KR20120113726A - 고속 통신 - Google Patents

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KR20120113726A
KR20120113726A KR1020127014300A KR20127014300A KR20120113726A KR 20120113726 A KR20120113726 A KR 20120113726A KR 1020127014300 A KR1020127014300 A KR 1020127014300A KR 20127014300 A KR20127014300 A KR 20127014300A KR 20120113726 A KR20120113726 A KR 20120113726A
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가브리엘 워터
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퀀텀 일렉트로 아프투 시스템즈 에스디엔.비에이치디.
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Abstract

본 발명은 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신 링크(communication link)의 설정용으로서, 상기 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전기 드라이버 회로를 가지고, 상기 제 2 위치는 상기 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 전기 수신기 회로를 갖는 통신링크 설정방법에 적용된다. 본 발명의 방법은 다음과 같이: 경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 드라이버 회로와 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계; 제 1 및 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계; 경사진 충전발광 장치로부터 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계; 제 2 위치에, 광 화이버 및 수신기 회로와 연결하는 광 검출기(photodetector)를 제공하는 단계; 를 포함하고, 상기 입력 데이터를 표시하는 전기신호는 상기 수신기 회로로부터 출력된다.

Description

고속 통신{HIGH SPEED COMMUNICATION}
본 발명은 데이터 통신 링크에 관한 것이고, 또한, 소위 기존의 구리 통신 링크의 개선, 개선된 전기-광 통신 링크 및 기술, 개선된 전기-광 차동 신호 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 케이블 링크는 전력과 전기 신호의 전송 기능을 제공한다. 신호를 전송하기 위해 사용될 경우, 케이블 링크는 데이터 인터커넥트(interconnect)라고 불리운다. 케이블 링크 매개체가 전기 전도성 재료로 제조될 때, 일반적으로 구리 데이터 인터커넥트 또는 금속이 순전히 구리인 구리 링크 또는 알루미늄이나 알루미늄 합금과 같은 또 다른 컨덕터(conductor)로 불리운다. 여기에서는 이러한 종래의 것들이 사용될 것이다.
본질적으로, 구리 링크에서 사용된 구리 케이블은 신호들의 고주파 구성요소들이 저주파 구성요소들보다 높은 비율(dB/m)로 감쇠되는 손실 매개체이다. 제거되지는 않지만 보다 큰 게이지 와이어(gauge wires)를 사용하여 감쇠력을 감소시킬 수 있다. 그러므로, 데이터 비율(data rate)의 속도가 현재 사용된 채널(HDMI)당 3.4 Gbits/s 또는 4.8 Gbits/s(USB 3.0 용) 으로 증가함에 따라, 구리 케이블 와이어는 점점 부피가 커지고 비용이 높아지고, 전체 케이블 패키지는 5 미터보다 적은 전송 거리 동안 조차 바람직하지 않다. 와이어의 손실을 보상하기 위하여, 구리 전송기 칩은 구리 라인을 통해 신호를 구동하기 이전에 디지털 신호의 고주파 구성요소들을 증폭하는 프리-엠퍼시스 회로(pre-emphasis circuitry)에서 장착된다. 구리 수신기 측에 있어서, 케이블 이퀄라이저(cable equalizer)는 디지털 신호의 고주파 구성요소들을 재-증폭하기 위해(또는 저주파 구성요소들을 감쇠시키기 위해) 일반적으로 내장 장착된다. 완전한 구리 링크는 프리-엠퍼시스(pre-emphasis) 또는 이퀄라이저(equalizer) 중 어느 하나 또는 프리-엠퍼시스와 이퀄라이저 모두의 사용을 포함할 수도 있다.
도 1에서 도시되는 실례에 있어서, 전송기 칩셋은 블록(110)에 의해 표시되고, 수신기 칩셋은 블록(120)에 의해 표시되며, 구리 케이블(150)은 전송기 위치와 수신기 위치를 연결한다. 전송기에서, 입력 데이터가 구동 회로(112)에 의해 수신되고, 상기 구동 회로는 케이블(150)을 통해 전송된 신호를 생성하기 위하여 프리-엠퍼시스 회로(114)와 함께 작동된다. 수신기에서, 수신된 신호는 이퀄라이저(122)와 출력 데이터를 생성하는 제한 증폭기 및 드라이버(limiting amplifier and driver, 124)와 결합된다.
전술된 제한과 단점에 부가하여, 구리 링크는 상대적으로 고 전력을 소모하고, 고 비용의 EMI 차폐를 필요로 할 수 있고, 상당량의 재활용되지 않는 재료의 사용을 수반한다.
광 링크는 어떤 구리 링크의 단점들을 제거할 수 있지만, 높은 초기 비용과 높은 전력 소모를 수반한다. 구리 채널의 직접적인 대체를 하기 위한 화이버(fiber) 케이블의 사용은 E-O(전기를 광으로) 변환기와 O-E(광을 전기로) 변환기를 부가하고, 각각의 변환기는 구리 전송기 칩셋과 구리 수신기 칩셋으로부터 기존의 전력원과 컨트롤 회로(control circuitry)를 이용하여 전력이 공급되고 운용된다. 화이버(fiber)를 통해 기가비트 데이터 전송을 위한 E-O 기능은 전자 흡수 변조기(electro absorption modulator) 또는 광 스위치(photonic switche)와 같은 외부 변조 기술 또는 직접 변조된 레이저 다이오드 디바이스의 사용을 통하여 일반적으로 구현되어왔다. 그러나, 이러한 기술들은 부가적인 피드백 컨트롤 집적 회로(ICs)와 부가적인 드라이버(광 드라이버)를 필요로 하고, 이들은 상당한 전력을 소모하고 비용이 많이 부가된다. 구리 케이블 이퀄라이저 전송 기능이 고정되는 수신기 칩셋에 있어, OE 변환기로부터 출력되는 신호는 구리 케이블 이퀄라이저에 맞도록 재형성될 필요가 있을 수 있다(즉, 고주파 구성요소 신호들의 감쇠).
도 2는 구리 케이블이 통상적인 추가 필요 회로와 함께 화이버 케이블(250)에 의해 교체된 도 1 데이터 링크의 일례를 보여준다. 전송기 칩셋과 수신기 칩셋은 도 1의 구성요소와 동일한 참조 번호로 대응된다. 도 2에 있어서, 전기에서 광으로의 변환기는 참조 번호(232)로 표시되고, 광에서 전기로의 변환기는 참조 번호(262)로 표시된다. EO 변환기가 레이저 다이오드 또는 레이저 다이오드 및 변조기의 복합체를 포함할 때, 이는 참조 번호(235)로 표시된 부가 컨트롤 및 드라이버 회로를 요구한다. 부가하여, 구리 케이블의 손실에 대해 최적화되는 경우 수신기 칩셋의 내장식 이퀄라이저가 특별한 전송 기능을 가지기 때문에, 참조 번호(265)로 지칭되는 부가적 신호 재-형성 회로(예를 들어, 제한 증폭기 및/또는 트랜스 임피던스 증폭기(transimpedance amplifier)를 포함)가 내장식 이퀄라이저에 대한 OE 출력 특성을 맞추기 위해 필요할 수도 있다. 이러한 부가적 회로는 비용이 높고 상대적으로 높은 전력을 소모한다. 그러므로, 짧은 거리에 대해(가령, 30미터보다 작은 거리), 구리 매개체(copper media)를 통한 신호의 전송은 상대적으로 적은 수행 비용으로 인하여 일반적으로 여전히 선호된다.
광 케이블(optical cable)을 이용하여 구리 데이터 링크를 데이터 링크로 변환하는 것과 관련된 문제와 제한에 대한 해결안을 제공하는 것은 본 발명의 제 1 측면의 목적 중 하나이다.
구리 데이터 링크 또는 인터커넥터에 기초하여 대량의 고속 전송은 차동 신호 방법(differential signaling method)을 이용한다. 차동 신호법(differential signaling)에 있어서, 정확히 180°위상이 다르지만 크기에 있어 동일한 2개의 신호들이 신호의 무결성(integrity)을 유지하기 위하여 이용된다. 모든 데이터 프로세싱과 데이터 생성이 전기 장치이고 전기 신호를 생성하는 집적 회로에 기반을 두고 있으므로, 차동 신호법을 이용하는 구리를 사용하는 전송은 전기 시스템에서의 데이터 전송의 지배적인 방법이다. 기존의 차동 신호법이 도 3의 간단한 다이어그램에서 설명된다. 구리 드라이버(330)에서, 차동 신호는 V+ 데이터 신호와 V- 데이터 신호를 포함하고, 이들은 이러한 실례에서 접지 기준 전위를 운반하는 구리 전송 라인 또는 링크(350)에 걸쳐 결합된다.
상대적으로 길이가 긴 거리에 걸쳐 고속 데이터 인터커넥트를 설립하거나 또는 연장하려고 할 경우, 레이저, VCSEL 또는 발광 다이오드와 같은 다이오드 에미터를 이용하는 인터커넥트를 기초한 광 화이버(optical fiber)가 구리 인터커넥트의 전송 라인을 연장하기 위하여 사용될 수도 있다. 기술되는 바와 같이, 기존의 모든 데이터 시스템은 전기 프로세스로부터 또는 전기 프로세스로 비롯되고 종료되므로, 광 고속 데이터 인터커넥트(optical high speed data interconnect)는 구리 드라이버와 함께 시작되고 구리 수신기와 함께 결국 종료된다.
도 4에 있어서, 기존의 광 인터커넥트 링크 연장기의 도식이 설명된다. 구리 드라이버(430), 이퀄라이저(435), 광 드라이버(440), 다이오드 에미터(445), 광 화이버 도파관(fiber optical waveguide, 450), 다이오드 검출기(455), 트랜스 임피던스 증폭기(460), 제한 증폭기(470) 및 구리 수신기(480)가 다이어그램에서 도시된다. 도면은 다이오드 광 에미터가 단일 단부 형성 장치이므로 데이터 신호(V1+) 중 하나만이 이러한 실례에서 50 옴(ohm) 저항기(439)를 통해 또 다른 신호가 종료(소모)되는 동안 사용되는 것을 설명한다. 구리 드라이버(430)로부터 나오는 신호(V1+)가 이퀄라이저(435)를 지나고 광 드라이버(440)로 공급되는 조건 출력(V2+)이 생성된다. 광 드라이버는 입력 전압 신호를 동등한 전류 신호(I1+)로 변환한다. 이러한 단계는 VCSEL, 레이저 및 LED의 현재 기술 수준이 현재 구동 장치(current driven device)로 작동되므로 필요하다. 전류 신호(current signal)가 다이오드 에미터로 공급되고 광자 신호(photon signal)를 생성한다. 이후, 방출된 광자 신호는 광 도파관(450)(즉, 화이버)으로 결합될 수 있거나 또는 간단하게 자유 공간을 통하여 방출될 수 있다. 광 도파관의 출력 단부는 광자를 광전류(I2+)로 변환하는 다이오드 검출기(455)이다. 광전류는 광전류를 증폭된 전압 신호로 변환하고 또한 단일 종료 신호를 차동 신호(V3+ and V3-)로 변환하는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA, 460)로 결합한다. 차동 신호는 신호(V4+ and V4-)를 더 증폭하기 위하여 제한 증폭기(470)로 공급된다. 최종적으로, 증폭된 차동 신호가 구리 수신기로 결합되고, 데이터 전송을 완료한다.
또 다른 측면에서, 보다 효과적이고 적은 비용으로, 전술된 형태의 고속 전기-광 데이터 인터커넥트에 대한 개선점을 제공하는 것이 본 발명의 목적 중 하나이다.
본 발명의 실시 형태는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신 링크의 설정용으로서, 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전기 드라이버 회로를 가지고, 제 2 위치는 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 전기 수신기 회로를 갖는 통신링크 설정방법에 적용(application)한다. 개시되는 방법의 실시 형태는, 경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 드라이버 회로와 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계; 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계; 경사진 충전 발광 장치로부터 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계; 및 제 2 위치에 광 화이버와 수신기 회로와 연결하는 광검출기(photodetector)를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 입력 데이터를 표시하는 전기 신호는 수신기 회로로부터 출력된다.
본 발명의 또 다른 실시 형태는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신 링크의 설정용으로서, 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전송기 칩셋을 가지고, 제 2 위치는 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 수신기 칩셋을 갖는 통신링크 설정방법에 적용한다. 개시되는 방법은 다음과 같이, 경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 상기 전송기 칩셋과 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계; 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계; 경사진 충전 발광 장치로부터 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계; 및 제 2 위치에 광 화이버와 수신기와 연결된 광검출기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 입력 데이터를 표시하는 전기 신호는 수신기 칩셋으로부터 출력된다. 이러한 본 발명의 실시 형태에 있어서, 전송기 칩셋은 드라이버 회로를 포함하고, 전송기 칩셋과 연결되어 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계는 드라이버 회로를 갖는 경사진 충전 발광 장치를 직접 연결되는 단계를 포함한다. 이러한 본 발명의 형태에 있어서, 드라이버 회로는 오픈 컬렉터 트랜지스터를 포함하고, 드라이버 회로를 갖는 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계는 트랜지스터 컬렉터에 경사진 충전 발광 장치가 연결되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신 링크의 개선용(改善用)으로서, 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전기 드라이버 회로를 가지고, 제 2 위치는 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 전기 수신기 회로를 가지고, 링크는 전기 드라이버 회로와 전기 수신기 회로 사이를 연결하는 전기 전도성 케이블을 갖는 것에 적합한 통신링크 설정방법에 적용한다. 개시되는 방법은, 전기 전도성 케이블을 제거하는 단계; 경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용이 되도록 드라이버 회로와 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계; 제 1 및 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계; 경사진 충전발광 장치로부터 광 화이버로 빛을 연결하는 단계; 제 2 위치에, 광 화이버 및 수신기 회로와 연결하는 광 검출기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 입력 데이터를 표시하는 전기 신호는 수신기 회로로부터 출력된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따라, 입력 정보의 고속 통신을 위해 개시된 기술은, 입력 정보를 표시하는 위상이 반대인 한 쌍의 전기신호를 생성하는 단계; 공통 컬렉터 구성에서 3 단자의 경사진 충전발광장치를 제공하는 단계; 위상이 반대인 신호들의 양쪽 모두의 기능으로서 광 신호를 생성하기 위해, 경사진 충전발광장치의 베이스 컬렉터 입력에 위상이 반대인 신호들 중 하나를, 그리고, 경사진 충전발광장치의 에미터 컬렉터 입력에 위상이 반대인 신호들 중 다른 하나를 인가하는 단계; 광 신호(optical signal)를 수신위치로 전달하는 단계; 그리고, 수신위치에서 광 신호를 수신하는 단계; 광 신호를 입력정보를 표시하는 출력전기신호로 변환하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 이러한 실시 형태는 위상이 반대인 신호들을 경사진 충전발광장치에 인가하기 전에 위상이 반대인 한 쌍의 전기신호들의 각각에 제 1 및 제 2의 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시 형태에 있어서, 제 1 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링과는 다른 제 2 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함한다. 제 1 형태의 주파수 필터링은 저역 통과 필터링(low pass filtering)을 포함하고, 제 2 형태의 주파수 필터링은 고역 통과 필터링(high pass filtering)을 포함할 수 있으며 이에 따라 대역폭 향상이 구현될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징과 장점은 수반하는 도면과 함께 다음의 보다 상세한 설명으로부터 용이하게 자명화될 것이다.
도 1은 구리 케이블을 이용하는 종래 통신 링크를 도시하는 간략한 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 시스템의 구리 링크용으로 추가적으로 통상적인 필요 회로를 갖는 화이버 광 링크에 의해 종래 대체물의 블록 다이어그램이다.
도 3은 차동 신호법을 이용하여, 구리 전송 라인을 갖는 통신 시스템의 간략한 블록 다이어그램이다.
도 4는 차동 신호들을 이용하는 종래 화이버 광 통신 시스템의 실례인 블록 다이어그램이다.
도 5는 구리 통신 링크에 대한 대체로 이상화된 화이버링크인 간략한 블록 다이어그램이다.
도 6은 구리 통신 링크에 대한 종래 드라이버 및 수신기의 간략하고 도식적인 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따르는 화이버 광 통신 링크의 도식적인 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르는 화이버 광 통신 링크의 도시적인 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서 사용하기 위해 구현된 발광 트랜지스터와 이와 관련된 회로의 도식적인 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따라 차동 신호법을 이용하여 화이버 광 통신으로서 부분적으로 블록 형태인 간략한 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태를 적용하는 복식의 화이버 광 통신 링크로서 부분적으로 블록 형태인 간략한 다이어그램이다.
도 5는 화이버링크(550)에 의해 대체된 구리 케이블, 전기를 광으로의 변환기(electrical-to-optical converter, EO)(532) 및 광을 전기로의 변환기(optical-to-electrical converter, OE)(562)를 포함하고, 전송기 칩셋(110)(도 1 참조)과 도 1에서 설명된 구리 링크의 수신기 칩셋(120) 사이 연결을 위한 이상적인 화이버링크(fiber link)의 다이어그램이다. 그러나, 가령 도 2와 관련하여 기술되는 바와 같이, 실질적인 부가 회로가 현재 구리 케이블로부터 화이버링크로의 변환과 관련하여 필요하다.
본 발명의 과제는 몇몇의 부가 회로 또는 모든 부가 회로의 필요성을 제거하는 것이고, 또한 기존 구리 전송기 칩셋과 구리 수신기 칩셋(외부적으로 전력이 공급이 안됨)에 의해 전력이 공급되는 EO 변환기와 OE 변환기를 가지고, 비용적으로 현재 필요한 인터페이스 회로의 부가없이 기존 내장식 프리-엠퍼시스(built-in pre-emphasis)와 기존 칩셋의 구리 이퀄라이저에 직접 결합되도록 하는 것이다. 이상적으로, EO-화이버케이블-OE 링크는 구리 케이블의 전송 기능을 복제하고(구리 드라이버와 수신기 신호 컨디셔너를 비교하기 위해), 비교하여 보다 적은 전력을 소모하고, 비교하여 구리 해결책보다 적은 비용이 되어야만 한다.
본 발명의 실시 형태는 소위 "경사진 충전(tilted charge)" 발광 장치(light emitting device)를 채택한다. 최근 몇 년 동안 개발된 발광 트랜지스터, 트랜지스터 레이저 및 2 단자(terminal) 광 에미터 및 레이저는 역-바이어스된 컬렉터 또는 드레인 접합영역(junction)에서 충전 "컬렉션"과 경쟁 관계에 있는 베이스 전자-홀 재결합을 고정하는 "경사진" 베이스 충전 분포(장치 밴드 다이어그램에서 볼 수 있는 바와 같이)로 인하여 다소 "경사진 충전" 장치로 언급되며, 이에 따라 사실상 피코세컨드(picoseconds) 수준의 수명(effective lifetime)에서(하나 또는 그 이상의 퀀텀 사이즈 영역에 의해 도움받는)베이스의 "빠른(fast)" 재조합을 선택("필터링")하고 허용한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "경사진 충전 광 에미터" 또는 "경사진 충전 발광 장치" 란 용어 또는 유사한 용어는 기술된 "경사진" 베이스 충전 분포를 가지는 발광 트랜지스터, 트랜지스터 레이저 및 어떤 2 단자 광 에미터 및 레이저를 포함하도록 의도된다. 참조는 U.S. 특허 번호 7,091,082, 7,286,583, 7,354,780, 7,535,034 및 7,693,195; U.S. 특허 출원 공개 번호 US2005/0040432, US2005/0054172, US2008/0240173, US2009/0134939, US2010/0034228, US2010/0202483, 및 US2010/0202484; 및 PCT 국제 특허 공개 번호 WO/2005/020287 및 WO/2006/093883로 참조될 수 있다. 또한, 참조는 다음과 같은 공개 즉, Light-Emitting Transistor: Light Emission From InGaP/GaAs Heterojunction Bipolar Transistors, M. Feng, N. Holonyak, Jr., 및 W. Hafez, Appl. Phys. Lett. 84, 151(2004); Quantum-Well-Base Heterojunction Bipolar Light-Emitting Transistor, M. Feng, N. Holonyak, Jr., and R. Chan, Appl. Phys. Lett. 84, 1952(2004); Type-ll GaAsSb/lnP Heterojunction Bipolar Light-Emitting Transistor, M. Feng, N. Holonyak, Jr., Β. Chu-Kung, G. Walter, and R. Chan, Appl. Phys. Lett. 84, 4792(2004); Laser Operation Of A Heterojunction Bipolar Light-Emitting Transistor, G. Walter, N. Holonyak, Jr., M. Feng, and R. Chan, Appl. Phys. Lett. 85, 4768(2004); Microwave Operation And Modulation Of A Transistor Laser, R. Chan, M. Feng, N. Holonyak, Jr., and G. Walter, Appl. Phys. Lett. 86, 131114(2005); Room Temperature Continuous Wave Operation Of A Heterojunction Bipolar Transistor Laser, M. Feng, N. Holonyak, Jr., G. Walter, and R. Chan, Appl. Phys. Lett. 87, 131103(2005); Visible Spectrum Light-Emitting Transistors, F. Dixon, R. Chan, G. Walter, N. Holonyak, Jr., M. Feng, X. B. Zhang, J. H. Ryou, and R. D. Dupuis, Appl. Phys. Lett. 88, 012108(2006); The Transistor Laser, N. Holonyak and M Feng, Spectrum, IEEE Volume 43, Issue 2, Feb. 2006; Signal Mixing In A Multiple Input Transistor Laser Near Threshold, M. Feng, N. Holonyak, Jr., R. Chan, A. James, and G. Walter, Appl. Phys. Lett. 88, 063509(2006); 및 Collector Current Map Of Gain And Stimulated Recombination On The Base Quantum Well Transitions Of A Transistor Laser, R. Chan, N. Holonyak, Jr., A. James, and G. Walter, Appl. Phys. Lett. 88, 14508(2006); Collector Breakdown In The Heterojunction Bipolar Transistor Laser, G. Walter, A. James, N. Holonyak, Jr., M. Feng, 및 R. Chan, Appl. Phys. Lett. 88, 232105(2006); High-Speed(/spl ges/1 GHz) Electrical And Optical Adding, Mixing, And Processing Of Square-Wave Signals With A Transistor Laser, M. Feng, N. Holonyak, Jr., R. Chan, A. James, 및 G. Walter, Photonics Technology Letters, IEEE Volume: 18 Issue: 11(2006); Graded-Base InGaN/GaN Heterojunction Bipolar Light-Emitting Transistors, B. F. Chu-Kung et al., Appl. Phys. Lett. 89, 082108(2006); Carrier Lifetime And Modulation Bandwidth Of A Quantum Well AIGaAs/lnGaP/GaAs/lnGaAs Transistor Laser, M. Feng, N. Holonyak, Jr., A. James, K. Cimino, G. Walter, 및 R. Chan, Appl. Phys. Lett. 89, 113504(2006); Chirp In A Transistor Laser, Franz-Keldysh Reduction of The Linewidth Enhancement, G. Walter, A. James, N. Holonyak, Jr., 및 M. Feng, Appl. Phys. Lett. 90, 091109(2007); Photon-Assisted Breakdown, Negative Resistance, And Switching In A Quantum-Well Transistor Laser, A. James, G. Walter, M. Feng, and N. Holonyak, Jr., Appl. Phys. Lett. 90, 152109(2007); Franz-Keldysh Photon-Assisted Voltage-Operated Switching of a Transistor Laser, A. James, N. Holonyak, M. Feng, and G. Walter, Photonics Technology Letters, IEEE Volume: 19 Issue: 9(2007); Experimental Determination Of The Effective Minority Carrier Lifetime In The Operation Of A Quantum-Well n-p-n Heterojunction Bipolar Light-Emitting Transistor Of Varying Base Quantum-Well Design And Doping, H.W. Then, M. Feng, N. Holonyak, Jr., 및 C. H. Wu, Appl. Phys. Lett. 91, 033505(2007); Charge Control Analysis Of Transistor Laser Operation, M. Feng, N. Holonyak, Jr., H. W. Then, 및 G. Walter, Appl. Phys. Lett. 91, 053501(2007); Optical Bandwidth Enhancement By Operation And Modulation Of The First Excited State Of A Transistor Laser, H. W. Then, M. Feng, and N. Holonyak, Jr., Appl. Phys. Lett. 91, 183505(2007); Modulation Of High Current Gain(β>49) Light-Emitting InGaN/GaN Heterojunction Bipolar Transistors, B. F. Chu-Kung, C. H. Wu, G. Walter, M. Feng, N. Holonyak, Jr., T. Chung, J.-H. Ryou, and R. D. Dupuis, Appl. Phys. Lett. 91, 232114(2007); Collector Characteristics And The Differential Optical Gain Of A Quantum-Well Transistor Laser, H. W. Then, G. Walter, M. Feng, and N. Holonyak, Jr., Appl. Phys. Lett. 91, 243508(2007); Transistor Laser With Emission Wavelength at 1544 nm, F. Dixon, M. Feng, N. Holonyak, Jr., Yong Huang, X. B. Zhang, J. H. Ryou, and R. D. Dupuis, Appl. Phys. Lett. 93, 021111(2008); Optical Bandwidth Enhancement Of Heterojunction Bipolar Transistor Laser Operation With An Auxiliary Base Signal, H.W. Then, G. Walter, M. Feng, and N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett. 93, 163504(2008); Bandwidth Extension By Trade-Off Of Electrical And Otical Gain In A Transistor Laser: Three-Terminal Control, H. W. Then, M. Feng, 및 N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett. 94, 013509(2009); Tunnel Junction Transistor Laser, M. Feng, N. Holonyak, Jr., H. W. Then, C. H. Wu, 및 G. Walter Appl. Phys. Lett. 94, 041118(2009); Electrical-Optical Signal Mixing And Multiplication(2→22 GHz) With A Tunnel Junction Transistor Laser, H. W. Then, C. H. Wu, G. Walter, M. Feng, and N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett.94, 101114(2009); Scaling Of Light Emitting Transistor For Multigigahertz Optical Bandwidth, C. H. Wu, G. Walter, H. W. Then, M. Feng, 및 N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett. 94, 171101(2009). Device Performance Of Light Emitting Transistors With C-Doped And Zn-Doped Base Layers, Huang, Y., Ryou, J.-H., Dupuis, R.D., Dixon, F., Holonyak, N., Feng, M., Indium Phosphide & Related Materials, 2009; IPRM 9. IEEE International Conference, 10-14 May 2009, Pages 387 - 390; Tilted-Charge High Speed(7 GHz) Light Emitting Diode, G. Walter, C. H. Wu, H. W. Then, M. Feng, 및 N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett. 94, 231 125(2009); 4.3 GHz Optical Bandwidth Light Emitting Transistor, G. Walter, C. H. Wu, H. W. Then, M. Feng, 및 N. Holonyak, Jr. Appl. Phys. Lett. 94, 241101(2009); 및 Resonance-Free Frequency Response Of A Semiconductor Laser, M. Feng, H. W. Then, N. Holonyak, Jr., G. Walter, 및 A. James Appl. Phys. Lett. 95, 033509(2009)가 참조될 수 있다.
도 7 및 도 8에서 기술되는 바와 같이, 본 발명의 실시 형태의 다음의 실례에 있어서, 상업적인 HDMI 1.3a 구리 링크(15)가 시작점으로서 사용된다. 오픈 컬렉터 드라이버는 구리 링크를 가로지르는 신호를 구동하는 가장 일반적인 방법들 중 하나이다. 이는 HDMI, DVI 및 PCIe 과 같은 기존 구리 인터커넥트 표준(interconnect standards)에서 폭넓게 사용된다. 또한, 이는 칩에서 칩으로의 인터커넥트에서 가장 일반적인 구동 방법이다. 도 6에 있어서, 종래 기술인 단일 종결 커넥션(single ended connection)은 신호가 드라이버 단부로부터 수신기 단부까지 전형적으로 전송되는 방법을 설명하기 위하여 도시된다. 도 6에 있어서, 드라이버는 트랜지스터(615)와 이의 에미터 회로 내 전류원을 포함한다. 디지털 신호("1" 또는 "0")가 트랜지스터 베이스에 적용되고, 트랜지스터 컬렉터는 구리 케이블과 결합된다. 수신기에서, 신호가 R에 의해 지칭된 전기저항 컴포넌트(resistive component)를 이용하여 "0"(= Vcc) 또는 "1"(= Vcc- IR)을 나타내는 전압으로 변환된다. 한 쌍으로 이루어진 단일 종결 커넥션이 전형적인 구리 채널에 대하여 서로 다른 쌍(differential pair)(하기에서 더 기술됨)을 구성하기 위하여 사용된다. HDMI 표준에 대하여, 일반적으로 Vcc 는 3.3 볼트이다. HDMI 는 4개의 고속 구리 채널을 포함한다.
도 7은 경사진 충전 발광 트랜지스터와, 광 트랜지스터(phototransistor)와 같은 광 수신기(photoreceiver)가 HDMI 1.3a 표준으로 사용되면서 오픈 컬렉터 구리 드라이버에 기초된 구리 채널을 직접 대체하기 위해 사용될 수 있는 방법을 설명한다. 도 7에 있어서, 드라이버와 수신기는 도 6의 구리 채널에 대해 표시되는 바와 동일하다. 이러한 실례인 트랜지스터(615)는 NPN 트랜지스터이다. 경사진 충전 발광 장치(640)는 전기-광 변환기로서 유리하게 채택된다. 설명된 실시 형태에 있어서, 경사진 충전 발광 장치(640)는 PNP 발광 트랜지스터이고, 이는 예를 들어, G. Walter 등의 미국 특허 번호 7,535,034호 에서 공개된 형태가 될 수도 있다. 드라이버 입력은 발광 트랜지스터(640)의 베이스 단자와 결합된다. 이의 에미터는 전압(Vs)으로 바이어스되고, 방출된 빛은 구리 케이블을 대체하는 광 화이버링크(650)로 결합된다. 경사진 충전 장치를 전력 공급하기 위해 필요한 전압(Vs)은 HDMI 전송기 칩셋에 의해 제공된 +5 V 전력 공급원에 직접 연결될 수 있다. 이러한 실시 형태에 있어서, 수신기 단부에서, PNP 광 트랜지스터(660)는 광 신호를 전기 신호로 변환하기 위해 작동한다. 광 트랜지스터는 구리 링크에 전력이 공급된 동일한 Vcc 에 의해 직접 전력이 공급된다. 이러한 실례에 있어서, 광 링크는 구리 채널을 형성하는 2개의 유용 가능한 구리 커넥션 중 하나 만을 이용한다. 나머지 다른 구리 커넥션은 연결이 되지 않고 남을 수도 있고 또는 경사진 충전 발광 트랜지스터를 전력 공급하기 위해 사용될 수도 있다.
도 8의 실시 형태에 있어서, 전기-광 변환을 위해 사용된 경사진 충전 발광 장치는 경사진 충전 발광 다이오드이고, 이는 예를 들어 G. Walter 등에 의한 미국 특허 출원 공개번호 제 US2010/0202483호에 공개된 형태가 될 수도 있다. 앞서와 같이, 경사진 충전 장치, 광 화이버 및, 광 트랜지스터와 같은 광 수신기(photoreceiver)는 HDMI 1.3a 표준에서 사용되는 바와 같이 오픈 컬렉터 구리 드라이버에 기초된 구리 채널을 직접 대체하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 앞서와 같이, 경사진 충전 장치에 전력을 공급하기 위해 필요한 전압(Vs)은 HDMI 전송기 칩셋에 의해 공급된 +5 V 전력 공급원에 직접 연결될 수 있다.
기술된 고속 광 데이터 링크는 심플렉스(단방향) 및 듀플렉스(양방향) 데이터 링크 모두에 대해 사용될 수 있다. 단방향 데이터 링크 어플리케이션 표준의 실례는 HDMI, DVI 및 디스플레이 포트(Displayport)이다. 양방향 데이터 링크 어플리케이션 표준의 실례는 인피니밴드(Infiniband), 화이버채널, 기가비트 이더넷, USB, XAUI, PCI-e, SAS, SATA이다. 양방향 통신에 대해서, 각각의 단부에서 한 쌍 또는 복수의 쌍으로 이루어진 전송기 및 수신기가 존재할 것이다.
본 발명의 부가적인 측면은 전기에서 광으로의 전압 미분기(voltage differentiator)를 이용하는 특유의 전기-광 통신기술을 포함한다. 도 9는 NPN 발광 트랜지스터의 형태인 경사진 충전 발광 장치의 다이어그램이다(상기 언급된 특허 및 공개 문서 참조). 다이어그램에서 도시되는 바와 같이, 장치는 베이스-컬렉터 입력 포트에 인가된 RF 공급원(V1)과, 에미터-컬렉터 입력 포트에 인가된 RF 공급원(V2)을 가지는, 공통 컬렉터 구성이다. RF 신호(V1)는 커패시터(C1)를 통해 인가되고, RF 신호(V2)는 커패시터(C2)를 통해 인가된다. 베이스는 인덕터(L1)를 통하여 전압(VB)가 바이어스되고 에미터는 인덕터(L2)를 통하여 전압(VE)가 바이어스된다.
공통 컬렉터 경사진 충전 장치의 전기 포트들(BC 포트 및 EC 포트) 모두는 각각의 RF 신호들이 제공될 때, 출력 광 신호(Phv) 는 2개의 입력 신호 전압의 차이에 비례한다. 도시되는 바와 같이 바이어스될 때, 공통 컬렉터 경사진 충전 장치는 전기에서 광으로의 전압 미분기(voltage differentiator)로서 작동한다. 전압(V2)이 전압(V1)와 180°위상이 다른 특징이 있을 경우, Phv ∝ |V1| + |V2|의 결과가 된다. 도 9의 구성에 있어서, NPN 경사진 충전 장치가 바이어스되고, 이때 VB - VE(VBE)는 접합부분(junction)의 턴 온 전압보다 크고, VB - VC (VBC)는 VBC 접합부분의 턴 온 전압보다 작다.
도 10과 관련하여 기술되는 바와 같이, 도 9에서 도시되는 바와 같이 구성된 공통 컬렉터 경사진 충전 장치는 광 바이어스된 인터커넥트의 전송 측을 간소화하고 향상시킨다. 도 10의 실시 형태에 있어서, 구리 드라이버(1030)는 도 4의 구리 드라이버(430)와 유사하다. 이러한 경우에, 차동 신호 V1 + 및 V1- 모두는 이퀄라이저(1035)를 이용하여 동등하게 된다(차동 신호들 중 어느 하나가 버려지는 도 4의 종래 기술과 다름). 동등화된 신호 V2- 및 V2+ 는 광 출력 신호를 얻기 위하여 발광 트랜지스터(910)의 베이스와 에미터에 각각 결합된다(즉, 도 9의 기술에서 구성되어 바이어스되는 바와 같은 장치의 입력 전압(V1 및 V2)과 같음). 이러한 단계 이후, 시스템은 도 4의 종래 기술의 시스템과 유사하고; 즉, 다이오드 검출기(455), 트랜스임피던스 증폭기(460), 제한 증폭기(470) 및 구리 수신기(480)를 포함한다. 도 10의 실시 형태에 있어 중요한 장점이 존재한다. 우선, 이는 도 4의 종래 기술의 발광 다이오드(445)에 대해 유용한 것보다 경사진 충전 장치에서 스윙(swing)하는 2 배 큰 전압으로 상승시키도록 허용한다. 이는 입력 신호(V1+)가 고정되고 단일로 종결된 장치의 작동이 바람직한 전압 스윙을 제공하지 않을 때 장점이 있으며, 트랜지스터 레이저와 같은 낮은 임피던스 장치를 구동할 때 특히 유용하다(3 단자(terminal)의 경사진 충전 장치는 트랜지스터 레이저가 대안으로 될 수 있다). 둘째로, 독립된 특성을 갖는 2개의 분리된 이퀄라이저가 V1 + 및 V1- 로 선택적으로 인가될 수 있고, 경사진 충전 장치로 주문에 따른 전압 차이의 결과가 될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 채널에 대해, 이퀄라이저는 저역 통과 필터(low pass filter)로서 특징이 될 수도 있고, 제 2 이퀄라이저는 고역 통과 필터(high pass filter)로서 특징이 될 수도 있다(문맥에서 사용되는 바와 같이, 필터링은 감쇠(attenuation) 및/또는 선택된 주파수 밴드의 증폭을 의미할 수 있다). 결과되는 광 출력은 보다 높은 대역폭(bandwidth)을 나타낼 것이다. 또한, 20 dB/decade 기울기를 갖는 임시 장치 경사진 충전 장치는 광 대역폭과 RF 광 출력 효율이 균형을 이루는 효율-대역폭 균형(efficiency bandwidth tradeoff)을 구현하기 위하여 고역 통과 이퀄라이저(high pass equalizer)에 결합될 때 유리할 수 있다.
도 11은 2개의 반이중방식 링크(half-duplex link)로 구성되는 USB 3.0의 소위 슈퍼스피드 요소가 장치와 호스트의 커넥터들 사이에서 결합되는 일반적인 구리 케이블 요소를 대체하기 위하여 이들의 기술을 이용하여 수정될 수 있는 방법을 보여준다. 호스트(110)는 전송기 증폭기(1102)와 수신기 증폭기(1104)를 포함하고, 상기 장치는 전송기 증폭기(1182)와 수신기 증폭기(1184)를 포함한다. 각각의 전송기 출력은 커넥터(1125 및 1165)와 용량적으로 결합되고(블록 1115 및 1175), 또한 이들은 각각의 수신기 증폭기에 대해 수신된 신호를 결합한다. 그러나, 일반적인 구리 케이블 요소 대신에, 본 명세서에서 기술되는 형태인, 경사진 충전 장치들을 이용하는 관련된 전송기와 함께 2개의 화이버 광 액티브 케이블 서브시스템(fiber optical active cable subsystem)이 유리하게 채택된다. 상기에서 기술되었던 바와 같이, 작동의 효율과 오랜 기간 비용 절약에 있어 결과되는 개선 사항은 이 출원과 그 외 출원에 대해 명확하게 될 것이다.
본 발명은 특히 선호된 실시 형태를 참조하여 기술되었으며, 본 발명의 범위와 정신에 벗어남이 없는 변형물이 당업자에게 자명화될 것이다. 예를 들어, 설명된 실시 형태가 경사진 충전 발광 다이오드와 발광 트랜지스터의 채택을 주로 기술되는 반면, 이러한 장치(경사진 충전 레이저 다이오드 및 트랜지스터 레이저)의 레이저 버전은 적절한 경우 대안으로 적용될 수 있다.

Claims (39)

  1. 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신링크의 설정용으로서, 상기 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전기 드라이버 회로를 가지며, 상기 제 2 위치는 상기 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 전기 수신기 회로를 갖는 통신링크 설정방법은,
    경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 드라이버 회로와 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계;
    상기 경사진 충전발광 장치로부터 상기 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계;
    상기 제 2 위치에, 상기 광 화이버 및 상기 수신기 회로와 연결하는 광 검출기(photodetector)를 제공하는 단계; 를 포함하고,
    상기 입력 데이터를 표시하는 전기신호는 상기 수신기 회로로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전발광 다이오드를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전 다이오드 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전발광 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전 트랜지스터 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출기를 제공하는 단계는 광 다이오드를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출기(photodetector)를 제공하는 단계는 광 다이오드(photodiode) 및 증폭기를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출기를 제공하는 단계는 광 트랜지스터(phototransistor)를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 화이버를 제공하는 단계는 광 화이버 케이블을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 드라이버 회로는 전도성 구리 케이블 링크용으로 설계된 회로이며, 상기 전기 드라이버 회로로부터 상기 경사진 충전 발광 장치에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전기 드라이버 회로로부터 상기 경사진 충전 발광 장치에 전력을 공급하는 단계는, 상기 전기 드라이버 회로의 일부인 칩셋(chipset)으로부터 전원을 갖는 상기 경사진 충전 발광 장치에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 위치와 제 1 위치 사이에 통신링크의 설정용으로서, 상기 제 2 위치는 전송되는 추가 입력 데이터를 수신하는 추가 전기 드라이버 회로를 가지며, 상기 제 1 위치는 상기 추가 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 추가 전기 수신기 회로를 가지며, 상기 통신링크 설정방법은,
    추가 경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 추가 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 상기 추가 드라이버 회로와 연결되고 제 2 위치에서 추가 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계;
    상기 제 2 및 제 1 위치 사이에 추가 광 화이버를 제공하는 단계;
    상기 추가 경사진 충전발광 장치로부터 상기 추가 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계;
    상기 제 2 위치에서, 상기 추가 광 화이버 및 상기 추가 수신기 회로와 연결하는 광 검출기를 제공하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 추가 입력 데이터를 표시하는 추가 전기신호는 상기 추가 수신기 회로로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  13. 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신링크의 설정용으로서, 상기 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전송기 칩셋(chipset)을 가지며, 상기 제 2 위치는 상기 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 수신기 칩셋을 갖는 통신링크 설정방법은,
    경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용(function)이 되도록 상기 전송기 칩셋과 연결되고 상기 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계;
    제 1 및 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계;
    상기 경사진 충전발광 장치로부터 상기 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계;
    상기 제 2 위치에, 상기 광 화이버 및 상기 수신기와 연결하는 광 검출기를 제공하는 단계; 를 포함하고,
    상기 입력 데이터를 표시하는 전기신호는 상기 수신기 칩셋으로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전송기 칩셋은 드라이버 회로를 포함하며, 상기 전송기 칩셋과 연결되어 상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 상기 드라이버 회로를 갖는 상기 경사진 충전발광 장치에 직접 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 드라이버 회로는 오픈 컬렉터 트랜지스터를 포함하며, 상기 드라이버 회로를 갖는 상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 상기 트랜지스터 컬렉터에 상기 경사진 충전발광 장치가 연결되는 단계가 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전발광 다이오드를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전 다이오드 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전발광 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 경사진 충전발광 장치를 제공하는 단계는, 경사진 충전 트랜지스터 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  20. 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 통신링크의 개선용(改善用)으로서, 상기 제 1 위치는 전송되는 입력 데이터를 수신하는 전기 드라이버 회로를 가지며, 상기 제 2 위치는 상기 입력 데이터를 표시하는 출력 데이터를 생성하기 위한 전기 수신기 회로를 갖고, 상기 링크는 상기 전기 드라이버 회로 와 상기 전기 수신기 회로 사이를 연결하는 전기 전도성 케이블을 갖는 것에 적합한 통신링크 설정방법은,
    상기 전기 전도성 케이블을 제거하는 단계;
    경사진 충전 발광 장치에 의해 생성된 빛이 입력 데이터의 작용이 되도록 상기 드라이버 회로와 연결되고 제 1 위치에서 경사진 충전 발광 장치를 제공하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 위치 사이에 광 화이버를 제공하는 단계;
    상기 경사진 충전발광 장치로부터 상기 광 화이버로의 빛을 연결하는 단계;
    상기 제 2 위치에, 상기 광 화이버 및 상기 수신기 회로와 연결하는 광 검출기를 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 입력 데이터를 표시하는 전기신호는 상기 수신기 회로로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 전기 드라이버 회로로부터 상기 경사진 발광장치에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 전기 드라이버 회로로부터 상기 경사진 발광장치에 전력을 공급하는 단계는, 상기 전기 드라이버 회로의 일부인 칩셋으로부터 전원을 갖은 상기 경사진 발광장치에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 케이블은 트위스트 페어 케이블을 포함하고, 상기 케이블을 제거하는 단계는 상기 트위스트 페어 케이블을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  24. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 케이블은 동축 케이블을 포함하고, 상기 케이블을 제거하는 단계는 상기 동축 케이블을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신링크 설정방법.
  25. 입력정보의 고속 통신을 위한 방법으로서,
    상기 입력 정보를 표시하는 위상이 반대인 한 쌍의 전기신호를 생성하는 단계;
    공통 컬렉터 구성에서 3 단자의 경사진 충전발광장치를 제공하는 단계;
    상기 위상이 반대인 신호들의 양쪽 모두의 기능으로서 광 신호를 생성하기 위해, 상기 경사진 충전발광장치의 베이스 컬렉터 입력에 상기 위상이 반대인 신호들 중 하나를, 그리고, 상기 경사진 충전발광장치의 에미터 컬렉터 입력에 상기 위상이 반대인 신호들 중 다른 하나를 인가하는 단계;
    상기 광 신호를 수신위치로 전달하는 단계; 그리고,
    상기 수신위치에서 상기 광 신호를 수신하는 단계; 상기 광 신호를 상기 입력정보를 표시하는 출력전기신호로 변환하는 단계;를 포함하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 위상이 반대인 신호들의 양쪽 모두의 기능인 상기 광 신호는, 위상이 반대인 신호들의 절대치의 합에 비례하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 3 단자의 경사진 충전발광장치를 제공하는 단계는, 발광 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 3 단자의 경사진 충전발광장치를 제공하는 단계는, 트랜지스터 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 광 신호를 수신위치로 전달하는 단계는, 광 화이버 도파관(fiber optical waveguide)을 통해서 상기 광 신호를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 위상이 반대인 신호들을 상기 경사진 충전발광장치에 인가하기 전에 상기 위상이 반대인 한 쌍의 전기신호들의 각각에 제 1 및 제 2의 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링과는 다른 제 2 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 형태의 주파수 필터링은 저역 통과 필터링을 포함하고, 상기 제 2 형태의 주파수 필터링은 고역 통과 필터링을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 정보의 고속 통신을 위한 방법.
  33. 입력정보를 표시하는 입력 전기신호는 수신위치로 전송되는 광 신호로 변환되며 그리고 상기 입력정보를 표시하는 출력 전기신호로 변환되는 고속통신 시스템의 용도로서, 상기 입력 전기신호를 상기 광 신호로 변환하는 방법은,
    공통 컬렉터 구성에서 3 단자의 경사진 충전 발광장치를 제공하는 단계; 그리고
    상기 위상이 반대인 신호들의 양쪽 모두의 기능으로서 광 신호를 생산하기 위해, 상기 경사진 충전발광장치의 베이스 컬렉터 입력에 상기 위상이 반대인 입력들 중 하나를, 그리고, 상기 경사진 충전발광장치의 에미터 컬렉터 입력에 상기 위상이 반대인 신호들 중 다른 하나를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 위상이 반대인 신호들의 양쪽 모두의 기능인 상기 광 신호는, 위상이 반대인 신호들의 절대치의 합에 비례하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 3 단자의 경사진 충전 발광장치를 제공하는 단계는, 발광 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 3 단자의 경사진 충전 발광장치를 제공하는 단계는, 트랜지스터 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 위상이 반대인 신호들을 상기 경사진 충전발광장치에 인가하기 전에 상기 위상이 반대인 한 쌍의 전기신호의 각각에 제 1 및 제 2의 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 이퀄라이저 기능을 적용하는 단계는, 제 1 형태의 주파수 필터링과는 다른 제 2 형태의 주파수 필터링을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 형태의 주파수 필터링은 저역 통과 필터링을 포함하고, 상기 제 2 형태의 주파수 필터링은 고역 통과 필터링을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 전기신호를 광 신호로 변환하는 방법.
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