그 디지털 변환전에 또는 변환동안에 아날로그 신호에 도입된 예측가능한 에러를 보상하기 위해 다양한 샘플들에 대한 조정을 수행하게 하는 마이크로코드(microcode)를 실행한다. 그런 후, 광트랜시버는 조정된 결과들이 호스트에 접속가능하게 할 수 있다. 이는 조정된 결과에 대한 트랜시버를 폴링(polling)하는 호스트 및/또는 호스트에 조정된 결과를 직접 로깅(logging)하는 트랜시버에 의해 수행될 수 있다. 예시적인 동작 광트랜시버 환경이 먼저 설명될 것이다. 그런 후, 본 발명에 따른 동작이 동작 환경에 대하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 원리가 이용될 수 있는 광트랜시버(100)를 도시한 것이다. 광트랜시버(100)가 더 상세하게 설명될 것이나, 상기 광트랜시버(100)는 단지 예로서 설명된 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 원리는 1G, 2G, 4G, 8G, 10G 및 더 큰 대역폭의 광섬유 링크에 적합하다. 더욱이, 본 발명의 원리는 XFP, SFP, 및 SFF와 같이 제한 없이 임의의 폼팩터(form factor)의 광 (예컨대, 레이저) 송신기/수신기에서 실현될 수 있다. 상기의 경우, 본 발명의 원리는 어떠한 광트랜시버 환경에도 국한되지 않는다.
광트랜시버(100)는 수신기(101)를 사용하여 광섬유(110A)로부터 광신호를 수신한다. 수신기(101)는 광신호를 전기신호로 변환시킴으로써 광전자 트랜스듀서로서 동작한다. 수신기(101)는 결과적으로 발생한 전기신호를 후치증폭기(102)에 제공한다. 후치증폭기(102)는 신호를 증폭시키고 증폭된 신호를 화살표 102A로 나타낸 바와 같이 외부 호스트(111)에 제공한다. 외부 호스트(111)는 광트랜시버(100)와 통신할 수 있는 임의의 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 외부 호스트(11)는 휘발성 또는 비휘발성 메모리 소스일 수 있는 호스트 메모리(112)를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 광트랜시버(100)는, 필요하지 않더라도, 호스트(111)내에 있는 인쇄회로기판 또는 다른 부품/칩일 수 있다.
광트랜시버(100)는 또한 광섬유(110B)로의 전송을 위해 호스트(111)로부터 전기신호를 수신할 수 있다. 특히, 레이저 드라이버(103)는 화살표 103A로 나타낸 바와 같이 전기신호를 수신하고, 송신기(104)가 호스트(111)에 의해 제공된 전기신호에 있는 정보를 나타내는 광신호를 광섬유(110B)상으로 방출하게 하는 신호와 함께 송신기(104)(예컨대, 레이저 또는 발광다이오드(LED))를 구동시킨다. 따라서, 송신기(104)는 전기광학 트랜스듀서로서 역할을 한다.
트랜시버(101), 후치증폭기(102), 레이저 드라이버(103), 및 송신기(104)의 동작은 다양한 요인들로 인해 동적으로 변할 수 있다. 예컨대, 온도 변화, 전력변동 및 피드백 조건들이 이들 성분의 성능에 각각 영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 광 트랜시버(100)는 온도 및 전압조건과 다른 동작환경을 평가하고 (화살표 105A로 나타낸 바와 같은) 후치증폭기(102)로부터의 정보 및 (화살표 105B로 나타낸 바와 같은) 레이저 드라이버(103)로부터의 정보를 수신할 수 있는 제어모듈(105)을 포함한다. 이는 제어모듈(105)이 동적 가변성능을 최적화하게 하고 추가로 신호 손실이 있을 경우 검출하게 한다.
특히, 제어모듈(105)은 또한 화살표 105A 및 105B로 나타낸 바와 같이 후치증폭기(102) 및/또는 레이저 드라이버(103)에 대한 설정을 조절함으로써 이들 변화들을 상쇄시킬 수 있다. 이들 설정조절은 꽤 간헐적인데 이는 상기 조절이 온도 또는 전압 또는 다른 낮은 주파수가 변하는 경우에만 보장되어지기 때문이다. 수신 전력은 이와 같은 낮은 주파수 변화의 예이다.
제어모듈(105)은 일실시예에서 이이피롬(electrically erasable and programmable read only memory, EEPROM)인 영구 메모리(106)에 접속할 수 있다. 영구 메모리(106)와 제어모듈(105)은 제한없이 동일 패키지내에 또는 다른 패키지내에 함께 패키지될 수 있다. 영구 메모리(106)는 또한 임의의 다른 비휘발성 메모리 소스일 수 있다.
제어모듈(105)은 아날로그부(108)와 디지털부(109) 모두를 포함한다. 함께, 이들은 제어모듈이 디지털적으로 로직을 수행하게 하는 한편, 여전히 아날로그 신호를 사용하여 광트랜시버(100)의 나머지와 주로 상호작용한다. 도 2는 제어모듈(105)의 예(200)를 더 상세하게 개략적으로 도시한 것이다. 제어모듈(200)은 도 1의 아날로그부(108)의 예를 나타내는 아날로그부(200A)와 도 1의 디지털부(109)의 예를 나타내는 디지털부(200B)를 포함한다.
예컨대, 아날로그부(200A)는 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, (예컨대, 이벤트 결정을 위한) 고속 비교기, 전압기반의 리셋 발생기, 전압 조절기, 전압 레퍼런스(voltage reference), 클록 발생기, 및 다른 아날로그 부품을 포함할 수 있다. 예컨대, 아날로그부(200A)는 생략부호(211D)로 나타낸 바와 같이 가능한 다른 것들 중에 센서(211A,211B,211C)를 포함한다. 이들 각각의 센서는 예컨대 공급전압 및 트랜시버 온도와 같은 제어모듈(200)로부터 측정될 수 있는 동작 파라미터를 측정할 수 있다. 제어모듈은 또한, 예컨대, 레이저 바이어스 전류, 송신전력, 수신전력, 레이저 파장, 레이저 온도, 및 열전 냉각기(TEC) 전류와 같은 다른 측정된 파라미터들을 나타내는 광트랜시버내의 다른 부품들로부터 외부 아날로그 또는 디지털 신호를 수신할 수 있다. 이러한 외부 아날로그 신호를 수신하기 위한 2개의 외부선(212A 및 212B)이 도시되어 있으나, 이러한 선들이 많이 있을 수 있다.
내부 센서는 측정값을 나타내는 아날로그 신호를 발생할 수 있다. 또한, 외부에 제공된 신호도 또한 아날로그 신호일 수 있다. 이 경우, 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되어 장래 처리를 위해 제어모듈(200)의 디지털부(200B)에 이용될 수 있게 한다. 물론, 각각의 아날로그 파라미터값은 자신의 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 가질 수 있다. 그러나, 칩 공간을 지키기 위해, 각 신호는 도시된 ADC(214)와 같은 단일 ADC를 사용하여 연속(round robin) 형태로 주기적으로 샘플될 수 있다. 이 경우, 각 아날로그 값은 연속 형태로 샘플링을 위해 상기 ADC(214) 에 의해 한번에 아날로그 신호들 중 하나를 선택하는 다중화기(213)에 제공될 수 있다. 대안으로, 다중화기(213)는 임의의 크기의 아날로그 신호가 ADC(214)에 의해 샘플되게 하도록 프로그램될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 제어모듈(200)의 아날로그부(200A)는 또한 예컨대 디지털 아날로그 변환기, 다른 아날로그 디지털 변환기, (예컨대, 이벤트 검출을 위한) 고속 비교기, 전압기반의 리셋 발생기, 전압 조정기, 전압 레퍼런스, 클록 발생기 및 다른 아날로그 부품과 같은 다른 아날로그 부품들(215)을 포함할 수 있다. 제어모듈(200)의 디지털부(200B)는 상기 디지털부(200B)에 의해 사용되는 다양한 타이밍 신호를 제공하는 타이머 모듈(202)을 포함할 수 있다. 이러한 타이밍 신호는, 예컨대, 프로그램가능한 프로세서 클록신호를 포함할 수 있다. 타이머 모듈(202)은 또한 감시 타이머(watchdog timer)로서 작동할 수 있다.
2개의 범용 프로세서(203A 및 203B)가 또한 포함된다. 상기 프로세서는 특정한 명령세트를 따르며 이동(shifting), 분기(branching), 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기, 불리안 연산, 비교연산 등과 같은 통상의 범용 동작을 수행할 수 있는 명령들을 인식한다. 일실시예에서, 범용 프로세서(203A 및 203B)는 각각 16비트 프로세서이고 동일하게 구성될 수 있다. 상기 명령 세트는 특정한 하드웨어 환경에 기초하여 최적화될 수 있고 정확한 하드웨어 환경은 본 발명의 원리에 중요하지 않기 때문에, 상기 명령 세트의 정확한 구조는 본 발명의 원리에 중요하지 않다.
호스트 통신 인터페이스(204)는 광트랜시버(100)상의 직렬데이터(serial data, SDA)선과 직렬 클록(serial Clock)선과 같이 도 1에 도시된 I2C와 같은 투와이어 인터페이스를 사용하여 가능하게 구현된 호스트(111)와 통신하도록 사용된다. 다른 호스트 통신 인터페이스가 또한 실행될 수 있다. 데이터가 디지털 진단 및 온도 레벨, 송수신 전력레벨 등과 같은 읽기를 가능하게 하기 위해 이 호스트 통신 인터페이스를 사용하여 제어모듈(105)로부터 호스트(111)로 제공될 수 있다. 외부 장치 인터페이스(205)는 예컨대 후치증폭기(102), 레이저 드라이버(103) 또는 영구 메모리(106)와 같은 광트랜시버(100)내에 다른 모듈과 통신하는데 사용된다.
외부 영구 메모리(106)와 혼동되지 않게 내부 제어 시스템 메모리(206)는 램(RAM) 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 메모리 컨트롤러(207)는 각각의 프로세서(203A 및 203B) 중에 컨트롤러 시스템 메모리(206)에 대한 접속을 공유하고 호스트 통신 인터페이스(204)와 외부장치 인터페이스(205)와의 접속을 공유한다. 일실시예에서, 호스트 통신 인터페이스(204)는 직렬 인터페이스 컨트롤러(201A)를 포함하고, 외부장치 인터페이스(205)는 직렬 인터페이스 컨트롤러(201B)를 포함한다. 2개의 직렬 인터페이스 컨트롤러(201A 및 201B)는 I2C와 같은 투와이어 인터페이스를 사용하여 통신될 수 있거나 상기 인터페이스가 양 통신 모듈에 의해 인식되는 한 또 다른 인터페이스일 수 있다. 한 직렬 인터페이스 컨트롤러(예컨대, 직렬 인터페이스 컨트롤러(201B))는 마스터 부품인 한편, 다른 직렬 인터페이스 컨트롤러(예컨대, 직렬 인터페이스 컨트롤러(201A)는 슬레이브 부품이다.
입/출력 다중화기(208)는 제어모듈(200)내의 다양한 부품들에 대해 상기 제 어모듈(200)의 다양한 입출력 핀들을 다중화한다. 이는 다른 부품들이 제어모듈(200)의 기존 동작 환경에 따라 동적으로 핀을 할당하게 할 수 있게 한다. 따라서, 제어모듈(200)상에 이용가능한 핀들이 있는 것보다 제어모듈(200)내에 더 많은 입출력 노드들이 있을 수 있어 제어모듈(200)의 풋프린트(footprint)를 줄이게 한다.
레지스터 세트(209)는 많은 개개의 레지스터들을 포함한다. 이들 레지스터는 프로세서(203)에 의해 광트랜시버(100)에서의 고속 비교를 제어하는 마이크로코드 발생 데이터를 기록하는데 사용될 수 있다. 대안으로, 레지스터는 비교를 위해 동작 파라미터를 선택하는 데이터를 보유할 수 있다. 추가로, 레지스터는 레이저 바이어스 전류 또는 송신 전력과 같은 성분들의 양태를 제어하는 광트랜시버(100)의 다양한 부품들로 맵핑되는 메모리일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조로 특정 환경을 기술하였으므로, 이 특정 환경은 본 발명의 원리가 이용될 수 있는 많은 구조들 중 하나인 것이 이해된다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 원리는 임의의 특정환경에 국한되는 것으로 의도되어 있지 않다.
본 발명에 따르면, 광트랜시버는 다양한 동작 파라미터에 대한 필터링을 수행한다. 동작 파라미터는 광트랜시버에서 다양한 아날로그 센서로부터 측정될 수 있다. 광트랜시버는 각각의 아날로그 신호를 디지털 샘플로 변환시키고 광트랜시버 프로세서에 의해 실행되는 경우 광트랜시버가 디지털 샘플에 대한 조정을 수행하게 하는 시스템 메모리에 마이크로코드를 수신한다. 그런 후 광트랜시버는 상기 조정된 결과들이 상기 광트랜시버에 통신하게 결합될 수 있는 호스트 컴퓨팅 시스템(이 하 간단히 "호스트"라 함)에 접속가능하게 할 수 있다.
도 3을 참조하면, 광트랜시버가 호스트로 결과를 보고하기 전에 디지털 진단 에 대한 조정을 수행하는 방법(300)의 흐름도가 도시되어 있다. 광트랜시버는 우선 디지털 진단정보를 나타내는 아날로그 신호로부터 복수의 디지털 샘플들을 얻을 수 있다(단계 301). 이는 광트랜시버 아날로그 센서가 아날로그 신호를 측정하게 함으로써 수행될 수 있다. 센서는 디지털 샘플들을 생성하기 위해 샘플링용 아날로그 디지털 변환기에 상기 아날로그 신호를 제공할 수 있다.
광트랜시버는 다양한 소스로부터의 마이크로코드를 시스템 메모리에 로드시킨다(단계 302). 상기 마이크로코드는 영구 메모리, 호스트, 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 상기 호스트 또는 상기 광트랜시버에 결합되는 원격 컴퓨팅 시스템으로부터 로드될 수 있다. 마이크로코드는 또한 광트랜시버에 마이크로코드를 제공할 수 있는 임의의 다른 소스로부터 로드될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광트랜시버가 단계 301 및 302를 수행하는 순서는 본 발명의 원리에 중요하지 않다. 작동은 병행하여 발생할 수 있거나 단계 301 및 302 중 어느 하나가 먼저 발생할 수 있다.
그런 후 프로세서가 마이크로코드를 실행한다(작동 303). 상기 마이크로코드는 광트랜시버의 프로세서(들)에 의해 실행되는 경우 광트랜시버는 실행시 단계 303에 도시된 동작을 수행한다. 특히, 광트랜시버는 디지털 샘플을 접속하고(단계 321), 상기 디지털 샘플에 대한 조정 동작을 수행하며(단계 322), 그런 후 선택적으로 상기 조정된 디지털 결과가 호스트에 접속가능하게 할 수 있다(단계 323).
특정한 실시예가 도 1 및 도 2에 대해 기술되고 도시된 환경을 참조로 설명된다. 도 1을 참조하면, 트랜시버(100)는 호스트(111)에 통신하게 결합될 수 있는 것으로 도시되어 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서, 2개의 실체는 서로 통신하게 결합될 수 있는 경우에 "통신하게 결합될 수" 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서, "통신하게 결합된"은 일방향 또는 양방향 중 어느 하나로 데이터를 전달할 수 있는 것으로 정의된다.
도 2를 참조하면, 아날로그 센서(211A, 211B, 및 211C)가 도시되어 있다. 본 명세서에서, "아날로그 센서"는 아날로그 측정을 하고 상응하는 아날로그 신호를 생성할 수 있는 임의의 장치로서 정의된다. 상술한 바와 같이, 아날로그 센서(211A, 211B, 및 211C)는 트랜시버 온도 및 공급전압과 같은 광트랜시버(100)의 다양한 아날로그 동작 파라미터를 측정하도록 구성될 수 있다. 이들 아날로그 센서는 측정된 파라미터 값에 상응하는 아날로그 신호를 발생하고 상기 신호를 다중화기(213)로 보낸다. 예컨대, 센서(211A)가 온도를 측정하도록 구성되었다면, 측정된 온도에 해당하는 아날로그 신호를 다중화기(213)로 전송하게 된다.
또한 제어모듈(105) 외부에 있는 아날로그 동작 파라미터를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이들은 레이저 바이어스 전류, 송신전력, 수신전력 등을 포함할 수 있다. 아날로그 센서는 소정의 동작 파라미터의 측정을 보장하기 위해 후치증폭기(102)와 레이저 드라이버(103)에 결합될 수 있다. 예컨대, 레이저 드라이버(103)에 결합된 아날로그 센서는 레이저 바이어스 전류 또는 다른 레이저 동작 파라미터를 측정할 수 있다. 아날로그 센서는 또한 소정의 측정을 하기 위해 광트랜시 버(100)의 임의의 부품에 결합될 수 있다. 외부측정 결과들이 외부 연결선(212A 및 212B)을 통해 다중화기(213)로 전송된다.
측정된 아날로그 신호는 디지털 샘플로의 변환을 위해 ADC(214)로 보내진다. 그러나, ADC(214)로부터 출력된 샘플들은 예측가능한 에러를 포함할 수 있다. 디지털 샘플에서 예측가능한 샘플들에서의 예측가능한 에러는 많은 요인들에 의해 야기될 수 있다. 예컨대, 많은 예에서, 예측가능한 에러가 아날로그 디지털 변환동안 도입된다. 이는 아마도 대부분의 공통된 형태의 예측가능한 에러이다. 예측가능한 에러는 또한 전원을 변동하게 하는 온도 변화와 같은 환경적 영향에 의해 발생될 수 있다. 또한, 신호가 아날로그 디지털 변환되기 전에 아날로그 신호에 도입된 예측가능한 에러가 있을 수 있다. 예컨대, 광트랜시버가 센서의 동작범위의 한계 부근에서 동작하는 경우, 측정된 결과는 예측가능한 에러를 포함한다. 또한, 신호가 회로를 통해 전파됨에 따라 예측가능한 에러를 도입할 수 있는 센서와 ADC(214) 간의 회로 조정이 있을 수 있다.
예컨대, 특히 제어모듈(105)의 외부에 위치한 센서에 대해, 신호가 선(212A 및 212B) 아래로 전파됨에 따라 감쇠될 수 있다. 몇몇 경우, 예측가능한 에러는 이들 요인들의 서브세트 또는 모두의 조합에 의해 야기될 수 있다. 더욱이, 센서 대 센서의 능력이 온도 및 전원 변동으로서 악화될 수 있다. 센서는 또한 센서의 노화에 따라 예측가능한 에러를 도입할 수 있다. 원인에 무관하게 예측가능한 에러는 광트랜시버가 현재의 결과들이 호스트에 이용될 수 있게 하도록 조정되어야 한다.
본 발명의 원리에 따른 조정은 ADC(214)로부터 디지털 값을 취하고 상기 값 을 조정동작에 입력함으로써 수행된다. 본 명세서 및 특허청구범위에서, "조정"은 적어도 입력 디지털값의 값에 따르고, 예컨대, 온도, 광수신 전력, 전원 등과 같은 동적으로 변하는 다른 요인들에 따를 수 있는 예측가능한 규칙들을 사용하여 입력 디지털값을 출력 디지털값으로의 변환을 의미하는 것으로 정의된다. 예컨대, ADC로부터의 디지털값은 이와 같은 조정을 받게 된다. 이들 예측가능한 규칙의 세트는 프로세서에 의해 실행된 마이크로코드에 포함될 수 있고 수학식, 수학적 함수, 단일값에 대한 값 등의 테이블과 같은 값들의 범위들 간의 관계 등일 수 있다.
예측가능한 규칙들의 세트에 잇따르는 조정은 입력 디지털 값을 더 이상 예측가능한 에러를 포함하지 않는 대응하는 출력 디지털값의 세트로 변환시킨다. 많은 경우, 예측가능한 규칙은 정적이지 않으며, 또한 일정하게 제공되어야 하는 동적요인들을 포함한다. 예컨대, 조정식이 온도에서의 상응하는 변화에 따라 변할 수 있고 현재 온도의 되풀이되는 판독을 필요로 한다. 디지털 값에 도입된 에러가 적어도 부분적으로 예측가능한 한, 한 세트의 예측가능한 규칙들이 예측가능한 에러를 제거하는 조정동작이 수행되게 고안될 수 있다.
본 발명에 따른 조정은 또한 값들 중에 조정을 할 어떠한 예측가능한 에러들이 없더라도 결과 해석기에 더 받아들여질 수 있는 형태의 조정된 결과를 나타내는데 사용될 수 있다. 예컨대, ADC로부터의 디지털 값들은 선형 형태일 수 있는 한편, 전력측정을 위해 로가리듬과 같은 비선형 형태로 값들을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 선형값들은 조정동작에 의해 대응하는 비선형 값들로 변환될 수 있으며, 그런 후 이는 호스트에 접속될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 원리를 사용한 조정의 예가 도시되어 있다. 도 4는 수평축(x)에 있는 아날로그 파라미터값 대 수직축(y)에 있는 대응하는 디지털값을 도시한 것이다. 선(401)은 아날로그 디지털 변환기(214)로부터의 미조정된(즉, 예측가능한 에러를 포함하는) 비선형 출력곡선을 나타낸 것이다. 도시된 예에서, ADC로부터의 샘플은 일반적으로 X2 함수로 행동한다. 이는 단지 예일 뿐이다. 출력은 선형, 비선형 또는 테이블값과 같은 값들의 어떤 범위 또는 관계인지에 따라 임의의 타입의 함수형태일 수 있다. 한편, 선(402)은 예측가능한 에러를 제거하기 위해 조정동작을 받은 조정된 곡선을 나타낸다. 이 경우, 조정을 받은 값들은 일반적으로 X 함수의 제곱근의 log10으로 행동한다.
상술한 바와 같이, 프로세서(203A 및 203B)는 조정을 수행하는데 필요한 범용 동작을 수행할 수 있는 범용 프로세서이다. 프로세서(203A 및 203B)는 컨트롤러 시스템 메모리(206)로부터 마이크로코드를 읽는다. 이 예에서, 마이크로코드는 일반적으로 X2 함수로 행동하는 ADC로부터의 샘플을 일반적으로 X 함수의 제곱근의 log10으로 행동하는 값으로 변환시키는 조정함수를 포함한다. 마이크로코드는 영구메모리(106)로부터 컨트롤러 시스템 메모리(206)로 로드되며, 상기 컨트롤러 시스템 메모리에서 프로세서(203)는 이 마이크로코드 명형을 실행하고 조정동작을 시작한다. 도 4를 참조하면, 프로세서는 점 a1의 제곱근을 취한 후 log10를 취한다. 이것이 점 a2를 생성한다. 상기 절차는 점 b1, c1 및 d1에 대해 반복되어 점 b2, c2, 및 d2를 각각 생성한다. 점(a2, b2, c2 및 d2)은 더 이상 예측가능한 에러를 포함하지 않거나, 허용할 수 있는 예측가능한 에러량만을 포함하게 되며, 조정된 선상으로 맵핑된다. 점(a2, b2, c2 및 d2)은 어떠한 예측가능한 에러를 가지지 않으며 측정된 아날로그 파라미터 값과 디지털 값 사이의 이상적인(또는 이상에 가까운) 관계를 나타낸다. 이 예는 ADC의 미조정된 비선형 출력이 비선형 조정된 결과로 맵핑될 수 있는 것을 나타낸다. 이는 특히 로가리듬 함수에 의해 통상 표현되는 멱지수와 같은 파라미터에 유용하다.
본 발명의 원리는 다른 타입의 출력 관계에 대해서도 상술한 바와 같이 또한 동일하게 작동한다. 예컨대, ADC(214)로부터의 출력 샘플은 조정된 비선형결과로 맵핑된 미조정된 선형함수로 행동할 수 있다. 대안으로, ADC(214)로부터의 출력은 조정된 선형결과로 맵핑된 비선형함수로 행동할 수 있다. 아마도 가장 공통적인 관계는 기울기 및 오프세트 조절을 함으로써 조정된 선형출력으로 맵핑되게 ADC(214)로부터의 선형출력으로 행동하는 예들에 대해서이다. 이는 공통되기 때문에, 이 관계를 설명하려 한다.
도 5를 참조하면, 수평축(x)상의 아날로그 파라미터 값 대 수직축(y)상의 대응하는 디지털 값이 도 4에서와 같이 도시되어 있다. 선(501)은 아날로그 파라미터값과 디지털 출력 간의 조정된 관계를 나타낸다. 그러나, 선(502)은 아날로그 디지털 변환에 의해 발생된 예측가능한 에러로 인해 ADC로부터의 미조정된 결과를 도시한 것이다. 선(502)은 조정된 선(501)에 대해 약간 오프세트인 것을 주목하라. 또한, 선(502)은 선(501)에 비해 기울기가 다른 것에 주목하라.
오프세트를 제거하기 위해, 아날로그 디지털 변환기(214)로부터 얻고 레지스터 세트(209)에 저장된 디지털 샘플을 기초로 프로세서(203)에 의해 최소자승곡선이 계산된다. 그런 후 이 곡선이 도 5의 수직축과 교차하는 곳이 결정된다. 그리고 나서, 프로세서(203)는 선(502)의 실제 교차점과 선(501)의 요망되는 주로(0,0)인 교차점 간의 오프세트를 결정한다. 아날로그 디지털 변환기로부터 취해진 임의의 디지털값이 이 오프세트에 의해 조절된다. 이는 오프세트 양 만큼 선(502)을 아래로 이동시켜 이에 의해 오프세트를 제거하게 하는 의도를 갖는다.
이동된 라인(502)의 기울기를 교정하기 위해, 곱셈값이 결정된다. 이 곱셈값은 이상적인 선(501)의 기울기를 측정된 선(502)의 기울기로 나눈 값이다. 예컨대, 도 5에서, 선(501)의 기울기는 b/a인 반면, 선(502)의 기울기는 (c-오프세트)/a이다. 따라서, 곱셈값은 b/(c-오프세트)이다. 아날로그 디지털 변환기로부터 취해진 임의의 디지털 값은 상술한 오프세트 조정이 되어진 후에 이 곱셈값 만큼 곱해진다. 이는 이동된 선(502)을 선(501)과 실질적으로 인접하게 하는 의도를 갖는다. 따라서, 조절된 값은 아날로그 값이 주어진 소정의 값에 가까이 일치할 수 있다.
마이크로프로세서(203A 및 203B)는 상술한 바와 같이 영구메모리(106)로부터 마이크로코드를 수신한다. 조정동작을 수행하기 위해 프로세서(203)를 지시하는 것외에, 이 마이크로코드는 또한 프로세서(203)를 지시하여 조정된 결과가 호스트(111)에 접속가능하게 할 수 있다. 이는 필터된 결과에 대해 트랜시버를 폴링하는 호스트 및/또는 호스트에 필터된 결과를 직접 로깅하는 트랜시버에 의해 수행될 수 있다. 조정된 결과가 호스트에 접속하게 하는 것은 사용자에 의해 동작 파라미 터의 쉬운 감시를 가능하게 한다. 다른 사용자 정의 동작에 있어 호스트(111)가 조정된 데이터를 사용하게 또한 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 원리는 호스트 컴퓨터 시스템와 통신하기 전에 디지털 진단정보를 조정하는 광트랜시버를 제공한다. 디지털 진단정보는 디지털 아날로그 변환에 의해 생성된 기지의 오프세트 값을 제거함으로써 조정된다. 이는 요망기준으로 행동하는 결과를 낳는다. 따라서, 디지털 진단정보는 광트랜시버에서 나와 직접 제공되기 때문에 매우 정확하다. 어떠한 다른 조정도 호스트에 필요하지 않으며, 이에 의해 호스트의 프로세싱 자원을 보호하고 정확한 디지털 진단정보가 빨리 이용가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 원리는 광트랜시버의 기술에 있어 상당한 진보를 나타낸다.
본 발명은 본 발명의 기술사상 또는 본질적인 특성에서 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 상술한 실시예는 모든 면에서 단지 예시적이며 제한되지 않는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해서라기 보다는 특허청구범위에 의해 나타나 있다. 특허청구범위의 의미 및 균등범위내에 있는 모든 변경들도 본 발명의 범위내에 포함되어야 한다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 아날로그 디지털 변환기, 시스템 메모리, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며 호스트 컴퓨팅 시스템에 통신하게 결합될 수 있는 광트랜시버에서, 상기 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전에 디지털 진단정보의 조정을 수행하는 방법으로서,
    상기 광트랜시버의 동작 파라미터에 관한 아날로그 신호를 수신하는 단계;
    상기 아날로그 신호를 디지털 샘플들로 변환하는 단계; 및
    상기 광트랜시버가 상기 아날로그 신호를 디지털 샘플들로 변환하는 단계 전 또는 그 단계 중에 상기 아날로그 신호에 도입된 에러를 보상하기 위하여 상기 디지털 샘플들을 조정하는 단계를 수행하도록, 상기 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 마이크로코드(microcode)를 실행하는 단계를 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정된 디지털 샘플이 상기 호스트 컴퓨팅 시스템에 접속가능하게 하는 단계를 더 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 제 1 비선형함수를 따르고, 상기 디지털 샘플을 조정하는 단계는
    상기 제 1 비선형함수와는 다른 제 2 비선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하도록 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 비선형함수를 따르고, 상기 디지털 샘플을 조정하는 단계는
    일반적으로 선형함수를 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하도록 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 선형함수를 따르고, 상기 디지털 샘플을 조정하는 단계는
    일반적으로 비선형함수를 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하도록 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 제 1 선형함수를 따르고, 상기 디지털 샘플 을 조정하는 단계는
    상기 제 1 선형함수와는 다른 제 2 선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하도록 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그 신호는 트랜시버 온도, 트랜시버 공급전압, 레이저 바이어스 전류, 트랜시버 수신전력, 또는 트랜시버 송신전력 중 하나인 광트랜시버가 호스트 컴퓨팅 시스템과 통신하기 전 디지털 진단정보 조정 방법.
  8. 적어도 하나의 프로세서;
    아날로그 신호로부터 복수의 디지털 샘플을 얻도록 구성된 아날로그 디지털 변환기;
    마이크로코드를 갖는 시스템 메모리를 구비하고,
    상기 마이크로코드는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 아날로그 신호를 디지털 샘플들로 변환하기 전 또는 변환하는 중에 상기 아날로그 신호에 도입된 에러를 보상하기 위하여, 광트랜시버가 상기 디지털 샘플들에 접속하여 상기 디지털 샘플에 대한 조정 동작을 수행하도록 구성되는 광트랜시버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조정된 결과가 상기 광트랜시버에 결합된 호스트 컴퓨팅 시스템에 접속 가능하게 되는 광트랜시버.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 제 1 비선형함수를 따르고, 상기 조정동작을 수행하는 것은 상기 제 1 비선형함수와는 다른 제 2 비선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하기 위해 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 것을 포함하는 광트랜시버.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 비선형함수를 따르고, 상기 조정동작을 수행하는 것은 선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하기 위해 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 선형함수를 따르고, 상기 조정동작을 수행하는 것은 비선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하기 위해 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 단계를 포함하는 광트랜시버.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지털 샘플은 일반적으로 제 1 선형함수를 따르고, 상기 조정동작을 수행하는 것은 상기 제 1 선형함수와는 다른 제 2 선형함수를 일반적으로 따르는 조정된 디지털 샘플을 발생하기 위해 상기 디지털 샘플을 맵핑하는 것을 포함하는 광트랜시버.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 아날로그 신호는 트랜시버 온도, 트랜시버 공급전압, 레이저 바이어스 전류, 트랜시버 수신전력, 또는 트랜시버 송신전력 중 하나인 광트랜시버.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 광트랜시버는 1G 레이저 트랜시버, 2G 레이저 트랜시버, 4G 레이저 트랜시버, 8G 레이저 트랜시버, 또는 10G 레이저 트랜시버 중 하나인 광트랜시버.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 광트랜시버는 10G보다 더 큰 광섬유 링크에 적합한 레이저 트랜시버인 광트랜시버.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 광트랜시버는 XFP 레이저 트랜시버, SFP 레이저 트랜시버 또는 SFF 레이저 트랜시버 중 하나인 광트랜시버.
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