KR102338923B1 - 광 집적 회로 및 광 전송기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로는 제1 메인 광 입력 도파로를 통해 제1 메인 광을 출력하도록 구성된 제1 메인 광원, 제1 보조 광 전송 도파로를 통해 제1 보조 광을 출력하도록 구성된 제1 보조 광원, 제1 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 제1 스위치 신호를 생성하도록 구성된 제어기, 제1 보조 광 전송 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로 사이에 연결되고, 제1 스위치 신호에 응답하여 제1 보조 광 전송 도파로로부터의 제1 보조 광을 제1 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제1 광 스위치, 및 제1 메인 광 입력 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로와 연결되고, 제1 메인 광 입력 도파로로부터의 제1 메인 광 또는 제1 보조 광 입력 도파로로부터의 제1 보조 광 중 하나를 변조하여 제1 광 신호를 출력하도록 구성된 제1 변조기를 포함한다.

Description

광 집적 회로 및 광 전송기{PHOTONIC INTEGRATED CIRCUIT AND OPTICAL TRANSMITTER}
본 발명은 집적 회로에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 광 집적 회로 및 광 전송기에 관한 것이다.
광 집적 회로(PIC; Photonic Integrated Circuits)는 다양한 광학 기능을 포함하는 장치로써, 일반적으로 전자 집적 회로(electronic integrated circuit)와 유사하다. 전자 집적 회로와 비교할 때, 광 집적 회로의 가장 큰 특징은 광 신호(optical signal)를 기반으로 정보를 처리하는 것이다. 전자 집적 회로는 구리선과 같은 도선을 통해 전기 신호를 주고 받기 때문에, 신호 전달의 고속화에 제한이 있다. 그러나 광 집적 회로는 광 신호를 사용하기 때문에, 신호 전달의 고속화가 가능하다.
광 집적 회로는 광 신호를 사용하여 정보를 전달 또는 처리하기 때문에, 광을 생성하기 위하여 레이저 다이오드, LED 등과 같은 광 발생 소자들을 사용한다. 그러나 이러한 광원들이 제조 공정 또는 구동 중의 다양한 요인으로 인하여 정상 동작하지 않는 경우, 이러한 고장 장애를 복구하기 위한 다양한 수단이 요구된다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은 감소된 전력 소모 및 감소된 비용을 갖는 광 집적 회로 및 광 전송기를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로는 제1 메인 광 입력 도파로를 통해 제1 메인 광을 출력하도록 구성된 제1 메인 광원, 제1 보조 광 전송 도파로를 통해 제1 보조 광을 출력하도록 구성된 제1 보조 광원, 상기 제1 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 제1 스위치 신호를 생성하도록 구성된 제어기, 상기 제1 보조 광 전송 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치 신호에 응답하여 상기 제1 보조 광 전송 도파로로부터의 상기 제1 보조 광을 상기 제1 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제1 광 스위치, 및 상기 제1 메인 광 입력 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로와 연결되고, 상기 제1 메인 광 입력 도파로로부터의 상기 제1 메인 광 또는 상기 제1 보조 광 입력 도파로로부터의 상기 제1 보조 광 중 하나를 변조하여 제1 광 신호를 출력하도록 구성된 제1 변조기를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로는 제1 보조 광을 출력하도록 구성된 제1 보조 광원, 복수의 메인 광들을 각각 생성하고, 상기 생성된 복수의 메인 광들을 각각 변조하여 복수의 광 신호들을 출력하도록 구성된 복수의 광 전송 셀들, 복수의 스위치 신호들에 각각 응답하여, 상기 제1 보조 광을 상기 복수의 광 전송 셀들로 각각 선택적으로 제공하도록 구성된 복수의 광 스위치들, 및 상기 복수의 광 전송 셀들 각각의 고장 상태를 기반으로 상기 복수의 스위치 신호들 각각을 생성하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 전송기는 제1 광 신호를 출력하도록 구성된 제1 변조기, 제1 메인 광 입력 도파로를 통해 상기 제1 변조기와 연결되고, 상기 제1 메인 광 입력 도파로를 통해 제1 메인 광을 출력하도록 구성된 제1 메인 광원, 및 제1 보조 광 입력 도파로를 통해 상기 제1 변조기와 연결되고, 상기 제1 메인 광원의 고장 상태에 따라 외부로부터의 제1 보조 광을 상기 제1 보조 광 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제1 광 스위치를 포함하고, 상기 제1 변조기는 상기 제1 메인 광을 변조하여 상기 제1 광 신호를 출력하되, 상기 제1 메인 광원이 고장인 경우, 상기 제1 보조 광 입력 도파로로부터의 상기 제1 보조 광을 변조하여 상기 제1 광 신호를 출력하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 향상된 신뢰성, 감소된 비용, 및 감소된 전력 소모를 갖는 광 집적 회로 및 광 전송기가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로(100)(PIC; Photonic Integrate Chip)를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 전송 셀(TC)을 예시적으로 보여주는 블록도들이다.
도 3은 도 1의 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 광 집적 회로(100)의 광원 복구 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 광 스위치(SW)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 13은 본 발명의 실시 예들에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 블록도들이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로의 예시적인 동작을 보여주는 순서도이다.
도 18은 본 발명에 따른 광 집적 회로가 적용된 전자 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
예시적으로, 이하에서 사용되는 부 또는 유닛(unit), 모듈(module) 등의 용어를 참조하여 설명되는 구성 요소들 및 도면에 도시된 기능 블록들은 소프트웨어, 또는 하드웨어, 또는 그것들의 조합의 형태로 구현될 수 있다.
예시적으로, 본문에서 사용되는 광 신호의 전송 경로를 제공하는 광 도파로는 "도파로", "보조 도파로", "보조 광 전송 도파로", "보조 광원 연결 도파로", "보조 광 입력 도파로", "입력 도파로", "메인 도파로", 또는 "메인 광 입력 도파로" 등의 다양한 용어들로 지칭된다. 그러나, 이러한 다양한 용어들은 단순히 설명의 편의를 위하여 구분된 것이며, 본 발명의 범위가 이러한 용어들에 제한되지 않을 것이다. 또한, 광 도파로를 지칭하는 이러한 다양한 용어들은 서로 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 집적 회로(100)(PIC; Photonic Integrate Chip)를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 광 집적 회로 (100)는 광 전송기(110), 보조 광원 장치(120), 및 제어기(130)를 포함할 수 있다. 광 집적 회로(100)는 프로세서, 모뎀, 인터페이스, 시스템-온-칩(SoC; System-on-Chip), 광 통신 또는 광 신호 처리를 사용하는 다양한 장치들, 또는 그것들의 조합일 수 있거나, 상술된 구성들에 포함되어 광 통신 또는 광 신호 처리를 수행하는데 사용될 수 있다.
광 전송기(110)는 복수의 전송 셀들(TC; Transmitter cell) 및 광 스위치부(111)를 포함할 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC) 각각은 메인 광원(main light source)으로부터의 광(light)을 변조하여 데이터를 포함하는 광 신호(SIG; Optical signal)를 생성하고, 생성된 광 신호(SIG)를 복수의 채널들(CHs)을 통해 출력할 수 있다. 전송 셀(TC)은 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
광 스위치부(111)은 복수의 파장 선택형 광 스위치들(Wavelength Selective Optical Switches)를 포함할 수 있다. 복수의 파장 선택형 광 스위치들 각각은 제어기(130)로부터의 스위치 신호(SS)에 응답하여, 보조 도파로(RWG; redundant waveguide)(또는 보조 광 전송 도파로)를 통해 제공되는 보조 광(redundant light)이 고장인 전송 셀(TC)에서 사용될 수 있도록 동작할 수 있다. 이하에서, 설명의 간결성을 위하여, 파장 선택형 광 스위치 또는 광 신호의 경로를 변경하는 다양한 광학 소자들을 가리키기 위하여 "광 스위치(switch)"의 용어가 사용되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
좀 더 상세한 예로서, 복수의 전송 셀들(TC) 중 특정 전송 셀이 고장인 경우(다시 말해서, 특정 전송 셀에 포함된 메인 광원이 정상적으로 동작하지 않는 경우), 스위치 신호(SS)에 응답하여 복수의 광 스위치들 중 고장인 전송 셀과 연결된 광 스위치가 활성화될 수 있다. 이에 따라, 복수의 보조 도파로들(RWG) 중 활성화된 광 스위치와 연결된 보조 도파로를 통해 제공되는 보조 광이 고장인 전송 셀로 제공될 수 있다. 고장인 전송 셀은 활성화된 광 스위치를 통해 제공되는 보조 광을 사용하여 광 신호(SIG)를 생성하고 출력할 수 있다. 이러한 고장인 전송 셀로 보조 광을 제공하는 동작은 복구 동작, 좀 더 상세하게는 메인 광원에 대한 복구 동작 또는 전송 셀에 대한 복구 동작이라 불린다.
보조 광원 장치(120)은 보조 도파로(RWG; Redundant waveguide)를 통해 광 전송기(110)와 연결될 수 있다. 보조 광원 장치(120)은 복수의 보조 레이저 다이오드들(RLD; Redundant Laser Diode)(간결한 설명을 위하여, 이하에서, 보조 광원(redundant light source)이라 칭한다.)을 포함할 수 있다.
복수의 보조 광원들(RLD) 각각은 보조 도파로(RWG)를 통해 보조 광을 광 전송기(110)로 제공할 수 있다. 예시적으로, 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광은 복수의 전송 셀들(TC)에 포함된 메인 광원의 고장, 장애 등을 복구하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 광 전송기(110)의 복수의 전송 셀들(TC) 각각은 광을 생성하기 위한 메인 광원을 포함할 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC) 각각의 메인 광원이 공정 또는 구동 중에서의 다양한 요인들로 인하여 사용할 수 없는 경우, 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광들 중 적어도 하나가 고장인 메인 광원을 대신하여 사용될 수 있다. 다시 말해서, 복수의 보조 광원들(RLD) 각각은 복수의 전송 셀들(TC)에 포함된 광원의 고장, 장애 등을 복구하기 위하여 사용될 수 있다.
예시적으로, 복수의 보조 광원들(RLD)의 개수는 복수의 전송 셀들(TC)의 개수보다 작을 수 있다. 즉, 복수의 보조 광원들(RLD) 중 하나가 복수의 전송 셀들(TC) 중 적어도 둘 이상과 연결되어, 각각의 고장을 복구하는데 사용될 수 있다.
제어기(130)는 광 집적 회로(100)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 예시적으로, 제어기(130)는 광 전송기(110)에 포함된 광 스위치부(111)을 제어하기 위하여, 광 스위치부(111)으로 스위치 신호(SS)를 제공할 수 있다. 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 제어기(130)는 광 전송기(110)의 복수의 전송 셀들(TC) 및 보조 광원 장치(120)의 복수의 보조 광원들(RLD)을 각각 제어할 수 있다.
예시적으로, 도 1의 실시 예에서, 복수의 전송 셀들(TC) 및 광 스위치부(111)을 포함하는 광 전송기(110), 보조 광원 장치(120), 및 제어기(130)가 별도의 장치들로 도시되나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 광 전송기(110), 보조 광원 장치(120), 및 제어기(130)는 하나의 반도체 다이, 하나의 반도체 칩, 하나의 반도체 패키지, 또는 하나의 반도체 모듈에 집적될 수 있다. 또는 광 전송기(110), 보조 광원 장치(120), 및 제어기(130) 각각은 별도의 반도체 다이, 별도의 반도체 칩, 별도의 반도체 패키지, 또는 별도의 반도체 패키지로 구현될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 전송 셀(TC)을 예시적으로 보여주는 블록도들이다. 도면의 명확성을 위하여, 광이 전송되는 광 도파로(optical waveguide)는 이하의 도면에서 굵은 실선으로 표시된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 광 도파로는 광 신호를 전송할 수 있는 다양한 매체들로 대체될 수 있다.
도면의 간결성을 위하여, 이하에서, 각 기능 장치(예를 들어, 메인 광원, 변조기 등)은 도파로와 직접 연결되는 것으로 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니며, 각 기능 장치와 도파로는 다양한 연결 소자(예를 들어, 입력 광 커플러, 출력 광 커플러 등)를 통해 서로 연결될 수 있음이 이해될 것이다. 예시적으로 이러한 연결 소자는 단순히 광 도파로 및 기능 장치 사이를 연결하기 위한 것이며, 특정한 기능을 갖는 구조, 회로 등이 아님이 이해될 것이다.
예시적으로, 도 2a를 참조하여, 하나의 채널(CH1)로 광 신호(SIG)를 출력하는 전송 셀(TC)이 설명되고, 도 2b를 참조하여 복수의 채널들(CH1~CHn)로 광 신호(SIG)를 출력하는 전송 셀(TC')이 설명된다. 그러나, 이러한 전송 셀의 구성 및 구조는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2a를 참조하면, 전송 셀(TC)은 메인 레이저 다이오드(MLD; Main Laser Diode)(이하에서, 설명의 편의를 위하여 메인 광원(main light source)이라 칭한다.), 변조기(MOD), 및 광 검출기(PD; Photo Detector)를 포함한다.
메인 광원(MLD)은 특정 파장의 광을 메인 도파로(MWG; main waveguide)(또는 메인 광 입력 도파로)를 통해 출력할 수 있다. 예시적으로, 메인 광원(MLD)은 레이저 다이오드일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, LED(Light-Emitting Diode)와 같은 다양한 광 생성 소자를 포함할 수 있다. 메인 광원(MLD)은 메인 도파로(MWG)를 통해 변조기(MOD)와 직접적으로 연결될 수 있다.
변조기(MOD)는 메인 도파로(MWG) 및 입력 도파로(IN)(Input waveguide)와 연결될 수 있다. 입력 도파로(IN)(또는 보조 광 입력 도파로)는 도 1을 참조하여 설명된 보조 광을 수신하기 위한 광 도파로일 수 있다. 예시적으로, 변조기(MOD)는 메인 도파로(MWG) 및 입력 도파로(IN)와 광 커플러를 통해 연결될 수 있다. 이 때, 광 커플러는 단순히 도파로 및 특정 장치 사이를 연결하기 위한 것이며, 부가적인 기능을 갖지 않을 수 있다.
변조기(MOD)는 메인 도파로(MWG)를 통해 제공되는 메인 광 또는 입력 도파로(IN)로부터 제공되는 보조 광 중 어느 하나를 변조하여, 제1 채널(CH1)을 통해 광 신호(SIG)를 출력하도록 구성될 수 있다. 변조기(MOD)는 입력 도파로(IN)와 연결될 수 있다. 예시적으로, 입력 도파로(IN)는 보조 광을 수신하기 위한 경로일 수 있다. 예시적으로, 변조기(MOD)는 도 1의 제어기(130) 또는 별도의 변조 구동 회로의 제어에 따라 동작할 수 있다. 예시적으로, 제1 채널(CH1)을 통해 출력된 광 신호(SIG)는 광 커플러(CP)와 결합된 외부 광 전송 선로 또는 광 섬유를 통해 외부 장치로 제공될 수 있다.
광 검출기(PD)는 제1 채널(CH1)을 통해 제공되는 광 신호(SIG)를 검출하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 광 검출기(PD)가 메인 광원(MLD)에 기반된 광 신호(SIG)를 검출하기 못한 경우, 메인 광원(MLD)이 고장인 것으로 판별될 수 있다. 예시적으로, 광 검출기(PD)의 광 신호(SIG) 검출 결과는 도 1의 제어기(130)로 제공될 수 있고, 제어기(130)는 검출 결과를 기반으로 스위치 신호(SS)를 생성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 전송 셀(TC')은 메인 광원(MLD) 및 복수의 변조기들(MOD1~MODn), 및 복수의 광 검출기들(PD1~PDn)을 포함할 수 있다. 메인 광원(MLD)은 복수의 변조기들(MOD1~MODn)과 메인 도파로(MWG)를 통해 직접적으로 연결될 수 있다.
복수의 변조기들(MOD1~MODn) 각각은 메인 도파로(MWG) 및 입력 도파로(IN)(Input optical waveguide)와 연결될 수 있다. 복수의 변조기들(MOD1~MODn) 각각은 메인 도파로(MWG)를 통해 제공되는 메인 광 또는 입력 도파로(IN)를 통해 제공되는 보조 광 중 하나를 변조하여, 복수의 채널들(CH1~CHn) 각각을 통해 광 신호(SIG)를 출력하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 복수의 변조기들(MOD1~MODn) 각각은 도 1의 제어기(130) 또는 별도의 구동 회로의 제어에 따라 동작할 수 있다.
예시적으로, 제1 내지 제n 채널(CH1~CHn)을 통해 출력된 광 신호들 각각은 제1 내지 제n 광 커플러들(CP1~CPn)와 결합된 외부 광 전송 선로 또는 광 섬유를 통해 외부 장치로 제공될 수 있다.
도 3은 도 1의 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 하나의 보조 광원(RLD) 및 하나의 전송 셀(TC1)을 참조하여 광 집적 회로(100)의 예시적인 구조가 설명된다. 예시적으로, 도 3의 제1 전송 셀(TC)은 도 2a의 전송 셀(TC)과 동일하나, 제1 전송 셀(TC1)은 도 2b의 전송 셀(TC') 또는 다른 광 전송 장치로 대체될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 광 집적 회로(100)는 제1 전송 셀(TC1), 광 스위치(SW), 보조 광원(RLD), 및 제어기(130)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 전송 셀(TC1)은 도 1의 광 전송기(110)에 포함될 수 있다. 광 스위치(SW)는 도 1의 광 스위치부(111)에 포함될 수 있다. 보조 광원(RLD)은 도 1의 보조 광원 장치(120)에 포함될 수 있다. 그러나, 이러한 배열 관계 또는 구조적 특징은 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전송 셀(TC1)은 메인 광원(MLD), 변조기(MOD), 및 광 검출기(PD)를 포함할 수 있다. 제1 전송 셀(TC1)은 도 2a를 참조하여 설명된 전송 셀(TC)과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
보조 광원(RLD)은 보조 도파로(RWG)를 통해 보조 광을 제공할 수 있다. 광 스위치(SW)는 보조 도파로(RWG) 및 제1 입력 도파로(IN)를 사이에 위치하며, 보조 도파로(RWG) 및 제1 입력 도파로(IN1) 각각과 연결 또는 커플링된다. 예시적으로, 앞서 설명된 바와 같이, 광 스위치(SW)는 파장 선택형 광 스위치일 수 있다. 광 스위치(SW)는 제어기(130)로부터의 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여 보조 도파로(RWG)를 통해 전송되는 보조 광을 제1 입력 도파로(IN1)로 선택적으로 제공하도록 동작할 수 있다.
좀 더 상세한 예로서, 광 스위치(SW)가 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여 비활성화된 경우, 광 스위치(SW)는 보조 광원(RLD)으로부터의 보조 광이 보조 도파로(RWG)를 따라 전송되도록 동작할 수 있다. 광 스위치(SW)가 제1 스위치 신호에 응답하여 활성화된 경우, 광 스위치(SW)는 보조 광원(RLD)으로부터의 보조 광이 제1 입력 도파로(IN1)를 따라 전송되도록 동작할 수 있다. 다시 말해서, 광 스위치(SW)는 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여, 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광의 전송 경로를 선택적으로 변경할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 광 집적 회로(100)의 광원 복구 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 예시적으로, 도 4a를 참조하여, 메인 광원(MLD)이 정상 상태인 경우에서의 광 집적 회로(100)의 동작이 설명되고, 도 4b를 참조하여, 메인 광원(MLD)이 고장 상태인 경우에서의 광 집적 회로의 동작이 설명된다. 간결한 설명을 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적으로, 이하에서 사용되는 "광 스위치(SW)의 활성화/비활성화" 또는 "스위치 신호(SS1)의 활성화/비활성화"의 용어들은 본 발명의 기술적 사상을 간결하고 명확하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이러한 용어들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 스위치 신호(SS1)가 활성화 또는 비활성화되는 것은 대응하는 광 스위치(SW)가 보조 광의 경로를 변경하거나 또는 변경하지 않도록 광 스위치(SW)를 제어하기 위한 신호 레벨이 되는 것을 의미할 수 있다. 또한, 광 스위치(SW)가 활성화 또는 비활성화되는 것은 보조 광의 경로를 변경하거나 또는 변경하지 않도록 광 스위치(SW)가 동작하는 것을 의미할 수 있다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 메인 광원(MLD)이 정상적으로 동작하는 경우, 변조기(MDO)는 메인 광원(MLD)으로부터의 메인 광을 변조하여 광 신호(SIG)를 생성하고, 생성된 광 신호(SIG)를 제1 채널(CH1)을 통해 출력할 수 있다. 이 때, 광 검출기(PD)는 제1 채널(CH1)을 통해 제공되는 광 신호(SIG)를 검출할 수 있다.
광 검출기(PD)에 의해 광 신호(SIG)가 정상적으로 검출된 경우, 제어기(130)는 제1 스위치 신호(SS1)를 비활성화할 수 있다. 광 스위치(SW)는 비활성화된 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여, 보조 도파로(RWG)로부터의 보조 광이 제1 입력 도파로(IN1)로 제공되지 않도록 동작할 수 있다. 이 경우, 보조 광원(RLD)으로부터의 보조 광은 보조 도파로(RWG)를 따라 이동할 것이다. 이 경우, 제1 입력 도파로(IN1)를 따라 제공되는 광이 없으므로, 제1 입력 도파로(IN1)는 도 4a에서 점선으로 도시된다.
다음으로, 도 4b를 참조하면, 메인 광원(MLD)이 정상적으로 동작하지 않는 경우(즉, 메인 광원(MLD)이 고장 상태인 경우), 광 검출기(PD)는 제1 채널(CH1)을 통해 제공되는 광 신호(SIG)를 정상적으로 검출하지 못할 것이다. 이 경우, 제어기(130)는 광 검출기(PD)로부터의 피드백에 응답하여, 제1 스위치 신호(SS1)를 활성화할 수 있다. 즉, 제어기(130)는 광 검출기(PD)로부터의 피드백을 기반으로 메인 광원(MLD)의 고장 상태를 판별할 수 있다. 활성화된 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여, 광 스위치(SW)는 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광이 제1 입력 도파로(IN1)로 제공되도록 동작할 수 있다.
즉, 활성화된 제1 스위치 신호(SS1)에 응답하여, 광 스위치(SW)는 보조 광의 전송 경로를 변경할 수 있다. 이 경우, 보조 광은 보조 도파로(RWG), 광 스위치(SW), 및 제1 입력 도파로(IN1)를 통해 변조기(MOD)로 제공될 수 있다. 변조기(MOD)는 제1 입력 도파로(IN1)를 통해 제공된 보조 광을 변조하여 광 신호(SIG)를 생성할 수 있다. 예시적으로, 메인 광원(MLD)이 고장 상태인 경우, 메인 광원(MLD)은 동작하지 않도록 제어기(130)에 의해 제어될 수 있다. 예시적으로, 변조기(MOD)로 보조 광이 제공되는 경우, 고장인 메인 광원(MLD)으로부터의 잡음을 제거하기 위하여 고장인 메인 광원(MLD)의 전원이 차단될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상술된 바와 같이, 메인 광원(MLD)이 정상 상태인 경우, 메인 광원(MLD)으로부터의 메인 광은 변조기(MOD)로 직접적으로 제공될 수 있다. 메인 광원(MLD)이 고장 상태인 경우, 보조 광원(RLD)으로부터의 보조 광이 광 스위치(SW)를 통해 변조기(MOD)로 제공될 수 있다. 따라서, 메인 광원(MLD)이 변조기(MOD)와 직접적으로 연결되기 때문에, 다른 구성 요소에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 메인 광원(MLD)의 고장 상황에서, 광 스위치(SW)를 통해 보조 광원(RLD)으로부터 보조 광이 제공될 수 있기 때문에, 메인 광원(MLD)의 고장을 효율적으로 복구할 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성 및 감소된 소비 전력을 갖는 광 집적 회로가 제공된다.
도 5a 및 도 5b는 광 스위치(SW)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 예시적으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 링 공진기로 구성된 광 스위치(SW)(즉, 파장 선택형 광 스위치)가 설명된다. 그러나, 도 5a 및 도 5b에 도시된 광 스위치(SW)는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 도 5a 및 도 5b의 그래프들의 X축들은 파장(wavelength)을 가리키고, Y축들은 투과량(transmission)를 가리킨다.
먼저, 도 3, 도 5a, 및 도 5b를 참조하면, 광 스위치(SW)는 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2) 및 제1 및 제2 튜너들(TN1, TN2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2)은 보조 도파로(RWG) 및 제1 입력 도파로(IN1) 사이에 직렬로 연결 또는 커플링될 수 있다. 제1 링 공진기(RR1)는 제1 중심 파장(λ1)의 입력 광을 공진시키도록 구성된다. 제2 링 공진기(RR2)는 제2 중심 파장(λ2)의 입력 광을 공진시키도록 구성된다.
제1 튜너(TN1)는 스위치 신호(SSa)에 응답하여 제1 링 공진기(RR1)의 제1 중심 파장(λ1)을 조정하도록 구성될 수 있다. 제2 튜너(TN2)는 스위치 신호(SSb)에 응답하여 제2 링 공진기(RR2)의 제2 중심 파장(λ2)을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 튜너들(TN1, TN2)은 스위치 신호들(SSa, SSb)에 응답하여 가열되는 히터(heater)일 수 있다. 제1 및 제2 튜너들(TN1, TN2)의 온도에 따라 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2)의 도파로의 굴절률이 변화하고, 이에 따라 제1 및 제2 중심 파장들(λ1, λ2)이 변화할 수 있다.
도 5a의 그래프에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2) 각각의 제1 및 제2 중심 파장들(λ1, λ2)이 서로 일치하지 않도록, 제1 및 제2 튜너들(TN1, TN2)이 조절될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2) 사이의 광 커플링 조건이 성립되지 않는다. 이에 따라, 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광은 패스 단자(PASS)로 출력된다. 다시 말해서, 제1 및 제2 중심 파장들(λ1, λ2)이 서로 일치하지 않는 경우, 보조 광의 진행 경로가 변경되지 않는다.
도 5b의 그래프에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2) 각각의 제1 및 제2 중심 파장들(λ1, λ2)이 서로 일치하도록, 제1 및 제2 튜너들(TN1, TN2)이 조절될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 링 공진기들(RR1, RR2) 사이의 광 커플링 조건이 성립된다. 이에 따라, 보조 도파로(RWG)를 통해 제공되는 보조 광은 제1 및 제2 공진기들(RR1, RR2)을 경유하여 제1 입력 도파로(IN1)를 통해 드롭 단자(DROP)(다시 말해서, 도 3의 변조기(MOD))로 제공될 수 있다. 다시 말해서, 제1 및 제2 중심 파장들(λ1, λ2)이 서로 일치하지 않는 경우, 보조 광의 진행 경로가 변경될 수 있다.
예시적으로, 도 5a에 도시된 광 스위치(SW)는 비활성화 상태 또는 "바(Bar)" 상태일 수 있으며, 도 5b에 도시된 광 스위치(SW)는 활성화 상태 또는 "크로스(Cross)" 상태일 수 있다. 예시적으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 스위치 신호들(SSa, SSb)는 도 3 내지 도 4b를 참조하여 설명된 제1 스위치 신호(SS)에 포함될 수 있다. 즉, 하나의 광 스위치(SW)를 제어하기 위한 스위치 신호(SS)는 복수의 신호들을 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 직렬 연결된 링 공진기들(RR1, RR2)을 포함하는 광 스위치(SW)(즉, 파장 선택형 광 스위치)가 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 광 스위치(SW)는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 구성 요소들 중 일부만 포함할 수 있다. 또는 광 스위치(SW)는 다른 형태의 파장 선택형 광 스위치로 구현될 수 있다.
예시적으로, 도 5b에 도시된 활성화 상태의 광 스위치(SW)는 약 1dB의 광 손실 특성을 가질 수 있고, 도 5a에 도시된 비활성화 상태의 광 스위치(SW)는 약 0.1 dB 이하의 광 손실 특성을 가질 수 있다. 이러한 광 손실 특성은 다른 구성 요소들(예를 들어, 광 필터)과 비교하여 낮기 때문에, 광 집적 회로(100)의 전력 소모가 감소될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 광 집적 회로의 구조를 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도면의 간결성을 위하여, 광 전송기(110)는 16개의 전송 셀들(TC11~TC44)을 포함하는 것으로 도시된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 광 전송기(110)는 복수의 전송 셀들을 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 전송 셀들(TC11~TC44) 각각은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 전송 셀(TC or TC')일 수 있다.
도면의 간결성을 위하여, 복수의 광 스위치들(SW)을 제어하기 위한 스위치 신호(SS, 도 1 참조)는 생략된다. 그러나, 앞서 설명된 바와 같이, 복수의 광 스위치들(SW) 각각은 제어기(130)로부터의 별도의 스위치 신호에 의해 활성화 또는 비활성화될 수 있음이 이해될 것이다.
이하에서 사용되는 "특정 전송 셀의 고장" 또는 "특정 전송 셀이 고장인 것"의 용어 또는 표현은 특정 전송 셀에 포함된 메인 광원이 고장인 상태인 것을 의미한다. 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 특정 전송 셀의 고장은 특정 전송 셀에 포함된 광 검출기(PD)에 의해 검출될 수 있고, 제어기(130)는 광 검출기(PD)의 검출 결과에 따라 대응하는 광 스위치(SW)(즉, 특정 전송 셀의 입력 도파로와 연결된 광 스위치)가 활성화되도록 스위치 신호(SW)를 제어할 수 있다. 대응하는 광 스위치(SW)는 활성화된 스위치 신호에 응답하여 보조 광을 특정 전송 셀의 입력 도파로를 통해 특정 전송 셀로 제공할 수 있다.
이하에서, 설명의 편의를 위하여, 광 스위치(SW)에 대하여 "메인 광 스위치" 및 "보조 광 스위치"의 용어가 사용된다. "메인 광 스위치"는 전송 셀(TC)의 입력 도파로 및 보조 도파로(RWG)와 연결된 광 스위치를 가리킬 수 있다. "보조 광 스위치"는 보조 광원들(RLD) 사이에 연결되거나 또는 보조 광원들(RLD)과 보조 도파로(RWG) 사이에 연결되는 광 스위치를 가리킨다. "메인 광 스위치" 및 "보조 광 스위치"의 용어들은 단순히 설명의 편의를 위한 것이며, "메인 광 스위치" 및 "보조 광 스위치"는 서로 동일하거나 또는 유사한 구성을 가질 수 있고, 이러한 용어들은 서로 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
상술된 구성 요소들에 대한 도시의 생략은 단순히 본 발명의 기술적 사상을 명확하게 설명하고, 도면을 간결하게 하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서, 상술된 언급에 대한 상세한 설명이 생략되더라도, 동일하거나 또는 유사한 동작, 단계, 처리 등이 수행될 수 있음이 이해될 것이다.
도 6을 참조하면, 광 집적 회로(100)는 광 전송기(110) 및 보조 광원 장치(120)을 포함한다. 광 전송기(110)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 포함한다. 전송 셀(TC11)의 입력 도파로는 메인 광 스위치(SW11)와 연결되고, 전송 셀(TC12)의 입력 도파로는 메인 광 스위치(SW12)와 연결된다. 마찬가지로, 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 각각의 입력 도파로는 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44) 각각과 연결된다.
복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44) 각각은 복수의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)과 연결된다. 예를 들어, 메인 광 스위치들(SW11, SW21, SW31, SW41) 각각은 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결되고, 메인 광 스위치들(SW21, SW22, SW23, SW24) 각각은 제2 보조 도파로(RWG2)와 연결되고, 메인 광 스위치들(SW31, SW32, SW33, SW34) 각각은 제3 보조 도파로(RWG3)와 연결되고, 메인 광 스위치들(SW41, SW42, SW43, SW44) 각각은 제4 보조 도파로(RWG4)와 연결된다.
즉, 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44) 각각은 복수의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)로부터의 보조 광들을 대응하는 전송 셀들(TC11~TC44) 각각으로 제공하도록 구성될 수 있다.
보조 광원 장치(120)는 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04)을 포함한다. 보조 광원 장치(120)는 복수의 보조 도파로(RWG1~RWG4)를 통해 광 전송기(110)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 광원(RLD01)은 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결되고, 제2 보조 광원(RLD02)은 제2 보조 도파로(RWG2)와 연결되고, 제3 보조 광원(RLD03)은 제3 보조 도파로(RWG3)와 연결되고, 제4 보조 광원(RLD04)은 제4 보조 도파로(RWG4)와 연결된다.
제1 내지 제4 보조 광원들(RLD01~RLD04) 각각은 제1 내지 제4 보조 도파로들(RWG1~RWG4) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 통해 고장인 전송 셀들(TC11~TC44)로 보조 광을 제공할 수 있다.
일 예로서, 전송 셀(TC32)이 고장인 것(다시 말해서, 전송 셀(TC32)에 포함된 메인 광원이 고장인 경우)으로 가정하자. 이 경우, 제어기(130)로부터의 스위치 신호에 응답하여, 메인 광 스위치(SW32)가 활성화될 수 있다. 활성화된 메인 광 스위치(SW32)는 제2 보조 도파로(RWG2)를 통해 제2 보조 광원(RLD02)으로부터 제공되는 보조 광을 전송 셀(TC32)의 입력 도파로로 제공할 수 있다. 예시적으로 보조 광의 전송 경로는 도 6에서 파선(--)으로 도시된다.
다시 말해서, 제2 보조 도파로(RWG2)를 통해 제2 보조 광원(RLD02)으로부터 제공되는 보조 광이 광 스위치(SW32) 및 전송 셀(TC32)의 입력 도파로를 통해 전송 셀(TC32)로 제공될 수 있다. 전송 셀(TC32)은 고장인 메인 광원 대신에 입력 도파로를 통해 제공된 보조 광을 변조하여 광 신호를 생성하고, 생성된 광 신호를 출력할 수 있다.
예시적으로, 광 신호 잡음을 제거하기 위하여, 고장인 전송 셀(TC32)의 주 광원(MLD)으로의 전원이 차단될 수 있다. 예시적으로, 복구 동작에 사용되지 않는 보조 광원들(RLD01, RLD03, RLD04)로의 전원이 차단될 수 있다.
예시적으로, 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 중 하나의 전송 셀(TC32)이 고장인 경우의 실시 예가 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 전송 셀들(TC11, TC32, TC33, TC44)이 고장인 경우, 대응하는 메인 광 스위치들(SW11, SW32, SW33, SW44)이 활성화될 수 있고, 제1 내지 제4 보조 도파로들(RWG1~RWG4)을 통해 제공되는 보조 광들이 메인 광 스위치들(SW11, SW32, SW33, SW44) 각각을 통해 고장인 전송 셀들(TC11, TC32, TC33, TC44)로 전송되고, 고장인 전송 셀들(TC11, TC32, TC33, TC44)은 수신된 보조 광들을 메인 광원 대신에 사용할 수 있다.
즉, 도 6의 실시 예에 따르면, 하나의 보조 광원(RLD)은 하나의 보조 도파로(RWG)와 연결되고, 하나의 보조 도파로(RWG)는 복수의 메인 광 스위치들(SW)과 연결되고, 복수의 메인 광 스위치들(SW) 각각은 복수의 전송 셀들(TC) 각각과 연결될 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC) 중 적어도 하나가 고장인 경우, 복수의 메인 광 스위치들(SW) 중 대응하는 메인 광 스위치가 활성화됨으로써, 보조 광원(RLD)으로부터의 보조 광이 고장인 전송 셀로 제공될 수 있다. 다시 말해서, 하나의 보조 광원(RLD)이 복수의 전송 셀들(TC)(또는 복수의 메인 광원들)의 고장을 복구하기 위한 수단으로써 사용될 수 있다. 따라서, 전송 셀(또는 메인 광원)의 고장을 복구하기 위한 보조 광원의 개수가 감소되므로, 감소된 비용을 갖는 광 집적 회로가 제공된다.
예시적으로, 도 6을 참조하여 설명된 광 집적 회로(100)의 구조는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)은 별도의 반도체 칩, 별도의 반도체 다이, 별도의 반도체 패키지, 또는 별도의 반도체 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)은 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 각각의 입력 도파로를 통해 광 전송기(110)와 연결되고 복수의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)을 통해 보조 광원 장치(120)와 연결될 수 있다. 또는 복수의 광 스위치들(SW11~SW44)은 보조 광원 장치(120)에 포함될 수 있고, 이 경우, 보조 광원 장치(120)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 각각의 입력 도파로를 통해 광 전송기(110)와 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 광 집적 회로(200)는 광 전송기(210) 및 보조 광원 장치(220)를 포함한다. 광 전송기(210)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 포함한다. 도 6을 참조하여 설명된 구성 요소들과 유사한 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적으로, 도 6의 실시 예는 하나의 보조 도파로 당 하나의 보조 광원이 연결된 실시 예를 보여준다. 그러나 도 7의 실시 예는 복수의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)이 하나의 보조 광원(RLD01)과 연결된 실시 예를 보여준다.
예를 들어, 보조 광원 장치(220)는 제1 보조 광원(RLD01) 및 제1 내지 제4 보조 광 스위치들(SW01~SW04)을 포함한다. 제1 보조 광원(RLD01)은 제1 도파로(WG1)(또는 보조 광원 연결 도파로)와 연결된다. 이하에서 간결한 설명을 위하여, 보조 광원들 사이를 연결하는데 사용되는 보조 광원 연결 도파로는 단순히 "도파로"라 칭한다.
제1 내지 제4 보조 광 스위치들(SW01~SW04) 각각은 제1 내지 제4 보조 도파로들(RWG1~RWG4) 각각과 제1 도파로(WG1) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제1 보조 광원(RLD01)은 제1 보조 광 스위치(SW01)를 통해 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결될 수 있고, 제2 보조 광 스위치(SW02)를 통해 제2 보조 도파로(RWG2)와 연결될 수 있고, 제3 보조 광 스위치(SW03)를 통해 제3 보조 도파로(RWG3)와 연결될 수 있고, 제4 보조 광 스위치(SW04)를 통해 제4 보조 도파로(RWG4)와 연결될 수 있다.
일 예로서, 전송 셀(TC32)이 고장인 것으로 가정하자. 이 경우, 전송 셀(TC32)로 제1 보조 광원(RLD01)의 보조 광을 제공하기 위하여, 보조 광 스위치(SW02) 및 메인 광 스위치(SW32)가 활성화될 것이다. 이 경우, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광은 제1 도파로(WG1), 보조 광 스위치(SW02), 제2 보조 도파로(RWG2), 및 메인 광 스위치(SW32), 및 전송 셀(TC32)의 입력 도파로를 통해 고장인 전송 셀(TC32)로 제공될 수 있다. 예시적으로, 보조 광의 전송 경로는 도 7에서 파선(--)으로 도시된다.
예시적으로, 도 7에 도시된 광 집적 회로(200)의 구조는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)는 별도의 장치로 구현될 수 있다. 또는 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW04), 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44), 또는 그것들의 조합은 별도의 장치로 구현될 수 있다. 또는 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW04), 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44), 또는 그것들의 조합은 광 전송기(210)에 포함될 수 있고, 보조 광원 장치(220)는 제1 도파로(WG1)를 통해 광 전송기(210)와 연결될 수 있다. 또는 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW04), 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44), 또는 그것들의 조합은 보조 광원 장치(220)에 포함될 수 있고, 보조 광원 장치(220)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 각각의 입력 도파로를 통해 광 전송기(210)와 연결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 광 집적 회로(300)는 광 전송기(310) 및 보조 광원 장치(320)를 포함할 수 있다. 광 전송기(310)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 포함한다. 앞서 설명된 구성 요소들과 유사한 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
보조 광원 장치(320)는 제1 보조 광원(RLD01) 및 제1 보조 광 스위치(SW01)를 포함한다. 제1 보조 광 스위치(SW01)는 제1 도파로(WG1) 및 제1 보조 도파로(RWG1) 사이에 연결된다.
예시적으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 실시 예들과 달리, 도 8의 실시 예는 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)이 하나의 보조 도파로(RWG1)와 연결된 구조를 보여준다. 예를 들어, 도 7의 실시 예는 16개의 전송 셀들(TC11~TC44)이 각각 4개의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)과 연결되고, 4개의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)이 4개의 보조 광 스위치(SW01~SW04)와 연결되어 하나의 보조 광원(RLD01)을 사용하는 구성을 보여준다. 그러나 도 8의 실시 예는 16개의 전송 셀들(TC11~TC44)이 하나의 보조 도파로(RWG1)와 연결되고, 하나의 보조 도파로(RWG1)가 하나의 보조 광 스위치(SW01)와 연결되어 하나의 보조 광원(RLD01)을 사용하는 구성을 보여준다.
일 예로서, 전송 셀(TC32)이 고장인 것으로 가정하자. 이 경우, 보조 광 스위치(SW01) 및 메인 광 스위치(SW32)가 활성화될 수 있다. 이에 따라, 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광이 제1 도파로(WG1), 보조 광 스위치(SW01), 제1 보조 도파로(RWG1), 메인 광 스위치(SW32), 및 전송 셀(TC32)의 입력 도파로를 통해 전송 셀(TC32)로 제공될 수 있다. 전송 셀(TC32)은 수신된 보조 광을 메인 광원 대신에 사용할 수 있다. 보조 광의 전송 경로는 도 8에서 파선(--)으로 도시된다.
예시적으로, 도 8에 도시된 광 집적 회로의 구조는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 메인 광 스위치들(SW11~SW44), 보조 광 스위치(SW01), 또는 그것들의 조합은 별도의 장치로 구현되거나, 또는 광 전송기(310)에 포함되거나, 또는 보조 광원 장치(320)에 포함될 수 있다. 또는 제1 보조 도파로(RWG1)는 복수의 영역들로 구분될 수 있고, 복수의 영역들 중 일부는 광 전송기(310)의 외부에 구현되거나 또는 보조 광원 장치(320)의 내부에 포함될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예들에 따르면, N개의 보조 광원(RLD)(단, N은 자연수)을 사용하여 M개의 전송 셀들(TC)(또는 M개 메인 광원들)(단, M은 N보다 큰 자연수)에 대한 고장을 복구할 수 있다. 비록 도면에 명확하게 개시되어 있지 않으나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 보조 광원들(RLD)의 개수 또는 보조 광원들(RLD) 및 전송 셀들(TC)의 배열 또는 연결 관계는 전송 셀들(TC)의 공정 수율, 고장율 등에 의해 다양하게 변형될 수 있음이 이해될 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 광 집적 회로(400)는 광 전송기(410) 및 보조 광원 장치(420)를 포함할 수 있다. 광 전송기(410)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
보조 광원 장치(420)는 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04) 및 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW08)을 포함할 수 있다. 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04) 각각은 복수의 보조 도파로들(RWG1~RWG4)을 통해 광 전송기(410)와 연결될 수 있다.
예시적으로, 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04) 각각은 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW08) 및 복수의 도파로들(WG1~WG4)을 통해 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 광 스위치(SW01)는 제1 보조 도파로(RWG1) 및 제1 도파로(WG1) 사이에 연결되고, 제2 보조 광 스위치(SW02)는 제1 도파로(WG1) 및 제2 보조 도파로(RWG1) 사이에 연결되고, 제3 보조 광 스위치(SW03)는 제2 보조 도파로(RWG2) 및 제2 도파로(WG2) 사이에 연결되고, 제4 보조 광 스위치(SW04)는 제2 도파로(WG2) 및 제3 보조 도파로(RWG3) 사이에 연결되고, 제5 보조 광 스위치(SW05)는 제3 보조 도파로(RWG3) 및 제3 도파로(WG3) 사이에 연결되고, 제6 보조 광 스위치(SW06)는 제3 도파로(WG3) 및 제4 보조 도파로(RWG4) 사이에 연결되고, 제7 보조 광 스위치(SW07)는 제4 보조 도파로(RWG4) 및 제4 도파로(WG4) 사이에 연결되고, 제8 보조 광 스위치(SW08)는 제4 도파로(WG4) 및 제1 보조 도파로(RWG1) 사이에 연결된다.
상술된 바와 같이, 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04) 각각이 서로 연결될 수 있기 때문에, 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04)의 고장을 복구할 수 있다. 예를 들어, 제2 보조 광원(RLD02) 및 전송 셀(TC32)이 고장인 것으로 가정하자. 만약 제2 보조 광원(RLD02)이 고장이 아니라면, 광 스위치(SW32)가 활성화됨으로써, 제2 보조 광원(RLD02)으로부터의 보조 광이 전송 셀(TC32)로 제공될 것이다. 그러나 제2 보조 광원(RLD02)이 고장인 경우, 제2 보조 광원(RLD02)으로부터 보조 광이 제공될 수 없다. 이 경우, 제1 및 제2 보조 광 스위치들(SW01, SW02)이 활성화됨으로써, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광이 제1 보조 광 스위치(SW01), 제1 도파로(WG1), 제2 보조 광 스위치(SW02)를 통해 제2 보조 도파로(RWG2)로 제공될 수 있고, 이에 따라, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광이 광 스위치(SW32)를 통해 전송 셀(TC32)로 제공될 것이다.
예시적으로, 제2 보조 광원(RLD02)이 고장인 경우, 제3 및 제4 보조 광 스위치들(SW03, SW04)이 활성화됨으로써, 제3 보조 광원(RLD03)이 고장인 제2 보조 광원(RLD02) 대신에 사용될 수 있다. 예시적으로, 보조 광원의 고장을 복구하기 위하여 특정 보조 광원을 선택하는 것은 고장인 전송 셀(TC)의 물리적 위치, 물리적 연결 관계 등을 기반으로 선택될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예에 따르면, 광 집적 회로(400)는 복수의 광 스위치들(SW01~SW08)을 통해 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04)을 서로 연결함으로써, 보조 광원들이 고장인 상황에 대응할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 광 전송기(410)는 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW44)을 포함할 수 있다. 보조 광원 장치(420)는 복수의 보조 광원들(RLD01~RLD04) 및 복수의 보조 광 스위치들(SW01~SW08)을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 9의 실시 예와 달리, 도 10의 실시 예에 따르면, 보조 광 스위치들(SW01, SW02, SW03, SW08)을 통해 제1 및 제2 보조 광원들(RLD01, RLD02)이 서로 연결되고, 보조 광 스위치들(SW04, SW05, SW06, SW07)을 통해 제3 및 제4 보조 광원들이 서로 연결된다. 즉, 광 집적 회로(500)는 서로 물리적으로 인접하게 배치된 보조 광원들이 서로 연결됨으로써, 보조 광원의 고장에 대응할 수 있다.
일 예로서, 제2 보조 광원(RLD02) 및 전송 셀(TC32)이 고장인 것으로 가정하자. 이 경우, 보조 광 스위치들(SW08, SW03) 및 메인 광 스위치(SW32)가 활성화됨으로써, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광이 전송 셀(TC32)로 제공될 수 있다. 마찬가지로, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 제3 보조 광원(RLD03)이 고장인 경우, 보조 광 스위치들(SW05, SW06)이 활성화됨으로써, 제4 보조 광원(RLD04)이 제3 보조 광원(RLD03) 대신에 전송 셀들(TC13~TC43) 중 하나의 고장을 복구하는데 사용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 복수의 광 스위치들을 사용하여 복수의 보조 광원들 각각을 연결시킴으로써, 복수의 보조 광원들의 고장 상황에 대응할 수 있다. 따라서, 향상된 신뢰성을 갖는 광 집적 회로가 제공된다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 광 집적 회로(600)는 광 전송기(610) 및 보조 광원 장치(620)를 포함할 수 있다.
광 집적 회로(600)는 복수의 전송 셀들(TC1~TCm) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW1m)을 포함할 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC1~TCm) 각각의 입력 도파로는 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW1m)을 통해 제1 보조 광 도파로(WG1)와 연결될 수 있다.
복수의 전송 셀들(TC1~TCm)은 서로 다른 파장의 광을 이용하여 광 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 셀(TC1)은 제1 파장(λ1)의 광을 생성하는 메인 광원을 포함할 수 있고, 제1 파장(λ1)의 광을 이용하여 광 신호를 생성할 수 있다. 제2 전송 셀(TC2)은 제2 파장(λ2)의 광을 생성하는 메인 광원을 포함할 수 있고, 제2 파장(λ2)의 광을 이용하여 광 신호를 생성할 수 있다. 제3 전송 셀(TC3)은 제3 파장(λ3)의 광을 생성하는 메인 광원을 포함할 수 있고, 제3 파장(λ3)의 광을 이용하여 광 신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제4 내지 제m 전송 셀들(TC4~TCm) 각각은 제1 내지 제3 파장들(λ1~λ3) 각각의 광을 생성하는 메인 광원을 포함할 수 있고, 대응하는 파장의 광을 이용하여 광 신호를 생성할 수 있다.
제1 내지 제3 전송 셀들(TC1~TC3) 각각은 서로 다른 파장의 광을 사용하기 때문에, 제1 내지 제3 전송 셀들(TC1~TC3)의 출력 광 신호들은 파장 분할 방식(WDM; Wavelength Division Multiplexing)을 통해 하나의 도파로 또는 전송 선로를 통해 제공될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 전송 셀들(TC1~TC3)은 제1 WDM 채널(WDM_1)을 구성할 수 있다. 마찬가지로, 제4 내지 제m 전송 셀들(TC4~TCm)은 제2 내지 제m/3 WDM 채널(WDM_2~WMD_m/3)을 구성할 수 있다.
보조 광원 장치(620)는 제1 내지 제3 보조 광원들(RLD1~RLD3) 및 광 스위치들(SW01~SW03)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 보조 광원들(RLD1~RLD3) 각각은 제1 내지 제3 파장들(λ1~λ3) 각각의 보조 광을 출력할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제1 내지 제3 보조 광원들(RLD1~RLD3) 각각으로부터의 보조 광들이 서로 다른 파장을 갖기 때문에, 하나의 도파로(즉, 제1 보조 도파로(RWG1))를 통해 동시에 제공될 수 있다.
예시적으로, 메인 광 스위치들(SW11~SW1m) 각각은 대응하는 전송 셀에서 사용되는 광의 파장과 동일한 중심 파장을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 셀(TC1)과 연결된 메인 광 스위치(SW11)는 제1 파장(λ1)의 중심 파장을 가질 수 있고, 스위치 신호에 응답하여 제1 파장(λ1)의 보조 광의 경로를 제1 보조 도파로(RWG1)로부터 제1 전송 셀(TC1)의 입력 도파로로 변경할 수 있다. 마찬가지로, 제2 전송 셀(TC2)과 연결된 메인 광 스위치(SW12)는 제2 파장(λ2)의 중심 파장을 가질 수 있고, 스위치 신호에 응답하여 제2 파장(λ2)의 보조 광의 경로를 제1 보조 도파로(RWG1)로부터 제2 전송 셀(TC2)의 입력 도파로로 변경할 수 있다.
일 예로서, 제2 전송 셀(TC2)이 고장인 경우, 보조 광 스위치(SW02) 및 메인 광 스위치(SW12)가 활성화됨으로써, 제2 파장(λ2)의 보조 광이 제2 보조 광원(RLD2)으로부터 제2 전송 셀(TC2)로 제공될 수 있다. 또는 제4 전송 셀(TC4)이 고장인 경우, 보조 광 스위치(SW01) 및 메인 광 스위치(SW14)가 활성화됨으로써, 제1 파장(λ1)의 보조 광이 제1 보조 광원(RLD1)으로부터 제4 전송 셀(TC4)로 제공될 수 있다. 예시적으로, 상술된 두 가지 경우 모두에서, 보조 광원 장치(620)에 포함된 광 스위치들(SW01, SW02, SW03)이 전부 활성화될 수 있다. 이는 보조 광원들(RLD1~RLD3)이 서로 다른 파장의 보조 광을 출력하고, 메인 광 스위치들(SW12, SW14) 각각은 대응되는 파장들(λ2, λ1)의 보조 광에 대해서만 동작하기 때문이다.
상술된 바와 같이, 광 집적 회로(600)가 서로 다른 파장의 복수의 광들을 사용하는 경우, 서로 다른 파장의 보조 광들을 생성하는 보조 광원들을 사용하여 전송 셀 또는 메인 광원의 고장을 복구할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 광 집적 회로(700)는 광 전송기(710) 및 보조 광원 장치(720)를 포함할 수 있다. 광 전송기(710)는 복수의 전송 셀들(TC1~TCm) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW11~SW1m)을 포함할 수 있다. 보조 광원 장치(720)는 복수의 보조 광원들(RLD1~RLD3)을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 12의 실시 예에 따르면, 도 11의 실시 예와 달리, 동일한 파장의 광을 기반으로 동작하는 전송 셀들은 동일한 보조 도파로와 연결된다. 예를 들어, 제1 파장(λ1)의 보조 광을 생성하는 제1 보조 광원(RLD1)은 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결된다. 제1 파장(λ1)의 광을 사용하는 제1 및 제4 전송 셀들(TC1, TC4) 각각은 메인 광 스위치들(SW11, SW14)을 통해 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결된다. 다시 말해서, 제1 파장(λ1)의 광을 사용하는 전송 셀들은 제1 보조 도파로(RWG1)와 연결되고, 이러한 전송 셀들이 고장인 경우, 제1 파장(λ1)의 보조 광이 제1 보조 광원(RLD1)으로부터 제1 보조 도파로(RWG1)로 제공될 수 있고, 대응하는 메인 광 스위치에 의해 제1 파장(λ1)의 보조 광이 제1 도파로(RWG1)로부터 고장인 전송 셀로 제공될 수 있다.
마찬가지로, 제2 파장(λ2)의 보조 광을 출력하는 제2 보조 광원(RLD2)은 제2 보조 도파로(RWG2)와 연결되고, 제3 파장(λ3)의 보조 광을 출력하는 제3 보조 광원(RLD3)은 제3 보조 도파로(RWG3)와 연결된다. 제2 파장(λ2)의 광을 사용하는 전송 셀들(예를 들어, TC2 등)은 대응하는 메인 광 스위치를 통해 제2 보조 도파로(RWG2)와 연결되고, 제3 파장(λ3)의 광을 사용하는 전송 셀들(예를 들어, TC3, TCm 등)은 대응하는 메인 광 스위치를 통해 제3 보조 도파로(RWG3)와 연결된다. 대응하는 메인 광 스위치가 활성화된 경우, 복수의 전송 셀들(TC1~TCm) 각각은 연결된 보조 도파로를 통해 보조 광을 수신할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다. 예시적으로, 도면의 간결성을 위하여, 도 13의 실시 예를 설명하는데 불필요한 구성 요소들에 대한 참조 번호 또는 구성은 도면에서 생략된다.
도 13을 참조하면, 광 집적 회로(800)는 광 전송기(810) 및 보조 광원 장치(820)를 포함할 수 있다. 광 전송기(810)는 복수의 전송 셀들(TC) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW)을 포함할 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC) 및 복수의 메인 광 스위치들(SW)의 연결 관계는 앞서 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적으로, 복수의 전송 셀들(TC) 각각은 서로 다른 파장들(λ1~λn)의 광을 사용하여 광 신호를 생성할 수 있고, 복수의 광 스위치들(SW) 각각은 서로 다른 중심 파장(λ1~λn)을 가질 수 있다. 복수의 전송 셀들(TC)이 사용하는 광의 파장 및 광 스위치들(SW)의 중심 파장은 앞서 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
보조 광원 장치(820)는 복수의 보조 광원 서브 블록(821~823)(RLD sub block)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 복수의 보조 광원 서브 블록들(821~823) 각각은 도 11 또는 도 12를 참조하여 설명된 보조 광원 장치(620 또는 720)일 수 있다. 즉, 복수의 보조 광원 서브 블록들(821~823) 각각은 서로 다른 파장들(λ1~λn)의 보조 광들을 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 광원 서브 블록(721)은 제1 보조 도파로(RWG1)를 통해 서로 다른 파장들(λ1~λn)의 복수의 보조 광들 제공할 수 있다. 제2 보조 광원 서브 블록(822)은 제2 보조 도파로(RWG2)를 통해 서로 다른 파장들(λ1~λn)의 복수의 보조 광들을 제공할 수 있다. 제3 보조 광원 서브 블록(823)은 제3 보조 도파로(RWG3)를 통해 서로 다른 파장들(λ1~λn)의 복수의 보조 광들을 제공할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 전송 셀들(TC) 중 적어도 하나가 고장인 경우, 대응하는 메인 광 스위치(SW)를 활성화함으로써, 보조 도파로를 통해 제공되는 복수의 보조 광들 중 대응하는 파장의 보조 광이 고장인 전송 셀(TC)로 제공될 수 있다.
예시적으로, 비록 제1 내지 제3 보조 도파로들(RWG1~RWG3) 각각이 하나의 도파로인 것으로 도 13에 도시되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 내지 제3 보조 도파로들(RWG1~RWG3) 각각은 복수의 서브 도파로들을 포함할 수 있고, 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 전송 셀들(TC)에서 사용되는 광의 파장에 따라, 보조 광원 및 전송 셀들이 서로 다른 서브 도파로와 연결되도록 구성될 수 있다.
또한, 비록 도면에 도시되어 있지는 않으나, 보조 광원 장치(820)에 포함된 보조 광원 서브 블록들(821~823), 또는 보조 광원 서브 블록들(821~823)에 포함된 보조 광원들(RLD)은 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명된 바와 같은 다양한 방식으로 연결되거나 또는 구성될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 명확하게 설명하기 위하여 특정한 구조, 특정한 구성을 기준으로 설명되었다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상술된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상 내에서 서로 다양하게 조합되거나 변형될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 광 집적 회로(900)는 광 전송기(910), 제1 및 제2 보조 광원 장치들(921, 922), 및 제어기(930)를 포함할 수 있다.
광 전송기(910)는 광 스위치부(911) 및 복수의 전송 셀 서브-블록들(812a~812k)을 포함할 수 있다. 광 스위치부(911)는 앞서 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
복수의 전송 셀 서브 블록들(812a~812k) 각각은 복수의 전송 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전송 셀 서브 블록들(812a~812k) 각각은 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 복수의 전송 셀들(TC11~TC44) 또는 그 이상의 전송 셀들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 복수의 전송 셀들은 하나의 어레이를 구성하고, 하나의 어레이는 복수의 전송 셀 서브 블록들(812a~812k)로 구분될 수 있다.
제1 및 제2 보조 광원 장치들(821, 822) 각각은 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 보조 광원 장치들 중 하나일 수 있다. 예시적으로, 제1 보조 광원 장치(821)는 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 실시 예들에 따라, 복수의 전송 셀 서브 블록들(812a~812k) 중 일부에 대하여 전송 셀 또는 메인 광원의 고장을 복구할 수 있다. 제2 보조 광원 장치(822)는 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 실시 예들에 따라, 복수의 전송 셀 서브 블록들(812a~812k) 중 나머지 일부에 대하여 전송 셀 또는 메인 광원의 고장을 복구할 수 있다.
예시적으로, 하나의 보조 도파로와 연결된 메인 광 스위치 또는 보조 광 스위치의 개수가 증가할수록, 메인 광 스위치 또는 보조 광 스위치로 인한 광 손실이 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 광 전송기(110)에 포함된 전송 셀들(TC11~TC44)의 배열을 참조하면, 전송 셀(TC32)이 고장인 경우, 제2 보조 광원(RLD02)으로부터의 보조 광은 비활성화 상태의 메인 광 스위치들(SW12, SW22)을 경유한다. 이 경우, 비활성화 상태의 메인 광 스위치들(SW12, SW22)에 의한 광 손실이 발생할 수 있다.
이러한 광 손실을 감소시키기 위하여, 제2 보조 도파로(RWG2)의 일단에 제2 보조 광원(RLD02)이 연결된 것에 추가적으로, 제2 보조 도파로(RWG2)의 타단에 추가적인 보조 광원(예를 들어, 제2 보조 광원 장치(922))을 연결할 수 있다. 전송 셀(TC32)가 고장이고, 상술된 바와 같은 추가적인 보조 광원(예를 들어, 제2 보조 광원 장치(922))이 사용될 경우, 추가적인 보조 광원으로부터의 보조 광은 1개의 비활성화된 메인 광 스위치(SW42)만 경유할 것이다. 즉, 보조 광을 제공하기 위하여 경유되는 메인 광 스위치들 또는 보조 광 스위치의 개수를 감소시킴으로써, 광 손실을 최소화할 수 있다.
즉, 상술된 바와 같이, 제1 및 제2 보조 광원 장치들(921, 922)이 서로 다른 전송 셀 서브 블록들에 대한 고장 복구를 수행함으로써, 광 손실이 최소화될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 보조 광원 장치들(921, 922) 각각에 의해 관리되는 전송 셀 서브 블록들은 제1 및 제2 보조 광원 장치들(921, 922) 각각과 물리적으로 인접하거나 또는 보조 광을 제공하는데 경유되는 메인 광 스위치들 또는 보조 광 스위치들의 개수가 최소화되도록 선택될 수 있다.
제어기(930)는 상술된 바와 같이 제1 및 제2 보조 광원 장치들(921, 922)이 전송 셀 또는 메인 광원에 대한 고장 복구를 수행할 수 있도록 스위치 신호(SS)를 생성할 수 있다.
예시적으로, 2개의 보조 광원 장치들(921, 922)을 포함하는 광 집적 회로(900)가 도 14에 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 광 집적 회로(900)는 추가적인 보조 광원 장치들을 더 포함할 수 있고, 추가적인 보조 광원 장치들을 사용함으로써, 보조 광을 제공하기 위하여 경유되는 광 스위치의 개수를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 광 손실이 감소될 수 있기 때문에, 광 집적 회로의 전력 소모가 감소될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 15를 참조하면, 광 집적 회로(1000)는 주 레이저 다이오드(1010)(이하에서, 메인 광원이라 칭함.), 보조 레이저 다이오드(1020)(이하에서, 보조 광원이라 칭함.), 광 스위치 장치(1030), 변조기(1040), 및 제어기(1050)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 예시적으로, 도 15의 광 집적 회로(1000)는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 광 집적 회로들과 유사할 수 있다. 다만, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 광 집적 회로들은 메인 광원 및 변조기를 포함하는 전송 셀들을 포함하는 광 전송기를 기준으로 설명되었으나, 도 15의 실시 예는 메인 광원(1010) 및 변조기(1040)가 별도의 장치로 구현된 광 집적 회로(900)를 보여준다. 즉, 도 15의 실시 예에 따르면, 광 집적 회로(1000)는 메인 광원(1010), 보조 광원 (1020), 광 스위치 장치(1030), 변조기(1040), 및 제어기(1050)는 서로 별도의 장치로 구현될 수 있으며, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 구조 또는 방식을 기반으로 서로 연결될 수 있다. 예시적으로, 각 구성 요소들 사이의 연결은 별도의 광 섬유 커플러를 통해 구성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 16을 참조하면, 광 집적 회로(1100)는 메인 광원(1110), 보조 광원(1120), 광 스위치 장치(1130), 및 제어기(1140)를 포함할 수 있다. 도 16의 광 집적 회로(1100)는 도 15의 광 집적 회로(1000)와 달리 변조기를 포함하지 않는다. 도 16의 광 집적 회로(1100)의 제어기(1140)는 메인 광원(1110)으로 인가되는 제어 신호를 직접 제어함으로써, 광 신호(SIG)에 대한 직접 변조를 수행할 수 있다. 즉, 별도의 변조기 없이 직접 변조된 광 신호(SIG)가 복수의 채널들(CHs)을 통해 메인 광원(1110)으로부터 출력될 수 있다.
예시적으로, 메인 광원(1110) 중 일부가 고장인 경우, 제어기(1050)는 고장인 메인 광원(1110) 대신에 보조 광원(1120) 중 일부를 제어함으로써, 광 신호(SIG)를 출력하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 제어기(1140)의 제어에 따라 보조 광원(1120)에서 변조된 보조 광 신호는 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 광 스위치 장치(1130)를 통해 복수의 채널들(CHs)로 제공될 수 있다.
상술된 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 실시 예들을 명확하고 간결하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명된 광 집적 회로들의 구조, 구성, 및 동작 방법 등은 다양하게 결합되거나 또는 조합될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 다양한 구성 요소들은 하나의 장치로 구현되거나 또는 각각 별도의 장치로 구현될 수 있으며, 다양한 방식을 통해 서로 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 기재된 실시 예들에 국한되지 않으며, 기재된 실시 예들의 다양한 조합 또는 다양한 변형을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 집적 회로의 예시적인 동작을 보여주는 순서도이다. 예시적으로, 도 1의 광 집적 회로(100)를 참조하여 도 17의 동작 방법이 설명된다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명된 광 집적 회로들 또한 도 17의 동작 방법에 따라 동작할 수 있다.
도 1 및 도 17을 참조하면, S110 단계에서, 광 집적 회로(100)는 메인 광원(main LD)의 고장을 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 바와 같이, 전송 셀(TC)은 광 검출기(PD)를 포함할 수 있다. 광 검출기(PD)가 광 신호(SIG)를 정상적으로 검출하지 못한 경우, 전송 셀(TC) 또는 전송 셀(TC)에 포함된 메인 광원(MLD)이 고장인 것으로 판별할 수 있다.
S120 단계에서, 광 집적 회로(100)는 활성화될 광 스위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 전송 셀(TC32)이 고장인 경우, 광 집적 회로(100)는 메인 광 스위치(SW32)를 활성화될 광 스위치로서 결정할 수 있다.
예시적으로, 광 집적 회로(100)는 광 손실이 최소가 되도록 활성화될 광 스위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하여 설명된 실시 예에서, 전송 셀(TC32) 및 제2 보조 광원(RLD02)이 고장인 경우, 전송 셀(TC32)을 복구하기 위하여, 제1 보조 광원(RLD01)이 사용될 수 있다. 이 때, 제1 보조 광원(RLD01)에서 전송 셀(TC32)로의 경로는 보조 광 스위치들(SW01, SW02) 및 메인 광 스위치(SW32)가 활성화되는 제1 경로 및 보조 광 스위치들(SW08, SW03) 및 메인 광 스위치(SW32)가 활성화는 제2 경로를 포함할 수 있다. 제1 경로에서, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광은 활성화된 보조 광 스위치들(SW01, SW02) 및 활성화된 메인 광 스위치(SW32) 및 비활성화된 보조 광 스위치들(SW08, SW03) 및 비활성화된 메인 광 스위치들(SW12, SW22)(즉, 3개의 활성화된 광 스위치 및 4개의 비활성화된 광 스위치)을 경유한다. 제2 경로에서, 제1 보조 광원(RLD01)으로부터의 보조 광은 활성화된 보조 광 스위치들(SW08, SW03), 활성화된 메인 광 스위치(SW32), 및 비활성화된 메인 광 스위치들(SW12, SW22)(즉, 즉, 3개의 활성화된 광 스위치 및 4개의 비활성화된 광 스위치)을 경유한다. 즉, 상술된 예시에서, 제2 경로에 따를 경우, 경유되는 비활성화된 광 스위치들의 개수가 작아지므로, 광 손실이 감소될 수 있다. 즉, 상술된 예시에서, 광 집적 회로(100)는 제2 경로와 같이 보조 광 스위치들(SW08, SW03) 및 메인 광 스위치(SW32)를 활성화될 광 스위치로써 결정할 수 있다.
예시적으로, 도 14와 같이 광 집적 회로가 복수의 보조 광원 장치들을 포함하는 경우, 광 손실이 최소화되도록(또는 경유되는 광 스위치의 개수가 최소가 되도록), 복구에 사용될 보조 광원 및 광 스위치를 결정할 수 있다.
S130 단계에서, 광 집적 회로(100)는 결정된 광 스위치를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 광 집적 회로(100)의 제어기(130)는 결정된 광 스위치로 제공되는 스위치 신호를 제어하여 결정된 광 스위치가 활성화시킬 수 있다.
S140 단계에서, 광 집적 회로(100)는 모든 고장이 복구되었는지 판별할 수 있다. 모든 고장이 복구되지 않은 경우(다시 말해서, 복구되지 않은 고장이 남은 경우), 광 집적 회로(100)는 S110 단계 내지 S130 단계의 동작들을 수행할 수 있다. 모든 고장이 복구된 경우, 광 집적 회로(100)는 고장 복구 동작을 종료할 수 있다.
예시적으로, 상술된 고장 복구 동작은 광 집적 회로(100)의 제조 과정에서 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 광 집적 회로(100)의 구동 중에 수행될 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 광 집적 회로가 적용된 전자 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 18을 참조하면, 예시적으로, 전자 시스템(2000)은 휴대용 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 스마트폰, 또는 웨어러블(Wearable) 장치 형태 또는 개인용 컴퓨터, 서버, 워크스테이션, 노트북 등과 같은 컴퓨팅 시스템의 형태로 구현될 수 있다.
전자 시스템(2000)은 애플리케이션 프로세서(2100)(또는 중앙 처리 장치), 디스플레이(2220), 및 이미지 센서(2230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(2100)는 DigRF 마스터(2110), DSI(Display Serial Interface) 호스트(2120), CSI(Camera Serial Interface) 호스트(2130), 및 물리 계층(2140)을 포함할 수 있다.
DSI 호스트(2120)는 DSI를 통해 디스플레이(2220)의 DSI 장치(2225)와 통신할 수 있다. 예시적으로, DSI 호스트(2120)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다. 예로서, DSI 장치(2225)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. CSI 호스트(2130)는 CSI를 통해 이미지 센서(2230)의 CSI 장치(2235)와 통신할 수 있다. 예시적으로, CSI 호스트(2130)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. 예로서, CSI 장치(2235)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다.
전자 시스템(2000)은 애플리케이션 프로세서(2100)와 통신하는 RF(Radio Frequency) 칩(2240)을 더 포함할 수 있다. RF 칩(2240)은 물리 계층(2242), DigRF 슬레이브(2244), 및 안테나(2246)를 포함할 수 있다. 예시적으로, RF 칩(2240)의 물리 계층(2242)과 애플리케이션 프로세서(2100)의 물리 계층(2140)은 MIPI DigRF 인터페이스에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있다.
전자 시스템(2000)은 워킹 메모리(Working Memory; 2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)를 더 포함할 수 있다. 워킹 메모리(2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)는 애플리케이션 프로세서(2100)로부터 제공받은 데이터를 저장할 수 있다. 워킹 메모리(2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)는 저장된 데이터를 애플리케이션 프로세서(2100)로 제공할 수 있다.
워킹 메모리(2250)는 애플리케이션 프로세서(2100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 워킹 메모리(2250)는 SRAM, DRAM, SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, 또는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 임베디드/카드 스토리지(2255)는 전원 공급 여부와 관계없이 데이터를 저장할 수 있다.
전자 시스템(2000)은 Wimax(World Interoperability for Microwave Access; 2260), WLAN(Wireless Local Area Network; 2262), UWB(Ultra Wideband; 2264) 등을 통해 외부 시스템과 통신할 수 있다.
전자 시스템(2000)은 음성 정보를 처리하기 위한 스피커(2270) 및 마이크(2275)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 전자 시스템(2000)은 위치 정보를 처리하기 위한 GPS(Global Positioning System) 장치(2280)를 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(2000)은 주변 장치들과의 연결을 관리하기 위한 브릿지(Bridge) 칩(2290)을 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 전자 시스템(2000)에 포함된 구성 요소들 각각은 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명된 광 집적 회로들을 포함할 수 있고, 광 집적 회로를 사용하여 광 신호를 기반으로 서로 통신하거나 또는 정보를 처리할 수 있다.
상술된 상세한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시 예들을 보여준다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 광 집적 회로 110: 광 전송기
120: 보조 광원 장치 130: 제어기

Claims (10)

1 메인 광 입력 도파로를 통해 제1 메인 광을 출력하도록 구성된 제1 메인 광원;
제1 보조 광 전송 도파로를 통해 제1 보조 광을 출력하도록 구성된 제1 보조 광원;
상기 제1 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 제1 스위치 신호를 생성하도록 구성된 제어기;
상기 제1 보조 광 전송 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치 신호에 응답하여 상기 제1 보조 광 전송 도파로로부터의 상기 제1 보조 광을 상기 제1 보조 광 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제1 광 스위치; 및
상기 제1 메인 광 입력 도파로 및 제1 보조 광 입력 도파로와 직접 연결되고, 상기 제1 메인 광 입력 도파로로부터 상기 제1 메인 광을 직접 수신하고, 상기 제1 보조 광 입력 도파로로부터 상기 제1 보조 광을 수신하고, 상기 제1 메인 광 및 상기 제1 보조 광 중 하나를 변조하여 제1 광 신호를 출력하도록 구성된 제1 변조기를 포함하는 광 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 광 신호를 검출하도록 구성된 광 검출기를 더 포함하는 광 집적 회로.
제 2 항에 있어서,
상기 광 검출기가 상기 제1 광 신호를 정상적으로 검출하지 못한 경우, 상기 제어기는 상기 제1 광 스위치가 상기 제1 보조 광을 상기 제1 보조 광 입력 도파로로 제공하도록 상기 제1 스위치 신호를 생성하도록 구성된 광 집적 회로.
제 2 항에 있어서,
상기 광 검출기가 상기 제1 광 신호를 정상적으로 검출하지 못한 경우, 상기 제어기는 상기 제1 메인 광원으로 제공되는 전원을 차단하도록 구성된 광 집적 회로.
제 2 항에 있어서,
상기 광 검출기가 상기 제1 광 신호를 정상적으로 검출한 경우, 상기 제어기는 상기 제1 광 스위치가 상기 제1 보조 광을 제1 보조 광 입력 도파로로 제공하지 않도록 상기 제1 스위치 신호를 생성하는 광 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
제2 메인 광 입력 도파로를 통해 제2 메인 광을 출력하도록 구성된 제2 메인 광원;
상기 제1 보조 광 전송 도파로 및 제2 보조 광 입력 도파로 사이에 연결되고, 제2 스위치 신호에 응답하여 상기 제1 보조 광 전송 도파로로부터의 상기 제1 보조 광을 상기 제2 보조 광 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제2 광 스위치; 및
상기 제2 메인 광 입력 도파로 및 상기 제2 보조 광 입력 도파로와 연결되고, 상기 제2 메인 광 입력 도파로로부터의 상기 제2 메인 광 또는 상기 제2 보조 광 입력 도파로로부터의 상기 제1 보조 광 중 하나를 변조하여 제2 광 신호를 출력하도록 구성된 제2 변조기를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제2 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 상기 제2 스위치 신호를 생성하도록 더 구성된 광 집적 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 보조 광 전송 도파로 및 상기 제1 보조 광원 사이에 연결되고, 제3 스위치 신호에 응답하여, 상기 제1 보조 광원으로부터의 상기 제1 보조 광을 상기 제1 보조 광 전송 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제3 광 스위치를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 메인 광원 또는 상기 제2 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 상기 제3 스위치 신호를 생성하도록 구성된 광 집적 회로.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 보조 광 전송 도파로를 통해 상기 제1 보조 광과 다른 파장을 갖는 제2 보조 광을 출력하도록 구성된 제2 보조 광원;
상기 제1 보조 광원 및 상기 제1 보조 광 전송 도파로 사이에 연결되고, 제3 스위치 신호에 응답하여 동작하는 제3 광 스위치; 및
상기 제2 보조 광원 및 상기 제1 보조 광 전송 도파로 사이에 연결되고, 제4 스위치 신호에 응답하여 동작하는 제4 광 스위치를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제3 및 제4 스위치 신호들을 생성하도록 더 구성되고,
상기 제1 및 제3 광 스위치들의 중심 파장들, 상기 제1 메인 광의 파장, 및 상기 제1 보조 광의 파장은 서로 동일하고, 상기 제2 및 제4 광 스위치들의 중심 파장들, 상기 제2 메인 광의 파장, 및 상기 제2 보조 광의 파장은 서로 동일한 광 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
제2 메인 광 입력 도파로를 통해 제2 메인 광을 출력하도록 구성된 제2 메인 광원;
제2 보조 광 전송 도파로를 통해 제2 보조 광을 출력하도록 구성된 제2 보조 광원;
상기 제2 보조 광 전송 도파로 및 제2 보조 광 입력 도파로 사이에 연결되고, 제2 스위치 신호에 응답하여 상기 제2 보조 광 전송 도파로로부터의 상기 제2 보조 광을 상기 제2 보조 광 입력 도파로로 선택적으로 제공하도록 구성된 제2 광 스위치;
상기 제2 메인 광 입력 도파로 및 상기 제2 보조 광 입력 도파로와 연결되고, 상기 제2 메인 광 입력 도파로로부터의 상기 제2 메인 광 또는 상기 제2 보조 광 입력 도파로로부터의 상기 제2 보조 광 중 하나를 변조하여 제2 광 신호를 출력하도록 구성된 제2 변조기를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제2 메인 광원의 고장 상태를 기반으로 상기 제2 스위치 신호를 생성하도록 더 구성된 광 집적 회로.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 보조 광 전송 도파로 및 보조 광원 연결 도파로 사이에 연결되고, 제3 스위치 신호에 응답하여 동작하도록 구성된 제3 광 스위치; 및
상기 보조 광원 연결 도파로 및 상기 제2 보조 광 전송 도파로 사이에 연결되고, 제4 스위치 신호에 응답하여 동작하도록 구성된 제4 광 스위치를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 및 제2 보조 광원들 각각의 고장 상태를 기반으로 상기 제3 및 제4 스위치 신호들을 생성하도록 더 구성된 광 집적 회로.

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