KR20160123646A - 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치 및 동작속도 자율 설정 방법 - Google Patents

동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치 및 동작속도 자율 설정 방법 Download PDF

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강세경
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이종현
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한국전자통신연구원
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본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치는 전기 신호가 설정된 동작 속도에 의해 고정되지 않은 경우, 고정 손실(Loss of Lock, LOL) 신호를 생성하는 광송신부, 설정된 동작 속도에 따라 수신된 광신호를 전기 신호로 변환하여 재생하는 광수신부 및 생성된 고정 손실 신호에 기초하여 광 트랜시버 장치의 동작 속도를 설정하는 동작 제어부를 포함한다.

Description

동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치 및 동작속도 자율 설정 방법{OPTICAL TRANSCEIVER APPARATUS AND METHOD FOR AUTONOMY SETTING IN OPERATION SPEED}
본 발명은 광통신에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는 광통신에서 사용되는 광송수신 모듈에 관한 기술이다.
광통신, 스마트폰, 클라우드 서비스 및 비디오 스트리밍 서비스의 보급으로 인하여 인터넷 데이터가 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 인터넷 데이터를 전달하기 위한 라우터, 광전송 시스템 등의 관련 장비가 점차 고속화 및 대용량화 되고 있다. 인터넷 데이터는 단거리 전송을 위한 이더넷(Ethernet) 프레임과 장거리 전송을 위한 OTN(Optical Transport Network) 프레임을 사용한다. 광신호를 송수신하는 광 트랜시버(Optical Transceiver)는 이더넷 신호 및 OTN 신호를 함께 수용할 수 있도록 개발되고 있다. 하지만, 이더넷 신호 및 OTN 신호는 서로 다른 속도를 가지기 때문에, 광 트랜시버는 신호 종류에 따라 외부로부터 운용속도에 대한 정보를 수신하여 광 트랜시버의 동작속도를 설정하는 문제 즉, 동작속도를 외부에서 수동으로 설정하는 문제가 존재한다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0008560호는 광 네트워크를 구성하는 광 회선 단말에 대해 개시되어 있다. 상기 특허는 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 네트워크 유닛을 제어하는 기술을 포함하고 있으나, 운용속도 설정과 관련된 문제를 해결하고 있지 못하다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0008560호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여러 가지 동작속도를 지원하는 광 트랜시버에서 종래의 광 트랜시버가 동작속도를 외부에서 수동으로 설정하는 것과 달리, 광 트랜시버 내부에서 동작속도를 설정할 수 있는 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치는 전기 신호가 설정된 동작 속도에 의해 고정되지 않은 경우 고정 손실(Loss of Lock, LOL) 신호를 생성하는 광송신부, 수신된 광신호를 설정된 동작 속도에 따라 전기 신호로 변환하여 재생하는 광수신부 및 생성된 고정 손실 신호에 기초하여 광 트랜시버 장치의 동작 속도를 설정하는 동작 제어부를 포함한다.
동작 제어부는 광송신부로부터 고정 손실 신호가 수신되면, 광송신부의 동작 속도를 광송신부의 가용한 다른 동작 속도로 변경하고 광송신부에서 고정 손실 신호가 생성되는지 여부를 감시한다. 그리고, 동작 제어부는 광송신부로부터 고정 손실 신호가 수신되지 않으면, 광수신부의 동작 속도를 광송신부의 동작 속도와 동일하게 설정한다. 또한, 동작 제어부는 전기 신호의 수신 여부에 따라 광송신부에서 생성되는 신호 손실(Loss of Signal, LOS) 신호에 기초하여 동작속도 자율 설정을 진행할지 또는 종료할지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 다른 일례는 설정된 클럭 및 설정된 동작 속도에 기초하여 전기 신호를 직렬화하고 광신호로 변환 및 다중화하여 전달하는 광송신부, 수신된 광신호를 역다중화하고, 설정된 동작 속도에 기초하여 역직렬화하여 전기 신호로 변환하는 광수신부, 외부로부터 수신된 기준 클럭에 기초하여 광송신부의 클럭을 설정하고, 전기 신호의 고정 여부에 따라 고정 손실(Loss of Lock, LOL) 신호를 생성하는 지터 필터부 및 지터 필터부의 고정 손실 신호에 기초하여 지터 필터의 클럭 속도와 광송신부 및 광수신부의 동작 속도를 설정하는 동작 제어부를 포함한다.
동작 제어부는 지터 필터부로부터 고정 손실 신호가 수신되면, 지터 필터부의 클럭 속도를 변경하고, 지터 필터부의 고정 손실 상태를 감시한다. 그리고, 동작 제어부는 지터 필터부로부터 고정 손실 신호가 수신되지 않으면, 지터 필터부의 클럭 속도에 기초하여 광송신부 및 광수신부의 동작 속도를 설정한다.
본 발명에 따른 광 트랜시버의 동작속도 자율 설정 방법은 광송신부의 고정 손실 상태를 감시하고, 광송신부의 고정 손실 신호가 발생 여부에 기초하여 광 트랜시버 장치의 동작 속도를 설정한다. 광 트랜시버 장치의 동작 속도를 설정하는 단계는 광송신부로부터 고정 손실 신호가 수신되면, 광송신부의 동작 속도를 상기 광송신부의 가용한 다른 동작 속도로 변경한다. 그리고, 변경된 다른 동작 속도에서, 광송신부의 고정 손실 신호가 생성되는지 여부를 감시한다. 만약, 광송신부로부터 고정 손실 신호가 수신되지 않으면, 광수신부의 동작 속도를 광송신부의 동작 속도와 동일하게 설정한다. 본 발명에 따른 광 트랜시버의 동작속도 자율 설정 방법은 광송신부를 감시하여, 신호 손실(Loss of Signal, LOS) 신호의 발생 여부를 확인하고, 광송신부로부터 신호 손실 신호가 수신되면, 동작속도 자율 설정을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 직렬화부 및 역직렬화부를 구비한 광 트랜시버의 동작속도 자율 설정 방법은 먼저, 직렬화부에 클럭 속도를 전달하는 지터 필터부를 감시하고, 직렬화부의 전기 신호 고정 여부에 따라 지터 필터부에서 고정 손실(Loss of Lock, LOL) 신호를 생성한다. 그리고, 지터 필터부의 고정 손실 신호에 기초하여 지터 필터의 클럭 속도와 직렬화부 및 역직렬화부의 동작 속도를 설정한다. 만약, 지터 필터부로부터 고정 손실 신호가 수신되면, 지터 필터부의 클럭 속도를 변경하고, 지터 필터부의 고정 손실 상태를 감시하여, 동작 속도를 설정한다.
본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치 및 동작속도 자율 설정 방법은 광 트랜시버의 동작속도를 외부에서 수동으로 설정하는 것이 아니라 광 트랜시버가 자율적으로 상태를 감지하여 동작 속도를 설정한다. 이를 통해, 외부 입력에 의존하지 않고 능동적으로 필요에 따라 적절하게 동작 속도를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(200)의 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(300)의 다른 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(400)의 지터 필터부(440)의 신호를 이용한 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(500)의 LOL 신호만을 이용한 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법의 또 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)는 광송신부(110), 광수신부(120) 및 동작 제어부(130)를 포함한다. 광송신부(110)는 송신 CDR부(111), 송신처리부(112) 및 다중화부(113)를 포함하며, 광수신부(120)는 수신 CDR부(121), 수신처리부(122) 및 역다중화부(123)를 포함한다.
광송신부(110)의 송신 CDR부(111)는 클럭 및 데이터 복원(Clock and Data Recovery) 과정을 통해 송신하고자 하는 전기 신호를 재생한다. 그리고, 송신처리부(112)는 송신 CDR부에서 재생된 전기 신호를 레이저 다이오드 드라이버(Laser Diode Driver)를 통해 증폭하고, 레이저 다이오드를 통해 광신호로 변환한다. 전기 신호가 광신호로 변환되면, 다중화부(113)는 광 다중화기(Optical MUltipleXer)를 통해 변환된 광신호를 파장분활 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)하여 송신한다.
광수신부(120)로 파장분할 다중화(WDM) 광신호가 수신되면, 역다중화부(123)는 수신된 WDM 광신호를 광 역다중화(Optical DeMUltipleX)하여 파장 별로 분리한다. 역다중화부(123)에서 WDM 광신호를 역다중화하여 파장 별로 분리하면, 수신처리부(122)는 역다중화된 광신호를 광전 변환하고 증폭하여 수신 CDR부(121)로 전달한다. 그리고, 수신 CDR부(121)는 수신처리부(122)에서 광전 변환된 전기 신호를 재생하여 재생된 전기 신호를 출력한다.
송신 CDR부(111) 및 수신 CDR부(121)는 VCO(Voltage controlled Oscillation)와 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 사용하고 있으며, 이중 클럭을 발생하는 VCO는 동작 주파수 범위가 한정되어 있기 때문에, 속도 차이가 클 경우에는 여러 개의 VCO를 사용하게 된다. 종래의 CDR은 어느 VCO를 사용해야 하는지를 외부에서 설정해주어야 하며, 100G 광트랜시버 용도의 경우 25G 또는 28G로 등으로 동작 모드 또한 외부에서 설정해주어야 한다. 반면에, 본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)는 VCO 및 동작 모드에 대한 외부 제어 입력이 없이 자율적으로 설정이 가능하다.
그리고, 광송신부(110) 및 광수신부(120)에서 입출력 되는 전기 신호는 이더넷 종류에 따라 서로 다른 속도를 가질 수 있다. 2010년도에 제정된 100G 이더넷 표준에서 단일모드 광섬유를 통해 10km 및 40km까지 신호를 전송하기 위한 표준으로는 25Gb/s 속도를 갖는 LAN-WDM 파장의 광신호 4개(4*25Gb/s)를 다중화하여 보내는 방식(100GBASE-LR4, ER4)이 선정되었다. 이렇게 병렬로 처리하는 이유는 광 트랜시버를 구성하는 광소자와 전기 소자의 속도 한계 때문이며, 현재 상용화된 100G 이더넷 광신호 전송을 위한 광 트랜시버 모듈의 경우도 25Gb/s 신호 4개를 광 다중화하여 전송하는 구조를 가진다. 또한, 이더넷에 따라 28Gb/s 신호 4개를 광 다중화하여 전송할 수 있다. 이처럼, 본 발명에 따른 광 트랜시버 장치(100)는 다양한 속도의 이더넷 신호 및 OTN 신호를 함께 수용할 수 있다.
일반적인 광 트랜시버에서는 호스트 보드 또는 라인카드로부터 입력되는 고속 데이터 전기신호가 PCB와 커넥트를 거치면서 신호 파형의 왜곡이 발생하게 된다. 따라서, 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)는 전기 신호가 입력되는 위치에 CDR 기능을 가지는 송신 CDR부(111)를 내장한다. 송신 CDR부(111)는 입력되는 전기 신호의 유무를 판단해서 신호 손실(Loss Of Signal, 이하 LOS) 신호를 발생한다. 그리고, 송신 CDR부(111)는 전기 신호가 설정된 동작 속도에 정상적으로 고정(Locking)이 되었는지 여부를 알려주는 고정 손실(Loss Of Lock, 이하 LOL) 신호를 발생한다. 송신 CDR부(111)에서 발생된 LOS 신호 및 LOL 신호는 동작 제어부(130)로 전달된다. 광 트랜시버로 입력되는 고속 데이터 전기신호가 0 레벨에서 1 레벨로 1 레벨에서 0 레벨로 상태 변이(transition)가 없을 경우에는 LOS 신호와 LOL 신호가 동시에 발생되고, 상태 변이는 있으나 설정된 동작 속도에 맞지 않은 신호가 입력될 때는 LOL 신호가 발생된다.
동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)로부터 수신된 LOS 신호 및 LOL 신호에 기초하여 송신 CDR부(111)의 상태를 파악하고, 송신 CDR부(111)의 동작 속도를 제어한다. 동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)로부터 수신되는 LOS 신호를 감시하여 송신 CDR부(111)에 신호 손실이 발생했는지 여부를 확인할 수 있다. 송신 CDR부(111)로부터 신호 손실(LOS) 상태가 발생하여 LOS 신호가 수신된 경우에는 동작 제어부(130)는 동작 속도 자율 설정 과정을 진행하지 않는다.
송신 CDR부(111)로부터 LOS 신호가 수신되지 않으면 송신 CDR부(111)로 전기 신호(데이터 신호)가 입력되는 것이므로, 동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)의 고정 손실(LOL) 신호를 감시한다. 이 때, 송신 CDR부(111)로부터 LOL 신호가 수신되면, 동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)의 동작 속도를 다른 특정 속도(제2 동작 속도)로 설정한 후, 송신 CDR부(111)의 LOL 신호를 감시한다. 송신 CDR부(111)를 제2 동작 속도로 설정한 후, 송신 CDR부(111)에서 LOL 신호가 수신되지 않으면(LOL 상태가 해제되면), 동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)의 동작 속도가 정상적으로 설정된 것으로 판단하여 수신 CDR부(121)의 동작 속도를 동일한 동작 속도(제2 동작 속도)로 설정한다.
반면에, 송신 CDR부(111)의 동작 속도를 제1 동작 속도로 설정한 후에도 송신 CDR부(111)의 LOL 상태가 해제되지 않으면(LOL 신호가 수신되면), 동작 제어부(130)는 송신 CDR부(111)가 지원하는 또 다른 동작 속도(제3 동작 속도)로 송신 CDR부(111)의 동작 속도를 설정하고 상술한 과정을 반복 수행한다. 만약, 송신 CDR부(111)가 지원하는 모든 동작 속도를 설정한 후에도 송신 CDR부(111)의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 소정의 시간 간격을 두고 전체 과정을 반복하여 수행할 수 있다. 그리고, 설정된 횟수 반복 후에도 송신 CDR부(111)의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 동작 제어부(130)는 알람 신호를 발생하고, 초기화 과정으로 전환한다.
본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)는 종래의 광 트랜시버가 외부의 제어 신호에 따라 수동적으로 동작한 것과는 달리, 상술한 과정에 따라 CDR 기능을 가지고 있는 송신 CDR부(111)의 LOL 신호 및 LOL 신호에 기초하여 동작 속도를 자율적으로 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(200)의 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)의 구현 일례는 4개의 송신 선로(TXLANE 0 내지 TXLANE 3) 및 4개의 수신 선로(RXLANE 0 내지 RXLANE 3)를 가지며, 송신 CDR부(211) 및 수신 CDR부(221)의 가용 동작 속노는 제1 동작 속도가 25Gb/s, 제2 동작 속도가 28Gb/s 및 기타 동작 속도를 포함하는 것으로 가정한다.
호스트 보드 또는 라인카드로부터 입력되는 고속 데이터 전기 신호는 PCB와 커넥터를 거치면서 신호 파형에 왜곡이 생기기 때문에 대부분의 광 트랜시버는 전기 입력부에 CDR 기능을 내장하게 된다. 광송신부(110)의 송신 CDR부(211)의 입력 버퍼는 송신 선로로부터의 신호 유무를 판단해서 LOS 신호를 발생하고, 송신 CDR부(211)는 입력 신호에 고정(Locking)이 되었는지 여부를 알려주는 LOL 신호를 발생한다. 송신 CDR부(211)의 LOS 신호 및 LOL 신호는 송신 CDR부(211)의 하드웨어 핀을 통해서 동작 제어부(230)로 전달될 수 있으며, SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 I2C(Inter Integrated Circuit) 인터페이스 등의 통신 채널을 통해 동작 제어부(230)로 전달될 수 있다. 그리고, 본 발명의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)에 전원이 입력된 후 초기화 시에는 송신 CDR부(111)의 동작 속도 기본값(Default)을 사용한다. 도 2의 경우에는 제1 동작 속도인 25Gb/s 일 수 있다.
도 1에서 설명된 바와 같이, 동작 제어부(230)는 송신 CDR부(211)로부터 수신되는 LOS 신호를 감시하여, 송신 CDR부(211)에서 LOS 신호가 발생하지 않는 경우, 입력되는 전기 신호에 의한 LOL 신호를 감시한다. 송신 CDR부(211)에서 LOL 신호가 수신되면, 동작 제어부(230)는 송신 CDR부(211)의 동작 속도를 제1 동작 속도에서 제2 동작 속도로 설정한 후, 다시 LOS 신호를 감시한다. 그리고, 제2 동작 속도로 설정한 후, 동작 제어부(230)는 다시 송신 CDR부(211)의 LOL 신호를 감시한다. 만약 송신 CDR부(211)로부터 LOL 신호가 수신되지 않으면, 수신 CDR부(221)의 동작 속도를 동일한 제2 동작 속도로 설정한다. 그리고, 동작 제어부(230)는 송신 CDR부(211) 및 수신 CDR부(221)의 동작 속도가 정상적으로 설정되었음을 I2C 또는 MDIO(Management Data Input/Output) 등의 외부 통신 채널을 통해 호스트 보드나 라인카드로 알린다. 이는 광 트랜시버 장치(100)의 특정 레지스터를 사용할 수 있다.
반면에, 송신 CDR부(211)의 동작 속도를 제1 동작 속도로 설정한 후에도 송신 CDR부(211)의 LOL 신호가 수신되면(LOL 상태가 해제되지 않으면), 동작 제어부(230)는 송신 CDR부(211)를 또 다른 제3 동작 속도로 설정하고 상술한 과정을 반복 수행한다. 만약, 송신 CDR부(111)가 지원하는 모든 동작 속도를 설정한 후에도 송신 CDR부(211)의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 소정의 시간 간격을 두고 전체 과정을 반복하여 수행할 수 있다.
도 2의 실시예에서는 LOS를 통해 전자 신호 수신 여부를 판단하였으나, 송신 CDR부(111)를 구성하는 CDR 칩이 LOS 신호를 제공하지 않는 경우, 상기 과정에서 LOS 신호와 관련된 절차를 생략하고, LOL 신호만을 이용하여 동작속도 자율 설정 과정을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(300)의 다른 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(300)는 10Gb/s 급 전기 신호 10개를 25Gb/s 급 광신호 4개로 다중화하여 100Gb/s 이더넷 신호를 전송한다. 광신호의 선로(302)당 속도(25Gb/s)가 전기 신호의 선로(301)당 속도(10Gb/s 급)보다 빠를 경우에, 광 트랜시버 장치(300)는 직렬 변환기(Serializer, 310), 지터 필터부(340) 및 역직렬 변환기(Deserializer, 320)를 더 구비한다. 10Gb/s 급 전기 신호 10개를 25Gb/s 급 광신호 4개로 직렬화하는 직렬 변환기(310)는 10:4 비율을 가지며, 25Gb/s 급 광신호 4개를 10Gb/s 급 전기 신호 10개로 역직렬화 하는 역직렬 변환기(320)는 4:10 비율을 가진다. 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(300)는 10Gb/s 급 전기 신호 10개를 25Gb/s 급 광신호 4개로 직렬화하고, 직렬화된 4개의 광신호를 다중화하여 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber, SMF)를 통해 전송한다.
직렬 변환기(310)는 송신 CDR부(311) 및 PLL 회로(312)를 포함하며, 직렬 변환기(Serializer), 멀티플렉서(Multiplexer) 및 기어박스(Gearbox)라는 명칭으로도 사용될 수 있다. 직렬 변환기(310)는 입력 위상고정루프(Phase Lock Loop, PLL) 회로(312)를 사용하여 25G 클럭을 생성한다. 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(300)는 외부로부터 수신된 기준 클럭(Reference Clock)을 지터 필터부(340)의 지터(Jitter) 감쇄를 위한 PLL을 거쳐 직렬 변환기(310)로 제공한다.
지터 필터부(340)는 기준 클럭의 노이즈를 제거한다. 광 트랜시버 외부에서 입력된 기준 클럭을 사용하여 25G 클럭을 생성하기 때문에 지터 필터부(340)를 사용하여 기준 클럭의 노이즈를 최대한 제거해야 한다.
동작 제어부(330)는 직렬 변환기(310)의 송신 CDR부(311)로부터 수신되는 LOL 신호를 감시하여, LOL 신호가 수신되면, 송신 CDR부(311) 의 동작 속도를 제1 동작 속도에서 제2 동작 속도로 설정한다. 그리고, 제2 동작 속도로 설정한 후, 송신 CDR부(311)로부터 LOL 신호가 수신되지 않으면, 동작 제어부(330)는 수신 CDR부(321)의 동작 속도를 동일한 제2 동작 속도로 설정한다. 반면에, 송신 CDR부(311)의 동작 속도를 제1 동작 속도로 설정한 후에도 송신 CDR부(311)의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 동작 제어부(330)는 송신 CDR부(311)를 또 다른 제3 동작 속도로 설정하고 상술한 과정을 반복 수행한다. 이와 같은 과정을 통해 직렬 변환기(310) 내부의 송신 CDR부(311)의 LOL 신호가 해제되는 속도에 맞추어 지터 필터부(340), 직렬 변환기(310)의 PLL 회로(312) 및 역직렬 변환기(320)의 동작 속도를 설정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(400)의 지터 필터부(440)의 신호를 이용한 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에서 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100,200,300)는 송신 CDR부(111)의 LOL 신호에 기초하여 동작 속도를 설정하였다. 반면에, 도 4의 동작속도 자율 결정 광 트랜시버 장치(400)는 지터 필터부(440)의 LOL 신호에 기초하여 동작 속도를 설정한다.
지터 필터부(440)는 지터(Jitter) 감쇄를 위한 PLL을 내장하고 있다. 그리고, 지터 필터부(440)는 외부로부터 수신된 기준 클럭(Reference Clock)의 지터를 감쇄(감소)한 후, 직렬 변환기(410)의 PLL 회로(412)로 전달한다. 외부에서 지터 필터부(440)로 입력되는 기준 클럭은 하나의 클럭으로 고정되는 것은 아니며, 둘 이상의 서로 다른 클럭이 가능하다. 도 4의 일례에서 기준 클럭은 제1 기준 클럭(161MHz), 제2 기준 클럭(174MHz) 및 기타 기준 클럭을 포함한다. 그리고, 초기 상태의 기준 클럭은 제1 기준 클럭(161MHz)으로 가정한다.
제1 기준 클럭(161MHz)은 도 3의 경우 제1 동작 속도(10G)의 고속 데이터 전기신호가 입력될 때 입력되는 기준 클럭에 해당하고, 제2 기준 클럭(174MHz)은 제2 동작 속도 (11G)의 전기신호가 입력될 때 입력되는 기준 클럭에 해당한다. 따라서 광 트랜시버 모듈로 제1 동작 속도(10G)의 전기신호가 입력될 경우에는 제1 기준 클럭(161MHz)이 함께 입력될 것이므로 지터 필터부(440)에 설정된 동작속도와 맞지 않을 경우에는 LOL 신호를 생성하고 맞을 경우에는 LOL 신호가 해제될 것이다.
동작 제어부(430)는 지터 필터부(440)의 LOL 신호를 감시한다. 지터 필터부(440)는 기준 클럭의 주파수가 적합하다면 LOL 신호를 생성하지 않는다. 반면에, 기준 클럭의 주파수가 적합하지 않다면, 지터 필터부(440)는 LOL 신호를 생성한다.
동작 제어부(430)는 지터 필터부(440)에서 LOL 신호가 수신되면, 초기 상태인 제1 기준 클럭이 적합하지 않다고 판단하여 지터 필터부(440)의 동작 클럭을 제1 기준 클럭에서 제2 기준 클럭으로 변경하여 설정한다. 그리고, 제2 기준 클럭으로 설정한 후, 지터 필터부(440)에서 LOL 신호가 수신되지 않으면(LOL 상태가 해제되면), 동작 제어부(430)는 역직렬 변환기(420)의 CDR(411)과 PLL 회로(412)의 동작 속도를 제2 동작 속도로 설정한다. 반면에, 제2 기준 클럭으로 설정한 후에도 지터 필터부(440)에서 LOL 신호가 수신되면(LOL 상태가 해제되지 않으면), 동작 제어부(430)는 기준 클럭을 제2 기준 클럭에서 제3 기준 클럭으로 변경하여 설정하고, 상술한 과정을 반복 수행한다. 이와 같은 과정을 통해 지터 필터부(440)가 정상적으로 동작하는 기준 클럭에 맞추어 직렬 변환기(410)의 CDR(411)과 PLL 회로(412) 및 역직렬 변환기(420)의 동작 속도를 설정한다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(500)의 LOL 신호만을 이용한 구현 일례를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(500)는 도 1의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(100)가 LOS 신호 및 LOL 신호를 모두 사용하는 것과 달리, LOL 신호만을 활용하여 동작속도를 자율 설정한다. CDR 기능을 제공하는 CDR 칩은 종류에 따라 LOL 신호만을 제공할 뿐, LOS 신호를 제공하지 않는 경우가 있다. 따라서, 도 5의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(500)는 도 1의 LOS 신호와 관련된 절차를 생략하고, LOL 신호만을 이용하여 동작속도 자율 설정 과정을 수행할 수 있다.
동작 제어부(530)는 송신 CDR부(511)가 LOL 상태인지를 지속적으로 감시한다. 송신 CDR부(511)에서 LOL 신호가 동작 제어부(530)로 수신되면, 동작 제어부(530)는 송신 CDR부(511)의 동작 속도를 현재 설정된 동작 속도에서 다른 동작 속도(제2 동작 속도라 칭함)로 설정한다. 그리고, 동작 제어부(530)는 송신 CDR부(511)가 LOL 상태인지를 감시한다. 송신 CDR부(511)의 동작 속도를 제2 동작 속도로 설정한 후, 송신 CDR부(511)에서 LOL 신호가 수신되지 않으면(LOL 상태가 해제되면), 동작 제어부(530)는 현재 설정된 제2 동작 속도가 정상적인 동작 속도로 설정된 것으로 판단하여 수신 CDR부(521)의 동작 속도를 송신 CDR부(511)의 동작 속도와 동일한 제2 동작 속도로 설정한다. 그리고, 동작 제어부(530)는 송신 CDR부(511) 및 수신 CDR부(521)의 동작 속도가 정상적으로 설정되었음을 I2C 또는 MDIO 등의 외부 통신 채널을 통해 호스트 보드나 라인카드로 알린다. 이는 광 트랜시버 장치(500)의 특정 레지스터를 사용할 수 있다.
반면에, 송신 CDR부(511)의 동작 속도를 제1 동작 속도로 설정한 후에도 송신 CDR부(511)의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 동작 제어부(530)는 송신 CDR부(511)를 또 다른 동작 속도(제3 동작 속도)로 설정하고 상술한 과정을 반복 수행한다. 도 5의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(500)는 상술한 과정을 통해 LOL 신호만을 사용하여 동작 속도를 자율설정 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(이하 광 트랜시버 장치)는 먼저 광송신부로부터 수신되는 LOS 신호를 감시한다(S601). 광송신부의 송신 CDR부는 기 설정된 동작 속도(초기 동작 속도)에 따라 동작하며, 전기 신호 수신 여부에 따라 LOS 신호를 생성한다. 광손신부는 전기 신호가 수신되지 않으면 LOS 신호를 생성한다. 광 트랜시버 장치는 LOS 신호 감시를 통해 LOS 신호가 발생했는지 여부를 판단한다(S602). 만약, LOS 신호가 발생하였다면, 현재 광 트랜시버 장치로 입력되는 전기 신호가 없기 때문에, 광 트랜시버 장치는 동작 속도 설정 과정을 수행하지 않는다. 반면에, LOS 신호가 발생되지 않은 경우, 현재 광 트랜시버 장치로 입력되는 전기 신호가 존재하기 때문에, 광 트랜시버 장치는 광송신부의 LOL 상태를 감시한다(S603).
광 트랜시버 장치는 광송신부의 LOL 상태를 감시하여 LOL 신호가 발생했는지 여부를 판단한다(S604). 만약, LOL 상태를 유지하여 LOL 신호가 발생되면, 광 트랜시버 장치는 현재 동작 속도(초기 동작 속도)를 다른 광송신부에서 지원하는 다른 동작 속도(제2 동작 속도)로 변경하여 설정한다(S606). 그리고, 광 트랜시버 장치는 다시 광송신부의 LOL 상태를 감시(S603)하여, LOL 신호 발생 여부(S604)를 지속적으로 확인한다. 만약, LOL 상태가 해제되어 더 이상 LOL 신호가 발생되지 않으면, 광 트랜시버 장치는 현재 설정된 광송신부의 동작 속도(제2 동작 속도)가 정상적으로 작동하는 것으로 판단하여, 광수신부의 동작 속도를 현재 설정된 광송신부의 동작 속도(제2 동작 속도)와 동일하도록 설정한다(S605).
반면에, S604 단계에서 제2 동작 속도로 설정한 광송신부에서 지속적으로 LOL 신호를 발생하면(LOL 상태가 해제되지 않으면) 광 트랜시버 장치는 광송신부에서 가용한 다른 동작 속도(제3 동작 속도)로 광송신부의 동작 속도를 변경하고, 상기 과정을 반복하여 수행한다. 만약, 광송신부가 지원하는 모든 동작 속도를 설정한 후에도 광송신부의 LOL 상태가 해제되지 않으면, 소정의 시간 간격을 두고 전체 과정을 반복하거나, 광 트랜시버 장치에 문제가 발생한 것으로 판단하여 오류 경고 또는 경고음을 전달할 수 있다.
도 6의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법은 LOS 신호를 감시(S601)하여, LOS 신호 발생 여부(S602)에 따라 동작 여부를 결정하는 내용을 포함하고 있다. 하지만, 광송신부 및 광수신부의 CDR부의 종류에 따라 LOS 신호를 생성하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 설정 광 트랜시버 장치는 LOS 신호 감시 절차를 생략하고, LOL 신호에만 기초하여 동작속도 자율 설정을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 도 7은 광신호의 선로 및 전기 신호의 선로 사이의 속도가 다른 경우의 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(이하 광 트랜시버 장치)의 동작속도 자율 설정 방법을 나타낸다. 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치는 광신호의 선로 및 전기 신호의 선로가 서로 다른 전송 속도를 가질 경우, 광 트랜시버 장치는 외부로부터 수신된 기준 클럭에 따라 동작하는 지터 필터부와 직렬 변환기(Serializer)를 통해 변환하여 광통신을 수행한다.
광 트랜시버 장치는 광송신부의 LOL 상태를 감시(S701)하여 LOL 신호 발생 여부를 확인한다(S702). 광 트랜시버 장치는 송신부의 직렬 변환기에 구비된 송신 CDR부로부터 수신되는 LOL 신호를 감시하여, 광송신부가 정상적으로 동작하는지 여부를 확인한다. 만약, 광송신부에서 LOL 신호가 발생되면, 광 트랜시버 장치는 광송신부의 현재 동작 속도(초기 동작 속도)가 전기 신호에 대응하지 않는다고 판단하여, 광송신부의 동작 속도를 변경한다(S703). 그리고, 광 트랜시버 장치는 변경된 동작 속도(제2 동작 속도)에 따라 광송신부가 정상적으로 동작하는지를 지속적으로 감시(S701)한다. 만약, 광송신부의 동작 속도를 제2 동작 속도로 변경한 후, 광송신부의 LOL 상태가 해제되어 LOL 신호가 발생하지 않는다면, 광 트랜시버 장치는 광 수신보의 동작 속도를 광송신부의 변경된 동작 속도와 동일하도록 설정한다(S704). 그리고, 광 트랜시버 장치는 지터 필터의 기준 클럭 속도를 광송신부의 동작 속도와 동일하도록 변경한다(S705).
만약, S703 단계에서 제2 동작 속도로 변경한 후에도, 광송신부의 LOL 상태가 해제되지 않아 LOL 신호가 발생하면, 광 트랜시버 장치는 광송신부가 지원하는 다른 동작 속도(제3 동작 속도)로 광송신부의 동작 속도를 변경(S703)하고, 광송신부의 LOL 상태를 감시(S701)하여, 상술한 과정을 반복 수행한다. 이와 같은 과정을 통해 광송신부의 LOL 신호가 해제되는 속도에 맞추어 지터 필터부, 광송신부의 직렬 변환기 및 광수신부의 역직렬 변환기의 동작 속도를 설정한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치의 동작속도 자율 설정 방법의 또 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 앞서 설명한 동작속도 자율 설정 방법은 광송신부의 LOL 신호 발생(LOL 상태) 여부에 기초하여 동작 속도를 설정한 반면에, 도 8은 지터 필터부의 LOL 신호 발생 여부에 기초하여 동작 속도를 설정한다.
본 발명에 따른 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치(이하 광 트랜시버 장치)는 지터 필터부에 구비된 PLL 회로의 LOL 상태를 감시한다(S801). 지터 필터부는 지터(Jitter) 감쇄를 위한 PLL을 내장하고 있다. 그리고, 지터 필터부는 외부로부터 수신된 기준 클럭(Reference Clock)을 지터 감쇄(감소)한 후, 직렬 변환기의 PLL 회로로 전달한다. 만약, 직렬 변환기가 지터 필터로부터 전달된 기준 클럭에 의해 정상적으로 동작하지 않으면, 지터 필터부는 LOL 신호를 발생한다. 광 트랜시버 장치는 지터 필터부에서 LOL 신호가 발생되는지 여부를 확인한다(S802). 만약, 지터 필터부에서 LOL 신호가 발생하면, 광 트랜시버 장치는 지터 회로의 클럭 속도를 다른 가용한 클럭 속도로 변경한다(S803). 그리고, 지터 필터의 LOL 상태를 지속적으로 감시(S801)하여, LOL 신호 발생 여부(S802)를 확인한다. 만약, 지터 회로부의 클럭 속도를 변경한 후, 더 이상 LOL 신호가 발생하지 않는다면, 광 트랜시버 장치는 동작 속도가 정상적으로 설정된 것으로 판단하여, 직렬화부 및 역직렬화부의 동작 속도를 동일하게 설정한다(S804).
반면에, 기준 클럭을 변경한 후에도 지터 필터부에서 LOL 신호가 발생하면(LOL 상태가 해제되지 않으면), 광 트랜시버 장치는는 기준 클럭을 다른 클럭 속도로 변경하여 설정하고, 상술한 과정을 반복 수행한다. 이와 같은 과정을 통해 지터 필터부가 정상적으로 동작하는 기준 클럭에 맞추어 역직렬 변환기의 기준 클럭을 설정한다.
상술한 내용을 포함하는 본 발명은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체 또는 정보저장매체에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행함으로써 본 발명의 방법을 구현할 수 있다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100: 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치
110: 광송신부 111: 송신 CDR부
112: 송신처리부 113: 다중화부
120: 광수신부 121: 수신 CDR부
122: 수신처리부 123: 역다중화부
130: 동작 제어부 230: 지터 필터부

Claims (1)

  1. 설정된 동작 속도에 의해 전기 신호가 고정되지 않은 경우, 고정 손실(Loss of Lock, LOL) 신호를 생성하는 광송신부;
    수신된 광신호를 설정된 동작 속도에 따라 전기 신호로 변환하여 재생하는 광수신부; 및
    상기 생성된 고정 손실 신호에 기초하여 상기 광송신부 및 상기 광수신부의 동작 속도를 설정하는 동작 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작속도 자율 설정 광 트랜시버 장치.
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