KR20220024683A - 광학 집적 회로들을 위한 고밀도 파장 분할 및 다중화 방식 - Google Patents
광학 집적 회로들을 위한 고밀도 파장 분할 및 다중화 방식 Download PDFInfo
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Abstract
포토닉 집적 회로(PIC)에서 고밀도 파장 분할 및 다중화(DWDM) 광학 스트림을 생성하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 복수(N개)의 광학 채널들(파장들)을 포함하는 광학 입력 소스는 다중 광학 스트림들로 분리(디인터리빙)될 수 있고, 각각의 광학 스트림은 광학 입력 소스의 광학 채널들의 대응하는 서브세트를 포함한다. 분리된 다중 광학 스트림들 각각은 대응하는 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 실리콘계 마이크로 링 변조기들에 의해 데이터 스트림들의 연관된 세트를 사용하여 변조될 수 있다. 변조된 광학 스트림들의 제1 쌍은 결합되어 N/2개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제1 광학 출력 스트림을 생성할 수 있고, 변조된 광학 스트림들의 제2 쌍은 결합되어 N/2개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제2 광학 출력 스트림을 생성할 수 있다. 제1 및 제2 광학 출력 스트림들의 채널 간격은 광학 입력 소스의 채널 간격의 2배일 수 있다.
Description
본 개시의 양태들은 일반적으로 광학 집적 회로에 관한 것이며, 구체적으로는 광학 신호들을 송수신하기 위한 고밀도 파장 분할 및 다중화 방식에 관한 것이다.
집적 회로들을 위한 고속, 저전력 소비 입력/출력(I/O) 인터페이스들을 제공하기 위해서는 광학적 상호연결 기술이 사용될 수 있다. 집적 회로들의 복잡성과 밀도가 증가함에 따라, 광학 I/O 인터페이스들에 대한 대역폭 수요가 또한 증가한다. 예를 들어, 일부 집적 회로들은 대역폭 수요를 충족시키기 위해 수백 개 또는 심지어 수천 개의 광학 I/O 인터페이스들을 포함할 수 있다. 각각의 광학 I/O 인터페이스는 일반적으로 대응하는 광섬유를 종단시키기 위해 포토닉(photonic) I/O 셀을 필요로 하며, 이에 따라 대역폭 수요를 충족시키기 위해 수백 개 또는 수천 개의 광섬유들이 필요할 수 있다. IC 패키지 내에 수백 개 또는 수천 개의 광섬유들을 장착하는 것은 비현실적일 수 있다.
일부 집적 회로들은 광학 I/O 인터페이스들을 위한 데이터를 변조시키기 위해 실리콘계 광학 링 변조기들을 사용할 수 있다. 실리콘계 광학 링 변조기들은 일반적으로 고정된 자유 스펙트럼 범위(free spectral range; FSR)와 최소 채널 간격을 갖는데, 이는 주어진 광섬유 내에서 지원될 수 있는 광학 채널들의 수를 제한시킬 수 있어서, 바람직하지 않게는 채널 밀도를 제한시킨다. 따라서, 주어진 I/O 대역폭을 지원하는 데 필요한 광섬유들 및 대응하는 포토닉 I/O 셀들의 수가 감소될 수 있도록 광섬유 대역폭을 보다 효율적으로 사용할 필요가 있다.
본 요약은 아래의 본 발명의 상세한 설명에서 보다 상세하게 설명되는 개념들의 선택을 단순한 형태로 소개하기 위해 제공된 것이다. 본 요약은 청구된 발명내용의 중요한 특징들 또는 필수적인 특징들을 확인시켜주고자 하는 의도는 없으며, 또한 청구된 발명내용의 범위를 제한시키려는 의도도 없다. 또한, 본 개시의 시스템, 방법, 및 디바이스는 각각 몇가지 혁신적인 양태들을 가지며, 그 중 어느 단일의 것도 여기서 개시된 바람직한 속성들에 대해 전적으로 책임이 있지 않다.
본 개시에서 설명된 발명내용의 하나의 혁신적인 양태는 고밀도 파장 분할 및 다중화(dense wavelength division and multiplexing; DWDM) 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 광학 변조 회로에서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 변조 회로는 입력 단자, 제1 채널 디인터리버(de-interleaver), 제2 채널 디인터리버, 제1 마이크로 링 변조기(micro-ring modulator; MRM) 어레이, 제2 MRM 어레이, 및 제1 광학 인터리버(interleaver)를 포함할 수 있다. 입력 단자는 복수의 광학 채널들 또는 파장들을 포함하는 광학 입력 소스를 수신할 수 있다. 제1 채널 디인터리버는 광학 입력 소스를 제1 및 제2 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있고, 제2 채널 디인터리버는 제1 광학 스트림을 제1 및 제2 분리된 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있다. 제1 MRM 어레이는 데이터 스트림들의 제1 세트를 제1 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림을 생성하도록 구성될 수 있고, 제2 MRM 어레이는 데이터 스트림들의 제2 세트를 제2 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제2 변조된 광학 스트림을 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 광학 인터리버는 제1 및 제2 변조된 광학 스트림들에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 제1 광학 스트림은 광학 입력 소스의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함하고, 제2 광학 스트림은 광학 입력 소스의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함한다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 제1 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고, 제2 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함하고, 교호 광학 채널들의 제1 세트는 교호 광학 채널들의 제2 세트와는 상이하다.
광학 변조 회로는 또한 제3 채널 디인터리버, 제3 MRM 어레이, 제4 MRM 어레이, 및 제2 광학 인터리버를 포함할 수 있다. 제3 채널 디인터리버는 제2 광학 스트림을 제3 및 제4 분리된 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있다. 제3 MRM 어레이는 데이터 스트림들의 제3 세트를 제3 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제3 변조된 광학 스트림을 생성하도록 구성될 수 있고, 제4 MRM 어레이는 데이터 스트림들의 제4 세트를 제4 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제4 변조된 광학 스트림을 생성하도록 구성될 수 있다. 제2 광학 인터리버는 제3 및 제4 변조된 광학 스트림들에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성될 수 있다.
본 개시에서 설명된 발명내용의 또다른 혁신적인 양태는 포토닉스(photonics) 집적 회로에서 구현될 수 있다. 포토닉스 집적 회로는 복수의 광학 변조 회로들과 복수의 광학 검출 회로들을 포함할 수 있다. 각각의 광학 변조 회로는 광학 소스로부터 복수의 광학 채널들 또는 파장들을 수신하기 위한 입력 단자를 포함할 수 있다. 각각의 광학 검출 회로는 외부 소스로부터 복수의 변조된 광학 채널들을 수신하기 위한 입력 단자를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 변조 회로들 각각은 제1 채널 디인터리버, 제2 채널 디인터리버, 제3 채널 디인터리버, 복수의 마이크로 링 변조(MRM) 어레이들, 제1 광학 인터리버, 및 제2 광학 인터리버를 포함할 수 있다. 제1 채널 디인터리버는 광학 입력 소스를 제1 및 제2 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있고, 제2 채널 디인터리버는 제1 광학 스트림을 제1 및 제2 분리된 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있으며, 제3 채널 디인터리버는 제2 광학 스트림을 제3 및 제4 분리된 광학 스트림들로 분리하도록 구성될 수 있다. 복수의 MRM 어레이들 각각은 데이터 스트림들의 고유 세트를 분리된 광학 스트림들 중 대응 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림, 제2 변조된 광학 스트림, 제3 변조된 광학 스트림, 및 제4 변조된 광학 스트림 각각을 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 광학 인터리버는 제1 및 제2 변조된 광학 스트림들에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성될 수 있고, 제2 광학 인터리버는 제3 및 제4 변조된 광학 스트림들에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고, 제2 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함하고, 제3 분리된 광학 스트림은 제2 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고, 제4 분리된 광학 스트림은 제2 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함한다. 일부 양태들에서, 제1 광학 스트림은 광학 입력 소스의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함하고, 제2 광학 스트림은 광학 입력 소스의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함한다.
본 개시에서 설명된 발명내용의 또다른 혁신적인 양태는 방법으로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법은, 광학 입력 소스를 제1 광학 스트림과 제2 광학 스트림으로 분리하는 단계; 제1 광학 스트림을 제1 분리된 광학 스트림과 제2 분리된 광학 스트림으로 분리하는 단계; 데이터 스트림들의 제1 세트를 제1 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 데이터 스트림들의 제2 세트를 제2 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제2 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 및 제1 변조된 광학 스트림과 제2 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 양태들에서, 제1 광학 스트림은 광학 입력 소스의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함하고, 제2 광학 스트림은 광학 입력 소스의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함한다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 제1 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고, 제2 분리된 광학 스트림은 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함하고, 교호 광학 채널들의 제1 세트는 교호 광학 채널들의 제2 세트와는 상이하다.
본 방법은 또한, 제2 광학 스트림을 제3 분리된 광학 스트림과 제4 분리된 광학 스트림으로 분리하는 단계; 데이터 스트림들의 제3 세트를 제3 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제3 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 데이터 스트림들의 제4 세트를 제4 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제4 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 및 제3 변조된 광학 스트림과 제4 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 구현들은 예제로서 예시된 것이며, 첨부 도면들의 도면들에 의해 제한되는 것으로 의도된 것은 아니다. 도면들과 명세서 전반에 걸쳐 동일한 번호들은 동일한 구성요소들을 참조한다. 아래의 도면들의 상대적 치수들은 축척에 맞게 그려진 것이 아닐 수 있다는 것을 유의하라.
도 1은 일부 구현들에 따른, 예시적인 포토닉스 집적 회로의 블록도이다.
도 2a는 일부 구현들에 따른, 예시적인 광학 변조 회로의 블록도이다.
도 2b는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로의 예시적인 동작을 도시하는 기능적 도해이다.
도 3은 일부 구현들에 따른, 마이크로 링 변조기의 단순화된 블록도이다.
도 4는 일부 구현들에 따른, 도 3의 마이크로 링 변조기의 예시적인 특성들을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 5는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로에 대한 예시적인 채널 할당들의 차트이다.
도 6은 일부 구현들에 따른, 예시적인 마이크로 링 변조 어레이의 블록도이다.
도 7은 일부 구현들에 따른, 광학 출력을 생성하기 위한 예시적인 동작을 도시하는 예시적인 흐름도이다.
도 1은 일부 구현들에 따른, 예시적인 포토닉스 집적 회로의 블록도이다.
도 2a는 일부 구현들에 따른, 예시적인 광학 변조 회로의 블록도이다.
도 2b는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로의 예시적인 동작을 도시하는 기능적 도해이다.
도 3은 일부 구현들에 따른, 마이크로 링 변조기의 단순화된 블록도이다.
도 4는 일부 구현들에 따른, 도 3의 마이크로 링 변조기의 예시적인 특성들을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 5는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로에 대한 예시적인 채널 할당들의 차트이다.
도 6은 일부 구현들에 따른, 예시적인 마이크로 링 변조 어레이의 블록도이다.
도 7은 일부 구현들에 따른, 광학 출력을 생성하기 위한 예시적인 동작을 도시하는 예시적인 흐름도이다.
에너지 효율적인 포토닉스 집적 회로(photonics integrated circuit; PIC)는 100Tbps(초당 테라비트)를 초과할 수 있는 차세대 데이터 센터들에서 배치된 것과 같은, 대규모 데이터 프로세싱 회로들의 계속 증가하는 입력/출력(I/O) 대역폭 요건들을 충족시키기 위해 사용될 수 있다. 포토닉스 IC는 일반적으로 광섬유와 포토닉스 IC 내에 제공된 광학 회로부 사이에 인터페이스를 제공하는 대응하는 포토닉 I/O 셀을 사용하여 복수의 광섬유들 각각에 커플링된다. 포토닉스 IC의 둘레가 광섬유들 및 이들의 대응하는 포토닉 I/O 셀들을 물리적으로 수용할 수 있도록, 포토닉스 IC는 파장 분할 다중화(WDM)를 사용하여 각 광섬유 상에 다중 광학 파장들을 배치함으로써, 주어진 대역폭을 달성하는 데 필요한 광섬유들의 수를 감소시킬 수 있다. 공통 버스 도파관에서 운송되는 채널 파장과 정합되는 스태거드(staggered) 공진을 갖는 공통 버스 도파관에 커플링된 복수의 마이크로 링 변조기들이 복수의 마이크로 링들을 가짐으로써 데이터를 다중 파장들 상으로 변조하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 각 광학 도파관 내에 제공되는 채널들의 수는 마이크로 링 변조기들의 자유 스펙트럼 범위(free spectral range; FSR)에 의해 제한된다. 또한, 광학 신호들은 일반적으로 인접 채널들 간의 크로스토크 및 기타 간섭을 피하기 위해 최소 채널 간격을 요구하는데, 이는 또한 각 광학 신호 상에서 제공될 수 있는 채널들의 수를 제한시킬 수 있다.
본 개시에서 설명된 발명내용의 구현들은 마이크로 링 변조기들에 의해 일반적으로 부과되는 한계를 넘어 광섬유 상에서 제공되는 광학 채널들의 수를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 본 개시의 다양한 양태들에 따르면, 포토닉스 IC는 고밀도 파장 분할 및 다중화(DWDM) 방식을 사용하여 데이터를 하나 이상의 광학 신호의 복수의 광학 채널들 상으로 변조함으로써 주어진 광섬유 상에서 제공되는 광학 채널들의 수를 증가시킬 수 있는 복수의 광학 변조 회로들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 각각의 광학 변조 회로는 복수(N개)의 광학 파장들을 포함하는 광학 입력 소스를 수신할 수 있고, 광학 입력 소스를 다중 광학 스트림들로 분리할 수 있으며, 각각의 광학 스트림은 광학 입력 소스의 파장들의 대응하는 서브세트를 포함한다. 분리된 다중 광학 스트림들 각각은 대응하는 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 대응하는 복수의 마이크로 링 변조기들에 의해 복수의 데이터 스트림들을 사용하여 변조될 수 있다. 변조된 광학 스트림들의 제1 쌍은 결합되어 N/2개의 변조된 광학 채널들의 제1 세트를 포함하는 제1 광학 출력 스트림을 생성할 수 있고, 변조된 광학 스트림들의 제2 쌍은 결합되어 N/2개의 변조된 광학 채널들의 제2 세트를 포함하는 제2 광학 출력 스트림을 생성할 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 입력 소스는 약 65GHz의 채널 간격을 가지면서 O-대역(1310㎚ 부근)에서 32개의 파장들(주파수들)을 포함할 수 있고, 제1 채널 디인터리버는 광학 입력 소스를 제1 및 제2 광학 스트림들로 분리할 수 있다. 제1 광학 스트림은 광학 입력 소스의 16개의 홀수 번호 채널들을 포함할 수 있고 약 130GHz의 채널 간격을 가질 수 있으며, 제2 광학 스트림은 광학 입력 소스의 16개의 짝수 번호 채널들을 포함할 수 있고 약 130GHz의 채널 간격을 가질 수 있다. 제2 채널 디인터리버는 제1 광학 스트림을 제1 및 제2 분리된 광학 스트림들로 분리할 수 있고, 제3 채널 디인터리버는 제2 광학 스트림을 제3 및 제4 분리된 광학 스트림들로 분리할 수 있다. 제1 분리된 광학 스트림은 제1 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 이들 채널들을 운송하는 제1 도파관에 커플링된 제1 MRM 어레이에 의해 데이터 스트림들의 제1 세트를 사용하여 변조될 수 있다. 제2 도파관 상의 제2 분리된 광학 스트림은 제2 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 제2 도파관에 커플링된 제2 MRM 어레이에 의해 데이터 스트림들의 제2 세트를 사용하여 변조될 수 있다. 제3 도파관 상의 제3 분리된 광학 스트림은 제3 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 제3 도파관에 커플링된 제3 MRM 어레이에 의해 데이터 스트림들의 제3 세트를 사용하여 변조될 수 있다. 제4 도파관 상의 제4 분리된 광학 스트림은 제4 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 제4 도파관에 커플링된 제4 MRM 어레이에 의해 데이터 스트림들의 제4 세트를 사용하여 변조될 수 있다. 일부 양태들에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 변조된 광학 스트림들 각각은 약 260GHz의 채널 간격을 갖는 8개의 파장들의 대응하는 세트를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 변조된 광학 스트림들은 제1 광학 출력 스트림을 생성하도록 제1 광학 인터리버에서 결합될 수 있고, 제3 및 제4 변조된 광학 스트림들은 제2 광학 출력 스트림을 생성하도록 제2 광학 인터리버에서 결합될 수 있다. 제1 및 제2 광학 출력 스트림들 각각은 16개의 광학 채널들을 포함할 수 있고, 광학 입력 소스의 채널 간격의 2배인 약 130GHz의 채널 간격을 가질 수 있다. 채널들을 더 결합시키는 것은 바람직하지 않을 수 있는데, 그 이유는, 50Giga Baud를 초과할 수 있는 타겟 변조 속도의 경우, 채널 간격이 작으면 변조된 채널들의 스펙트럼이 중첩되게 하며, 이는 결국 신호 저하를 유발시킬 수 있기 때문이다.
아래의 설명에서는, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 컴포넌트, 회로, 및 프로세스의 예시들과 같이, 수많은 특정 세부사항이 제시된다. 본 명세서에서 사용되는 "커플링된다"의 용어는 직접 커플링되거나 또는 하나 이상의 개재 컴포넌트 또는 회로를 거쳐 커플링되는 것을 의미한다. 또한, 아래의 설명에서 그리고 설명의 목적으로, 예시적인 구현들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법 및/또는 세부사항이 제시된다. 그러나, 이러한 특정 세부사항은 예시적인 구현들을 실시하는 데 필요하지 않을 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 본 개시를 모호하게 하는 것을 피하기 위해 잘 알려진 회로들과 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다. 본 명세서에서 설명되는 다양한 버스들을 통해 제공되는 임의의 신호들은 다른 신호들과 시간 다중화되고 하나 이상의 공통 버스를 통해 제공될 수 있다. 추가적으로, 회로 구성요소들 또는 소프트웨어 블록들 간의 상호연결은 버스로서 또는 단일 신호 라인으로서 도시될 수 있다. 각각의 버스는 대안적으로 단일 신호 라인일 수 있고, 각각의 단일 신호 라인은 대안적으로 버스일 수 있으며, 단일 라인 또는 버스는 컴포넌트들 간의 통신을 위한 무수히 많은 물리적 또는 논리적 메커니즘들 중 임의의 하나 이상을 나타낼 수 있다. 예시적인 구현들은 본 명세서에서 설명된 특정 예시들로 제한되는 것으로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 첨부된 청구항들에 의해 정의된 모든 구현들을 그 범위 내에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일부 구현들에 따른, 예시적인 포토닉스 집적 회로(IC)(100)의 일부분의 블록도이다. 포토닉스 IC(100)는 제1 개수(N개)의 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 및 제2 개수(M개)의 광학 검출 회로들(120(1)~120(M))을 포함할 수 있으며, 여기서 각각 제1 개수(N개)와 제2 개수(M개)는 임의의 적절한 0이 아닌 정수일 수 있다. 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 복수의 송출(egress) 데이터 채널들(Degr)에 커플링된 전기 입력부를 포함할 수 있고, 광학 입력 소스(OSin)에 커플링된 광학 입력부를 포함할 수 있으며, 광학 송출 링크들(Legr)의 쌍에 커플링된 광학 출력부들을 포함할 수 있다. 단순화를 위해 도 1에서는 도시되지 않았지만, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 제1 포토닉 I/O 셀에 의해 연관된 광학 입력 소스(OSin)에 커플링될 수 있고, 제2 및 제3 포토닉 I/O 셀들에 의해 연관된 광학 송출 링크들(Legr)의 쌍에 커플링될 수 있다. 광학 입력 소스(OSin)는 포토닉스 IC(100) 상에 집적될 수 있거나, 또는 포토닉스 IC(100) 외부의 광섬유를 통해 수신될 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 연관된 입력 데이터 채널들(Din) 상에서 제공되는 복수의 데이터 스트림들을 수신할 수 있고, 광학 입력 소스(OSin)로부터 광학 입력을 수신할 수 있고, 복수의 수신된 데이터 스트림들과 연관된 데이터를 포함하는 하나 이상의 변조된 광학 신호를 생성하기 위해 복수의 수신된 데이터 스트림들을 사용하여 상기 광학 입력을 변조하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 대응하는 복수의 수신된 데이터 스트림들과 연관된 데이터를 사용하여 광학 입력을 변조시키기 위해 복수의 마이크로 링 변조기들(단순화를 위해 도 1에서는 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각에 의해 생성된 하나 이상의 변조된 광학 신호는 하나 이상의 다른 회로 또는 디바이스(단순화를 위해 도시되지 않음)로의 전송을 위해 대응하는 광학 송출 링크들(Legr)의 쌍에 제공될 수 있다.
도 1의 예시적인 구현에서, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 32개의 연관된 송출(또는 전송) 데이터 채널들(Degr)을 통해 32개의 독립적인 데이터 스트림들을 수신할 수 있고, 연관된 광학 입력 소스(OSin)로부터 32개의 균일하게 이격된 파장들을 갖는 무변조 광을 수신할 수 있고, 복수의 마이크로 링 변조기들을 사용하여 상기 수신된 광학 입력 소스의 대응하는 파장들 상으로 상기 32개의 독립적인 데이터 스트림들을 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 하나의 광학 송출 링크(Legr)를 통한 전송을 위해 16개의 변조된 광학 채널들의 그룹들을 결합할 수 있으며, 이는 도 1의 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각이 대응하는 광학 송출(또는 전송) 링크들(Legr)의 쌍을 통한 전송을 위해 32개의 광학 채널들을 변조하고 결합할 수 있게 해줄 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 변조 회로(110(1))는 송출 데이터 채널들의 제1 세트(Degr,1)를 통해 수신된 32개의 독립적인 데이터 스트림들을 제1 광학 입력 소스(OSin,1)에 의해 제공되는 광학 입력 상으로 변조할 수 있고, 대응하는 광학 송출 링크들의 쌍(Legr,1-1 및 Legr,2-1) 상에서의 전송을 위한 변조된 광학 신호들의 2개의 그룹들을 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제N 광학 변조 회로(110(N))는 송출 데이터 채널들의 제N 세트(Degr,N)를 통해 수신된 32개의 독립적인 데이터 스트림들을 제N 광학 입력 소스(OSin,N)에 의해 제공되는 광학 입력 상으로 변조할 수 있고, 대응하는 광학 송출 링크들의 쌍(Legr,N-1 및 Legr,N-2) 상에서의 전송을 위한 변조된 광학 신호들의 2개의 그룹들을 생성할 수 있다.
다른 구현들에서, 광학 변조 회로들(110(1)~110(N)) 각각은 다른 적절한 수의 데이터 스트림들 및 광학 파장들을 수신할 수 있고, 다른 수의 광학 링크들에 커플링될 수 있고/있거나, 하나 이상의 광학 송출 링크들을 통한 전송을 위해 복수의 광학 채널들을 변조하고 결합하는 데 적절한 다른 회로부를 포함할 수 있다.
광학 검출 회로들(120(1)~120(M)) 각각은 연관된 광학 유입 링크(Ling)에 커플링된 광학 입력부를 포함할 수 있고, 복수의 유입 데이터 채널들(Ding)에 커플링된 전기 출력부들을 포함할 수 있다. 단순함을 위해 도 1에서는 도시되지 않았지만, 광학 검출 회로들(120(1)~120(M)) 각각은 대응하는 포토닉 I/O 셀에 의해 연관된 광학 유입 링크(Ling)에 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 검출 회로들(120(1)~120(M)) 각각은 연관된 광학 유입 링크(Ling) 상에서 제공되는 변조된 광학 신호를 수신할 수 있고, 상기 수신된 변조된 광학 신호 내에 포함된 데이터를 디코딩하기 위해 상기 수신된 변조된 광학 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 광학 검출 회로들(120(1)~120(M)) 각각은 수신된 데이터를 연관된 유입 데이터 채널들(Ding)에 복수의 데이터 스트림들로서 제공할 수 있다.
도 1의 예시적인 구현에서, 광학 검출 회로들(120(1)~120(M)) 각각은 16개의 채널들을 갖는 변조된 광학 신호를 수신할 수 있고, 유입 데이터 채널들(Ding)의 대응하는 세트 상에서의 출력을 위한 16개의 데이터 스트림들을 생성하기 위해 수신된 광학 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 16개의 데이터 스트림들 각각은 연관된 광학 유입 링크(Ling)로부터 수신된 변조된 광학 신호의 16개의 채널들 중 대응하는 하나로부터 추출된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 검출 회로(120(1))는 제1 광학 유입 링크(Ling,1)로부터 수신된 광학 신호의 16개의 채널들 상으로 인코딩된 데이터를 복조하여 유입 데이터 채널들의 제1 세트(Ding,1) 상에서의 출력을 위한 16개의 개별 데이터 스트림들을 생성할 수 있고, (중간 생략), 제M 광학 복조 회로(120(M))는 제M 광학 유입 링크(Ling,M)로부터 수신된 광학 신호의 16개의 채널들 상으로 인코딩된 데이터를 복조하여 유입 데이터 채널들의 제M 세트(Ding,M) 상에서의 출력을 위한 16개의 개별 데이터 스트림들을 생성할 수 있다.
도 2a는 일부 구현들에 따른, 예시적인 광학 변조 회로(200)의 블록도이다. 도 1의 광학 변조 회로들(110(1)~110(N))의 일 예일 수 있는 광학 변조 회로(200)는 연관된 광학 소스(Lin)로부터 광학 입력 소스(OSin)를 수신하기 위한 제1 입력부를 포함할 수 있고, 연관된 송출 데이터 채널들(Degr)로부터 데이터 세트들(DS1~DS4)로서 제공되는 복수의 데이터 스트림들을 수신하기 위한 제2 입력부를 포함할 수 있으며, 각각의 광학 송출 링크들(Legr,1 및 Legr,2)을 통해 2개의 광학 출력 스트림들(OSout1, OSout2)을 제공하기 위한 출력부들을 포함할 수 있다. 도 2a의 예시에서, 광학 변조 회로(200)는 제1 채널 디인터리버(210), 제2 채널 디인터리버들의 쌍(220(1)~220(2)), 복수의 마이크로 링 변조기(MRM) 어레이들(230(1)~230(4)), 및 복수의 광학 인터리버들(240(1)~240(2))을 포함하는 것이 도시되어 있다. 제1 채널 디인터리버(210)는 광학 입력 소스(OSin)를 수신하기 위한 입력부를 포함하고, 채널 디인터리버(220(1))에 커플링된 제1 출력부를 포함하고, 채널 디인터리버(220(2))에 커플링된 제2 출력부를 포함한다. 채널 디인터리버(220(1))는 제1 MRM 어레이(230(1))에 커플링된 제1 출력부를 포함하고, 제2 MRM 어레이(230(2))에 커플링된 제2 출력부를 포함한다. 채널 디인터리버(220(2))는 제3 MRM 어레이(230(3))에 커플링된 제1 출력부를 포함하고, 제4 MRM 어레이(230(4))에 커플링된 제2 출력부를 포함한다. 제1 및 제2 MRM 어레이들(230(1)~230(2)) 각각은 제1 광학 채널 인터리버(240(1))에 커플링된 출력부를 포함하고, 제3 및 제4 MRM 어레이들(230(3)~230(4)) 각각은 제2 광학 채널 인터리버(240(2))에 커플링된 출력부를 포함한다. 제1 광학 채널 인터리버(240(1))는 제1 광학 송출 링크(Legr,1)에 커플링된 출력부를 포함하고, 제2 광학 채널 인터리버(240(2))는 제2 광학 송출 링크(Legr,2)에 커플링된 출력부를 포함한다.
광학 입력 소스(OSin)는 대응하는 복수의 데이터 스트림들이 변조될 수 있는 복수의 광학 파장들을 제공할 수 있다. 광학 송출 링크들(Legr,1 및 Legr,2) 각각은 대응하는 복수의 광학 신호들이 전송될 수 있는 복수의 광학 채널들을 제공할 수 있다. 본 개시의 다양한 양태들에 따르면, 광학 변조 회로(200)는 송출 광학 링크들(Legr,1 및 Legr,2)을 통해 전송될 수 있는 복수의 변조된 광학 채널들을 생성하기 위해 대응하는 데이터 스트림과 연관된 데이터를 사용하여 광학 입력 소스(OSin)의 광학 파장들 각각 상으로 광학 신호들을 인코딩하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 입력 소스(OSin)는 32개의 독립적인 데이터 스트림들이 광학 변조 회로(200)에 의해 변조될 수 있는 32개의 파장들을 제공할 수 있고, 송출 데이터 채널들(Degr)은 최대 32개의 독립적인 데이터 스트림들이 광학 변조 회로(200)에 의해 수신될 수 있는 32개의 채널들을 제공할 수 있다. 이러한 구현들에서, 광학 변조 회로(200)는 광학 송출 링크들(Legr,1 및 Legr,2) 상에서의 전송을 위한 변조된 광학 신호들의 2개의 그룹들을 생성하기 위해 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 32개의 입력 광학 파장들 각각을 변조하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 광학 변조 회로(200)는 제1 광학 송출 링크(Legr,1) 상에서의 제1 광학 출력 스트림(OSout1)으로서의 전송을 위해 16개의 변조된 광학 신호들의 제1 그룹을 결합하도록 구성될 수 있고, 제2 광학 송출 링크(Legr,2) 상에서의 제2 광학 출력 스트림(OSout2)으로서의 전송을 위해 16개의 변조된 광학 신호들의 제2 그룹을 결합하도록 구성될 수 있다.
광학 입력 소스(OSin)와 연관된 광학 채널들 각각은 별개의 파장에 의해 특징지어질 수 있고, 특정 채널 간격만큼 인접한 광학 채널들로부터 이격될 수 있다. 마찬가지로, 광학 송출 링크들(Legr,1 및 Legr,2)과 연관된 광학 채널들 각각은 별개의 파장에 의해 특징지어질 수 있고, 특정 채널 간격만큼 인접한 광학 채널들로부터 이격될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 입력 소스(OSin)는 약 65GHz의 채널 간격을 갖는 32개의 독립적인 광학 파장들을 제공할 수 있고, 제1 및 제2 광학 송출 링크들(Legr,1 및 Legr,2) 각각은 약 130GHz의 채널 간격을 갖는 16개의 독립적인 광학 채널들을 제공할 수 있다.
예시적인 동작에서, 제1 채널 디인터리버(210)는 수신된 광학 입력 소스(OSin)를 분리하여 제1 광학 스트림(211)과 제2 광학 스트림(212)을 생성할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 광학 스트림(211)은 광학 입력 소스(OSin)의 "홀수" 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있고, 제2 광학 스트림(212)은 광학 입력 소스(OSin)의 "짝수" 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 입력 소스(OSin)가 32개의 광학 채널들(CH1~CH32)을 포함하는 구현들에서, 제1 광학 스트림(211)은 광학 입력 소스(OSin)의 홀수 번호의 광학 채널들(CH1, CH3, CH5, (중간 생략), CH31)을 포함할 수 있고, 제2 광학 스트림(212)은 광학 입력 소스(OSin)의 짝수 번호의 광학 채널들(CH2, CH4, CH6, (중간 생략), CH32)을 포함할 수 있다. 제1 광학 스트림(211)과 제2 광학 스트림(212) 각각이 광학 입력 소스(OSin)의 교호 광학 채널들을 포함하도록 광학 입력 소스(OSin)를 분리함으로써, 제1 광학 스트림(211)과 제2 광학 스트림(212) 각각 내의 채널 간격은 광학 입력 소스(OSin)의 채널 간격의 두 배일 수 있다. 따라서, 광학 입력 소스(OSin)의 채널 간격이 약 65GHz인 구현들의 경우, 제1 광학 스트림(211)과 제2 광학 스트림(212) 각각 내의 채널 간격은 약 130GHz일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 광학 채널 번호들은 광학 입력 소스(OSin) 내의 연속적인 광학 채널들을 열거할 수 있으며, 임의의 특정 광학 채널을 임의의 특정 주파수 또는 파장으로 한정하는 것을 의도한 것은 아님을 이해해야 한다. 다른 구현들에서, 제1 광학 스트림(211)은 광학 입력 소스(OSin)의 "짝수" 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있고, 제2 광학 스트림(212)은 광학 입력 소스(OSin)의 "홀수" 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있다.
채널 디인터리버(220(1))는 제1 분리된 광학 스트림(221)과 제2 분리된 광학 스트림(222)을 생성하도록 제1 광학 스트림(211)을 분리할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 분리된 광학 스트림(221)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있고, 제2 분리된 광학 스트림(222)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 제1 분리된 광학 스트림(221)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있고, 제2 분리된 광학 스트림(222)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 분리된 광학 스트림(221)과 제2 분리된 광학 스트림(222) 각각은 제1 광학 스트림(211)의 교호 광학 채널들을 포함할 수 있으며, 이는 결국 제1 분리된 광학 스트림(221)과 제2 분리된 광학 스트림(222) 각각 내의 채널 간격이 제1 광학 스트림(211)의 채널 간격의 2배가 되도록 할 수 있다. 따라서, 제1 광학 스트림(211)의 채널 간격이 약 130GHz인 구현들의 경우, 제1 분리된 광학 스트림(221)과 제2 분리된 광학 스트림(222) 각각 내의 채널 간격은 약 260GHz일 수 있다.
마찬가지로, 채널 디인터리버(220(2))는 제3 분리된 광학 스트림(223)과 제4 분리된 광학 스트림(224)을 생성하도록 제2 광학 스트림(212)을 분리할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 분리된 광학 스트림(223)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있고, 제4 분리된 광학 스트림(224)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 제3 분리된 광학 스트림(223)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있고, 제4 분리된 광학 스트림(224)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제3 분리된 광학 스트림(223)과 제4 분리된 광학 스트림(224) 각각은 제2 광학 스트림(212)의 교호 광학 채널들을 포함할 수 있으며, 이는 결국 제3 분리된 광학 스트림(223)과 제4 분리된 광학 스트림(224) 각각 내의 채널 간격이 제2 광학 스트림(212)의 채널 간격의 2배가 되도록 할 수 있다. 따라서, 제2 광학 스트림(212)의 채널 간격이 약 130GHz인 구현들의 경우, 제3 분리된 광학 스트림(223)과 제4 분리된 광학 스트림(224) 각각 내의 채널 간격은 약 260GHz일 수 있다.
일부 구현들에서, MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 각각은 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 연관된 광학 신호를 변조하도록 구성된 복수의 마이크로 링 변조기들(단순화를 위해 도 2a에서는 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 내에서 제공되는 마이크로 링 변조기들은 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 광학 채널(예컨대, 특정 파장의 광)을 변조할 수 있는 실리콘계 광학 디바이스들일 수 있다. 일부 양태들에서, 마이크로 링 변조기들 각각은, 인접한 공진들 사이의 (파장 또는 주파수에서의) 분리이며, 광학 채널들이 수용될 수 있는 파장들 또는 주파수들의 범위를 정의하는 자유 스펙트럼 범위(free spectral range; FSR)에 의해 특징지어질 수 있다. 일부 양태들에서, MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 각각은 약 56Gbps의 변조 레이트(modulation rate)를 가질 수 있다. 따라서, 마이크로 링 변조기들 각각은 마이크로 링 변조기의 FSR 내의 파장들을 갖는 광학 채널들만을 변조할 수 있다. 예를 들어, 5미크론의 반경을 갖는 마이크로 링 변조기는 약 13.5㎚와 동일한 FSR을 가질 수 있다. 타겟 채널 심볼 레이트에 의해 결정되는 마이크로 링의 Q-팩터(또는 공진의 폭)는 최소 채널 간격을 설정한다. 예를 들어, 약 56Gbps의 심볼 레이트를 갖는 경우, 이 채널 간격은 1310㎚에 가까운(또는 O-대역에 있는) 광학 파장에 대해 1.5㎚일 수 있다. 이 시나리오에서, 각각의 MRM 어레이(230)는 8개의 파장들만을 수용할 수 있다. 아래에서 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 광학 변조 회로(200)는 상기 언급된 마이크로 링 변조기가 기존의 8개의 광학 채널들로 제한되기보다는, 최대 16개의 광학 채널들을 동시에 변조할 수 있도록 해줄 수 있는 방식으로 광학 입력 소스(OSin) 내의 광학 채널들을 분리할 수 있다.
도 2a에서 도시된 바와 같이, 데이터 스트림들은, 예를 들어, 데이터 세트들(DS1~DS4) 각각이 복수의 고유 데이터 스트림들을 포함하도록, 각각의 데이터 세트들(DS1~DS4)로서 MRM 어레이들(230(1)~230(4))에 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 데이터 세트들(DS1~DS4) 각각은 최대 8개의 고유 데이터 스트림들을 포함할 수 있고, 따라서 4개의 MRM 어레이들(230(1)~230(4))은 최대 32개의 고유 데이터 스트림들을, 채널 디인터리버들(220(1)~220(2))에 의해 생성된 광학 신호들(221~224) 상으로 집합적으로 변조할 수 있다. 그러한 구현들에서, MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 각각은 8개의 마이크로 링 변조기들(단순화를 위해 도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 각각의 변조기는 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 하나의 광학 채널을 변조하도록 구성된다.
제1 MRM 어레이(230(1))는 제1 분리된 광학 스트림(221) 및 8개의 고유 데이터 스트림들을 포함하는 제1 데이터 세트(DS1)를 수신할 수 있다. 제1 MRM 어레이(230(1))에서 제공되는 8개의 마이크로 링 변조기들 각각은, 예를 들어, 8개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제1 변조된 광학 스트림(231)을 생성하기 위해, 제1 분리된 광학 스트림(221) 내의 광학 채널들 중 하나를, 제1 데이터 세트(DS1) 내에 포함된 8개의 데이터 스트림들 중 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 변조된 광학 스트림(231)은 제1 분리된 광학 스트림(221)으로부터 약 260GHz의 채널 간격을 계승할 수 있다.
제2 MRM 어레이(230(2))는 제2 분리된 광학 스트림(222) 및 8개의 고유 데이터 스트림들을 포함하는 제2 데이터 세트(DS2)를 수신할 수 있다. 제2 MRM 어레이(230(2))에서 제공되는 8개의 마이크로 링 변조기들 각각은, 예를 들어, 8개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제2 변조된 광학 스트림(232)을 생성하기 위해, 제2 분리된 광학 스트림(222) 내의 광학 채널들 중 하나를, 제2 데이터 세트(DS2) 내에 포함된 8개의 데이터 스트림들 중 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 제2 변조된 광학 스트림(232)은 제2 분리된 광학 스트림(222)으로부터 약 260GHz의 채널 간격을 계승할 수 있다.
제3 MRM 어레이(230(2))는 제3 분리된 광학 스트림(223) 및 8개의 고유 데이터 스트림들을 포함하는 제3 데이터 세트(DS3)를 수신할 수 있다. 제3 MRM 어레이(230(3))에서 제공되는 8개의 마이크로 링 변조기들 각각은, 예를 들어, 8개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제3 변조된 광학 스트림(233)을 생성하기 위해, 제3 분리된 광학 스트림(223) 내의 광학 채널들 중 하나를, 제3 데이터 세트(DS3) 내에 포함된 8개의 데이터 스트림들 중 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 변조된 광학 스트림(233)은 제3 분리된 광학 스트림(223)으로부터 약 260GHz의 채널 간격을 계승할 수 있다.
제4 MRM 어레이(230(4))는 제4 분리된 광학 스트림(224) 및 8개의 고유 데이터 스트림들을 포함하는 제4 데이터 세트(DS4)를 수신할 수 있다. 제4 MRM 어레이(230(4))에서 제공되는 8개의 마이크로 링 변조기들 각각은, 예를 들어, 8개의 변조된 광학 채널들을 포함하는 제4 변조된 광학 스트림(234)을 생성하기 위해, 제4 분리된 광학 스트림(224) 내의 광학 채널들 중 하나를, 제4 데이터 세트(DS4) 내에 포함된 8개의 데이터 스트림들 중 대응하는 데이터 스트림으로부터의 데이터를 사용하여 변조할 수 있다. 일부 구현들에서, 제4 변조된 광학 스트림(234)은 제4 분리된 광학 스트림(224)으로부터 약 260GHz의 채널 간격을 계승할 수 있다.
일부 구현들에서, 제1 분리된 광학 스트림(221), 제2 분리된 광학 스트림(222), 제3 분리된 광학 스트림(223), 및 제4 분리된 광학 스트림(224) 각각은 아래에서 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 파장 분할 및 다중화(WDM) 광학 스트림일 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제1 변조된 광학 스트림(231)과 제2 변조된 광학 스트림(232) 내의 변조된 광학 채널들은, 예를 들어, 제1 채널 디인터리버(210) 및 제2 채널 디인터리버(220(1))의 동작들에 의해 결정되는, 각각의 광학 채널의 파장들에 기초하여 서로 오프셋될 수 있다. 마찬가지로, 제3 변조된 광학 스트림(233)과 제4 변조된 광학 스트림(234) 내의 변조된 광학 채널들은, 예를 들어, 제1 채널 디인터리버(210) 및 제3 채널 디인터리버(220(2))의 동작들에 의해 결정되는, 각각의 광학 채널의 파장들에 기초하여 서로 오프셋될 수 있다.
제1 광학 인터리버(240(1))는 제1 변조된 광학 스트림(231)과 제2 변조된 광학 스트림(232)을 결합하여 제1 광학 출력 스트림(OSout1)을 생성할 수 있으며, 제1 광학 출력 스트림(OSout1)은 제1 및 제2 데이터 세트들(DS1~DS2)과 연관된 16개의 데이터 스트림들 각각에 의해 변조된 광학 입력 소스(OSin)의 16개의 홀수 광학 채널들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 및 제2 변조된 광학 스트림들(231~232) 사이의 채널 오프셋들은, 예를 들어, 변조된 채널들 간에 최소 크로스토크를 가지면서 제1 광학 출력 스트림(OSout1)을 생성하기 위해 이들 각각의 채널들이 서로 인터리빙되게 할 수 있다. 그 결과, 제1 광학 출력 스트림(OSout1)의 광학 채널들 사이의 채널 간격은 약 130GHz일 수 있다. 일부 양태들에서, 제1 광학 출력 스트림(OSout1)을 고밀도 파장 분할 및 다중화(DWDM) 광학 스트림이라고 칭할 수 있다.
마찬가지로, 제2 광학 인터리버(240(2))는 제3 변조된 광학 스트림(233)과 제4 변조된 광학 스트림(234)을 결합하여 제2 광학 출력 스트림(OSout2)을 생성할 수 있으며, 제2 광학 출력 스트림(OSout2)은 제3 및 제4 데이터 세트들(DS3~DS4)과 연관된 16개의 데이터 스트림들 각각에 의해 변조된 광학 입력 소스(OSin)의 16개의 짝수 광학 채널들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 및 제4 변조된 광학 스트림들(233~234) 사이의 채널 오프셋들은, 예를 들어, 변조된 채널들 간에 최소 크로스토크(존재하는 경우)를 가지면서 제2 광학 출력 스트림(OSout2)을 생성하기 위해 이들 각각의 채널들이 서로 인터리빙되게 할 수 있다. 그 결과, 제2 광학 출력 스트림(OSout2)의 광학 채널들 사이의 채널 간격은 약 130GHz일 수 있다. 일부 양태들에서, 제2 광학 출력 스트림(OSout2)을 DWDM 광학 스트림이라고 칭할 수 있다.
도 2b는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로(200)의 예시적인 동작을 도시하는 기능적 도해(250)이다. 65GHz의 채널 간격만큼 분리된 32개의 채널들을 포함하는 광학 광 소스(OSin)는 광학 신호들(211, 212)을 생성하도록 채널 디인터리버(210)에 의해 분할된다. 제1 광학 신호(211)는 광학 입력 소스(OSin)의 16개의 홀수 채널들을 포함하고 130GHz의 채널 간격을 가지며, 제2 광학 신호(212)는 광학 입력 소스(OSin)의 16개의 짝수 채널들을 포함하고 130GHz의 채널 간격을 갖는다. 제1 광학 신호(211)는 광학 신호들(221, 222)을 생성하도록 채널 디인터리버(220(1))에 의해 분할되고, 제2 광학 신호(212)는 광학 신호들(223, 224)을 생성하도록 채널 디인터리버(220(2))에 의해 분할된다. 예를 들어, 광학 신호들(221~224) 각각이 광학 입력 소스(OSin)의 광학 채널들의 4분의 1을 포함하도록, 광학 신호들(221~224) 각각은 260GHz의 채널 간격만큼 분리된 8개의 채널들을 포함한다.
광학 신호(221)의 8개 채널들 각각은 제1 변조된 광학 신호(231)를 생성하도록 제1 MRM 어레이(230(1))에 의해 고유 데이터 스트림을 사용하여 변조되고, 광학 신호(222)의 8개 채널들 각각은 제2 변조된 광학 신호(232)를 생성하도록 제2 MRM 어레이(230(2))에 의해 고유 데이터 스트림을 사용하여 변조되고, 광학 신호(223)의 8개 채널들 각각은 제3 변조된 광학 신호(233)를 생성하도록 제3 MRM 어레이(230(3))에 의해 고유 데이터 스트림을 사용하여 변조되고, 광학 신호(224)의 8개 채널들 각각은 제4 변조된 광학 신호(234)를 생성하도록 제4 MRM 어레이(230(4))에 의해 고유 데이터 스트림을 사용하여 변조된다. 260GHz의 채널 간격만큼 분리된 8개의 변조된 광학 채널들을 각각 포함하는 변조된 광학 신호들(231, 232)은 제1 광학 출력 스트림(OSCout1)을 생성하도록 제1 광학 인터리버(240(1))에서 결합된다. 마찬가지로, 260GHz의 채널 간격만큼 분리된 8개의 변조된 광학 채널들을 각각 포함하는 변조된 광학 신호들(233, 234)은 제2 광학 출력 스트림(OSCout2)을 생성하도록 제2 광학 인터리버(240(2))에서 결합된다. 제1 및 제2 광학 출력 스트림들(OSCout1, OSCout2)은 각각 변조된 데이터의 16개의 채널들을 포함하며, 인접한 채널들은 130GHz의 채널 간격만큼 분리되어 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 광학 출력 스트림들(OSCout1, OSCout2)의 채널 간격은 광학 입력 소스(OSin)의 채널 간격의 2배이다.
도 3은 일부 구현들에 따른, 마이크로 링 변조기(300)의 단순화된 블록도이다. 도 2a의 MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 각각 내에서 제공된 마이크로 링 변조기들의 일 예일 수 있는 마이크로 링 변조기(300)는 하나 이상의 광학 파장을 갖는 광학 입력 소스(302)를 수신하는 도파관(310)에 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로 링 변조기(300)는 하나의 광학 채널에 대응하는 특정 파장의 광을 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학 입력 소스(302)는 파장(λ)을 갖는 광학 채널을 포함할 수 있고, 마이크로 링 변조기(300)는 도파관(310)을 통해 전파될 수 있는 변조된 광학 출력 신호(306)를 생성하도록, λ 기반 광학 채널을 데이터(304)를 사용하여 변조하도록 구성될 수 있다.
마이크로 링 변조기(300)는 동작 파장들의 범위를 지정하는 FSR에 의해 특징지어질 수 있고, 마이크로 링 변조기들(300)의 어레이는 FSR 내의 다양한 파장들을 변조하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로 링 변조기(300)는 마이크로 링 변조기(300)의 공칭 직경에 기초하여 파장(λ)을 변조하도록 구성될 수 있다. 파장(λ)에 대해 마이크로 링 변조기(300)를 선택적으로 튜닝시키기 위해 가열 요소(단순화를 위해 도시되지 않음)가 사용될 수 있다.
일부 구현들에서, 마이크로 링 변조기(300)는 실리콘계일 수 있고, 229THz에 대응하는, 1310㎚ 부근의 파장들에서 동작하도록 설계될 수 있고, 약 5미크론의 반경을 가질 수 있고, 약 13.5㎚의 FSR을 가질 수 있다. 마이크로 링 변조기는 50GBd 위에서 동작하도록 설계될 수 있다. 결과적으로, 마이크로 링 변조기(300)의 동작 특성은 채널 디인터리버들의 쌍(220(1)~220(2))에 의해 생성된 광학 스트림들(221~224)의 채널 간격들에 매우 적합할 수 있다. 다른 구현들에서, 마이크로 링 변조기(300)는 다른 적절한 동작 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 다른 구현에서, 마이크로 링 변조기(300)는 1310㎚ 이외의 파장들에서 동작할 수 있다.
도 4는 일부 구현들에 따른, 마이크로 링 변조기(300)의 예시적인 특성들을 도시하는 예시적인 그래프(400)이다. 그래프(400)는 도 3의 마이크로 링 변조기(300)와 연관된 복수의 투과 곡선들(402)에 대한 파장(파장이 공진으로부터 상당히 벗어났을 때 1로 정규화됨)의 함수로서 광학 출력(투과율)을 도시한다. 파장이 마이크로 링의 공진에 있을 때 투과율은 0에 가깝다. 투과 곡선들(402)은 광이 마이크로 링 변조기(300)에 의해 변조될 수 있는 방식을 예시한다. 예를 들어, 마이크로 링 변조기(300)에 의해 변조된 광학 채널에 대응하는 파장은 라인(404)으로 도시된다. 투과율은 예를 들어, 링의 도파관 내에 내장된 pn 접합에 걸친 전압을 변화시킴으로써 라인(404)에 의해 표현되는 광학 채널의 파장에 대해 범위(410)에 걸쳐 조정(예를 들어, 변조)될 수 있다.
인접한 광학 채널들과 연관된 파장들이 또한 그래프(400)에서 도시된다. 예를 들어, 라인(406)은 더 작은 파장을 갖는 인접한 광학 채널과 연관될 수 있는 제1 파장을 나타낼 수 있고, 라인(408)은 더 큰 파장을 갖는 인접한 광학 채널과 연관될 수 있는 제2 파장을 나타낼 수 있다. 일부 구현들에서, 인접한 광학 채널들 사이의 간격은 인접한 채널들 상에서 검출된 크로스토크에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 인접한 광학 채널들 사이의 간격은 다른 마이크로 링 변조기들에 의해 야기되는 투과율의 손실에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
도 5는 일부 구현들에 따른, 도 2a의 광학 변조 회로(200)에 대한 예시적인 채널 할당들의 차트(500)이다. 예시적인 차트(500)는 13.5㎚의 FSR을 각각 갖는 복수의 마이크로 링 변조기들(300)을 포함하는 광학 변조 회로(200)의 MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 각각에 기초하고, 따라서 차트(500)에서 도시된 채널 할당들은 13.5㎚의 FSR 내에 맞춰질 수 있다. 다른 FSR에 대해 다른 채널 할당들이 가능함을 이해해야 한다.
제1 채널 할당(510)은 8개의 채널들(511~518)을 포함하고, 채널들 각각은 1310㎚ 부근의 파장과 함께 약 1.5㎚의 채널 분리(예를 들어, 채널 간격)를 갖는다. 채널들(511~518)은 어떤 임의적 파장에 대해 오프셋될 수 있고, 인접한 채널들은 1.5㎚만큼 오프셋될 수 있다. 일부 양태들에서, 1.5㎚의 채널 간격은 도 2a의 광학 스트림들(221~224) 및 변조된 광학 스트림들(231~234)에 대해 위에서 설명된 1310㎚에서의 260GHz의 채널 간격에 대응할 수 있다. 도 5의 예에서, 제1 채널(511)은 0㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제2 채널(512)은 1.5㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제3 채널(513)은 3.0㎚의 채널 오프셋을 가지며, (중간 생략), 제8 채널(518)은 10.5㎚의 채널 오프셋을 갖는다. 제1 채널 할당(510)은 또한 도 2a와 관련하여 위에서 설명된 광학 채널 번호들에 대응하는 광학 채널 번호 할당들을 포함한다. 예를 들어, 제1 채널(511)은 광학 채널 1에 대응할 수 있고, 제2 채널(512)은 광학 채널 5에 대응할 수 있고, 제3 채널(513)은 광학 채널 9에 대응할 수 있고, (중간 생략), 제8 채널(518)은 광학 채널 29에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 채널 할당(510)은 도 2a의 제1 분할된 광학 스트림(221)에 대응할 수 있고, 제1 MRM 어레이(230(1))는 제1 채널 할당(510)에서 표시된 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다.
제2 채널 할당(520)은 8개의 채널들(521~518)을 포함하고, 채널들 각각은 약 1.5㎚의 채널 폭(예를 들어, 채널 간격)을 갖는다. 인접한 채널들은 1.5㎚만큼 오프셋될 수 있으며, 이는 도 2a와 관련하여 앞서 설명된 260GHz의 채널 간격에 대응할 수 있다. 도 5의 예에서, 제1 채널(521)은 0.375㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제2 채널(522)은 1.875㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제3 채널(523)은 3.375㎚의 채널 오프셋을 가지며, (중간 생략), 제8 채널(528)은 10.875㎚의 채널 오프셋을 갖는다. 제2 채널 할당(520)은 또한 도 2a와 관련하여 위에서 설명된 광학 채널 번호들에 대응하는 광학 채널 번호 할당들을 포함한다. 예를 들어, 제1 채널(521)은 광학 채널 2에 대응할 수 있고, 제2 채널(522)은 광학 채널 6에 대응할 수 있고, 제3 채널(523)은 광학 채널 10에 대응할 수 있고, (중간 생략), 제8 채널(528)은 광학 채널 30에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 제2 채널 할당(520)은 도 2a의 제2 분할된 광학 스트림(222)에 대응할 수 있고, 제2 MRM 어레이(230(2))는 제2 채널 할당(520)에서 표시된 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다.
제3 채널 할당(530)은 8개의 채널들(531~538)을 포함하고, 채널들 각각은 약 1.5㎚의 채널 폭(예를 들어, 채널 간격)을 갖는다. 인접한 채널들은 1.5㎚만큼 오프셋될 수 있으며, 이는 도 2a와 관련하여 앞서 설명된 260GHz의 채널 간격에 대응할 수 있다. 도 5의 예에서, 제1 채널(531)은 0.75㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제2 채널(532)은 2.25㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제3 채널(533)은 3.75㎚의 채널 오프셋을 가지며, (중간 생략), 제8 채널(534)은 11.25㎚의 채널 오프셋을 갖는다. 제3 채널 할당(530)은 또한 도 2a와 관련하여 위에서 설명된 광학 채널 번호들에 대응하는 광학 채널 번호 할당들을 포함한다. 예를 들어, 제1 채널(531)은 광학 채널 3에 대응할 수 있고, 제2 채널(532)은 광학 채널 7에 대응할 수 있고, 제3 채널(533)은 광학 채널 11에 대응할 수 있고, (중간 생략), 제8 채널(538)은 광학 채널 31에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 채널 할당(530)은 도 2a의 제3 분할된 광학 스트림(223)에 대응할 수 있고, 제3 MRM 어레이(230(3))는 제3 채널 할당(530)에서 표시된 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다.
제4 채널 할당(540)은 8개의 채널들(541~548)을 포함하고, 채널들 각각은 약 1.5㎚의 채널 폭(예를 들어, 채널 간격)을 갖는다. 인접한 채널들은 1.5㎚만큼 오프셋될 수 있으며, 이는 도 2a와 관련하여 앞서 설명된 260GHz의 채널 간격에 대응할 수 있다. 도 5의 예에서, 제1 채널(541)은 1.125㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제2 채널(542)은 2.625㎚의 채널 오프셋을 갖고, 제3 채널(543)은 4.125㎚의 채널 오프셋을 가지며, (중간 생략), 제8 채널(548)은 11.625㎚의 채널 오프셋을 갖는다. 제4 채널 할당(540)은 또한 도 2a와 관련하여 위에서 설명된 광학 채널 번호들에 대응하는 광학 채널 번호 할당들을 포함한다. 예를 들어, 제1 채널(541)은 광학 채널 4에 대응할 수 있고, 제2 채널(542)은 광학 채널 8에 대응할 수 있고, 제3 채널(543)은 광학 채널 12에 대응할 수 있고, (중간 생략), 제8 채널(548)은 광학 채널 32에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 제4 채널 할당(540)은 도 2a의 제4 분할된 광학 스트림(224)에 대응할 수 있고, 제4 MRM 어레이(230(4))는 제4 채널 할당(540)에서 표시된 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다.
당업자는 채널 할당들(510, 520, 530, 540)과 관련하여 설명된 채널 폭 및 채널 오프셋은 예시적인 것이며 한정적인 것을 의미한 것은 아님을 인식할 것이다. 다른 채널 폭과 오프셋이 가능하다. 예를 들어, 이러한 채널 폭과 연관된 크로스토크 및 삽입 손실이 인접한 채널들에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는다면 다른 채널 폭들이 실현가능하다. 또한, 8개의 인접한 채널들에 대한 채널 할당들이 연관된 마이크로 링 변조기들의 FSR로 유지된다면 다른 채널 폭과 오프셋이 실현가능하다.
도 6은 일부 구현들에 따른, 예시적인 MRM 어레이(600)의 블록도이다. MRM 어레이(600)는 도 2a의 MRM 어레이들(230(1)~230(4)) 중 하나 이상의 예시일 수 있다. MRM 어레이(600)는 8개의 마이크로 링 변조기들(601~608) 및 도파관(620)을 포함할 수 있다. 마이크로 링 변조기들(601~608) 각각은 8개의 데이터 스트림들(611~618) 각각을 수신하기 위한 입력부를 포함할 수 있고, 도파관(620)에 커플링된 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크로 링 변조기(601)는 제1 데이터 스트림(611)을 수신할 수 있고, 제2 마이크로 링 변조기(602)는 제2 데이터 스트림(612)을 수신할 수 있고, (중간 생략), 제8 마이크로 링 변조기(608)는 제8 데이터 스트림(618)을 수신할 수 있다. 본 명세서에서 논의의 목적을 위해, 마이크로 링 변조기들(601~608) 각각은 실리콘계일 수 있고, 약 13.5㎚의 FSR을 가질 수 있고, 약 5미크론의 반경을 가질 수 있다.
일부 구현들에서, MRM 어레이(600)는 도 5에서 도시된 채널 할당들 중 하나에 따라 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, MRM 어레이(600)는 제1 채널 할당(510)에 따라 광학 채널들을 변조하도록 마이크로 링 변조기들(601~608)을 구성함으로써 제1 분할된 광학 스트림(221)의 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크로 링 변조기(601)는 광학 채널 1을 변조하도록 구성될 수 있고, 제2 마이크로 링 변조기(602)는 광학 채널 5를 변조하도록 구성될 수 있고, (중간 생략), 제8 마이크로 링 변조기(608)는 광학 채널 29를 변조하도록 구성될 수 있다.
다른 양태들에서, MRM 어레이(600)는 제2 채널 할당(520)에 따라 광학 채널들을 변조하도록 마이크로 링 변조기들(601~608)을 구성함으로써 제2 분할된 광학 스트림(222)의 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크로 링 변조기(601)는 광학 채널 2를 변조하도록 구성될 수 있고, 제2 마이크로 링 변조기(602)는 광학 채널 6을 변조하도록 구성될 수 있고, (중간 생략), 제8 마이크로 링 변조기(608)는 광학 채널 30을 변조하도록 구성될 수 있다.
다른 양태들에서, MRM 어레이(600)는 제3 채널 할당(530)에 따라 광학 채널들을 변조하도록 마이크로 링 변조기들(601~608)을 구성함으로써 제3 분할된 광학 스트림(223)의 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크로 링 변조기(601)는 광학 채널 3을 변조하도록 구성될 수 있고, 제2 마이크로 링 변조기(602)는 광학 채널 7을 변조하도록 구성될 수 있고, (중간 생략), 제8 마이크로 링 변조기(608)는 광학 채널 31을 변조하도록 구성될 수 있다.
다른 양태들에서, MRM 어레이(600)는 제4 채널 할당(540)에 따라 광학 채널들을 변조하도록 마이크로 링 변조기들(601~608)을 구성함으로써 제4 분할된 광학 스트림(224)의 광학 채널들을 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크로 링 변조기(601)는 광학 채널 4를 변조하도록 구성될 수 있고, 제2 마이크로 링 변조기(602)는 광학 채널 8을 변조하도록 구성될 수 있고, (중간 생략), 제8 마이크로 링 변조기(608)는 광학 채널 32를 변조하도록 구성될 수 있다.
도 7은 일부 구현들에 따른, 광학 출력을 생성하기 위한 예시적인 동작(700)을 도시하는 예시적인 흐름도를 도시한다. 본 명세서에서는 도 2a의 광학 변조 회로(200)에 의해 수행되는 것으로서 설명되지만, 동작(700)은 임의의 기술적으로 실행가능한 프로세서, 디바이스, 하드웨어 플랫폼 등에 의해 수행될 수 있다.
광학 변조 회로(200)는 광학 입력 소스를 제1 광학 스트림과 제2 광학 스트림으로 분리할 수 있다(701). 일부 구현들에서, 광학 입력 소스(OSin)는 채널 디인터리버(210)를 사용하여 제1 광학 스트림(211)과 제2 광학 스트림(212)으로 분리될 수 있다. 일부 양태들에서, 제1 광학 스트림(211)은 광학 입력 소스(OSin)의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있고, 제2 광학 스트림(212)은 광학 입력 소스(OSin)의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함할 수 있다.
광학 변조 회로(200)는 제1 광학 스트림을 제1 분리된 광학 스트림과 제2 분리된 광학 스트림으로 분리할 수 있다(702). 일부 구현들에서, 제1 광학 스트림(211)은 채널 디인터리버(220(1))를 사용하여 제1 분리된 광학 스트림(221)과 제2 분리된 광학 스트림(222)으로 분리될 수 있다. 일부 양태들에서, 제1 분리된 광학 스트림(221)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있고, 제2 분리된 광학 스트림(222)은 제1 광학 스트림(211)의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있고, 교호 광학 채널들의 제2 세트는 교호 광학 채널들의 제1 세트와는 상이하다.
광학 변조 회로(200)는 데이터 스트림들의 제1 세트를 제1 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림을 생성할 수 있고(703), 데이터 스트림들의 제2 세트를 제2 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제2 변조된 광학 스트림을 생성할 수 있다(704). 일부 구현들에서, 제1 MRM 어레이(230(1))는 제1 변조된 광학 스트림(231)을 생성하기 위해 제1 데이터 세트(DS1)와 연관된 데이터 스트림들을 제1 분리된 광학 스트림(221)의 광학 채널들 상으로 변조할 수 있고, 제2 MRM 어레이(230(2))는 제2 변조된 광학 스트림(232)을 생성하기 위해 제2 데이터 세트(DS2)와 연관된 데이터 스트림들을 제2 분리된 광학 스트림(222)의 광학 채널들 상으로 변조할 수 있다.
광학 변조 회로(200)는 제1 변조된 광학 스트림과 제2 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성할 수 있다(705). 일부 구현들에서, 제1 채널 인터리버(240(1))는 제1 광학 출력 스트림(OSout1)을 생성하기 위해 제1 변조된 광학 스트림(231)과 제2 변조된 광학 스트림(232)을 결합할 수 있다.
광학 변조 회로(200)는 제2 광학 스트림을 제3 분리된 광학 스트림과 제4 분리된 광학 스트림으로 분리할 수 있다(706). 일부 구현들에서, 제2 광학 스트림(212)은 채널 디인터리버(220(2))를 사용하여 제3 분리된 광학 스트림(223)과 제4 분리된 광학 스트림(224)으로 분리될 수 있다. 일부 양태들에서, 제3 분리된 광학 스트림(223)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함할 수 있고, 제4 분리된 광학 스트림(224)은 제2 광학 스트림(212)의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함할 수 있고, 교호 광학 채널들의 제2 세트는 교호 광학 채널들의 제1 세트와는 상이하다.
광학 변조 회로(200)는 데이터 스트림들의 제3 세트를 제3 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제3 변조된 광학 스트림을 생성할 수 있고(707), 데이터 스트림들의 제4 세트를 제4 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제4 변조된 광학 스트림을 생성할 수 있다(708). 일부 구현들에서, 제3 MRM 어레이(230(3))는 제3 변조된 광학 스트림(233)을 생성하기 위해 제3 데이터 세트(DS3)와 연관된 데이터 스트림들을 제3 분리된 광학 스트림(223)의 광학 채널들 상으로 변조할 수 있고, 제4 MRM 어레이(230(4))는 제4 변조된 광학 스트림(234)을 생성하기 위해 제4 데이터 세트(DS4)와 연관된 데이터 스트림들을 제4 분리된 광학 스트림(224)의 광학 채널들 상으로 변조할 수 있다.
광학 변조 회로(200)는 제3 변조된 광학 스트림과 제4 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성할 수 있다(709). 일부 구현들에서, 제2 광학 결합기(240(2))는 제2 광학 출력 스트림(OSout2)을 생성하기 위해 제3 변조된 광학 스트림(233)과 제4 변조된 광학 스트림(234)을 결합할 수 있다.
당업자는 여러 상이한 기술들과 기법들 중 임의의 것을 사용하여 정보와 신호가 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 임의의 조합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 당업자는 본 명세서에서 개시된 양태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명확히 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들을 일반적으로 각자의 기능의 관점에서 상술하였다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지 여부는 전체 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약들에 좌우된다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 그러한 구현의 결정이 본 개시의 범위를 벗어나게 하는 것으로서 해석되어서는 안된다.
본 명세서에서 개시된 양태들과 관련하여 설명된 방법, 시퀀스, 또는 알고리즘은 하드웨어로 직접적으로 구현될 수 있고, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있고, 또는 그 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 래치, 플래시 래치, ROM 래치, EPROM 래치, EEPROM 래치, 레지스터, 하드디스크, 탈착가능형 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술에서 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에서 존재할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안으로서, 저장 매체는 프로세서와 일체화될 수 있다.
전술한 상세한 설명에서는, 예시적인 구현들이 그 특정 예시적인 구현들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구항들에서 기재된 본 개시의 더 넓은 범위를 벗어나지 않고서 다양한 수정들과 변경들이 취해질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한적인 의미를 갖는다기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
Claims (15)
- 광학 변조 회로에 있어서,
복수의 광학 채널들 또는 파장들을 포함하는 광학 입력 소스를 수신하기 위한 입력 단자;
상기 광학 입력 소스를 제1 광학 스트림과 제2 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제1 채널 디인터리버;
상기 제1 광학 스트림을 제1 분리된 광학 스트림과 제2 분리된 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제2 채널 디인터리버;
제1 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 데이터 스트림들의 제1 세트를 상기 제1 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하도록 구성된 제1 마이크로 링 변조(micro-ring modulation; MRM) 어레이;
제2 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 데이터 스트림들의 제2 세트를 상기 제2 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하도록 구성된 제2 MRM 어레이; 및
상기 제1 변조된 광학 스트림과 상기 제2 변조된 광학 스트림에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성된 제1 광학 인터리버
를 포함하는 광학 변조 회로. - 제1항에 있어서,
상기 제1 광학 스트림은 상기 광학 입력 소스의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함하고,
상기 제2 광학 스트림은 상기 광학 입력 소스의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함한 것인 광학 변조 회로. - 제1항에 있어서,
상기 제1 분리된 광학 스트림은 상기 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고,
상기 제2 분리된 광학 스트림은 상기 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함하고,
상기 교호 광학 채널들의 제1 세트는 상기 교호 광학 채널들의 제2 세트와는 상이한 것인 광학 변조 회로. - 제1항에 있어서,
상기 제1 MRM 어레이는 상기 데이터 스트림들의 제1 세트 중의 연관된 데이터 스트림을 상기 제1 분리된 광학 스트림의 대응하는 광학 채널 상으로 변조하도록 각각 구성된 제1 복수의 마이크로 링 변조기들을 포함하고;
상기 제2 MRM 어레이는 상기 데이터 스트림들의 제2 세트 중의 연관된 데이터 스트림을 상기 제2 분리된 광학 스트림의 대응하는 광학 채널 상으로 변조하도록 각각 구성된 제2 복수의 마이크로 링 변조기들을 포함한 것인 광학 변조 회로. - 제4항에 있어서,
상기 제1 복수의 마이크로 링 변조기들과 상기 제2 복수의 마이크로 링 변조기들 각각은 적어도 13.5㎚의 자유 스펙트럼 범위 및 약 5미크론의 반경을 갖는 것인 광학 변조 회로. - 제1항에 있어서,
상기 광학 입력 소스는 약 65GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 제1 광학 스트림과 상기 제2 광학 스트림 각각은 상기 광학 입력 소스의 채널 간격의 2배 또는 약 130GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 제1 변조된 광학 스트림과 상기 제2 변조된 광학 스트림 각각은 상기 광학 입력 소스의 채널 간격의 4배 또는 약 260GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 제1 광학 출력 스트림은 상기 광학 입력 소스의 채널 간격의 2배 또는 약 130GHz의 채널 간격을 갖는 것인 광학 변조 회로. - 제1항에 있어서,
상기 제2 광학 스트림을 제3 분리된 광학 스트림과 제4 분리된 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제3 채널 디인터리버;
제3 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 데이터 스트림들의 제3 세트를 상기 제3 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하도록 구성된 제3 MRM 어레이;
제4 변조된 광학 스트림을 생성하기 위해 데이터 스트림들의 제4 세트를 상기 제4 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하도록 구성된 제4 MRM 어레이; 및
상기 제3 변조된 광학 스트림과 상기 제4 변조된 광학 스트림에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성된 제2 광학 인터리버
를 더 포함하는 광학 변조 회로. - 포토닉스(photonics) 집적 회로에 있어서,
복수의 광학 채널들 또는 파장들을 포함하는 광학 입력 소스를 수신하기 위한 입력 단자;
상기 입력 단자에 커플링된 복수의 광학 변조 회로들; 및
상기 입력 단자에 커플링된 복수의 광학 검출 회로들
을 포함하고,
상기 광학 변조 회로들 각각은,
상기 광학 입력 소스를 제1 광학 스트림과 제2 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제1 채널 디인터리버;
상기 제1 광학 스트림을 제1 분리된 광학 스트림과 제2 분리된 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제2 채널 디인터리버;
상기 제2 광학 스트림을 제3 분리된 광학 스트림과 제4 분리된 광학 스트림으로 분리하도록 구성된 제3 채널 디인터리버;
데이터 스트림들의 고유 세트를 분리된 광학 스트림들 중 대응하는 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림, 제2 변조된 광학 스트림, 제3 변조된 광학 스트림, 및 제4 변조된 광학 스트림 각각을 생성하도록 각각 구성된 복수의 마이크로 링 변조(MRM) 어레이들;
상기 제1 변조된 광학 스트림과 상기 제2 변조된 광학 스트림에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성된 제1 광학 인터리버; 및
상기 제3 변조된 광학 스트림과 상기 제4 변조된 광학 스트림에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하도록 구성된 제2 광학 인터리버
를 포함한 것인 포토닉스 집적 회로. - 제8항에 있어서,
상기 제1 광학 스트림은 상기 광학 입력 소스의 홀수 번호의 광학 채널들을 포함하고,
상기 제2 광학 스트림은 상기 광학 입력 소스의 짝수 번호의 광학 채널들을 포함한 것인 포토닉스 집적 회로. - 제8항에 있어서,
상기 제1 분리된 광학 스트림은 상기 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고;
상기 제2 분리된 광학 스트림은 상기 제1 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함하고;
상기 제3 분리된 광학 스트림은 상기 제2 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제1 세트를 포함하고;
상기 제4 분리된 광학 스트림은 상기 제2 광학 스트림의 교호 광학 채널들의 제2 세트를 포함한 것인 포토닉스 집적 회로. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 MRM 어레이들 각각은 고유 데이터 스트림들 중 연관된 고유 데이터 스트림을 분리된 광학 스트림들 중 대응하는 광학 스트림 상으로 변조하도록 구성된 복수의 마이크로 링 변조기들을 포함한 것인 포토닉스 집적 회로. - 제8항에 있어서,
상기 광학 입력 소스는 약 65GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 제1 광학 스트림과 상기 제2 광학 스트림 각각은 약 130GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 변조된 광학 스트림들 각각은 약 260GHz의 채널 간격을 갖고,
상기 광학 출력 스트림들 각각은 약 130GHz의 채널 간격을 갖는 것인 포토닉스 집적 회로. - 제12항에 있어서,
상기 광학 입력 소스는 32개의 광학 채널들을 포함하고,
상기 제1 광학 스트림과 상기 제2 광학 스트림 각각은 16개의 광학 채널들을 포함하고,
상기 변조된 광학 스트림들 각각은 8개의 광학 채널들을 포함하고,
상기 광학 출력 스트림들 각각은 16개의 광학 채널들을 포함한 것인 포토닉스 집적 회로. - 방법에 있어서,
광학 입력 소스를 제1 광학 스트림과 제2 광학 스트림으로 분리하는 단계;
상기 제1 광학 스트림을 제1 분리된 광학 스트림과 제2 분리된 광학 스트림으로 분리하는 단계;
데이터 스트림들의 제1 세트를 상기 제1 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제1 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계;
데이터 스트림들의 제2 세트를 상기 제2 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제2 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 및
상기 제1 변조된 광학 스트림과 상기 제2 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제1 광학 출력 스트림을 생성하는 단계
를 포함하는 방법. - 제14항에 있어서,
상기 제2 광학 스트림을 제3 분리된 광학 스트림과 제4 분리된 광학 스트림으로 분리하는 단계;
데이터 스트림들의 제3 세트를 상기 제3 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제3 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계;
데이터 스트림들의 제4 세트를 상기 제4 분리된 광학 스트림의 광학 채널들 상으로 변조하여 제4 변조된 광학 스트림을 생성하는 단계; 및
상기 제3 변조된 광학 스트림과 상기 제4 변조된 광학 스트림의 조합에 기초하여 제2 광학 출력 스트림을 생성하는 단계
를 더 포함하는 방법.
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