KR102156930B1

KR102156930B1 - 능동형 광케이블

Info

Publication number: KR102156930B1
Application number: KR1020190064267A
Authority: KR
Inventors: 손영성; 김태용; 진용성
Original assignee: (주)옵토마인드
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-09-17
Also published as: KR20200078297A

Abstract

능동형 광케이블을 개시한다.
본 실시예는 능동형 광케이블(AOC)이 데이터 센터의 광송신단 및 광수신단에 체결되면, 데이터 센터가 능동형 광케이블(AOC)을 다이렉트 어태치 케이블(DAC: Direct Attach Cable)로 인식하도록 생성, 변경, 삭제하여 새로운 정보를 생성하여 데이터 센터로 전송하여, 데이터 센터에서 능동형 광케이블(AOC)에 대해 다이렉트 어태치 케이블(DAC)과 동일한 인식절차를 수행한 후 통신하도록 하는 능동형 광케이블(AOC)을 제공한다.

Description

능동형 광케이블{Active Optical Cable}

본 실시예는 능동형 광케이블에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

시스코 비주얼 네트워킹 인덱스(Cisco Visual Networking Index) 2018은 2022년 1인당 인터넷 데이터 사용량은 월간 85 GB에 이를 것이고, IoT(Internet of Things), 5G 이동통신 네트워크 기술 등의 발전에 힘입어 1인당 네트워크 연결기기의 개수는 3.6개가 넘을 것으로 예측하였다. 또한, 전체 데이터 트래픽에서 비디오가 차지하는 비중은 2017년 70%에서 2022년 80%를 초과할 것으로 예측하였다.

폭발적으로 증가하는 데이터 트래픽을 목적지 별로 구분하면, 크게 데이터 센터(Data Center) 내부, 데이터 센터와 데이터 센터 사이 그리고 데이터 센터와 사용자 사이로 나눌 수 있는데, 전세계 데이터 트래픽의 70% 이상은 데이터 센터 내부에서 발생한다. 즉, 전세계에서 발생하는 대다수의 데이터는 데이터 센터 내부에서 발생하는 데이터의 생산 및 가공, 저장, 인증 등에 기인한 데이터라는 것이다.

광연결 솔루션(Optical Interconnect Solution)은 이처럼 폭발적으로 증가하는 데이터 센터 내에서의 데이터 트래픽 증가를 해결할 수 있는 가장 현실적인 솔루션이다.

광연결 솔루션은 이미 장거리 및 대도시 통신 네트워크에 있어서 구리(Copper) 기반의 연결망을 대체하였고, 대역폭의 증가와 광통신 기술의 발전에 힘입어, 그 영역을 넓혀 가고 있다. 이러한 광연결 솔루션 중, 장거리 광연결 솔루션을 제공하는 대표적인 형태 중 하나가 광송수신기(Optical Transceiver)이다.

사용자 관점에서 바라보면, 광송수신기는 전기적 인터페이스와 광학적 인터페이스를 동시에 가지고 있다. 광송수신기를 이용하여 두 개의 장치를 연결하고자 하는 경우, 두 개의 광송수신기 및 이 두 광송수신기 사이를 연결해 주는 패치코드가 필요하며, 이 두 개의 광송수신기는 각각의 광송수신기가 송수신하는 광신호의 특성에 맞도록 설계되고 제조되어야 한다. 즉, 사용자는 두 개의 광송수신기와 광송수신기 사이를 연결하는 패치 코드(Patch Cord)를 선택할 경우, 두 광송수신기의 성능, 표준 인터페이스 등을 잘 따져보고 선택해야 한다. 예컨대, 한 쪽의 광송수신기가 다중모드 광섬유(Multi-Mode Optical Fiber)용 광원을 채택하고 있다면, 반대쪽의 광송수신기 또한 다중모드 광섬유용 광원을 이용하는 광송수신기여야 하며, 이 두 광송수신기를 연결하는 패치 코드는 다중모드 광섬유에 기초한 제품이어야 한다. 즉, 전기적 인터페이스와 광학적 인터페이스를 동시에 보유하고 있는 광송수신기는 전기적 인터페이스만을 가지고 있는 능동형 광케이블(Active Optical Cable)에 비해 유지·관리가 어렵고, 선택의 자유도가 낮다.

광송수신기와 구조적으로 유사한 도 1의 (a)에 도시된 SFP(Small Form Factor Pluggable)형 능동형 광케이블(Active Optical Cable) 또는 도 1의 (b)에 도시된 QSFP(Quad Small Form Factor Pluggable)형 능동형 광케이블은 전기적 인터페이스만을 가지고 있다. SFP 능동형 광케이블 또는 QSFP 능동형 광케이블 양단의 광송수신 모듈은 제조 공정 중에 광소자 및 전자소자의 테스트 및 설정이 완료될 수 있기 때문에 통상적인 광송수신기에서처럼 광원의 광출력 등을 항상 감시할 필요는 없다. 즉, 이러한 구조를 갖는 능동형 광케이블의 경우, 성능과 기능은 광송수신기와 동일하면서, 설치, 유지 및 관리는 상대적으로 쉽다.

따라서, 종래의 구리 케이블과 같이 설치·사용이 편리하고, 유지·관리가 간편하면서도 적어도 광송수신기 만큼의 성능을 가지고 있는 능동형 광케이블이 필요하다.

본 실시예는 능동형 광케이블(AOC)이 네트워크 장비와 연결되면, 능동형 광케이블은 네트워크 장비가 능동형 광케이블 자체를 인식하고 동작할 수 있도록 하는 데에 필요한 새로운 정보를 생성, 변경, 삭제한 후 전송하여, 네트워크 장비를 구비한 데이터 센터에서 능동형 광케이블이 장애 없이 원활하게 데이터 통신을 수행하도록 하는 능동형 광케이블을 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하여 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 외부로부터 입력되는 광신호를 양방향으로 전달하는 광링크; 외부로부터 입력된 제1 전기신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 제1 단부를 이용하여 상기 광링크 반대편으로 송신하거나 상기 적어도 하나의 광링크를 이용하여 상기 광링크 반대편으로부터 수신된 제2 광신호를 제2 전기신호로 변환하여 외부로 출력하고, 기 저장된 전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보인 제1 정보를 이용하여 상기 제1 광신호를 제어하며, 상기 제1 정보를 생성, 변경 또는 삭제하는 제1 송수신 모듈; 외부로부터 입력된 제3 전기신호를 제3 광신호로 변환하여 상기 제2 단부를 이용하여 상기 제1 송수신 모듈로 송신하거나 상기 제2 단부를 이용하여 상기 제1 송수신 모듈로부터 수신된 제4 광신호를 제4 전기신호로 변환하여 외부로 출력하고, 기 저장된 전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보인 제2 정보를 이용하여 상기 제3 광신호를 제어하며, 상기 제2 정보를 생성, 변경 또는 삭제하는 제2 송수신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 능동형 광케이블(AOC)이 네트워크 장비와 연결되면, 능동형 광케이블은 네트워크 장비가 능동형 광케이블 자체를 인식하고 동작할 수 있도록 하는 데에 필요한 새로운 정보를 생성, 변경, 삭제한 후 전송하여, 네트워크 장비를 구비한 데이터 센터에서 능동형 광케이블이 장애 없이 원활하게 데이터 통신을 수행하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 능동형 광케이블을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 능동형 광케이블의 적용 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC)의 내부 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC)의 내부 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5은 본 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC) 내의 내부 저장소에 저장된 정보를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 광송수신용 조립체에 포함된 광학계의 개념을 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 실시예에 따른 능동형 광케이블의 적용 예시를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 능동형 광케이블(200)은 두 개의 송수신 모듈과 이 두 개의 송수신 모듈을 연결하는 광링크를 포함하여 형성된다. 능동형 광케이블(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2의 (a)를 참조하면, 본 실시예에 따른 능동형 광케이블(200)은 제1 호스트부(202)와 제2 호스트부(204) 사이를 연결하여 제1 호스트부(202)로부터의 데이터를 제2 호스트부(204)로 전달하고, 제2 호스트부(204)로부터의 데이터를 제1 호스트부(202)로 전달한다. 제1 호스트부(202) 및 제2 호스트부(204)는 서버(Server), 스위치(Switch), 스토리지(Storage)로서의 기능을 수행하는 네트워크 장치 중 선택된 하나일 수 있다.

도 2의 (b)를 참조하면, 본 실시예에 따른 능동형 광케이블(200)은 제1 호스트부(202)와 제2 호스트부(204)를 연결하는 제1 AOC와 같이 배치되거나, 제1 호스트부(202)에 포함되는 복수의 호스트부인 제1A 호스트부, 제1B 호스트부 및 제1C 호스트부 중 선택된 두 호스트부의 사이를 연결하는 제2 AOC와 같이 배치될 수도 있고, 제2 호스트부(204)에 포함된 복수의 호스트부인 제2A 호스트부, 제2B 호스트부 및 제2C 호스트부 사이를 연결하도록 배치될 수 있다. 또한, 능동형 광케이블(200)은 하나의 호스트부에서 복수의 호스트부를 연결하도록 형성된 광케이블일 수 있다. 제1 호스트부(202) 및 제2 호스트부(204)에 포함되는 개별 호스트부 즉, 1A 호스트부, 제1B 호스트부 및 제1C 호스트부, 제2A 호스트부, 제2B 호스트부 및 제2C 호스트부 각각은 스위치, 서버, 스토리지로서의 기능을 수행하는 네트워크 장치 중 하나일 수 있다.

소형 규격(Small Form-Factor; SFF) 다중 소스 협약(Multi-Source Agreement; MSA)은 비휘발성 메모리에 기록되는 256 바이트의 메모리 맵(Memory Map)을 정의한다. 여기서, 비휘발성 메모리는 전기적으로 삭제 및 프로그래밍이 가능한 읽기전용(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory; EEPROM)일 수 있다.

EEPROM 메모리 맵에는 광송수신 모듈의 성능, 표준 인터페이스, 제조사 등의 정보가 기록될 수 있다. 외부 장치와의 통신을 제공하기 위해 I²C 인터페이스를 포함한다. 이러한 인터페이스는 단일 와이어 또는 복수의 와이어를 이용하여 외부 장치와의 통신을 지원하도록 구성 가능하다. 예컨대, EEPROM 메모리 맵은 8-비트 어드레스 1010000X(A0h)를 이용할 수 있다.

최신의 광송수신 모듈은 표준 디지털 진단 모니터링(DDM: Digital Diagnostic Monitoring) 기능을 지원한다. 표준 디지털 진단 모니터링 기능은 디지털 광학 모니터링(DOM: Digital Optical Monitoring)이라고 불리기도 한다. 광송수신 모듈의 사용자는 표준 디지털 진단 모니터링(DDM), 디지털 광학 모니터링(DOM)을 이용하여 광송수신 모듈의 다양한 광송수신 모듈 파라미터를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

광송수신 모듈의 다양한 광송수신 모듈 파라미터는 광송수신 모듈의 유형, 커넥터 유형, 전자적 및/또는 광학적 호환성, 고속 직렬 인코딩 알고리즘(High Speed Serial Encoding Algorithm)에 대한 코드, 명목 신호전송율(Nominal Signalling Rate), 전송율 선택 기능의 유형, 링크 길이(Link Length), 지원되는 광섬유의 종류, 공급자명, IEEE 회사 ID, 공급자에 의해 제공되는 제품의 시리얼 번호, 공급자의 제조일 코드, 공급자에 의해 제공되는 부품번호, 공급자에 의해 제공되는 부품번호의 개정이력, 레이저 파장, 광출력전력(Optical Output Power), 광입력전력(Optical Input Power), 온도, 레이저 바이어스 전류(Laser Bias Current) 및 모듈 공급전압(Module Supply Voltage)을 포함할 수 있다.

예컨대, DDM 정보는 8-비트 어드레스 1010001X(A2h)를 이용할 수 있도록 하여 EEPROM 정보를 이용하는 8-비트 어드레스 1010000X(A0h)의 내용을 변화시키지 않고도 이용될 수 있다. A2h 메모리 영역의 상위 128 바이트는 추후의 활용을 위해 제공된다.

통상적으로 표준 디지털 진단 모니터링(DDM), 디지털 광학 모니터링(DOM) 기능은 단순 네트워크 관리 프로토콜(SNMP: Simple Network Management Protocol)을 이용하여 라우터, 스위치 및 광전송장비에서 모니터링하기 위해 구현된다.

표준 디지털 진단 모니터링(DDM), 디지털 광학 모니터링(DOM) 기능은 DDM 인터페이스를 이용하여 광송수신 모듈에 대한 진단 데이터, 경보(Alarm) 또는 경고(Warning)를 표시할 수 있다. 일반적으로 광송수신 모듈 공급업체는 다양한 정보에 대한 경보 판단 기준 임계값을 설정할 수 있다. 예컨대, 광송수신 모듈 공급업체는 선적 전에 높은 경보, 낮은 경보, 높은 경보 또는 낮은 경보를 촉발시키는 임계값을 설정하여 광송수신 모듈에 입력할 수 있다.

추가적으로 DDM 메모리 영역에는 레이저 온도 및 TEC 전류(Thermo-Electric Cooler) 경보 및 경고에 대한 임계값 정보, 진단 보정 상수(Diagnostic Calibration Constant) 정보, CDR(Clock Data Recovery) 상태 정보, 수신 판단 임계값 정보 등이 입력될 수 있다. 최신의 광송수신 모듈 장치 대부분은 DDM 및/또는 DOM 인터페이스를 지원한다.

도 3은 제1 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC)의 내부 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

제1 실시예에 따른 저전력 소모 능동형 광케이블(200)은 제1 송수신 모듈(310), 제2 송수신 모듈(320), 광링크(330)을 포함한다.

광링크(330)는 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 광링크(330)는 제1 단부 및 제2 단부의 외부로부터 입력되는 광신호를 양방향으로 전달한다.

제1 송수신 모듈(310)은 제1 전기패드부(402), 제1 송신부(420), 제1 제어부(442), 제1 수신부(430)를 포함한다. 제1 송수신 모듈(310)은 제1 호스트부(202)로부터 입력된 제1 전기신호를 제1 광신호로 변환하여 광링크(330)의 제1 단부를 이용하여 광링크(330) 반대편인 제2 단부로 송신한다. 제1 송수신 모듈(310)은 적어도 하나의 광링크(330)를 이용하여 광링크(330)의 제2 단부로부터 수신된 제2 광신호를 제2 전기신호로 변환하여 제1 호스트부(202)로 출력한다. 제1 송수신 모듈(310)은 기 저장된 제1 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 이용하여 제1 광신호를 제어한다.

제2 송수신 모듈(320)은 제2 전기패드부(404), 제2 송신부(470), 제2 제어부(482), 제2 수신부(460)를 포함한다. 제2 송수신 모듈(320)은 제2 호스트부(204)로부터 입력된 제3 전기신호를 제3 광신호로 변환하여 광링크(330)의 제2 단부를 이용하여 제1 송수신 모듈(310)로 송신한다. 제2 송수신 모듈(320)은 광링크(330)의 제2 단부를 이용하여 제1 송수신 모듈로부터 수신된 제4 광신호를 제4 전기신호로 변환하여 제2 호스트부(204)로 출력한다. 제2 송수신 모듈(320)은 기 저장된 제2 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 이용하여 제3 광신호를 제어한다.

도 4는 제2 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC)의 내부 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

제2 실시예에 따른 저전력 소모 능동형 광케이블(200)은 제1 송수신 모듈(310), 광링크(330), 제2 송수신 모듈(320)을 포함한다.

제1 송수신 모듈(310)은 제1 전기패드부(402), 제1 송신부(420), 제1 제어부(442), 제1 정보 관리부(446), 제1 수신부(430)를 포함한다. 제1 송수신 모듈(310)은 제1 호스트부(202)로부터 입력된 제1 전기신호를 제1 광신호로 변환하여 광링크(330)의 제1 단부를 이용하여 광링크(330) 반대편인 제2 단부로 송신한다. 제1 송수신 모듈(310)은 적어도 하나의 광링크(330)를 이용하여 광링크(330)의 제2 단부로부터 수신된 제2 광신호를 제2 전기신호로 변환하여 제1 호스트부(202)로 출력한다. 제1 송수신 모듈(310)은 기 저장된 제1 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 이용하여 제1 광신호를 제어한다.

제1 송수신 모듈(310)은 제1 광신호를 제2 송수신 모듈(320)로 송신하기 전에 기 설정된 시간 동안 외부의 제1 호스트부(202)와 초기화 작업을 수행한다. 제1 송수신 모듈(310)은 적어도 하나의 리타이머(Retimer) 및 적어도 하나의 등화기(Equalizer)를 포함한다.

제1 전기패드부(402)는 외부의 제1 호스트부(202)와 전기신호를 송수신한다.

제1 송신부(420)는 제1 전기신호를 제1 광신호로 변환하는 적어도 하나의 제1 전광변환소자, 제1 전광변환소자를 구동하는 제1 송신회로를 구비한다.

제1 제어부(442)는 제1 송신부(420)와 제1 수신부(430)의 동작을 제어한다. 제1 제어부(442)는 제1 송수신 모듈(310)에 대한 내외부의 온도가 변화하더라도 적어도 하나의 제1 전광변환소자에서 생성되는 광신호의 세기가 일정하게 유지될 수 있도록 제1 송신회로를 제어한다.

제1 제어부(442)는 초기화 작업의 결과에 따라 제1 정보 관리부(446)가 제1 비휘발성 메모리에 기 저장된 모듈 파라미터 정보에 기초하여 제3 정보를 업데이트한 제5 정보를 생성하도록 한다.

모듈 파라미터 정보는 명목 신호전송율(Nominal Signalling Rate), 전송율 선택 기능의 유형, 링크 길이(Link Length), 지원되는 광섬유의 종류, 공급자명, IEEE 회사 ID, 공급자에 의해 제공되는 제품의 시리얼 번호, 공급자의 제조일 코드, 공급자에 의해 제공되는 부품번호, 공급자에 의해 제공되는 부품번호의 개정이력, 레이저 파장, 광출력전력(Optical Output Power), 광입력전력(Optical Input Power), 온도, 레이저 바이어스 전류(Laser Bias Current) 및 모듈 공급전압(Module Supply Voltage)에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.

제1 정보 관리부(446)는 제1 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 포함한다. 제1 비휘발성 메모리는 전기적으로 삭제 및 프로그래밍이 가능한 읽기전용 메모리(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)이 적용될 수 있다. 제1 비휘발성 메모리는 제1 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 저장한다.

제1 정보 관리부(446)는 제1 비휘발성 메모리에 저장된 제1 정보를 생성, 변경 또는 삭제한다. 제1 정보 관리부(446)는 제1 송수신 모듈(310)의 유형 및 제1 전기패드부(402)의 유형 중 적어도 하나를 생성, 변경 또는 삭제하여 제1 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 업데이트하여 제3 정보를 생성한다.

제1 제어부(442)는 제1 정보 관리부(446)를 포함하여 일체형으로 형성된다. 제1 정보 관리부(446)는 제1 비휘발성 메모리를 포함하여 일체형으로 형성된다.

제1 수신부(430)는 제2 광신호를 제2 전기신호로 변환하는 적어도 하나의 제1 광전변환소자, 제1 광전변환소자를 구동하는 제1 수신회로를 구비한다.

제1 송신부(420)에 포함된 적어도 하나의 제1 전광변환소자와 제1 수신부(430)에 포함된 적어도 하나의 제1 광전변환소자는 제1 광학 조립체를 이용하여 광링크(330)와 광학적으로 연결된다.

제1 광학 조립체는 제1 전광변환소자로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제1 평행빔으로 가공하는 제1 렌즈, 제1 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제2 평행빔을 형성하는 제1 거울, 제2 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 제1 단부로 입사시키는 제2 렌즈를 포함하는 일체형으로 형성된다.

제2 송수신 모듈(320)은 제2 전기패드부(404), 제2 송신부(470), 제2 제어부(482), 제2 정보 관리부(486), 제2 수신부(460)를 포함한다. 제2 송수신 모듈(320)은 제2 호스트부(204)로부터 입력된 제3 전기신호를 제3 광신호로 변환하여 광링크(330)의 제2 단부를 이용하여 제1 송수신 모듈(310)로 송신한다. 제2 송수신 모듈(320)은 광링크(330)의 제2 단부를 이용하여 제1 송수신 모듈로부터 수신된 제4 광신호를 제4 전기신호로 변환하여 제2 호스트부(204)로 출력한다. 제2 송수신 모듈(320)은 기 저장된 제2 정보(전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보)를 이용하여 제3 광신호를 제어한다.

제2 송수신 모듈(320)은 제3 광신호를 제1 송수신 모듈(310)로 송신하기 전에 기 설정된 시간 동안 외부의 제2 호스트부(204)와 초기화 작업을 수행한다. 제2 송수신 모듈(320)은 적어도 하나의 리타이머(Retimer) 및 적어도 하나의 등화기(Equalizer)를 포함한다.

제2 전기패드부(404)는 외부의 제2 호스트부(204)와 전기신호를 송수신한다.

제2 송신부(470)는 제3 전기신호를 제3 광신호로 변환하는 적어도 하나의 제2 전광변환소자, 제2 전광변환소자를 구동하는 제2 송신회로를 구비한다.

제2 제어부(482)는 제2 송신부(470)와 제2 수신부(460)의 동작을 제어한다. 제2 제어부(482)는 제2 송수신 모듈(320)에 대한 내외부의 온도가 변화하더라도 적어도 하나의 제2 전광변환소자에서 생성되는 광신호의 세기가 일정하게 유지될 수 있도록 제2 송신회로를 제어한다.

제2 제어부(482)는 초기화 작업의 결과에 따라 제2 정보 관리부(486)가 제2 비휘발성 메모리에 기 저장된 모듈 파라미터 정보에 기초하여 제4 정보를 업데이트한 제6 정보를 생성하도록 한다.

제2 정보 관리부(486)는 제2 비휘발성 메모리를 포함한다. 제2 비휘발성 메모리는 전기적으로 삭제 및 프로그래밍이 가능한 읽기전용 메모리(EEPROM)이 적용될 수 있다. 제2 비휘발성 메모리는 제2 정보를 저장한다.

제2 정보 관리부(486)는 제2 비휘발성 메모리에 저장된 제2 정보를 생성, 변경 또는 삭제한다. 제2 정보 관리부(486)는 제2 송수신 모듈(320)의 유형 및 제2 전기패드부(404)의 유형 중 적어도 하나를 생성, 변경 또는 삭제하여 제2 정보를 업데이트하여 제4 정보를 생성한다.

제2 제어부(482)는 제2 정보 관리부(486)를 포함하여 일체형으로 형성된다. 제2 정보 관리부는 제2 비휘발성 메모리를 포함하여 일체형으로 형성된다.

제2 수신부(460)는 제4 광신호를 제4 전기신호로 변환하는 적어도 하나의 제2 광전변환소자와 제2 광전변환소자를 구동하는 제2 수신회로를 구비한다.

제2 송신부(470)에 포함된 적어도 하나의 제2 전광변환소자와 제2 수신부(460)에 포함된 적어도 하나의 제2 광전변환소자는 제2 광학 조립체를 이용하여 광링크(330)와 광학적으로 연결된다.

제2 광학 조립체는 제2 전광변환소자로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제3평행빔으로 가공하는 제3 렌즈, 제3 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제4 평행빔을 형성하는 제2 거울, 제4 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 제2 단부로 입사시키는 제4 렌즈를 포함하는 일체형으로 형성된다.

제1 광신호, 제2 광신호, 제3 광신호 및 제4 광신호는 단위클럭펄스(Unit Clock Pulse) 당 적어도 두 비트의 논리정보값을 이용하는 펄스진폭변조(Pulse Amplitude Modulation) 기법에 기초하여 생성된 광신호를 의미한다. 여기서, 펄스진폭변조 기법은 PAM-4, PAM-8 및 PAM-16을 포함한다.

광링크(330)는 적어도 하나의 광섬유를 포함한다. 광링크(330) 내의 적어도 하나의 광섬유의 일단은 제1 송신부(420)와 연결된다. 광링크(330) 내의 적어도 하나의 광섬유의 타단은 제2 수신부(460)와 연결된다.

도 5는 본 실시예에 따른 능동형 광케이블(AOC) 내의 내부 저장소에 저장된 정보를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 송수신 모듈(310) 내의 제1 정보 관리부(446)의 내부 저장소에 시리얼 ID, 벤더 스펙 등을 저장할 뿐만 아니라 능동형 광케이블(AOC)을 다이렉트 어태치 케이블(DAC)로 인식하도록 하는 모듈 파라미터 정보를 저장한다.

제2 송수신 모듈(320) 내의 제2 정보 관리부(486)의 내부 저장소에 시리얼 ID, 벤더 스펙 등을 저장할 뿐만 아니라 능동형 광케이블(AOC)을 다이렉트 어태치 케이블(DAC)로 인식하도록 하는 모듈 파라미터 정보를 저장한다.

저전력 소모 능동형 광케이블(200)이 데이터 센터(제1 호스트, 제2 호스트)에 체결되면, 데이터 센터(제1 호스트, 제2 호스트)에 체결에서 저전력 소모 능동형 광케이블(200)를 인식하는 절차를 수행하기 전에 모듈 파라미터 정보를 최우선적으로 데이터 센터(제1 호스트, 제2 호스트)로 전송한다.

데이터센터(제1 호스트, 제2 호스트)는 저전력 소모 능동형 광케이블(200)로부터 모듈 파라미터 정보를 수신하면, 능동형 광케이블(AOC)을 다이렉트 어태치 케이블(DAC)로 인식한 후 다이렉트 어태치 케이블(DAC)와 동일한 인식 절차를 수행하여 저전력 소모 능동형 광케이블(200)을 인식한다.

도 6은 본 실시예에 따른 광송수신용 조립체에 포함된 광학계의 개념을 나타낸 도면이다.

전술한 특징은 능동형 광케이블뿐만 아니라 분리되어 사용되는 광송수신기 또는 다양한 형태의 광송수신 모듈에도 적용될 수 있다.

본 실시예에 따른 제1 송수신 모듈(310)은 제1 광학 조립체(610)를 포함하여 형성될 수 있다.

제1 광학 조립체(610)는 광송수신용 조립체로서 광신호의 송신을 위한 제1 전광변환소자(524), 제1 콜리메이터 렌즈(620), 제1 반사기(630), 제1 송신기 집광렌즈부(640)를 포함한다. 여기서, 제1 송신기 집광렌즈부(640)는 제1 집광렌즈(642)와 제1 스페이서(644)를 포함한다.

제1 콜리메이터 렌즈(620)는 적어도 하나의 제1 전광변환소자(524)로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제1 평행빔으로 가공한다. 제1 콜리메이터 렌즈(620)는 제1 평행빔을 제1 반사기(630)로 전달한다. 여기서, 광선의 집합을 빔이라 칭한다.

제1 반사기(630)는 제1 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제2 평행빔을 형성한다. 제1 반사기(630)는 제1 콜리메이터 렌즈(620)로부터의 평행빔의 경로를 90°만큼 변경한 제2 평행빔을 제1 집광렌즈(642)로 보낸다.

제1 집광렌즈(642)는 제2 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 제1 단부로 입사시킨다.

제1 스페이서(644)의 x방향 두께는 제1 집광렌즈(642)의 초점 거리만큼의 거리에 해당한다. 제1 스페이서(644)의 x방향의 두께를 제1 집광렌즈(642)의 초점 거리와 같게 형성함으로써, 제1 집광렌즈(642)를 통과한 빛이 광섬유(650)의 코어에 모일 수 있다.

본 실시예에 따른 제1 광학 조립체(610)가 광수신기에 적용되는 경우, 렌즈의 기능적 측면에서 콜리메이터 렌즈와 집광렌즈의 역할이 광송신기에 적용되었던 렌즈들과 반대가 된다. 이하, 여러 개별 기능 요소들을 포함하는 구성요소를 조립체로 부르기로 한다.

제1 광학 조립체(610)는 광송수신용 조립체로서 광신호의 수신을 위한 제1 광전변환소자(536), 제4 집광렌즈(681), 제4 반사기(671), 제1 수신기 집광렌즈부(661)를 포함한다. 여기서, 제1 수신기 집광렌즈부(661)는 제4 콜리메이터 렌즈(663)와 제4 스페이서(665)를 포함한다.

적어도 하나의 제1 전광변환소자(524)와 적어도 하나의 제1 광전변환소자(536)는 제1 광학 조립체(610)를 이용하여 적어도 하나의 광링크(430)와 광학적으로 연결된다. 제1 광신호는 적어도 하나의 제1 전광변환소자(524)로부터 퍼지면서 방출되는 빛이다.

본 실시예에 따른 제2 송수신 모듈(420)은 제2 광학 조립체(620)로 구현 가능하다.

제2 광학 조립체(620)는 광송수신용 조립체로서 광신호의 송신을 위한 제2 전광변환소자(574), 제3 콜리메이터 렌즈(621), 제3 반사기(631), 제2 송신기 집광렌즈부(641)를 포함한다. 여기서, 제2 송신기 집광렌즈부(641)는 제3 집광렌즈(632)와 제3 스페이서(645)를 포함한다.

제3 콜리메이터 렌즈(621)는 적어도 하나의 제2 전광변환소자(574)로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제3 평행빔으로 가공한다. 제3 콜리메이터 렌즈(621)는 제3 평행빔을 제3 반사기(631)로 전달한다. 여기서, 광선의 집합을 빔이라 칭한다.

제3 반사기(631)는 제3 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제4 평행빔을 형성한다. 제3 반사기(631)는 제3 콜리메이터 렌즈(621)로부터의 평행빔의 경로를 90°만큼 변경한 제4 평행빔을 제3 집광렌즈(632)로 보낸다.

제3 집광렌즈(632)는 제4 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 제2 단부로 입사시킨다. 제3 광신호는 적어도 하나의 제2 전광변환소자(574)로부터 퍼지면서 방출되는 빛이다.

제3 스페이서(645)의 x방향 두께는 제1 집광렌즈(642)의 초점 거리만큼의 거리에 해당한다. 제3 스페이서(645)의 x방향의 두께를 제3 집광렌즈(632)의 초점 거리와 같게 형성함으로써, 제3 집광렌즈(632)를 통과한 빛이 광섬유(651)의 코어에 모일 수 있다.

본 실시예에 따른 제2 광학 조립체(620)가 광수신기에 적용되는 경우, 렌즈의 기능적 측면에서 콜리메이터 렌즈와 집광렌즈의 역할이 광송신기에 적용되었던 렌즈들과 반대가 된다. 이하, 여러 개별 기능 요소들을 포함하는 구성요소를 조립체로 부르기로 한다.

제2 광학 조립체(620)는 광송수신용 조립체로서 광신호의 수신을 위한 제1 광전변환소자(536), 제2 집광렌즈(680), 제2 반사기(670), 제2 수신기 집광렌즈부(660)를 포함한다. 여기서, 제2 수신기 집광렌즈부(660)는 제2 콜리메이터 렌즈(662)와 제2 스페이서(664)를 포함한다.

적어도 하나의 제2 전광변환소자(574)와 적어도 하나의 제2 광전변환소자(562)는 제2 광학 조립체(620)를 이용하여 적어도 하나의 광링크(430)와 광학적으로 연결된다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 능동형 광케이블(AOC)
202: 제1 호스트부 204: 제2 호스트부
310: 제1 송수신 모듈 320: 제2 송수신 모듈
330: 광링크
420: 제1 송신부
402: 제1 전기패드부
442: 제1 제어부 446: 제1 정보 관리부
430: 제1 수신부
460: 제2 수신부
404: 제2 전기패드부
482: 제2 제어부 486: 제2 정보 관리부
470: 제2 송신부

Claims

제1 단부 및 제2 단부를 포함하여 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 외부로부터 입력되는 광신호를 양방향으로 전달하는 광링크;
외부로부터 입력된 제1 전기신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 제1 단부를 이용하여 상기 광링크 반대편으로 송신하거나 적어도 하나의 상기 광링크를 이용하여 상기 광링크 반대편으로부터 수신된 제2 광신호를 제2 전기신호로 변환하여 외부로 출력하기 위해, 외부의 제1 호스트부와 전기신호를 송수신하는 제1 전기패드부, 상기 제1 전기신호를 상기 제1 광신호로 변환하는 적어도 하나의 제1 전광변환소자와 상기 제1 전광변환소자를 구동하는 제1 송신회로를 구비하는 제1 송신부, 상기 제2 광신호를 상기 제2 전기신호로 변환하는 적어도 하나의 제1 광전변환소자와 상기 제1 광전변환소자를 구동하는 제1 수신회로를 구비하는 제1 수신부, 상기 제1 송신부와 상기 제1 수신부의 동작을 제어하는 제1 제어부를 갖는 제1 송수신 모듈;
외부로부터 입력된 제3 전기신호를 제3 광신호로 변환하여 상기 제2 단부를 이용하여 상기 제1 송수신 모듈로 송신하거나 상기 제2 단부를 이용하여 상기 제1 송수신 모듈로부터 수신된 제4 광신호를 제4 전기신호로 변환하여 외부로 출력하기 위해, 외부의 제2 호스트부와 전기신호를 송수신하는 제2 전기패드부, 상기 제3 전기신호를 상기 제3 광신호로 변환하는 적어도 하나의 제2 전광변환소자와 상기 제2 전광변환소자를 구동하는 제2 송신회로를 구비하는 제2 송신부, 상기 제4 광신호를 상기 제4 전기신호로 변환하는 적어도 하나의 제2 광전변환소자와 상기 제2 광전변환소자를 구동하는 제2 수신회로를 구비하는 제2 수신부, 상기 제2 송신부와 상기 제2 수신부의 동작을 제어하는 제2 제어부를 갖는 제2 송수신 모듈
을 포함하되,
상기 제1 송수신 모듈은 기 저장된 전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보인 제1 정보를 이용하여 상기 제1 광신호를 제어하고, 상기 제1 정보를 생성, 변경 또는 삭제하기 위한 제1 정보 관리부와 상기 제1 정보를 저장하기 위한 제1 비휘발성 메모리를 추가로 포함하고, 상기 제2 송수신 모듈로 상기 제1 광신호의 송신을 시작하기 전에 기 설정된 시간 동안 상기 제1 호스트부와 초기화 작업을 수행하고,
상기 제2 송수신 모듈은 기 저장된 전기·광학적 특성, 온도 특성 및 고유 특성 정보 중 적어도 하나 이상의 정보인 제2 정보를 이용하여 상기 제3 광신호를 제어하며, 상기 제2 정보를 생성, 변경 또는 삭제하기 위한 제2 정보 관리부와 상기 제2 정보를 저장하기 위한 제2 비휘발성 메모리를 추가로 포함하고, 상기 제1 송수신 모듈로 상기 제3 광신호의 송신을 시작하기 전에 기 설정된 시간 동안 상기 제2 호스트부와 초기화 작업을 수행하며,
상기 제1 정보 관리부는 상기 제1 송수신 모듈의 유형 및 상기 제1 전기패드부의 유형 중 적어도 하나를 생성, 변경 또는 삭제하여 상기 제1 정보를 업데이트하여 제3 정보를 생성하고, 상기 제2 정보 관리부는 상기 제2 송수신 모듈의 유형 및 상기 제2 전기패드부의 유형 중 적어도 하나를 생성, 변경 또는 삭제하여 상기 제2 정보를 업데이트하여 제4 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 제1 송수신 모듈 내외부의 온도가 변화하더라도 상기 적어도 하나의 제1 전광변환소자에서 생성되는 광신호의 세기가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 제1 송신회로를 제어하며, 상기 제2 제어부는 상기 제2 송수신 모듈 내외부의 온도가 변화하더라도 상기 적어도 하나의 제2 전광변환소자에서 생성되는 광신호의 세기가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 제2 송신회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제1 항에 있어서,
상기 비휘발성 메모리는,
전기적으로 삭제 및 프로그래밍이 가능한 읽기전용 메모리(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)인 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 초기화 작업의 결과에 따라 상기 제1 정보 관리부가 상기 제1 비휘발성 메모리에 기 저장된 모듈 파라미터 정보에 기초하여 상기 제3 정보를 업데이트한 제5 정보를 생성하도록 하고,
상기 제2 제어부는 상기 초기화 작업의 결과에 따라 상기 제2 정보 관리부가 상기 제2 비휘발성 메모리에 기 저장된 모듈 파라미터 정보에 기초하여 상기 제4 정보를 업데이트한 제6 정보를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제 8 항에 있어서,
상기 모듈 파라미터 정보는,
명목 신호전송율(Nominal Signalling Rate), 전송율 선택 기능의 유형, 링크 길이(Link Length), 지원되는 광섬유의 종류, 공급자명, IEEE 회사 ID, 공급자에 의해 제공되는 제품의 시리얼 번호, 공급자의 제조일 코드, 공급자에 의해 제공되는 부품번호, 공급자에 의해 제공되는 부품번호의 개정이력, 레이저 파장, 광출력전력(Optical Output Power), 광입력전력(Optical Input Power), 온도, 레이저 바이어스 전류(Laser Bias Current) 및 모듈 공급전압(Module Supply Voltage)에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광신호, 상기 제2 광신호, 상기 제3 광신호 및 상기 제4 광신호 중 적어도 하나는 단위클럭펄스(Unit Clock Pulse) 당 적어도 두 비트의 논리정보값을 이용하는 펄스진폭변조(Pulse Amplitude Modulation) 기법에 기초하여 생성된 광신호인 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제10 항에 있어서,
상기 펄스진폭변조 기법은 PAM-4, PAM-8 및 PAM-16을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제11 항에 있어서,
상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈은,
적어도 하나의 리타이머(Retimer) 및 적어도 하나의 등화기(Equalizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제1 항에 있어서,
상기 광링크는,
적어도 하나의 광섬유를 포함하며, 상기 적어도 하나의 광섬유의 일단은 상기 제1 송신부와 연결되고, 상기 적어도 하나의 광섬유의 타단은 상기 제2 수신부와 연결되는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 전광변환소자와 상기 적어도 하나의 제1 광전변환소자는 제1 광학 조립체를 이용하여 상기 광링크와 광학적으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 제2 전광변환소자와 상기 적어도 하나의 제2 광전변환소자는 제2 광학 조립체를 이용하여 상기 광링크와 광학적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제14 항에 있어서,
상기 제1 광학 조립체는,
상기 제1 전광변환소자로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제1 평행빔으로 가공하는 제1 렌즈, 상기 제1 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제2 평행빔을 형성하는 제1 거울, 상기 제2 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 상기 제1 단부로 입사시키는 제2 렌즈를 포함하는 일체형으로 형성되며,
상기 제2 광학 조립체는,
상기 제2 전광변환소자로부터 퍼지면서 방출되는 빛을 평행한 형태의 제3 평행빔으로 가공하는 제3 렌즈, 상기 제3 평행빔의 진행 방향을 기 설정된 각도만큼 변경시켜 제4 평행빔을 형성하는 제2 거울, 상기 제4 평행빔을 집광하여 기 설정된 거리에 위치한 상기 제2 단부로 입사시키는 제4 렌즈를 포함하는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 제1 정보 관리부를 포함하여 일체형으로 형성되며, 상기 제2 제어부는 상기 제2 정보 관리부를 포함하여 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.
제16 항에 있어서,
상기 제1 정보 관리부는 상기 제1 비휘발성 메모리를 포함하여 일체형으로 형성되며, 상기 제2 정보 관리부는 상기 제2 비휘발성 메모리를 포함하여 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 광케이블.