KR20110090910A - 광학 중재 시스템 및 우선 순위 광학 중재 실행 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 여러 실시예는 낮은 대기 시간의, 우선 순위화되고, 분산된 광학 기반 중재를 달성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일실시예에서, 광학 중재 시스템(100, 1100)은 제 1 단과, 제 2 단과, 도파관의 제 1 단에 광학적으로 결합되고, 적어도 하나의 광의 파장을 도파관 내에 입력하도록 구성된 소스(104, 1104)를 구비한 도파관(102, 1102)을 포함한다. 시스템은 또한 도파관에 광학적으로 결합된 복수의 파장 선택 소자(106-109, 1106-1109)를 포함한다. 각각의 파장 선택 소자는 전자적으로 결합된 노드에 의해 활성화될 때 도파관으로부터 광의 파장을 추출할 수 있다. 중재기(110, 116, 120, 1112, 1116, 1120)는 도파관의 제 2 단에 광학적으로 결합되고, 또한 도파관을 따라서 소스에 최근접하게 위치된 파장 선택 소자와 소스 사이의 도파관에 광학적으로 결합된다.

Description

광학 중재 시스템 및 우선 순위 광학 중재 실행 방법{PRIORITIZED OPTICAL ARBITRATION SYSTEMS AND METHODS}
본 발명의 실시예는 공유된 컴퓨터 리소스(shared computer resource)로의 액세스에 대한 동시 발생된 요청(request)을 중재(arbitration)하는 것에 관한 것이다.
현대의 분산형 컴퓨터 시스템은 전형적으로 다수의 독립적으로 작동하는 노드로 구성된다. 노드는 프로세서, 메모리, 회로 기판, 서버, 저장 서버, 코어 또는 멀티코어 프로세서, 외부 네트워크 접속 또는 임의의 다른 데이터 처리, 저장 또는 송신 장치일 수 있다. 때때로 이 독립적으로 작동하는 노드가 동일한 리소스에 액세스해야 하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들면, 2개의 노드는 정보를 송신하는 다른 노드의 출력 포트를 이용하거나 공유 통신 버스(shared communication bus) 등과 같은 공유 리소스를 이용할 필요가 있을 수 있다. 조정(coordination)이 없다면, 이러한 2개의 노드는 동시에 리소스를 사용하기 시작할 수 있다. 이것은 하나 또는 2개의 노드에 의해 전달되는 정보가 리소스에 도달할 때 손실되거나 손상되는 경우가 될 수 있다. 따라서 컴퓨터 시스템은 때때로 2개 이상의 노드가 동시에 동일한 리소스를 이용하는 것을 방지하기 위해서 "중재(arbitration)"라고 지칭되는 충돌(conflict) 해결 기법을 사용한다. 중재는 한 번에 오로지 하나의 노드만이 리소스를 사용하도록 보장한다.
여러 경우에, 중재는 개별적으로(inherently) 2개 이상의 다른 독립적인 병렬 작업을 순차화하기 때문에, 컴퓨터 시스템 성능의 중요 경로 상에 중재가 존재한다. 리소스에 대한 액세스를 요청하는 노드는 물리적으로 분산될 수 있다. 전형적인 중재 기법은 리소스에 대한 모든 "요청(request)"을 수집하기 위한 통신과, 하나의 요청을 선택 또는 "승인(grant)"하기 위한 중앙화 또는 분산화된 연산과, 그 후, 중재를 획득한 노드에 대한 "승인"을 배분하기 위해 필요한 추가적인 통신을 포함한다.
어떠한 중재 메커니즘의 가장 중요한 특성은 임의의 주어진 시간에 최대 하나의 요청 노드에게 액세스를 승인하는 능력이다. 이 중재 특성은 "상호 배제(mutual exclusion)"로 지칭된다. 공평성은 중재 메커니즘이 실제적으로 유용하게 하는 데 필요한 또 다른 특성이다. 일반적으로, 공평성은 경쟁하는 노드의 충분히 큰 샘플이 주어진다면, 경쟁하는 요청이 동일한 확률의 중재를 획득할 것임을 의미한다. 공평성에 대한 일반적인 해석은 때때로 이상적인 것으로 간주되지만, 실제적으로 달성하기에는 때로 높은 비용을 요구한다. 분산형 중재 기법에 있어서, 공평성에 대한 일반 개념을 달성하기 위해 발생하는 오버헤드가 때때로 성능 감소와 비용 증가를 초래한다는 점에서 특히 더 그러하다. 시스템 크기가 증가함에 따라서 비용 및 성능이 더욱 크게 나빠진다면, 오버헤드 문제는 특히 비실용적인 것이 된다. 이 "크기 조절성(scaling)" 문제는 다수의 노드를 포함하는 시스템 내에서 사용하도록 의도된 중재 메커니즘에 특히 중요하다.
중재 공평성에 대한 이 일반적 개념을 "누락 방지(starvation free)" 중재를 제공하기 위한 정책으로 완화할 수 있다. 누락 방지 중재인 경우, 임의의 요청 노드가 결국에는 중재를 획득하게 되도록 보장한다. 누락 방지 중재는 진정으로 공평한 중재에 비교할 때, 일반적으로 더 적은 오버헤드를 발생하고 향상된 크기 조정 특성을 갖고 있기는 하지만, 개별적으로(inherently), 임의의 주어진 시점에서 모든 요청을 동일한 우선 순위를 가지는 것으로 간주한다는 점에서 문제점이 있다. 일반적으로, 비승인된 요청이 성능 정체 현상(performance bottleneck)을 일으키는 지점으로 소정의 요청이 지연될 경우에 전체적인 시스템 성능은 크게 저하된다. 임의의 시스템에서, 몇몇 요청은 다른 것보다 더 높은 우선 순위를 갖는다. 우선 순위 기반의 중재는 낮은 우선 순위 요청보다 먼저 더 높은 우선 순위 요청이 승인될 것임을 의미한다. 우선 순위 기반의 기법에서, 각각의 새로운 요청은 소정의 중요도 수치에 기초하여 초기 우선 순위를 할당받는다. 추가적인 선택 사항으로서, 특정한 리소스에 대한 중재 액세스를 획득하기 위해 얼마나 오랫동안 대기하였는지에 기초하여 우선 순위가 증가하게 할 수 있다. 이 "지연 기반의(age based) 중재 우선 순위"는 각각의 우선 순위 레벨에서 누락 방지 중재와 결합되어 적당한 공평성, 크기 조절성(scaling) 및 비용 특성을 갖는 중재 정책을 달성할 수 있다.
임의의 올바른 중재 메커니즘은 공유 리소스에 대한 상호 배제형 액세스를 보장할 수 있어야 하고, 누락 방지되는 방식으로 이루어져야만 한다. 중재 메커니즘의 다른 바람직한 특성은 비용 및 성능과 관련하여 크기 조절 가능성(scalability)을 포함하여야 한다. 비용 조절 가능성의 핵심은 에너지, 배선, 도파관 및 트랜지스터 등과 같이 중재 정책을 구현하는 데 필요한 물리적 리소스를 최소화하는 것이고, 성능 조절 가능성의 핵심은 가능한 한 최대로 개별 중재 결정의 대기 시간을 감소할 필요성이다. 기술자 및 컴퓨터 과학자는 시스템 성능을 증가하기 위해 더 낮은 대기 시간의 중재 시스템 및 방법을 계속적으로 개발하고 있다.
본 발명의 여러 실시예는 낮은 대기 시간의, 우선 순위화된, 분산형 광학 기반 중재를 달성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일실시예에서, 광학 중재 시스템은 제 1 단과, 제 2 단과, 도파관의 제 1 단에 광학적으로 결합되고, 적어도 하나의 광의 파장을 도파관 내에 입력하도록 구성된 소스를 구비한 도파관을 포함한다. 시스템은 또한 도파관에 광학적으로 결합된 복수의 파장 선택 소자를 포함한다. 각각의 파장 선택 소자는 전자적으로 결합된 노드에 의해 활성화될 때 도파관으로부터 광의 파장을 추출할 수 있다. 중재기는 도파관의 제 2 단에 광학적으로 결합되고, 또한 도파관을 따라서 소스에 최근접하게 위치된 파장 선택 소자와 소스 사이의 도파관에 광학적으로 결합된다. 우선 순위 중재는 각각의 파장에 특정한 우선 순위 레벨을 할당하거나, 도파관으로부터 적어도 하나의 파장의 부분이 추출되는 각각의 타임 슬롯에 우선 순위 레벨을 할당하는 것에 의해 실행될 수 있다.
본 발명은 낮은 대기 시간의, 우선 순위화된, 분산형 광학 기반 중재를 달성하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 1 우선 순위 광학 중재 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 광학 중재 시스템 상에 실행되는 중재의 예시적인 라운드(round) 동안에 파장 선택 소자의 작동을 나타내는 표.
도 3a 내지 도 3b는 중재 본 발명의 실시예에 따라서 중재의 라운드 중 각각 요청 단계 및 승인 단계 동안에 도 1에 도시된 중재 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 2개의 공유 리소스에 대한 중재와 관련된 제 2 예시적인 타이밍도(timing diagram)를 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라서 각각 요청 단계 및 승인 단계 동안에 도 1에 도시된 중재 시스템을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라서 공유 리소스에 대한 우선 순위화된 파장-분할 다중화 중재 방법과 연관된 단계를 나타내는 제어-흐름도.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 노드의 전자 부품을 도시하는 회로도.
도 7b는 도 7a에 도시된 노드가 본 발명의 실시예에 따라서 작동하는 것을 도시하는 도면.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 전자 회로의 전자 부품을 도시하는 회로도.
도 8b는 도 8a에 도시된 것 전자 회로가 본 발명의 실시예에 따라서 작동하는 것을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 2 광학 중재 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 3 광학 중재 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 2 광학 중재 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라서 도 11에 도시된 광학 중재 시스템 상에 실행된 우선 순위화된 시분할 다중화 중재의 2개의 라운드와 연관되어 도시된 예시적인 타이밍도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라서 공유 리소스에 대한 우선 순위화된 시분할 다중화 중재를 위한 방법과 연관된 단계를 나타내는 제어-흐름도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 노드를 도시하는 회로도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 2 전자 장치를 도시하는 회로도.
도 16a는 마이크로링(microring) 공진기와, 기판의 표면 상에 배치되고 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 인접한 돌출형 도파관(ridge waveguide)의 부분을 도시하는 등각투상도(isometric view).
도 16b는 도 16a에 도시된 마이크로링 및 도파관에 있어서 투과율 대 파장의 관계를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라서 검출 공진기 부분에 접속된 마이크로링 공진기를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라서 마이크로링 및 돌출형 도파관을 둘러싼 도핑된 구역을 도시하는 개략도 및 평면도.
여러 실시예는 낮은 대기 시간의, 우선 순위화된, 분산화된 중재를 달성하는 시스템 및 방법에 관련된 것이다. 중재 시스템 및 방법은 광학 기반으로 이루어지므로, 공유 리소스에 대한 액세스에 있어 상이한 우선 순위 레벨은 특정한 타임 슬롯에서 송신되는 특정한 파장(wavelength)들의 광 또는 단일 파장의 광과 연관된다. "광"이라는 용어는 스펙트럼의 자외선 및 적외선 부분 등과 같이 전자기(electromagnetic) 스펙트럼의 가시광 및 비가시광 부분 내의 파장을 갖는 전자기 방사를 지칭한다. 개별적인 파장 우선 순위 중재 시스템 및 방법의 실시예는 제 1 세부 단락에서 이하에 설명되고, 시분할 다중화 우선 순위 중재 시스템 및 방법의 실시예는 제 2 세부 단락에서 이하에 설명되어 있다.
I. 파장-분할 다중화( wavelength - division multiplexing )를 이용하는 우선 순위 광학 중재( prioritized optical arbitration )를 실행하는 시스템 및 방법
A. 광학 중재 시스템
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 1 광학 중재 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 도면이다. 시스템(100)은 도파관(102)과, 도파관(102)의 제 1 단에 광학적으로 결합된 광학 전력 소스(104)와, 원(106-109) 등과 같이 원으로 표시된 4개의 파장 선택 소자로 이루어진 8개의 실질적으로 동일한 세트를 포함한다. 각 세트의 파장 선택 소자는 도파관(102)에 광학적으로 결합되고, N0 내지 N7로 라벨링된 8개의 노드 중 하나에 전자적으로 결합된다. 시스템(100)은 또한 검출 소자(110) 및 불능(disable) 소자(116)를 포함하는 중재기(arbiter)를 포함한다. 검출 소자(110)는 도파관(102)의 제 2 단에 가깝게 배치된 4개의 검출 파장 선택 소자(111-114)를 포함하고, 불능 소자(116)는 소스(104)와 노드 N0 사이의 도파관(102)에 광학적으로 결합된 3개의 불능 파장 선택 소자(117-119)를 포함한다. 중재기는 검출 파장 선택 소자(111-114) 및 불능 파장 선택 소자(117-119)에 전자적으로 결합된 전자 회로(120)를 더 포함한다.
도 1의 예시에 도시된 바와 같이, 4개의 구별 가능한 변조되지 않은 파장-각각의 파장은 서로 다른 패턴의 방향성 화살표로 표시됨-을 포함하는 광은 광학 전력 소스(104)로부터 출력되고, 도파관(102)으로 주입된다. 광은 방향성 화살표(122-124)로 표시된 바와 같이, 불능 소자(116)를 통과하고, 파장 선택 소자의 각각의 세트를 통과하고, 마지막으로 검출 소자(110)를 통과하여 도파관(102)을 따라 시계 반대 방향으로 진행한다. 각각의 파장은, 버스 도파관, 포트(port) 또는 임의의 다른 공유 리소스 등과 같이 한 번에 오로지 하나의 노드만이 사용 가능한 리소스의 사용과 연관된 특정한 우선 순위 레벨을 나타낸다. 도 1 및 후속 도면은 4개의 선형 패턴을 나타내는 범례(126)를 포함한다. 각각의 선형 패턴은 소스(104)로부터 출력된 광의 파장을 나타내고, 각각의 파장은 특정한 우선 순위 레벨과 연관된다. 점선 패턴(127)은 최고 우선 순위 레벨 1을 갖는 광의 파장을 나타내고, 일점 쇄선 패턴(128)은 제 2의 최고 우선 순위 레벨 2를 갖는 광의 파장을 나타내고, 대쉬선(dashed line) 패턴(129)은 제 3의 최고 우선 순위 레벨 3을 갖는 광의 파장을 나타내고, 2점 쇄선 패턴(130)은 가장 낮은 우선 순위 레벨 4를 갖는 파장을 나타낸다.
도파관(102)은 돌출형 도파관, 광자 결정(photonic crystal) 도파관, 또는 광학 섬유일 수 있다. 파장 선택 소자의 예시는 마이크로링 공진기(microring resonator), 광자 결정 공진기 또는 인접한 도파관(102) 내에서 진행하는 특정한 파장의 광에 공진을 갖도록 구성된 임의의 다른 장치일 수 있다. 공진기는 도파관(102)에 인접하게 배치된다. 이 공진은 공진기가 에바네슨트 결합(evanescent coupling)을 통해 도파관(102)으로부터 특정 파장의 광을 추출할 수 있게 한다. 간결성을 위해서, 이하에서 노드, 불능(disabling) 및 검출 공진기는 각각 "노드 공진기" "불능 공진기" 및 "검출 공진기"로 지칭된다. 마이크로링 공진기의 작동에 관한 보다 상세한 설명은 이하의 "마이크로링 공진기" 세부 단락에 제공되어 있다.
노드 공진기 및 불능 공진기는 전자적으로 동조 가능(tunable)하고, 각각의 노드 공진기 및 각각의 불능 공진기는 적절한 전압이 인가될 때-이 경우에 노드 공진기 또는 불능 공진기는 "활성(active)"으로 지칭됨-, 소스(104)로부터 출력된 4개의 파장 중 하나를 가지고 공진하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 노드 및 불능 공진기는 활성화될 때 각각의 공진기가 공진하는 파장을 식별하기 위해 특정 선형 패턴을 가지고 도시되어 있다. 예를 들면, 노드 공진기(106)는 활성 시에 파장(127)으로 공진하고, 노드 공진기(107)는 활성 시에 파장(128)으로 공진된다. 동조 가능 공진기가 활성화될 때, 이것은 에바네슨트 결합을 통해 도파관(102)으로부터 연관된 파장의 광을 추출하고 포착(trap)한다. 특정 실시예에서, 노드 공진기는 불능 공진기와는 다르게, 포착된(trapped) 광의 적어도 한 부분을 전자적으로 결합된 노드로 송신될 전자 신호로 변환하도록 구성될 수 있고, 이 노드는 그 전자 신호를 변환하여 도파관(102)으로부터 해당 파장이 제거되었다는 것을 나타낸다. 다른 실시예에서, 활성화된 노드 공진기에 의해 추출된 광은, 광을 검출기로 전달하는 별도의 도파관으로 결합된다. 일반적으로, 공진기 내에 포착된 광은 결과적으로 손상되고, 손실에 의해 누출된다. 공진기가 활성 상태인 동안에, 도파관(102)에 의해 전달되는 공진 파장의 세기 또는 진폭은 거의 0으로 급격하게 감소한다. 전압이 더 이상 인가되지 않을 때, 공진기의 공진 파장은 광의 파장으로부터 멀어지도록 시프트되고, 파장의 세기 및 진폭은 복원되고, 이 파장은 도파관(102)을 따라서 방해없이 전파된다. 동조 가능 공진기에 전압이 인가되지 않으면, 공진기는 "비활성(inactive)"이라고 할 수 있다.
노드 공진기 및 불능 공진기와는 다르게, 검출 소자(110)의 검출 공진기(111-114)는 영구적 활성 또는 공진 상태에 있도록 구성된다. 다시 말해서, 검출 공진기(111-114)는 전자적으로 동조 가능하지 않고, 각각의 검출 공진기는 파장(127-130) 중 하나에 적어도 부분적인 공진을 갖도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 검출 소자(106) 내에 있는 각각의 검출 공진기는 또한 각각의 검출 공진기가 적어도 부분적으로 공진하게 되는 파장을 식별하기 위해서 파장(127-130) 중 하나에 대응하는 선형 패턴으로 표시된다. 따라서 각각의 검출 공진기는 에바네슨트 결합을 통해 도파관(102)으로부터 대응하는 파장의 광의 적어도 일부분을 추출한다. 광이 검출 공진기 내에 포착될 때, 검출 공진기는 전자적으로 접속된 신호 선을 따라 전자 회로(120)로 송신되는 비교적 높은 전자 신호를 생성한다. 광이 검출 공진기 내에 포착되지 않으면, 검출 공진기는 비교적 낮은 전자 신호를 전자 회로(120)로 송신하거나, 전자 신호를 전자 회로(120)로 송신하지 않을 수 있다. 전자 회로(120)는 검출 공진기(111-114)로부터 전자 신호를 수신하고, 이하에 설명된 바와 같이 어느 우선 순위 레벨이 불능 상태가 되어야 하는지 판정하고, 적절한 불능 공진기(117-119)를 활성화한다.
B. 파장-분할 다중화 중재
중재는 연속적인 라운드(round)로 시스템(100)에 실행된다. 중재의 각각의 라운드는 (1) 요청 단계(phase)와 그 후의 (2) 승인 단계를 포함한다. 요청 단계 동안에 불능 공진기는 비활성이 되어, 해당 라운드에 참여하는 노드가 그 참여 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 관련된 파장을 추출할 수 있게 한다. 검출 공진기(111-114)는 요청 단계 동안에 어느 우선 순위 레벨이 노드에 의해 선택되었는지에 대해 전자 회로(120)와 통신한다. 승인 단계의 초기에, 전자 회로(120)는 불능 소자(116)의 적절한 불능 공진기를 활성화하여 하나의 노드에 의해 선택된 최고 우선 순위 레벨보다 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 제거하는 것에 의해, 검출 공진기(111-114)로부터 전송된 신호에 응답한다. 결과적으로, 요청 단계 동안에 최고 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 성공적으로 추출한 소스(104)에 가장 근접하게 위치된 노드는 다음의 승인 단계 동안에 리소스에 대한 액세스를 승인받는다. 승인 단계 동안에, 그 요청의 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 검출하도록 요청하는 노드는 중재의 라운드에서 성공한 것을 인식하고, 주기 시간 동안 리소스를 이용할 수 있게 된다. 또한 승인 단계 동안에, 요청 단계 동안에 자신이 선택한 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 검출하지 않은 노드는, 중재의 라운드에서 그 노드가 실패한 것을 인식하고 중재의 다음 라운드를 대기하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 광학 중재 시스템(100)에 실행된 중재의 예시적인 라운드 동안에 공진기의 작용을 나타내는 표 A 및 표 B를 도시한다. 특히, 표 A는 중재의 라운드 동안에 시스템(100)의 검출 공진기(111-114) 및 불능 공진기(117-119)의 작용을 나타내고, 표 B는 중재의 동일 라운드 동안에 시스템(100)의 노드 공진기의 작용을 나타낸다. 우선 순위 레벨 1-4에 대응하는 엔트리는 PLn으로 표시되고, 여기에서 n은 1, 2, 3 또는 4이다. 이하의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따라서 표 A 및 표 B에 표시된 중재의 라운드에 대해 각각 요청 단계 및 승인 단계 동안에 중재 시스템(100)을 도시하는 도 3a 및 도 3b를 참조한다.
표 A에서, 열(201) 및 열(202)은 요청 및 승인 단계 동안에 도파관(102)으로부터 제거되는 우선 순위 레벨 또는 파장을 나타낸다. 중재 라운드의 초기에, 열(201)의 엔트리는 공백 상태로서 불능 공진기(117-119)가 비활성화되고, 우선 순위 레벨 1-4와 연관된 파장이 도파관(102)으로 진입한다는 것을 나타낸다. 요청을 주장하는 각각의 노드는 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 파장에 대응하는 공진기를 활성화한다. 표 B에서, 열(203)은 중재의 라운드 초기에 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨을 나타내고, 열(204)은 각각의 노드가 요청 단계 동안에 추출하고자 시도하는 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 나타낸다. 예를 들면, 열(203)은 노드 N1이 우선 순위 레벨 4를 선택하였다는 것을 나타내고, 열(204)은 노드 N1이 우선 순위 레벨 4와 연관된 파장에 대응하는 노드 공진기를 활성화하였다는 것을 나타낸다. 공진기는 전체 중재의 라운드 동안에 활성 상태로 유지된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 활성 공진기는 어둡게 색칠되고, 비활성 공진기는 색칠되지 않는다. 활성 공진기(301-306)는 도 2에 도시된 표 B의 열(204)에 표시된 우선 순위 레벨에 대응한다. 도 3a의 예시에 도시된 바와 같이, 4개의 활성 공진기(301-303, 305)는 파장이 노드 N1-N3 및 N6을 통과할 때 도파관(102)으로부터 우선 순위 레벨 1-4에 대응하는 파장을 추출한다. 노드 N5 및 N7은 각각 노드 N4 및 N1과 동일한 우선 순위 레벨에 대응하는 공진기를 활성화하지만, 노드 N1 및 N4가 도파관(102)을 따라서 소스(104)에 더 가깝게 위치되기 때문에, 노드 N1 및 N4는 노드 N5 및 N7보다 먼저 파장을 추출한다.
도 2로 되돌아가서, 표 B의 열(205)은 어느 노드가 요청 단계 동안에 파장을 성공적으로 추출 및 검출하는지를 나타내고, 여기에서 검출기 값 "0"은 검출이 없다는 것을 나타내고 검출기 값 "1"은 검출을 나타낸다. 예를 들면, 도 3a를 참조하여 상술된 바와 같이, 열(205)에서 "1"이라는 엔트리는 노드 N1-N3 및 N6이 노드 N1-N3 및 N6에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 검출하였다는 것을 나타내고, "0"이라는 엔트리는 노드 N5 및 N7이 그들에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 검출하지 않았다는 것을 나타낸다. 파장이 노드 N1-N3 및 N6에 의해 완전히 추출되었기 때문에, 표 A의 열(206)은 요청 단계의 종료점을 나타내고, 검출 공진기(111-114)는 각각의 우선 순위 레벨에 대해 광을 검출하지 않는다. 예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 우선 순위 레벨 1-4와 연관된 파장은 활성 공진기(301-303, 305)에 의해 추출되고 어떤 파장도 검출 공진기(111-114)에 도달하지 않는다.
최고 우선 순위 레벨과 연관된 파장이 검출 공진기(111)에 의한 요청 단계의 종료점까지도 검출되지 않았기 때문에, 승인 단계의 초기에 전자 회로(120)는 불능 공진기(117-119)를 활성화하여 최고 우선 순위 레벨 이외의 파장이 도파관(102)으로부터 추출되게 한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 승인 단계의 초기에 전자 회로(120)는 3개의 불능 공진기(117-119)를 모두 활성화한다. 결과적으로 우선 순위 레벨 2-4에 대응하는 파장은 도파관(102)으로부터 추출되고 최고 우선 순위 레벨에 대응하는 파장이 노드 N6에 의해 그것이 추출되었던 도파관(102)을 따라서 진행되게 한다.
도 2로 되돌아가서, 표 B의 열(207)은 공진기(301-306)가 승인 단계 동안에 활성 상태로 유지된다는 것을 나타낸다. 도 3b를 참조하여 상술된 바와 같이, 표 A의 열(202) 내의 우선 순위 레벨 2-4와 연관된 엔트리는 승인 단계 동안에 불능 공진기(117-119)에 의해 추출되는 도파관에 대응하고, 열(208)은 노드 N6에 대해 "1"의 엔트리를 갖고, 이는 노드 N6이 최고 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 추출하고, 중재의 라운드에서 성공하였다는 것에 대응한다. 열(209) 내의 엔트리는 모두 "0"으로서 승인 단계 동안에 어떤 파장도 검출 공진기(111-114)에 도달하지 않았다는 것을 나타낸다.
C. 파장-분할 다중화 및 시분할 다중화의 결합 중재
여러 연산 시스템에서, 노드는 하나 이상의 리소스를 공유할 수 있다. 예를 들면, 다수의 노드가 버스 도파관에 액세스할 필요가 있을 수 있고, 다수의 노드가 공유된 출력 포트를 거의 동시에 액세스할 필요가 있을 수도 있다. 따라서 WDM 기반의 중재 방법은 시분할 다중화(time-division multiplexed : "TDM")를 포함하도록 확장되어 동일한 중재 시스템(100)을 가지고 다수의 리소스에 대해 중재를 실행할 수 있다. 이것은 중재의 각각의 라운드 내에서 별개의 요청 및 승인 단계를 시분할 다중화함으로써 가능해지고, 여기에서 요청 및 승인 단계의 각각의 쌍은 서로 다른 공유 리소스에 대한 액세스를 결정하는 것과 연관된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 시스템(100)을 이용하여 2개의 공유 리소스에 대한 중재와 연관된 제 2의 예시적인 타이밍도를 도시한다. 중재의 단일 라운드는 제 1 요청 단계(401) 및 그 직후의 제 1 승인 단계(402)과, 제 2 요청 단계(403) 및 그 직후의 제 2 승인 단계(404)을 포함한다. 제 1 요청 단계(401)은 시간 간격 0에서 시작되고, 제 2 요청 단계(403)은 시간 간격 4에서 시작된다. 시간 간격은 클록 신호의 클록 에지(clock edge)이거나 개별 시간 주기에 대한 임의의 다른 적절한 서술일 수 있다. 각각의 요청 단계 및 승인 단계는 8개의 타임 슬롯에 걸쳐 존재하고, 여기에서 타임 슬롯은 단일 클록 사이클, 클록 사이클의 부분, 다수의 클록 사이클 또는 임의의 다른 적절한 시간 주기일 수 있다. 각각의 타임 슬롯은 정수 0-35로 식별되는 규칙적인 간격의 선으로 표시된 시간 간격에서 시작 및 종료한다. 열(406)은 제 1 리소스에 대해서 노드에 의해 이루어진 우선 순위 요청을 열거하고, 열(408)은 제 2 리소스에 대해서 동일 노드에 의해 이루어진 우선 순위 요청을 열거한다. 각각의 노드는 요청을 주장할 수 있게 되는 요청 단계 내에 특정한 타임 슬롯을 갖고, 각각의 노드는 그 요청이 승인 또는 거절되는 것을 인식하는 승인 단계 내에 특정한 타임 슬롯을 갖는다. 예를 들면, 노드 N0은 시간 간격 0에서 시작하는 하나의 타임 슬롯에 대한 제 1 요청 단계(401) 동안에 요청을 주장하도록 허용되고, 노드 N1은 시간 간격 1에서 시작하는 하나의 타임 슬롯에 대한 제 1 요청 단계(401) 동안에 동일한 리소스에 대한 요청을 주장하도록 허용된다. 또한, 노드 N0은 시간 간격 4에서 시작하는 하나의 타임 슬롯에 대한 제 2 요청 단계(403) 동안에 요청을 주장하도록 허용되고, 노드 N1은 시간 간격 5에서 시작하는 하나의 타임 슬롯에 대하여 제 1 요청 단계(401) 동안에 동일한 리소스에 대한 요청을 주장하도록 허용된다. 표 I는 노드가 요청 단계(401, 403) 동안에 2개의 리소스에 대한 요청을 주장하기 위해 하나의 타임 슬롯에서 공진기를 활성화할 수 있을 때 노드 및 대응하는 시간 간격을 나타낸다.
[표 I]
Figure pct00001
요청 단계(401, 403) 중 하나에서 요청을 성공적으로 주장하는 각각의 노드는, 승인 단계(402) 및 기간(404) 동안에 하나의 타임 슬롯에 대한 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 공진기를 활성화하는 것에 의해서 대응하는 제 1 및 제 2 승인 단계(402) 및 기간(404) 동안에 해당 요청이 승인되었는지 여부를 결정할 수 있다. 표 II는 각각의 노드가 각각의 승인 단계(402) 및 기간(404) 내에 공진기를 활성화할 수 있을 때 노드 및 대응하는 시간 간격을 나타낸다.
[표 II]
Figure pct00002
도 4의 예시에 도시된 바와 같이, 열(406)은 노드 N2, N3, 및 N6이 모두 제 2 우선 순위 레벨을 선택하였다는 것을 나타낸다. 노드 N2는 시간 간격 2에서 파장(128)을 추출하기 시작하여 도파관(102) 주위를 진행하는 파장(128) 내에 하나의 타임 슬롯 갭(412)을 남겨놓고, 노드 N5는 시간 간격 5에서 파장(129)을 추출하기 시작하여 하나의 타임 슬롯 갭(414)을 파장(129) 내에 남겨놓는다. 제 1 요청 단계(401)과 연관된 갭은 1로 라벨링된다. 도 4는 갭(412)이 시간 간격 3의 초기에 노드 N3에 도달하고, 시간 간격 6의 초기에 노드 N6에 도달하는 것을 나타내고, 이것은 노드 N3 및 N6이 파장(128)과 연관된 우선 순위 레벨에 대한 요청을 주장하도록 허용될 때의 시간 간격에 대응한다. 따라서 노드 N3 및 N6은 시간 간격 3 및 6에서 시작하는 파장(128)의 추출에 실패하고, 결과적으로 노드 N3 및 N6은 제 1 리소스에 대한 다른 요청을 주장하기 위해 중재의 후속 라운드를 대기해야 한다.
도 5a 및 도 5b는 각각 요청 단계(401) 및 승인 단계(402) 동안에 본 발명의 실시예에 따라서 작동하는 중재 시스템(100)을 도시한다. 활성 공진기(501-504)는 도 4 내의 열(406)에 있는 원형 노드에 대응한다. 각각의 노드 다음에 위치된 정수는 요청 및 승인 단계(401, 402) 내의 시간 간격과 상관된다. 도 5a의 예시에 도시된 바와 같이, 활성 공진기(501)는 시간 간격 2에서 활성화될 때 도파관(102)으로부터 대응하는 파장을 추출하고, 이는 도 4의 갭(412)에 대응하며, 활성 공진기(503)는 시간 간격 5에서 활성화될 때 도파관(102)으로부터 대응하는 파장을 추출하는데, 이것은 도 4의 갭(418)에 대응한다. 파장(127, 130)은 공진기의 세트를 방해없이 통과하고, 시간 간격 7에서 시작하는 타임 슬롯 동안에 검출 공진기(111, 114)에 의해 검출된다. 검출 공진기(111)는 전자회로(120)에 전자 신호를 전달한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 전자 회로(120)는 하나의 타임 슬롯의 주기 동안 불능 공진기(118, 119)를 활성화함으로써 응답한다. 도 4에 도시된 바와 같이 타임 슬롯 8에서 시작하는 승인 단계(402)의 초기에, 파장(129, 130)은 도파관(102)으로부터 추출되어, 파장(128)이 시간 간격 10에서 노드 N2에 의해 추출되었던 도파관(102)을 따라서 파장(127, 128)이 계속 진행하도록 남겨둔다.
도 4로 되돌아가서, 타임 슬롯 8에서 제 1 승인 단계(402)에서 시작하자면, 도 5b를 참조하여 상술된 바와 같이 파장(129, 130)은 하나의 타임 슬롯 동안 도파관(102)으로부터 추출되어 파장(129, 130) 내에 갭(420, 422)을 남겨둔다. 시간 간격 10의 초기에, 노드 N2는 하나의 타임 슬롯 동안 파장(128)을 추출하여 파장(128) 내에 하나의 타임 슬롯 갭(416)을 남겨둔다. 따라서 노드 N2는 중재의 다음 라운드의 제 1 승인 단계가 시작할 때까지 제 1 리소스에 대한 액세스를 승인받았다는 것을 인식하고, 리소스의 사용을 시작할 수 있게 된다.
한편, 열(408)은 노드 N0이 가장 낮은 우선 순위 레벨을 선택하고, 노드 N3이 최고 우선 순위 레벨을 선택하였다는 것을 나타낸다. 요청(403) 및 승인 단계(404)과 연관된 갭은 2로 라벨링되었다. 타이밍도는 노드 N3이 시간 간격 15에서 제 2 리소스에 대한 액세스를 결과적으로 승인받았다는 것을 나타낸다.
D. 우선 순위 레벨의 증가
도 2 내지 도 5를 참조하여 상술된 중재 방법은 광학 전력 소스(104)에 가장 근접하게 위치된 노드에게 유리하다. 예를 들면, 노드 N3 및 N6이 모두 요청 단계의 초기에 동일한 우선 순위 레벨을 선택하였다고 가정한다. 만약 어떤 다른 노드도 더 높은 우선 순위 레벨을 선택하지 않았다면, 노드 N3은 액세스를 승인받을 것이고, 노드 N6은 또 한 번의 요청을 주장하기 위해 중재의 후속 라운드를 대기해야 한다. 본 발명의 실시예는 또한 노드가 요청을 실패하였거나 또는 요청은 성공하였으나 승인 단계 동안에 액세스를 실패할 때 노드가 우선 순위 레벨을 증분(increment) 또는 증가(increase)할 수 있도록 허용한다. 우선 순위 레벨의 증가는 서비스 협약(service agreement)의 클래스(class), 송신될 정보의 유형, 정보의 전체 수명(global age), 정보가 노드에서 저장되었던 시간 길이, 정보가 만기(expire)되기 전의 현재의 시간 길이 또는 우선 순위 레벨의 증가를 결정할 임의의 다른 조건에 기초할 수 있다. 예를 들어, 노드 N6이 타임 스탬핑(time-stamped)되고 패킷이 만기되기 전에 전달되어야 하는 패킷을 처리한다고 가정한다. 특정 실시예에서, 실패된 각 중재 라운드 후에, 노드 N6은 각각의 패킷에 대한 타임 스탬프(time stamp)를 재검사하고, 그에 따라 우선 순위 레벨을 증가할 수 있다. 다른 실시예에서, 노드 N6은 실패된 요청 단계 직후 또는 실패된 승인 단계 직후에 우선 순위 레벨을 증가할 수 있다.
E. 파장-분할 다중화 중재에 대한 요약
도 6은 본 발명의 실시예에 따라서 공유 리소스에 대해 우선 순위 WDM 중재를 실행하는 방법과 연관된 단계를 도시하는 제어-흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단계(602-607)는 요청 단계 동안에 실행되는 단계가고, 단계(608-613)는 승인 단계 동안에 실행된다. 단계(601)에서, 복수의 파장을 포함하는 광은 도 1을 참조하여 상술된 바와 같이 파장-분할 다중화를 이용하여 광학 전력 소스로부터 도파관으로 주입된다. 광의 각각의 파장은 특정한 우선 순위 레벨과 연관된다. 단계(602)에서, 이 방법이 요청 단계으로 진입하고, 중재의 라운드로의 참여를 선택한 노드는 각각 공유 리소스에 대한 액세스를 위한 우선 순위 레벨을 선택한다. 참여를 선택한 노드는 다른 참여 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대한 정보를 갖고 있지 않고, 그에 따라 각각의 노드는 독립적으로 우선 순위 레벨을 선택한다. 도 1, 도 3a 및 도 5a를 참조하여 상술된 바와 같이, 단계(603)에서, 참여를 선택한 노드는 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 광의 파장에 대응하는 공진기를 활성화한다. 단계(604)에서 광의 선택된 파장을 추출한 각각의 노드는 단계(605)로 진행되지만, 그렇지 않고 광의 파장을 추출하지 않은 각각의 노드는 단계(606)로 진행된다. 단계(606)에서, 노드는 그 요청이 실패하였다는 것을 인식하고, 그 공진기를 비활성화하며, 리소스에 대한 액세스를 위해 새로운 요청을 주장하기 위해 중재의 다음 라운드를 대기한다. 선택적인 단계(607)에서, 요청의 주장에 실패한 노드는 중재의 후속 라운드에서 노드의 성공 기회를 증가하기 위해서 우선 순위 레벨을 증분(increment)한다. 예를 들면, VOIP 패킷을 전달하는 노드는 중재의 후속 라운드 동안 최고 우선 순위 레벨로 증가할 수 있고, 노드는 타임 스탬핑되고 만기되기 전에 전달되어야 하는 소정의 패킷과 연관된 우선 순위 레벨을 증분할 수 있다. 단계(605)에서, 나머지 참여 노드는 그 요청이 성공하였다는 것을 인식하고 승인 단계으로 진행하여 그 요청이 승인 또는 거절되는지 여부를 판단할 수 있다. 선택적 단계(608)에서, 도 4 및 도 5를 참조하여 상술된 바와 같이 승인 단계으로 진행하도록 그 요청이 성공한 노드는 그 공진기를 활성 상태로 유지하거나, 도 2 및 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이 승인 단계 동안에 그 공진기를 비활성화하거나 그 공진기를 재활성화할 수 있다. 단계(609)에서, 추출된 최고 우선 순위 레벨 파장보다 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 파장은, 도 3b 및 도 5b를 참조하여 상술된 바와 같이 도파관으로부터 제거된다. 단계(610)에서, 광학 전력 소스에 가장 근접하게 위치되어 최고 우선 순위 레벨을 선택한 노드가 도파관으로부터 연관된 파장을 추출할 때 단계(611)로 진행되지만, 그렇지 않으면 나머지 노드는 단계(612)로 진행한다. 단계(611)에서, 노드는 리소스에 대한 액세스를 승인받고, 후속 단계(613)에서 노드는 리소스를 사용하기 시작한다. 단계(612)에서, 나머지 노드는 리소스에 대한 액세스를 승인받지 않았다는 것을 인식하고 중재의 후속 라운드를 대기한다. 선택적 단계(614)에서, 이러한 노드는 중재의 후속 라운드에서 그 선택된 우선 순위 레벨을 증분할 수 있다. 단계(615)에서, 단계(601-613)는 중재의 후속 라운드에서 반복된다.
F. 노드, 전자 회로 및 다른 광학 중재 시스템의 실시예에 대한 개략적인 회로도
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 노드(700)를 도시하는 개략적인 회로도이다. 노드(700)는 광학 중재 시스템(100)의 노드를 나타낸다. 전자 부품은 가능(enablement) 회로("ENB")(702), OR 게이트(704), 요청 래치(request latch)(706)를 포함한다. 요청 래치(706)는 ENB(702)에 전자적으로 결합되고, ENB(702)는 각각의 공진기(708-711)에 전자적으로 결합된다. 공진기(708-711)는 OR 게이트(704)에 각각 별도로 전자적으로 결합된다. 각각의 공진기는 파장(127-130)에 할당된 4개의 우선 순위 레벨 중 하나에 대응하는 2-비트 우선 순위 레벨을 할당받는다. 특히, 공진기(708-711)에 할당된 2-비트 우선 순위 레벨은 각각 "00", "01", "10" 및 "11"일 수 있고, 이들은 도 7a에 각각의 공진기 아래에 열거되어 있는데, 여기에서 "00"은 최고 우선 순위 레벨에 대응하고, "01"은 제 2 최고 우선 순위 레벨에 대응하고, "10"은 제 3 최고 우선 순위 레벨에 대응하고, "11"은 가장 낮은 우선 순위 레벨에 대응한다. 비트 "0" 및 "1"은 비트 "0"을 전자 신호가 낮거나 없는 것에 할당하는 것에 의해 실현되고, 비트 "1"은 비교적 높은 전자 신호에 할당하는 것에 의해 실현될 수 있다. 공진기(708-711)는 활성화될 때 도파관(102)으로부터 대응하는 파장(127-130)을 추출하도록 구성된다. 요청 래치(706)는 입력부(D1, D2, D3)에 있는 노드로부터 전자 신호를, CLK에 있는 노드로부터 시스템 클록 신호를 수신한다. 2개의 입력부(D1, D2)는 2-비트 우선 순위 레벨을 수신하고, 제 3 입력부(D3)는 노드가 2-비트 우선 순위 레벨과 연관된 공진기를 활성화할 준비가 되었다는 것을 나타내는 전자 요청 신호를 수신한다. 요청 래치(706)는 클록 신호의 상승 에지 또는 하강 에지 중 어느 하나에서 2-비트 우선 순위 레벨 및 요청 신호를 출력한다. ENB(702)는 2-비트 우선 순위 레벨 및 요청 신호를 수신하고, 2-비트 우선 순위 레벨과 연관된 공진기를 활성화한다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 노드(700)의 예시적인 동작을 도시한다. 노드(700)가 독립적인 동작에서 공유 리소스에 대한 액세스를 요청하는 데 있어서 제 2 최고 우선 순위 레벨을 선택한다고 가정한다. 노드(700)는 요청 래치(706)가 요청 신호를 수신할 때까지 비트를 저장하는 요청 래치(706)에 2-비트 우선 순위 레벨 "01"을 전달한다. 노드(700)가 리소스에 대한 액세스를 요청할 준비가 되면, 노드(700)는 요청 래치(706)로 요청 신호를 전달하고, 요청 래치(706)는 입력부(S1, S2)에 비트 "0" 및 "1" 을 동시에 별도로 래칭(latches)하고, 클록 신호의 상승 또는 하강 시간 간격에서 ENB(702)에 요청 신호를 래칭한다. ENB(702)는 2-비트 우선 순위 레벨을 수신하면 대응하는 공진기(709)를 활성화한다. 활성화된 공진기(709)는 어둡게 색칠되고, 비활성 공진기(708, 710, 711)는 어둡게 색칠되지 않는다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 활성화된 공진기(709)는 도파관(102)으로부터 대응하는 파장(128)을 추출한다. 다른 파장(127, 129, 130)은 방해없이 공진기(708, 710, 711)를 통과한다. 활성화된 공진기(709)는 전자 신호를 OR 게이트(704)로 전달하고, OR 게이트(704)는 신호를 노드(200)로 전달함으로써 응답한다. 노드는 리소스에 액세스하려는 요청을 성공적으로 완료하였다는 것을 의미하는 신호를 변환한다. 그 동작은 승인 단계 동안에 반복된다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 전자 회로(120)를 도시하는 회로도이다. 전자 회로(120)의 구성 요소는 인버터(802), 제 1 NAND 게이트(804) 및 제 2 NAND 게이트(806)를 포함한다. 도 8a는 검출 공진기(111-113)가 인버터(802) 및 NAND 게이트(804, 806)에 전자적으로 결합된 방식을 나타낸다. 검출 공진기(114)는 파장(130)이 도파관(102)으로 반사하여 되돌아오는 것을 방지하기 위해서 도파관(102)으로부터 가장 낮은 우선 순위 파장(130)을 추출한다. 파장(127)이 검출 공진기(111)에 의해 검출되면, 전자 신호는 검출 공진기(111)로부터 인버터(802) 및 NAND 게이트(804, 806)로 입력된다. 파장(128)이 검출 공진기(112)에 의해 검출될 때, 전자 신호는 검출 공진기(112)로부터 NAND 게이트(804, 806)로 입력된다. 파장(129)이 검출 공진기(113)에 의해 검출될 때, 전자 신호는 검출 공진기(113)로부터 NAND 게이트(806)로 입력된다. 인버터(802)는 전자 신호를 불능 공진기(117)로 출력하고, NAND 게이트(804, 806)는 전자 신호를 불능 공진기(118, 119)로 각각 출력한다. 상술된 바와 같이, 각각의 검출 공진기(111-113)는 대응하는 파장의 광이 검출 공진기 내에 포착될 때 비교적 높은 전자 신호를 생성하고, 광이 검출 공진기 내에 포착되지 않을 때 비교적 낮은 전자 신호를 생성하거나 전자 신호를 생성하지 않는다. 인버터(802)는 검출 공진기(111)로부터 수신된 비교적 높은 전자 신호를 비교적 낮은 전자 신호로 변환하고 이것은 불능 공진기(117)로 전달되며, 검출 공진기(117)로부터 비교적 낮은 전자 신호를 수신하거나 전자 신호를 수신하지 않으면 비교적 높은 전자 신호로 변환하고 이것은 불능 공진기(117)로 전달된다. NAND 게이트(804, 806)는 모든 입력된 전자 신호가 비교적 높을 때 불능 공진기(118, 119)에 낮은 전자 신호를 출력하거나 전자 신호를 출력하지 않고, 적어도 하나의 입력된 전자 신호가 낮을 때 불능 공진기(118, 119)에 비교적 높은 전자 신호를 출력한다.
도 8b는 도 8a에 도시된 전자 회로가 본 발명의 실시예에 따라서 작동하는 것을 도시하는 도면이다. 검출 공진기(112, 114)는 각각 파장(128) 및 파장(130)을 추출하고, 파장(127, 129)은 검출 공진기(111, 113)에 도달하지 않는다. 도 2를 참조하여 상술된 바와 같이 파장(127, 129)은 도파관을 따라서 노드에 의해 추출되었을 수 있다. 다시 말하면, 노드는 최고 우선 순위 레벨을 선택하고, 다른 노드는 요청 단계 동안에 제 3 최고 우선 순위 레벨을 선택하였다. 결과적으로, 검출 공진기(112)는 비교적 높은 전자 신호를 NAND 게이트(804, 806)로 전달한다. 다른 한편으로, 각각 검출 공진기(111)는 인버터(802) 및 NAND 게이트(804)의 입력부에 낮은 전자 신호를 전달하거나 전자 신호를 전달하지 않고, 검출 공진기(113)는 NAND 게이트(806)의 입력부에 낮은 전자 신호를 전달하거나 전자 신호를 전달하지 않는다. 인버터(802)는 검출 공진기(111)로부터 낮은 전자 신호가 수신되거나 전자 신호가 수신되지 않은 것에 응답하여 불능 공진기(117)를 활성화하는 높은 전자 신호를 전달한다. NAND 게이트(804)는 각각 검출 공진기(111, 113)로부터 낮은 전자 신호 및 비교적 높은 전자 신호가 수신된 것에 응답하여, 불능 공진기(118)를 활성화한다. 마지막으로, NAND 게이트(804)는 검출 공진기(111, 113)에 의해 전달된 낮은 전자 신호 및 검출 공진기(112)로부터 수신된 비교적 높은 전자 신호에 응답하여 불능 공진기(119)를 활성화한다. 활성 불능 공진기(117-119)는 어둡게 색칠되고, 도파관(102)으로부터 파장(128-130)을 추출하여 최고 우선 순위 파장(127)이 도파관(102)을 따라 전파되게 함으로써 최고 우선 순위 레벨을 선택하였던 노드가 파장(127)을 추출할 수 있게 하고, 그 노드가 리소스에 대한 액세스를 승인받은 것을 인식하게 한다. 한편 제 3의 최고 우선 순위 레벨을 추출한 노드는 승인 단계 동안에 파장(129)을 추출하지 않고 리소스에 대한 액세스를 승인받지 않았다는 것을 인식한다.
중재 시스템의 실시예는 8개의 노드 및 도 1에 도시된 특정한 노드의 배열로 한정되지 않는다. 중재 시스템의 실시예는 임의의 가능한 배열을 갖는 임의의 개수의 노드에 대한 우선 순위 광학 중재를 제공하도록 구성될 수 있다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 2 광학 중재 시스템(900)을 도시하는 개략도이다. 시스템(900)은 도파관(902)과, 도파관(902)의 제 1 단에 광학적으로 결합된 광학 전력 소스(104)와, 4개의 공진기로 이루어진 8개의 공진기 세트를 포함한다. 시스템은 또한 소스(104)와 노드 NO 사이에 배치된 불능 소자(116)와, 도파관(902)의 제 2 단에 광학적으로 결합된 검출 소자(110)와, 불능 소자(116)의 불능 공진기(117-119) 및 검출 소자(110)의 검출 공진기(111-114)에 전자적으로 결합된 전자 회로(120)를 포함한다. 공진기 및 도파관(902)은 도파관(904)의 제 1 부분이 최고 우선 순위 레벨과 연관된 모든 공진기에 인접하고, 도파관(906)의 제 2 부분이 제 2 최고 우선 순위 레벨과 연관된 모든 공진기에 인접하고, 도파관(908)의 제 3 부분이 제 3 최고 우선 순위 레벨과 연관된 모든 공진기와 인접하고, 도파관(910)의 제 4 부분이 가장 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 모든 공진기에 인접하게 되도록 구성된다.
중재 시스템의 실시예는 도파관(102, 902) 등과 같이 각각의 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 전달하도록 구성된 단일 도파관으로 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 각각의 파장은 별도의 도파관으로 송신될 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 3 광학 중재 시스템(1000)을 도시하는 개략도이다. 이 시스템(1000)은 4개의 별개의 도파관(1002-1005)과, 각각의 도파관(1002-1005)의 제 1 단에 광학적으로 결합된 광학 전력 소스(104)와, 4개의 공진기의 공진기로 이루어진 8개 세트를 포함한다. 시스템(400)은 또한 소스(104)와 노드 N0 사이에 배치된 불능 소자(116)와, 도파관(1002-1005)의 제 2 단에 광학적으로 결합된 검출 소자(110)와, 불능 소자(116)의 불능 공진기(117-119) 및 검출 소자(110)의 검출 공진기(111-114)에 전자적으로 결합된 전자 회로(120)를 포함한다. 도파관(1002-1005)은 각각 4개의 파장(127-130)을 개별적으로 전달한다. 최고 우선 순위 레벨과 연관된 공진기는 도파관(1002)에 인접하게 배치되고, 제 2의 최고 우선 순위 레벨과 연관된 공진기는 도파관(1003)에 인접하게 배치되며, 제 3의 최고 우선 순위 레벨과 공진기는 도파관(1004)에 인접하게 배치되고, 가장 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 공진기 도파관(1005)에 인접하게 배치된다.
II . 시분할 다중화 중재를 이용하여 우선 순위 광학 중재를 실행하는 시스템 및 방법
A. 광학 중재 시스템
도 11은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 광학 중재 시스템(1100)을 도시하는 개략도이다. 시스템(1100)은 도파관(1102), 도파관(1102)의 제 1 단에 광학적으로 결합된 광학 전력 소스(1104), 및 4개의 실질적으로 동일한 노드 공진기(1106-1109)를 포함한다. 각각의 노드 공진기는 도파관(1102)에 광학적으로 결합되고, N0 내지 N3으로 라벨링된 4개의 노드 중 하나에 전자적으로 결합된다. 시스템(1100)은 또한 검출 소자(1112) 및 불능 소자(1116)를 포함하는 중재기를 포함한다. 검출 공진기(1114)를 포함하는 검출 소자(1112)는 도파관(1102)의 제 2 단에 근접하게 배치되고, 불능 공진기(1118)를 포함하는 불능 소자(1116)는 소스(1104)와 노드 NO 사이의 도파관(1102)에 광학적으로 결합된다. 중재기는 또한 검출 공진기(1114) 및 불능 공진기(1118)에 전자적으로 결합된 전자 회로(120)를 포함한다. 도 11의 예시에 도시된 바와 같이, 단일의 비변조 파장을 포함하는 광은 광학 전력 소스(1104)로부터 출력되고, 도파관(1102)으로 주입된다. 광은 방향성 화살표(1122-1124)에 의해 표시된 바와 같이 도파관(1102)을 따라서 시계 반대 방향으로 진행하여, 불능 소자(1116), 각각의 노드 공진기를 통과할 후, 마지막으로 검출 소자(1112)에 도달한다. 도파관(1102)은 돌출형(ridge) 도파관, 광자 결정(photonic crystal) 도파관 또는 광섬유일 수 있다. 공진기(1106-1109), 검출 공진기(1114) 및 불능 공진기(1118)는 도 1을 참조하여 상술된 바와 같이 구성 및 작동할 수 있다.
B. 시분할 다중화 중재
우선 순위 중재는 중재의 각각의 라운드 내에 우선 순위 레벨을 시분할 다중화함으로써 중재 시스템(1100)에서 실행될 수 있다. 상술된 우선 순위 WDM 중재와 마찬가지로, 우선 순위 TDM 중재의 각각의 라운드는 (1) 요청 단계 및 그 후의 (2) 승인 단계으로 실행된다. 요청 및 승인 단계의 초기에 도파관(1102) 내에 토큰(token)이 주입된다. 토큰은 특정한 파장 및 한정된 기간을 갖는 광의 펄스이다. 토큰의 각각의 부분은 특정한 우선 순위 레벨과 연관된다. 예를 들면, 3개의 우선 순위 레벨과 연관된 토큰은 3개의 부분을 포함하는데, 여기에서 제 1 부분은 최고 우선 순위 레벨과 연관된 노드를 통과하고, 제 2 부분은 제 2 최고 우선 순위 레벨과 연관된 노드를 통과하고, 제 3 부분은 가장 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 노드를 통과한다. 토큰이 각각의 노드를 통과하는 시간은 노드들 사이의 거리에 기인하여 서로 다르게 되는데, 이는 고정된 오프셋(offset)이다. 노드가 요청을 주장하거나 특정한 우선 순위 레벨에 대해 그 요청이 승인되었는지 여부를 판정하기 위해서, 노드는 우선 순위 레벨에 대응하는 토큰의 부분을 추출한다. 예를 들면, 3개의 우선 순위 레벨을 사용하는 시스템 내에서 우선 순위 레벨 2 요청을 주장하는 제 1 노드는 토큰의 중간 부분을 추출하고 토큰의 제 1 부분 및 제 3 부분 사이에 갭을 남겨 놓는다. 도파관(1102)을 따라서 더 멀리 위치되고, 우선 순위 레벨 1 요청을 주장하는 제 2 노드는 토큰의 제 1 부분을 추출한다. 따라서 파장 분할 다중화에서 각각의 우선 순위 레벨이 광의 특정한 파장과 연관되었던 것과는 다르게, 시분할 다중화에서는 각각의 우선 순위 레벨이 토큰의 특정한 부분과 연관된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라서 시스템(1100)에 실행된 우선 순위 TDM 중재의 2개의 라운드와 연관된 예시적인 타이밍도를 도시한다. 중재의 제 1 라운드는 제 1 요청 단계(1201) 및 그 후의 제 1 승인 단계(1202)을 포함하고, 중재의 제 2 라운드는 제 2 요청 단계(1203) 및 그 후의 제 2 승인 단계(1204)을 포함한다. 열(1205)은 노드 라벨 N0 내지 N3 및 라벨 D-도 11의 검출 소자(1114)를 나타냄-를 열거한다. 표(1206)는 노드 라벨 N0 내지 N3을 표시하고, 열에서 중재의 2개의 라운드 동안 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨을 열거한다. 노드는 3개의 우선 순위 레벨 중에서 선택한다. 예를 들면, 중재의 제 1 라운드에서, 노드 N0, N1 및 N3은 각각 우선 순위 레벨 2, 1 및 3을 선택하고, 노드 N2는 참여하지 않도록 선택한다. 타임 슬롯은 우선 순위 레벨로 라벨링되어 있고, 여기에서 각각의 노드는 요청을 주장하거나 성공된 요청이 승인되었는지 거절되었는지를 인식한다. 예를 들면, 노드 N0은 시간 간격 0에서 시작하여 우선 순위 레벨 1 요청(1207)을 주장할 수 있고, 시간 간격 1에서 시작하여 우선 순위 레벨 2 요청(1208)을 주장할 수 있고, 시간 간격 2에서 시작하여 우선 순위 레벨 3 요청(1209)을 주장할 수 있다. 추가하여, 노드 N0은 시간 간격 5에서 시작하여 우선 순위 레벨 1 요청이 승인(1210)되었는지 여부를 인식할 수 있고, 시간 간격 6에서 시작하여 우선 순위 레벨 2 요청이 승인(1211)되었는지 여부를 인식할 수 있고, 시간 간격 7에서 시작하여 우선 순위 레벨 3에 대한 요청이 승인(1212)되었는지 여부를 인식할 수 있다. 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 타임 슬롯 동안에 노드가 도파관(1102)으로부터 토큰의 부분을 추출할 때, 노드는 요청을 성공하거나 리소스에 대한 액세스를 승인받는다.
도 11을 참조하면, 도 12에 도시된 예시적인 타이밍도는 다음과 같이 설명되어 있다. 오로지 3개의 우선 순위 레벨만이 존재하기 때문에, 3개의 우선 순위 레벨과 연관된 토큰은 도파관(1102)으로 주입된다. 설명의 단순성을 위해서 토큰의 지속 기간은 대략 3개의 타임 슬롯으로 한다. 도파관(1102)에 토큰을 주입하기 위해서, 전자 회로(1120)는 3개의 타임 슬롯의 주기 동안 불능 공진기(1118)를 비활성화한다. 노드 NO이 우선 순위 레벨 2를 선택하였기 때문에, 시간 간격 1에서 시작하여 노드 N0은 공진기(1106)를 활성화하고, 도파관(1102)으로부터 우선 순위 레벨 2와 연관된 토큰의 부분을 추출하기 시작하여 각각 시간 간격 2, 3 및 4에서 실질적으로 노드 N1, N2 및 N3에 도달하고, 시간 간격 5에서 검출 공진기 D에 도달하는 갭(1214)을 남겨놓는다. 마찬가지로, 노드 N1 및 N3은 우선 순위 레벨 1 및 3을 선택하고, 시간 간격 1 및 5에서 시작하는 광을 추출하여 각각 도파관(1102)을 따라 진행하는 갭(1215, 1216)을 남겨놓는다. 검출 공진기 D는 시간 간격 4에서 시작하여 최고 우선 순위 레벨 1과 연관된 토큰의 부분을 수신하지 않는다. 결과적으로, 전자 회로(1120)는 최고 우선 순위 레벨이 하나의 노드에 의해 선택되었다는 것을 결정하고, 최고 우선 순위 레벨 1과 연관된 하나의 타임 슬롯의 기간을 갖는 토큰을 도파관(1102)으로 주입하기 위해서 제 1 승인 단계(1202)의 초기에 불능 공진기(1118)를 비활성화하는 것으로 응답한다. 다시 말해서, 하나의 타임 슬롯 길이만큼의 토큰은 도파관(1102) 상에 배치되어 최고 우선 순위 레벨 1과 연관된 타임 슬롯 동안에 각각의 노드를 통과한다. 노드 N1은 최고 우선 순위 레벨 1을 선택한 유일한 노드이므로, 노드 N1은 공진기(1107)를 활성화함으로써 시간 간격 6에서 시작하여 도파관으로부터 최고 우선 순위 레벨과 연관된 토큰의 부분을 추출한다. 노드 N1은 시간 간격 6에서 리소스를 이용하기 시작할 수 있다. 우선 순위 레벨 2 및 3과 연관된 토큰의 부분이 존재하지 않기 때문에, 광은 각각 시간 간격 8 및 10에서 노드 NO 및 N3을 통과하지 않고, 여기에서 시간 간격은 노드 NO 및 N3이 승인 단계 내에 광을 추출할 수 있을 때의 타임 슬롯을 표시한 시간 간격이다. 따라서 노드 NO 및 N3은 중재의 제 1 라운드 동안에 리소스에 대한 액세스를 승인받지 않았다는 것을 인식한다.
중재의 제 2 라운드 중 요청 단계 2(1203)는 시간 간격 10에서 시작한다. 표(1206)는 중재의 제 2 라운드에서, 노드 N1 및 N3이 각각 우선 순위 레벨 3 및 2를 선택하였고, 노드 NO 및 N2가 참여하지 않도록 선택하였다는 것을 나타낸다. 노드 N1 및 N3은 각각 시간 간격 13 및 14에서 시작하여 광을 추출하고, 도파관(1102)을 따라 진행하는 갭(1218, 1219)을 남겨놓는다. 검출 공진기 D는 시간 간격 15 및 16에서 시작하는 타임 슬롯 동안에 광을 수신하지 않고, 전자 회로(1120)는 제 2 승인 단계(1202)의 초기에 도 1에서 불능 공진기(1118)를 비활성화하는 것으로 응답하여, 최고 우선 순위 레벨 및 제 2 최고 우선 순위 레벨과 연관된 부분을 갖는 토큰을 도파관(1102) 내에 배치한다. 따라서 노드 N1이 그 공진기(1107)를 활성화할 때 시간 간격 18의 초기에 어떠한 광도 노드 N1에 도달하지 않는다. 결과적으로 노드 N1은 중재의 제 2 라운드 동안 리소스에 대한 액세스가 승인받았다는 것을 인식한다. 다른 한편으로, 노드 N3은 시간 간격 19에서 공진기(1109)를 활성화하고, 우선 순위 레벨 2와 연관된 타임 슬롯 동안에 광을 추출한다. 결과적으로, 노드 N3은 리소스에 대한 액세스를 승인받았고 리소스를 사용하기 시작할 수 있다는 것을 인식한다.
도 12를 참조하여 상술된 우선 순위 TDM 중재 방법은 또한 광학 전력 소스(1104)에 가장 가깝게 위치된 노드에게 유리하다. 따라서 본 발명의 실시예는 또한 노드가 성공적인 요청을 획득하지 못했거나 승인 단계 동안에 액세스를 승인받지 못했을 때 노드가 우선 순위 레벨을 증분 또는 증가할 수 있도록 허용한다. 우선 순위 레벨의 증가는 서비스 협약의 클래스, 송신될 정보의 유형, 정보의 전체 수명(global age), 정보가 노드에서 저장되는 시간 길이 및 정보가 만기되기 전의 현재의 시간 길이에 기초할 수 있다. 예를 들면, 노드 N2가 통신 중단을 회피하기 위해 전달되어야만 하는 VOIP 패킷을 전달하고 있다고 가정한다. 소정의 실시예에서, 중재의 각각의 실패한 라운드 이후에, 노드 N2는 그에 따라 우선 순위 레벨을 증가할 수 있다. 다른 실시예에서, 노드 N2는 실패한 요청 단계 또는 실패한 승인 단계 이후에 우선 순위 레벨을 증가할 수 있다.
C. 시분할 다중화 중재에 대한 요약
도 13은 본 발명의 실시예에 따라서 공유 리소스에 대한 우선 순위 TDM 중재를 실행하는 방법과 관련된 단계를 도시하는 제어-흐름도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 단계(1301-1309)는 요청 단계 동안에 실행되는 단계가고, 단계(1309-1318)는 승인 단계 동안에 실행되는 단계가다. 단계(1301)에서, 도 11을 참조하여 상술된 바와 같이, 특정한 파장의 광 펄스는 광학 전력 소스로부터 도파관으로 주입된다. 광의 지속 기간은 우선 순위 레벨 요청을 주장하는 데 사용되는 우선 순위 레벨의 개수 및 타임 슬롯의 개수에 의해 결정된다. 예를 들면, 도 12를 참조하여 상술된 바와 같이, 오로지 3개의 우선 순위 레벨만이 존재하고 각각의 노드는 하나의 타임 슬롯의 기간 동안 요청을 주장한다. 따라서 광의 펄스는 대략 3개의 타임 슬롯만큼의 기간을 갖는다. 단계(1302)에서, 노드는 중재의 라운드에 참여하도록 선택하고, 그 각각은 공유 리소스에 액세스하기 위한 우선 순위 레벨을 선택한다. 참여하도록 선택한 노드는 다른 참여 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대한 정보가 없고, 그에 따라 각각의 노드는 독립적으로 우선 순위 레벨을 선택한다. 단계(1303)에서 시작하는 포-루프(for-loop)에서, 단계(1304-1309)는 요청 단계에 참여하는 각각의 노드에 대해 반복된다. 단계(1304)에서, 노드는 공진기를 활성화하여 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 타임 슬롯 동안에 도파관으로부터 펄스의 부분을 추출한다. 단계(1305)에서, 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 타임 슬롯 동안에 노드가 광을 추출할 때, 이 방법은 단계(1306)로 진행하고, 그렇지 않고 노드가 광의 추출에 실패하면 방법은 단계(1307)로 진행된다. 단계(1306)에서, 노드는 노드가 성공적으로 요청을 완료하였다는 것을 인식하고, 공진기를 비활성화하고, 후속 승인 단계까지 대기하여 요청이 승인되었는지 여부를 판정한다. 단계(1307)에서, 노드는 요청이 실패하였다는 것을 인식하고, 노드는 다른 요청을 주장하기 위해 중재의 후속 라운드를 대기한다. 선택적인 단계(1308)에서, 요청 단계 동안에 요청의 주장에 실패한 노드는, 중재의 후속 라운드에서 노드의 성공 기회를 증가하기 위해서 우선 순위 레벨을 증분할 수 있다. 예를 들면, VOIP 패킷을 전송하는 노드는 중재의 후속 라운드 동안에 최고 우선 순위 레벨로 증가하거나, 노드는 타임 스탬핑되고 만기 전에 전달되어야만 하는 소정의 패킷과 연관된 우선 순위 레벨을 증분할 수 있다. 단계(1309)에서, 다른 타임 슬롯이 이용 가능할 때 단계(1305-1309)는 반복되고, 그렇지 않으면 방법은 승인 단계의 초기에 단계(1310)로 진행한다. 단계(1310)에서, 광의 펄스는 광학 전력 소스로부터 도파관으로 주입된다. 도파관을 따라서 광학 전력 소스에 가장 가깝게 위치되어 최고 우선 순위 레벨을 선택한 노드가, 이 노드에 의해 최고 우선 순위 레벨이 선택되는 동안에 광을 추출할 수 있도록 펄스가 주입된다. 단계(1311)에서 시작하는 포-루프에서, 단계(1312-1317)는 승인 단계 내에서 각각의 타임 슬롯에 대해 반복된다. 단계(1312)에서, 성공적인 요청 단계를 완료한 각각의 노드는 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 타임 슬롯 동안에 공진기를 활성화한다. 단계(1313)에서, 노드가 도파관으로부터 광을 추출할 때 방법은 단계(1314)로 진행하고, 그렇지 않으면 이 방법은 단계(1315)로 진행한다. 단계(1314)에서, 노드는 리소스에 대한 액세스를 승인받았음을 인식하고, 도 14를 참조하여 상술된 바와 같이 후속 단계(1316)에서, 노드는 리소스를 이용하기 시작한다. 단계(1315)에서, 노드는 액세스를 승인받지 않았다는 것을 인식하고, 선택적인 단계(1317)에서, 노드는 중재의 후속 라운드에서 그 노드의 우선 순위 레벨을 증가한다. 단계(1318)에서, 승인 단계 내에 다른 타임 슬롯이 이용 가능할 때, 단계(1312-1316)가 반복되고, 그렇지 않으면 단계(1319)로 진행하는데, 여기에서 TDM 중재 방법은 중재의 후속 라운드 동안 반복된다.
D. 노드 및 전자 회로에 대한 개략적인 회로도
도 14는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 노드(1400)의 전자 부품을 도시하는 개략적인 회로도이다. 노드(1400)는 도 11 내의 각각의 노드에 대한 전자 부품의 구성을 나타낸다. 전자 부품은 3비트 요청 레지스터(1402), 1-3으로 라벨링된 3개의 레지스터를 포함하는 시프트 레지스터(1404), 2개의 OR 게이트(1406, 1408), 5개의 AND 게이트(1410-1414) 및 승인 래치(1416)를 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 레지스터 1-3은 레지스터 1의 출력이 레지스터 2로 입력되고 레지스터 2의 출력이 레지스터 3으로 입력되는 방식으로 직렬로 정렬되어 있다. 로직 값은 클록 신호 CLK의 상승 또는 하강 에지 중 어느 하나에 따라서 하나의 레지스터로부터 다음 레지스터로 시프팅된다. AND 게이트(1411-1413)는 각각 3비트 레지스터(1402)로부터 제 1 로직 값을, 레지스터 1-3로부터 제 2 로직 값을 입력으로서 수신한다. 레지스터 1 및 2로부터의 출력은 또한 되돌아오도록 루프-백(loop back)되고, AND 게이트(1410)에 입력되기 전에 인버터(1418) 등과 같은 인버터에 의해 반전된다. AND 게이트(1410)는 각각의 요청 단계의 초기에 입력으로서 요청 신호를 수신한다. AND 게이트(1411-1413)의 출력은 OR 게이트(1408)에 입력되고, OR 게이트(1408)는 노드 공진기(1420)를 활성화하는 전자 신호를 전달하고 AND 게이트(1414)로 입력된다. AND 게이트(1414)는 또한 승인 단계의 초기에 AND 게이트(1414)로 전달된 승인 신호의 입력부에 인버터를 포함한다. 공진기(1420)가 광을 포착할 때, 전자 신호가 생성되고 승인 래치(1416)로 전달된다. 승인 래치(1416)는 또한 시스템 클록 CLK을 수신한다.
도 14는 또한 요청/승인 클록 신호(1422) 및 시스템 클록 신호(1424)의 예시를 포함한다. 하나의 완전한 요청/승인 클록 사이클은 상승 에지(1426)에서 시작하는 요청 단계 및 하강 에지(1428)에서 시작하는 승인 단계를 갖도록 도시되어 있다. 설명의 편의성과 단순성을 위해서, 오로지 3개의 우선 순위 레벨만이 존재하고, 요청 및 승인 단계는 각각 3개의 시스템 클록 사이클 길이를 갖는다고 가정한다. 3비트 2진 스트링 "100", "010", "001"은 각각 우선 순위 레벨 1, 2 및 3을 나타낼 수 있고, 2진 스트링 "000"은 요청이 없다는 것을 나타낸다. 요청 단계의 시작 시기에, 3비트 레지스터(1402)는 우선 순위 레벨에 대한 요청으로 로딩된다. 요청 신호는 승인 래치(1416)를 소거(clear)하고, 로직 "1"에 대응하는 요청 신호는 AND 게이트(1410)에 입력된다. OR 게이트(1406)는 AND 게이트(1410)로부터 입력된 로직 "1" 및 레지스터 3으로부터 로직 "0"을 수신하고, 로직 "1"을 레지스터 1로 입력한다. 시프트 레지스터(1404)는 요청 단계 동안에 각각의 클록 사이클의 상승 에지에서 "100", "010" 및 "001"의 우선 순위를 통해 순환하고, 승인 단계 동안에 우선 순위를 다시 한 번 순환한다. 예를 들면, 클록 사이클(1430) 동안에, 시프트 레지스터(1404)는 AND 게이트(1411-1413)에 각각 "1", "0" 및 "0"의 로직 값을 출력하고, 클록 사이클(1431) 동안에 시프트 레지스터는 AND 게이트(1411-1413)에 각각 "0", "1" 및 "0"의 로직 값을 출력한다. 시프트 레지스터(1404)의 컨텐츠가 3비트 레지스터(1402)로부터의 출력과 부합될 때, AND 게이트(1412)는 OR 게이트(1408)에 전자 신호를 출력하고, 노드 공진기(1420)가 활성화된다. 승인 단계 동안에, 승인 래치(1416)는 공진기(1420)가 활성화될 때 로딩되고, 노드(1400)에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 도파관(1102)을 따라 진행하는 토큰의 부분을 추출한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 제 2 전자 회로(1120)의 전자 부품을 도시하는 개략적인 회로도이다. 전자 회로(1120)는 인버터(1502), NOR 게이트(1504), AND 게이트(1506-1508) 및 시프트 레지스터(1510)를 포함한다. 시프트 레지스터(1510)는 검출 공진기(1114)의 출력에 따라서 로딩된다. 요청 단계의 초기에, NOR 게이트(1504)는 로직 "1"에 대응하는 요청 신호를 수신한다. 결과적으로 NOR 게이트(1304)는 불능 공진기(1118)에 신호를 출력하지 않고, 불능 공진기(1118)는 요청 단계 동안에 비활성으로 유지되어 3개의 클록 사이클 기간을 갖는 토큰이 도파관(1102) 위에 배치될 수 있다. 요청 단계에, 중재의 결과는 시프트 레지스터(1510)로 시프트된다. 다수의 우선 순위 레벨 요청이 존재할 때, 로직 게이트(1507, 1506)는 다수의 요청 중 첫 번째 것만이 설정되게 하여 요청 단계의 종료 시에 시프트 레지스터(1510)가 레지스터 3에서 요청된 최고 우선 순위 레벨의 위치에 단일 세트의 비트를 포함하거나, 요청이 없는 경우에 공백 상태가 되게 한다. 승인 단계 동안에, 시프트 레지스터(1510)의 컨텐츠는 불능 공진기(1118)를 제어하는 데 사용되어, 적절한 타임 슬롯 동안에 오로지 선택된 우선 순위 레벨에 대해서만 도파관(1102)으로 토큰이 주입되게 한다.
III . 온-칩( on - chip ) 구현
광학 중재 시스템(100, 1100)은 단일 칩 상의 광학 층 내에 구현될 수 있다. 예를 들면, 소정의 실시예에서 칩 사이즈는 대략 25x25mm이고, 64개 이상의 노드를 가질 수 있다. 도파관은 대략 200x500nm의 단면적을 갖고, 도 1, 도 9, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술된 공진기 및 검출 공진기의 세트는 대략 20-60㎛ 범위의 직경을 가질 수 있고, 파장 선택 소자는 0.5-5㎛만큼의 간격을 가질 수 있고, 파장 선택 소자의 직경은 대략 1-20㎛의 범위를 가질 수 있다. 이러한 치수 범위는 예시적인 범위를 나타낸 것이고, 어떠한 방식으로도 광학 중재 시스템이 사용될 수 있는 치수의 넓은 범위를 제한하고자 의도한 것이 아님을 주지한다. 따라서 이러한 치수 및 치수 범위는 특정 구현에 따라서 달라질 수 있다.
IV . 마이크로링 공진기
특정 시스템의 실시예에서, 도파관은 돌출형 도파관일 수 있고, 파장 선택 소자는 마이크로링 공진기일 수 있다. 도 16a는 본 발명의 실시예에 따라서 구성되고 기판(1606)의 표면에 배치된 마이크로링 공진기(1602) 및 인접한 돌출형 도파관(1604)의 부분을 도시하는 등각투상도(isometric view)이다. 도파관(1604)을 따라 송신된 특정한 파장의 광은 파장이 공진 조건을 만족할 때 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 에바네슨트 결합된다.
Figure pct00003
여기에서 neff는 마이크로링(1602)의 유효 굴절률이고, C는 마이크로링(1602)의 원주이고, m은 정수이고, λ는 파장이다. neffC의 곱은 공동(cavity)의 광학 길이이다. 다시 말해서, 파장 λ의 정수배인 파장은 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 에바네슨트 결합된다.
에바네슨트 결합(evanescent coupling)은 광의 소멸파(evanescent wave)가 마이크로링 등과 같은 하나의 매체로부터 돌출형 도파관 등과 같은 다른 매체로 송신되거나, 그 반대 방향으로 송신되는 프로세스이다. 예를 들면, 마이크로링 공진기(1602)와 돌출형 도파관(1604) 사이의 에바네슨트 결합은 도파관(1604) 내에서 전파되는 광에 의해 생성된 에바네슨트 필드가 마이크로링(1602)으로 결합될 때 발생한다. 마이크로링(1602)이 에바네슨트 필드의 모드를 지원하도록 구성된다고 가정하면, 에바네슨트 필드는 마이크로링(1602) 내에서 전파하는 광을 발생시켜서, 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 광이 에바네슨트 결합될 수 있게 한다.
도 16b는 도 16a에 도시된 마이크로링(1602) 및 도파관(1604)에 있어서 투과율 대 파장의 관계를 도시하는 도면이다. 수평선(1608)은 파장 축을 나타내고, 수직선(1610)은 투과율 축을 나타내며, 곡선(1612)은 파장의 범위에 걸쳐 마이크로링(1602)을 통과한 광의 투과율을 나타낸다. 마이크로링(1602)을 통과하는 광의 투과율은 다음과 같이 정의된다.
Figure pct00004
Iin은 마이크로링(1602)에 도달하기 전에 도파관(1604)을 따라 전파하는 광의 세기이고, Iout는 마이크로링(1602)을 통과한 후 도파관(1604)을 따라서 전파하는 광의 세기이다. 투과율 곡선(1612)의 최저점(1614, 1616)은 파장 λm=L/m 및 λm+1=L/(m+1)을 갖는 광의 영점 투과율에 대응하고, 여기에서 L은 공동의 광학 길이이다. 이 파장은 여러 규칙적인 간격을 갖는 최저점 중 2개만을 나타낸 것이다. 상기 공진 조건을 만족하는 파장은 마이크로링(1602)에 의한 "강한 공진"을 갖고 있다고 할 수 있고, 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 에바네슨트 결합되어 있다. 파장 λm 및 λm+1 주위의 좁은 파장 영역에서, 투과율 곡선(1612)은 파장이 파장 λm 및 λm+ 1으로부터 멀어질수록 급격한 투과율의 증가를 나타낸다. 다시 말해서, 파장이 공진 파장으로부터 멀어질수록 공진의 강도가 감소하고 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 결합된 광의 부분이 감소한다. 영역(1618-1620) 내의 파장을 갖는 광은 실질적으로 방해없이 마이크로링(1602)을 통과한다.
마이크로링 공진기의 에바네슨트 결합 특성에 기인하여, 마이크로링 공진기는 검출 공진기(111-114) 등과 같은 검출 공진기로서 작동하여, 인접한 도파관을 따라 송신되는 특정 파장을 검출할 수 있다. 도 17은 본 발명의 실시예에 따라서 검출 공진기 부분(1702)에 결합된 마이크로링 공진기(1602)를 도시한다. 마이크로링(1602)과 공진하는 파장을 갖는 광은 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 에바네슨트 결합되고, 도파관(1602) 내에서 순환하는 시간 주기 동안에 포착된 채로 유지된다. 검출 공진기 부분(1702)은 마이크로링(1602)의 SiGe 도핑 영역(doped region)일 수 있다. 검출 공진기 부분(1702)은 마이크로링(1602) 내에서 순환하는 광을 흡수하고, 이 광을 전자적으로 결합된 노드에 신호 라인을 통해 송신될 수 있는 전자 신호로 변환한다. 다른 실시예에서, 마이크로링(1602) 내에 포착된 광은 제 2 도파관에 에바네슨트 결합되고 검출기로 전달될 수 있다.
마이크로링(1602)은 적절한 전자 도너(electron donor) 및 전자 억셉터(electron acceptor) 원자 또는 불순물을 가지고 마이크로링(1602) 및 도파관(1604) 주위의 기판(1606)의 도핑 영역에 의해 전자적으로 조정될 수 있다. 도 18은 본 발명의 실시예에 따라서 마이크로링(1602) 및 돌출형 도파관(1604) 주위의 도핑 영역에 대해 도시하는 개략도이자 평면도이다. 특정한 실시예에서, 마이크로링(1602)은 진성(intrinsic) 반도체를 포함한다. p형 반도체 영역(1801)은 마이크로링(1702) 내부의 반도체 기판에 형성될 수 있고, n형 반도체 영역(1802, 1803)은 도파관(1604)의 반대쪽이면서 마이크로링(1602)의 외부를 둘러싸는 반도체 기판(1606) 내에 형성될 수 있다. p형 영역(1801) 및 n형 영역(1802, 1803)은 마이크로링(1602) 주변에 p-i-n 접합을 형성한다. 다른 실시예에서, 도펀트(dopants)는 마이크로링(1602) 내의 기판에 n형 반도체 영역(1801)을 형성하고, p형 반도체 영역(1802, 1803)을 마이크로링(1602) 외부를 둘러싸는 기판에 형성하도록 반전될 수 있다.
전자적으로 조정 가능한 마이크로링(1602)은 마이크로링 주위 영역에 적절한 전압이 인가될 때 에바네슨트 결합하거나 광을 인접한 도파관으로부터 광을 우회하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전자 제어형 마이크로링(1602)은 원주 C 및 유효 굴절률
Figure pct00005
를 가지고 파장 λ로 도파관(1604)을 따라 전파되는 광이 다음과 같은 공진 조건을 만족시키지 않도록 구성될 수 있다.
Figure pct00006
여기에서
Figure pct00007
는 공진기의 광학 길이이다. 마이크로링(1602)을 방해없이 통과한다면, 마이크로링(1602)은 "비활성"이라고 할 수 있다. 다른 한편으로, 마이크로링(1602)은 적절한 재료로 형성되어 적절한 전압이 마이크로링(1602)에 인가될 때, 유효 굴절률
Figure pct00008
이 굴절률 값 neff로 시프트되게 하고, 광이 다음의 공진 조건을 만족하게 한다.
Figure pct00009
이제 광은 도파관(1604)으로부터 마이크로링(1602)으로 결합되고 마이크로링(1602)은 "활성"이라고 할 수 있다. 전압이 실질적으로 "비인가(turn-off)" 상태일 때, 마이크로링(1602)의 유효 굴절률은 다시
Figure pct00010
로 시프트되고, 광은 방해없이 도파관(1604)을 따라 전파된다.
본 발명의 실시예에 따른 시스템은 마이크로링 공진기 및 돌출형 도파관으로 한정되지 않는다는 것을 주지하라. 다른 실시예에서, 도파관을 따라 전파되는 광의 특정 파장과 결합하도록 구성된 임의의 적절한 공진기도 사용할 수 있다.
상술된 내용은 설명을 위해 특정 전문 용어를 사용하여 본 발명의 온전한 이해를 제공하고자 하였다. 그러나 당업자라면 본 발명을 실행하기 위해서 그 특정 세부 사항이 반드시 필요한 것이 아니라는 것이 명확할 것이다. 본 발명의 특정 실시예에 관한 상술된 내용은 설명과 서술을 목적으로 제공된 것이다. 이들은 설명되어 있는 정확한 그 형태로 본 발명을 제한하거나 한정하고자 의도된 것이 아니다.
분명히, 상기 개시 내용의 관점에서 여러 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 이 실시예는 본 발명의 원리 및 그 실제적 적용을 가장 잘 설명함으로써 당업자들이 예상되는 특정 용도에 적합하게 여러 수정을 적용하여 본 발명 및 여러 실시예를 가장 잘 활용할 수 있게 하기 위해서 도시되고 설명되었다. 본 발명의 범주는 이하의 청구항과 그 등가물에 의해서 정의되도록 의도되었다.

Claims (15)

  1. 광학 중재 시스템(optical arbitration system)(100, 1100)으로서,
    제 1 단 및 제 2 단을 갖는 도파관(102, 1102)과,
    상기 도파관의 상기 제 1 단에 광학적으로 결합되고, 상기 도파관에 광의 적어도 하나의 파장을 입력하도록 구성된 소스(104, 1104)와,
    상기 도파관에 광학적으로 결합된 복수의 파장 선택 소자(106-109, 1106-1109)-각각의 파장 선택 소자는 노드에 결합되고 상기 도파관에 의해 전달되는 광의 파장을 추출 및 검출 가능함-와,
    상기 도파관의 상기 제 2 단에 광학적으로 결합되고, 상기 도파관을 따라 상기 소스에 가장 가깝게 위치된 파장 선택 소자와 상기 소스 사이에서 상기 도파관에 광학적으로 결합된 중재기(arbiter)(110, 116, 120, 1112, 1116, 1120)를 포함하는
    광학 중재 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 선택 소자는 공진기를 포함하는
    광학 중재 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 돌출형 도파관(ridge waveguide)인
    광학 중재 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중재기는
    상기 도파관의 상기 제 2 단에 가깝게 배치되고, 상기 도파관의 상기 제 2 단에 도달하는 상기 광의 적어도 하나의 파장을 검출하도록 구성된 검출 소자(110, 1112)와,
    상기 도파관을 따라서 상기 소스에 가장 가깝게 위치된 상기 파장 선택 소자와 상기 소스 사이에 배치된 필터(116, 1116)와,
    상기 검출 소자 및 상기 필터에 전자적으로 결합된 전자 회로(120, 1120)를 더 포함하고,
    상기 전자 회로는 상기 검출 소자로부터 전자 신호를 수신하고, 상기 전자 신호에 응답하여 그에 따라 상기 소스로부터 출력된 상기 적어도 하나의 파장으로부터 적어도 하나의 파장을 선택적으로 제거하도록 상기 필터를 활성화하는
    광학 중재 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출 소자는, 상기 도파관의 상기 제 2 단 부근의 상기 도파관에 광학적으로 결합되고, 상기 전자 회로에 전자적으로 결합된 적어도 하나의 검출 파장 선택 소자(111-114, 1114)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 검출 파장 선택 소자는 상기 도파관으로 입력된 광의 적어도 하나의 파장을 검출하고, 전자 신호를 상기 전자 회로로 전달하도록 구성되는
    광학 중재 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터는, 상기 도파관을 따라서 상기 소스에 가장 가깝게 위치된 상기 파장 선택 소자와 상기 소스 사이에서 상기 도파관에 광학적으로 결합되고, 상기 전자 회로에 전자적으로 결합된 적어도 하나의 불능 파장 선택 소자(117-119, 1118)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 불능 파장 선택 소자는 활성화될 때 광의 적어도 하나의 파장을 추출할 수 있는
    광학 중재 시스템.

  7. 공유 리소스에 대해 우선 순위 광학 중재를 실행하는 방법으로서,
    도파관에 광의 복수의 파장을 주입하는 단계(601)-상기 도파관은 다중 노드 시스템 내의 각각의 노드에 광학적으로 결합되고, 각각의 파장은 특정한 우선 순위 레벨에 대응함-와,
    시간 주기 동안 상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 단계(602-605)-각각의 노드는 상기 도파관으로부터 상기 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 파장을 추출하도록 시도함-와,
    상기 리소스에 대한 액세스를 상기 노드 중 하나의 노드에 승인하는 단계(608-613)-액세스가 승인된 상기 노드는 상기 최고 선택된 우선 순위 레벨에 대응하는 파장을 상기 도파관으로부터 성공적으로 추출함-를 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도파관에 광의 복수의 파장을 주입하는 상기 단계는, 상기 복수의 파장을 상기 도파관으로 파장-분할 다중화하는 단계를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.

  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 상기 노드에 의해 어느 파장이 추출되었는지 판정하는 단계(604-606)와,
    상기 선택된 최고 우선 순위 레벨과 연관된 상기 파장보다 더 낮은 우선 순위 레벨과 연관된 파장을 필터로 걸러내는 단계(610-612)를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 리소스에 대한 액세스를 상기 노드 중 하나의 노드에 승인하는 상기 단계는,
    상기 노드가 상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 시간 주기를 넘어서 상기 선택된 최고 우선 순위 레벨과 연관된 상기 파장을 추출하는 단계를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    서비스 협약(service agreement)의 클래스,
    정보의 유형,
    정보의 전체 수명(global age),
    정보가 상기 노드에서 저장되는 시간 길이,
    정보가 만기되기 전에 현재의 시간 길이
    중 하나 이상에 기초하여 상기 리소스에 대한 액세스 획득에 실패한 노드에 대해 상기 우선 순위 레벨을 증가하는 단계(607,614)를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  12. 공유 리소스에 우선 순위 광학 중재를 실행하는 방법으로서,
    다중 노드 시스템 내의 각각의 노드에 광학적으로 결합된 도파관에 광의 펄스를 주입하는 단계(1301)와,
    시간 주기 동안 상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 단계(1302-1309)-각각의 노드는 상기 노드에 의해 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 타임 슬롯 동안에 상기 펄스의 부분을 추출하도록 시도함-와,
    상기 리소스에 대한 액세스를 상기 노드 중 하나의 노드에 승인하는 단계(1310-1318)-액세스가 승인된 상기 노드는 상기 최고 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 상기 타임 슬롯 내에 광의 상기 부분을 성공적으로 추출함-를 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 상기 노드에 의해 어느 타임 슬롯이 추출되었는지를 판정하는 단계(1305-1307)와,
    상기 최고 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 상기 타임 슬롯보다 더 낮은 우선 순위를 갖는 우선 순위 레벨과 연관된 타임 슬롯을 필터로 걸러내는 단계(1310-1318)를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 리소스에 대한 액세스를 상기 노드 중 하나의 노드에 승인하는 상기 단계는, 상기 리소스에 대한 액세스를 요청하는 상기 시간 주기 이후에 상기 최고 선택된 우선 순위 레벨과 연관된 상기 타임 슬롯 동안에 상기 노드가 상기 광을 추출하는 단계(1312)를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    서비스 협약의 클래스,
    정보의 유형,
    정보의 전체 수명,
    정보가 상기 노드에서 저장되는 시간 길이,
    정보가 만기되기 전에 현재의 시간 길이
    중 하나 이상에 기초하여 상기 리소스에 대한 액세스 획득에 실패한 노드에 대해 상기 우선 순위 레벨을 증가하는 단계(1308, 1317)를 더 포함하는
    우선 순위 광학 중재 실행 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8869169B2 (en) * 2007-04-30 2014-10-21 Accenture Global Services Limited Alternately processing messages
US8824496B2 (en) * 2009-10-30 2014-09-02 Oracle America, Inc. Two-phase arbitration mechanism for shared optical links
US8473659B2 (en) * 2010-01-15 2013-06-25 Oracle America, Inc. Time division multiplexing based arbitration for shared optical links
US8655120B2 (en) 2011-07-11 2014-02-18 Oracle International Corporation Arbitrated optical network using tunable drop filters
FR3014563B1 (fr) * 2013-12-09 2016-02-05 Commissariat Energie Atomique Dispositif et procede d'arbitrage optique dans un systeme de reseau sur puce
US20170346445A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Futurewei Technologies, Inc. Dense Wavelength-Division Multiplexing (DWDM) Network and Method
CN107315703B (zh) * 2017-05-17 2020-08-25 天津大学 双优先级控制型公平仲裁器
US11650479B2 (en) * 2017-05-29 2023-05-16 Imec Vzw Multimode reservoir

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089584A (en) * 1976-10-29 1978-05-16 Northrop Corporation Multiple station multiplexed communications link employing a single optical fiber
JP2655445B2 (ja) * 1990-08-31 1997-09-17 日本電気株式会社 ループ型光ローカルエリアネットワークシステムにおけるアクセス制御方式およびそのノード装置
JPH05153066A (ja) * 1991-11-25 1993-06-18 Canon Inc ループ型光ｌａｎ用ノード及びそれを用いたループ型光ｌａｎ
DE69434263T2 (de) * 1993-07-14 2006-01-12 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Photonisches Koppelfeld mit Frequenzweglenkung für Zeitmultiplexstrecken
US5502587A (en) * 1994-06-30 1996-03-26 At&T Corp. Network comprising a space division photonic switch and a terminal which forms an output signal from an input signal
JP3463717B2 (ja) 1995-08-24 2003-11-05 三菱電機株式会社 波長多重光伝送装置および波長多重光伝送システム
JPH09153907A (ja) * 1995-11-28 1997-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd バス型通信網
KR100295810B1 (ko) * 1998-06-02 2001-10-26 서평원 파장분할다중방식광전송망채널감시시스템
US6721509B2 (en) * 2000-12-05 2004-04-13 Avanex Corporation Self-adjusting optical add-drop multiplexer and optical networks using same
US6567579B2 (en) * 2000-12-15 2003-05-20 Alcatel Multi-channel, multi-mode redundant optical local loop having a bus topology
JP2002280966A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Nec Miyagi Ltd Ｏａｄｍシステムの挿入信号レベル設定システム及びその設定方法
US7006719B2 (en) * 2002-03-08 2006-02-28 Infinera Corporation In-wafer testing of integrated optical components in photonic integrated circuits (PICs)
EP1646898A1 (en) * 2003-07-15 2006-04-19 Massachusetts Institute Of Technology Optical coupled-resonator filters with asymmetric coupling
WO2006035520A1 (ja) * 2004-09-29 2006-04-06 Fujitsu Limited 光挿入分岐装置及び光ネットワークシステム
JP4587792B2 (ja) * 2004-11-30 2010-11-24 富士通株式会社 リング状光伝送システムおよびこれに接続される光装置
US7542678B2 (en) * 2004-12-30 2009-06-02 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method and apparatus for a supervisory channel in a WDM fiber-optic communication system
JP4528147B2 (ja) * 2005-02-01 2010-08-18 株式会社日立製作所 光波長挿入分岐装置およびそれを用いた光ネットワーク装置
JP4557771B2 (ja) * 2005-03-30 2010-10-06 富士通株式会社 光伝送装置
US8064769B2 (en) * 2005-06-30 2011-11-22 Mosaid Technologies Incorporated Method and system for hitless tunable optical processing
WO2007073764A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-05 Pirelli & C. S.P.A. Method and system for tunable optical filtering
US8032020B2 (en) * 2006-05-09 2011-10-04 Aegis Lightwave, Inc. Self calibrated optical spectrum monitor
US20100189441A1 (en) * 2006-11-09 2010-07-29 Pgt Photonics S.P.A. Method and device for hitless tunable optical filtering
WO2009154592A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical broadcast systems and methods
JP2011082749A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Fujitsu Ltd 波長モニタ装置

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