KR20230035242A - 광학 주파수 콤 생성기를 사용하는 통합 cmos 광자 및 전자 wdm 통신 시스템 - Google Patents

광학 주파수 콤 생성기를 사용하는 통합 cmos 광자 및 전자 wdm 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

광학 데이터 통신 시스템은 광학 전원 공급 장치와 전기 광학 칩을 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 단일 파장의 레이저 광을 생성하는 레이저를 포함한다. 콤 생성기는 단일 파장의 광을 수신하고 단일 파장의 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성한다. 전기광학칩의 입력광으로 연속파 광의 다수의 파장들들이 제공된다. 전기 광학 칩은 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로를 포함한다.

Description

광학 주파수 콤 생성기를 사용하는 통합 CMOS 광자 및 전자 WDM 통신 시스템
본 발명은 광학 데이터 통신에 관한 것이다.
광학 데이터 통신 시스템은 디지털 데이터 패턴을 인코딩하기 위해 레이저 광을 변조함으로써 작동한다. 변조된 레이저 광은 광학 데이터 네트워크를 통해 전송 노드에서 수신 노드로 송신된다. 수신 노드에 도달한 변조된 레이저 광은 원래의 디지털 데이터 패턴을 얻기 위해 복조된다. 따라서 광학 데이터 통신 시스템의 구현 및 작동은 신뢰성있고 효율적인 레이저 광원을 보유하는 데 달려 있다. 또한, 광학 데이터 통신 시스템의 레이저 광원은 최소의 폼 팩터를 갖고 비용 및 에너지 소비 측면에서 가능한 한 효율적으로 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서 본 발명은 이루어진다.
예시적인 실시형태에서, 광학 전원 공급 장치가 개시된다. 광학 전원 공급 장치는 단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 구성된 레이저를 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 또한 단일 파장의 연속파 광을 입력 광으로 수신하기 위해 레이저에 광학적으로 연결된 콤 생성기를 포함한다. 콤 생성기는 입력 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하도록 구성된다.
예시적인 실시형태에서, 광학 전원 공급 장치를 동작시키기 위한 방법이 개시된다. 방법은 단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 레이저를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 단일 파장의 연속파 광을 콤 생성기의 광학 입력으로 광학적으로 전달하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 단일 파장의 연속파 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하도록 콤 생성기를 동작시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 연속파 광의 다수의 파장들을 광학 전원 공급 장치의 출력으로 광학적으로 전달하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 광학 데이터 통신 시스템이 개시된다. 광학 데이터 통신 시스템은 광학 전원 공급 장치와 전기 광학 칩을 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 단일 파장의 레이저 광을 생성하는 레이저를 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 또한 단일 파장의 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하는 콤 생성기를 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 연속파 광의 다수의 파장을 출력하도록 구성된다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하기 위해 광학 전원 공급 장치에 광학적으로 연결된다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되어 있다. 전기 광학 칩은 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 단일 파장의 레이저 광을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치에 탑재된 레이저를 동작시킴으로써 및 단일 파장의 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치에 탑재된 콤 생성기를 동작시킴으로써 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하도록 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 광학 전원 공급 장치로부터 전기 광학 칩으로 연속파 광의 다수의 파장들을 광학적으로 전달하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하기 위해 전기 광학 칩을 동작시키는 단계를 포함한다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되어 있다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩을 동작시키는 단계를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 전기 광학 칩이 개시된다. 전기 광학 칩은 원격 광학 전원 공급 장치로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력 포트를 포함한다. 전기 광학 칩은 또한 전기 광학 칩의 광학 입력 포트로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기를 포함한다. 콤 생성기는 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하고 콤 생성기의 광학 출력을 통해 연속파 광의 다수의 파장들을 전달하도록 구성된다. 전기 광학 칩은 또한 콤 생성기의 광학 출력으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하는 송신 매크로를 포함한다. 송신 매크로는 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하도록 구성된다.
예시적인 실시형태에서, 광학 데이터 통신 시스템이 개시된다. 광학 데이터 통신 시스템은 단일 파장의 연속파 광을 출력하는 광학 전원 공급 장치를 포함한다. 광학 데이터 통신 시스템은 또한 광학 전원 공급 장치로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 전기 광학 칩을 포함한다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되어 있다. 전기 광학 칩은 전기 광학 칩의 광학 입력 포트로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기를 포함한다. 콤 생성기는 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하고 콤 생성기의 광학 출력을 통해 연속파 광의 다수의 파장들을 전달하도록 구성된다. 전기 광학 칩은 콤 생성기의 광학 출력으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 수신하는 송신 매크로를 포함한다. 송신 매크로는 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하도록 구성된다.
예시적인 실시형태에서, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법이 개시된다. 방법은 단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 광학 전원 공급 장치로부터 전기 광학 칩으로 단일 파장의 연속파 광을 광학적으로 전달하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 단일 파장의 연속파 광을 수신하기 위해 전기 광학 칩을 동작시키는 단계를 포함한다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되어 있다. 방법은 또한 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하도록 전기 광학 칩에 탑재된 콤 생성기를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩에 탑재된 송신 매크로를 동작시키는 단계를 포함한다.
예시적인 실시형태에서, 전기 광학 칩이 개시된다. 전기 광학 칩은 광학 전원 공급 장치, 콤 생성기 및 송신 매크로를 포함한다. 광학 전원 공급 장치는 단일 파장의 연속파 광을 출력한다. 콤 생성기는 광학 전원 공급 장치로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는다. 콤 생성기는 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하고 콤 생성기의 광학 출력을 통해 연속파 광의 다수의 파장들을 전달하도록 구성된다. 송신 매크로는 콤 생성기의 광학 출력으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 수신한다. 송신 매크로는 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하도록 구성된다.
예시적인 실시형태에서, 전기 광학 칩을 동작시키기 위한 방법이 개시된다. 방법은 단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 전기 광학 칩에 탑재된 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들을 생성하도록 전기 광학 칩에 탑재된 콤 생성기를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩에 탑재된 송신 매크로를 동작시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 본 발명을 예로서 도시하는 첨부 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a 는 일부 실시형태들에 따른, TeraPHY 칩렛을 구현하는 시스템의 예시적인 블록-레벨 아키텍처를 도시한다.
도 1b 는 일부 실시형태들에 따른, 도 1a의 기판의 수직 단면도를 도시한다.
도 2는 일부 실시형태들에 따른, 본 명세서에서 참조되는 TeraPHY 칩렛의 예시적인 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 일부 실시형태들에 따른, TeraPHY 칩렛의 예시적인 레이아웃을 도시한 것이다.
도 4은 일부 실시형태들에 따른, 광학 매크로들 중 주어진 하나의 예시적인 레이아웃을 도시한 것이다.
도 5a는 일부 실시형태들에 따른, 광학 링크를 통해 제2 컴퓨터 시스템에 광학적으로 연결된 제1 컴퓨터 시스템의 도면을 도시한 것이다.
도 5b는 일부 실시형태들에 따른, 제1 컴퓨터 시스템의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛과 제2 컴퓨터 시스템의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 사이의 광학적 연결들에 대한 보다 상세한 도면을 도시한 것이다.
도 6a는 일부 실시형태에 따라 광학 데이터 통신 시스템을 위한 원격 광학 전원 공급 장치의 예시적인 구현을 도시한다.
도 6b는 일부 실시형태에 따라 섬유 어레이의 광섬유들 각각이 원격 광학 전원 공급 장치로부터 실질적으로 동일한 강도(전력)로 연속파 레이저 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 6c는 일부 실시형태에 따라 광섬유를 포함하는 섬유 어레이에 연결된 전기 광학 칩의 예시도를 도시한다.
도 7a는 일부 실시형태에 따른 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 7b는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 7c는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 7d는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 8는 일부 실시형태에 따라, 광섬유들 각각이 원격 광학 전원 공급 장치들 각각으로부터 연속파 레이저의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 9a 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스(선택적 스페어 (spare) 레이저 소스 포함)를 갖는 레이저 모듈을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치를 보여준다.
도 9b는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 9c는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 9d는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 10a 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스(선택적 스페어 레이저 소스 포함)를 갖는 레이저 모듈을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치를 보여준다.
도 10b는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 10c는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 10d는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다중 파장 원격 광학 전원 공급 장치의 변형인 다 파장 원격 광학 전원 공급 장치를 도시한다.
도 11 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스(선택적 스페어 레이저 소스 포함)를 갖는 레이저 모듈을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치를 보여준다.
도 12a 은 일부 실시형태들에 따른, 광학 전원 공급 장치를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 12b 은 일부 실시형태들에 따른, 예를 들어 도 7a 내지 도 11 에 도시된 선택적 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13a 는 일부 실시형태에 따른, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 공급하도록 구성된 원격 (전기 광학 칩 외부) 단일 파장 광학 전원 공급 장치를 보여준다.
도 13b는 일부 실시형태에 따른, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 공급하도록 구성된 원격 (전기 광학 칩 외부) 단일 파장 광학 전원 공급 장치를 보여준다.
도 13c 는 일부 실시형태에 따라, 광섬유들 각각이 원격 광학 전원 공급 장치들 각각으로부터 연속파 레이저의 단일 파장 (λi) 을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 14는 일부 실시형태에 따라 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치들 중 하나로부터의 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 을 수신하도록 구성된 전기 광학 칩을 보여준다.
도 15는 일부 실시형태에 따라 도 14의 전기 광학 칩의 변형인 전기 광학 칩을 도시한다.
도 16은 일부 실시형태들에 따른, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 17은 일부 실시형태에 따라, 전기 광학 칩에 탑재된 대응하는 송신/수신 매크로에 의해 사용하기 위한 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 전기 광학 칩에 탑재된 K개의 콤 생성기에 의해 사용되는 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하기 위한 탑재 레이저 소스를 포함하는 전기 광학 칩을 보여준다.
도 18는 일부 실시형태에 따라 도 17의 전기 광학 칩의 변형인 전기 광학 칩을 도시한다.
도 19은 일부 실시형태들에 따른, 전기 광학 칩을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
다음 설명에서, 본 발명의 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부 사항들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 다른 예들에서, 본 발명을 불필요하게 모호화하지 않도록 하기 위해 잘 알려진 프로세스 동작들은 상세하게 설명되지 않았다.
높은 대역폭, 다수의 파장들 WDM(Wavelength-Division Multiplexing) 시스템은 증가하는 상호 연결 대역폭 요건의 필요를 충족하는 데 필요하다. 이러한 WDM 시스템의 일부 구현에서, 레이저 소스는 레이저 광의 다수의 파장들을 레이저 소스의 다수의 광학 출력 포트들 각각에 제공하기 위해 광학 분배 네트워크를 통해 결합되는 연속파 (CW) 레이저 광의 다수의 파장들을 생성하도록 구성된 원격 레이저 어레이를 포함한다. 레이저 광의 다수의 파장들은 레이저 소스의 광학 출력 포트들 중 임의의 하나 이상으로부터 광학 데이터 통신 시스템에서 데이터를 전송 및 수신하는 CMOS(상보형 금속 산화물 반도체) 및/또는 SOI(silicon-on-insulator) 광자/전자 칩과 같은 전기 광학 칩으로 송신된다. 일부 구현에서, 다중 파장 레이저 광원은 CW 레이저 광의 각각의 유입 파장을 광학 분배 네크워크의 다수의 광학 출력 포트 각각에 라우팅하는 광학 분배 네트워크의 각각의 광학 입력에 광학적으로 연결된 출력을 갖는 레이저들의 어레이를 포함한다. CW 레이저 광의 다수의 파장들은 광학 분배 네트워크의 주어진 광학 출력 포트로부터, 미국 특허 출원 번호 17184537에 설명된 바와 같이 Santa Clara, California 의 Ayar Labs, Inc.에서 생산된 TeraPHY 칩과 같은 전기 광학 칩의 주어진 광학 입력 포트로 라우팅된다.
도 1a 는 일부 실시형태들에 따른, TeraPHY 칩렛 (101) 을 구현하는 시스템 (100) 의 예시적인 블록-레벨 아키텍처를 도시한다. 시스템(100)은 TeraPHY 칩렛(101)을 포함하도록 구현되는 다중 칩 패키지(MCP)의 일반적인 표현을 보여준다. 시스템 (100) 은 기판 (103) 에 부착된 TeraPHY 칩렛 (101) 을 포함한다. TeraPHY 칩렛 (101) 은 다른 전자-광학 디바이스와, 예를 들면, 다른 TeraPHY 칩렛과 양방향 광학 데이터 통신이 수행되는 광학 링크 (105) 에 광학적으로 연결된 광학 인터페이스를 포함한다. 시스템 (100) 은 또한 기판 (103) 에 부착된 하나 이상의 집적 회로 칩들 (107) (반도체 칩들) 을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 집적 회로 칩들 (107) 은 중앙 처리 장치 (CPU), 그래픽 처리 장치 (GPU), 시각적 처리 장치 (VPU), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 메모리 칩, HBM 스택, SoC, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 가속기 칩, 및/또는 본질적으로 임의의 다른 타입의 반도체 칩 중 하나 이상을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 기판 (103) 은 유기 패키지 및/또는 인터포저이다. 일부 실시형태들에서, 기판 (103) 은 TeraPHY 칩렛 (101) 과 하나 이상의 집적 회로 칩들 (107) 사이의 전기 연결들/라우팅들 (109) 을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 전기 연결들/라우팅들 (109) 은 기판 (103) 내에 형성된 재배선층 (redistribution layer, RDL) 구조체 내에 형성된다. 다양한 실시형태들에서, RDL 구조체는 본질적으로 반도체 패키징 산업 내에서 이용 가능한 임의의 RDL 구조체 토폴로지 및 기술에 따라 구현된다. 기판 (103) 내의 전기 연결들/라우팅들 (109) 중 일부는 TeraPHY 칩렛 (101) 및 하나 이상의 반도체 칩들 (107) 각각에 전기 전력 및 기준 접지 전위를 제공하도록 구성되고 사용된다. 또한, 기판 (103) 내의 일부 전기 연결들/라우팅들 (109) 은 TeraPHY 칩렛 (101) 과 하나 이상의 반도체 칩들 (107) 사이의 양방향 디지털 데이터 통신을 제공하는 전기 신호들을 송신하도록 구성되고 사용된다. 다양한 실시형태들에서, TeraPHY 칩렛 (101) 과 하나 이상의 반도체 칩들 (107) 사이의 전기 연결들/라우팅들 (109) 을 통한 디지털 데이터 통신은 본질적으로 임의의 다른 디지털 데이터 인터커넥트 표준 중에서도, PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) 표준, CXL (Compute Express Link) 표준, Gen-Z 표준, OpenCAPI (Open Coherent Accelerator Processor Interface) 및/또는 OMI (Open Memory Interface) 과 같은 디지털 데이터 인터커넥트 표준에 따라 구현된다.
시스템 (100) 은 또한 TeraPHY 칩렛 (101) 에 하나 이상의 제어된 파장들의 연속파 레이저 광을 공급하도록 광학적으로 연결된 광학 전원 공급 장치 (111) 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 Ayar Labs, Inc.에 의해 제공되는 SuperNova 다수의 파장들, 다중 포트 광 공급 장치이다. 광학 전원 공급 장치 (111) 는 TeraPHY 칩렛 (101) 에 광학적으로 전력을 공급하는 연속파 (continuous wave, CW) 광을 공급한다. 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 CW 광의 다수의 파장들을 생성하고, CW 광의 다수의 파장들을 공통 광섬유 또는 광학 도파관 상으로 다중화하고, TeraPHY 칩렛 (101) 의 대응하는 다수의 CW 광학 입력 포트들로의 전송을 위해 광학 전원 공급 장치 (111) 의 다수의 출력 포트들로 이러한 다중화된 광학 전력을 분할 및 증폭하는 광자 집적 회로 (photonic integrated circuit, PIC) 로 구성된다.
다양한 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 선택적으로는 하나 이상의 광학 도파관들 (113) 을 통해 TeraPHY 칩렛 (101) 에 광학적으로 연결된다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 광학 도파관들 (113) 은 기판 (103) 내에 형성된 하나 이상의 광섬유들 및/또는 하나 이상의 광학 도파관 구조체들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 기판 (103) 에 부착된다. 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 기판 (103) 내에 형성된 전기 연결들/라우팅들을 통해 전기 전력 및 전기 제어 신호를 수신한다. 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 기판 (103) 으로부터 물리적으로 분리된 디바이스로서 구현된다. 이들 실시형태 중 일부에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 선택적으로는 하나 이상의 광섬유들을 통해 TeraPHY 칩렛 (101) 에 광학적으로 연결된다. 이들 실시형태 중 일부에서, 광학 전원 공급 장치 (111) 는 기판 (103) 에 광학적으로 연결된 하나 이상의 광섬유들을 통해 그리고 기판 (103) 내에 형성된 하나 이상의 광학 도파관들을 통해 TeraPHY 칩렛 (101) 에 광학적으로 연결된다.
도 1b 는 일부 실시형태들에 따른, 도 1a의 기판 (103) 의 수직 단면도를 도시한다. 일부 실시형태들에서, RDL 구조체(들) 의 전기 연결들/라우팅들 (109) 은 기판 (103) 의 다중 레벨들에 형성된다. 일부 실시형태들에서, 전기 연결들/라우팅들 (109) 은 도 1b 에서 전기 연결들/라우팅들 (109) 의 상이한 레벨들 사이의 수직 라인들에 의해 표시되는 바와 같이, 기판 (103) 의 상이한 레벨들에 형성된 전기 트레이스들 사이의 전기 연결들을 제공하도록 형성된 전기 전도성 비아 구조체들을 포함한다. 다양한 실시형태들에서 전기 연결들/라우팅들 (109) 은 본질적으로 집적 회로 칩(들) (107) 과 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 사이에 요구되는 전기 연결을 제공하고, 집적 회로 칩(들) (107) 과 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 각각에 전력을 제공하고, 집적 회로 칩(들) (107) 과 TheraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 각각에 기준 접지 전위 연결을 제공하는데 필요한 임의의 방식으로 구성된다는 것을 이해해야 한다.
도 2는 일부 실시형태들에 따른, 본 명세서에서 참조되는 TeraPHY 칩렛 (101) 의 예시적인 구성도를 도시한 것이다. 이 구성 도면은 광자 인터페이스 (203) 로부터 분리(분할)된 전기 인터페이스 (201) 를 갖는다. 광자 인터페이스 (203) 는 섬유 어레이와 광학적으로 커플링되도록 구성된다. 도 2의 예에서, 전기 인터페이스 (201) 는 TeraPHY 칩렛 (101) 의 좌측에 있고 광자 인터페이스 (203) 는 TeraPHY 칩렛 (101) 의 우측에 있다. 광자 인터페이스 (203) 와 전기 인터페이스 (201) 사이에는 다수 (1 내지 N) 의 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 이 위치된다. 전기 인터페이스 (201) 는 글루 로직 (glue logic, 207) 에 의해 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 에 연결된다. TeraPHY 칩렛 (101) 의 전기 인터페이스 (201) 는 TeraPHY 칩렛 (101) 이 연결되는 집적 회로 칩의 로직에 적응될 수 있다. 도 2의 예에서, 전자 장치에서 광학 장치로의 데이터 흐름은 왼쪽에서 오른쪽이고 광학 장치에서 전자 장치로의 데이터 흐름은 오른쪽에서 왼쪽이다.
전기 인터페이스 (201) 는 이더넷 스위치 칩/다이 또는 다른 타입의 집적 회로 칩과 같은, TeraPHY 칩렛 (101) 이 연결되는 집적 회로 칩과의 모든 전기 I/O를 처리하도록 구성된 회로의 블록이다. 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 은 광 도메인과 전기 도메인 간의 데이터 신호들의 전환을 담당한다. 구체적으로, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 각각은 전기 인터페이스 (201) 를 통해 수신된 전기 데이터 신호들을 광자 인터페이스 (203) 를 통한 송신을 위한 광학 데이터 신호로 전환하도록 구성된다. 또한, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 각각은 광자 인터페이스 (203) 를 통해 수신된 광학 데이터 신호들을 전기 인터페이스 (201) 를 통한 송신을 위한 전기 데이터 신호들로 전환하도록 구성된다. 광자 인터페이스 (203) 는 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 과 광 신호들을 결합시키는 역할을 한다. 글루 로직 (207) 은 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 및 관련 광 파장들에 대한 전기 인터페이스 (201) 의 유연한 (동적 또는 정적) 매핑을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 글루 로직 (207)(크로스바 회로라고도 함) 은 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 과 전기 인터페이스 (201) 사이에 전기 신호들의 동적 라우팅을 제공한다. 글루 로직 (207) 은 또한 phy-레벨에서의 재타이밍, 재버퍼링 및 플릿 재구성 기능들을 제공한다. 또한, 일부 실시형태들에서, 글루 로직 (207) 은 TeraPHY 칩렛 (101) 이 연결되는 집적 회로 칩으로부터 일부 프로세싱을 오프로드하기 위해 다양한 오류 정정 및 데이터-레벨 링크 프로토콜들을 구현한다.
도 3은 일부 실시형태들에 따른, TeraPHY 칩렛 (101) 의 예시적인 레이아웃을 도시한 것이다. TeraPHY 칩렛 (101) 의 광학 및 전기 컴포넌트들의 레이아웃은 면적 효율성, 에너지 효율성, 성능 및 광학 도파관 교차 방지와 같은 실용적인 고려 사항들을 최적화하도록 설계된다. 일부 실시형태들에서, 전기 인터페이스 (201) 는 하나의 칩 에지를 따라 레이아웃되고 (도 3의 좌측 에지), 섬유 어레이와의 광학적 결합을 위한 광자 인터페이스 (203) 는 반대편 칩 에지 (도 3의 우측 에지) 를 따라 레이아웃된다. 일부 실시형태들에서, 광자 인터페이스 (203) 는 섬유 어레이의 광섬유들 각각에 대한 광학 격자 결합기를 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 광자 인터페이스 (203) 는 수직 광학 격자 결합기들, 에지 광 결합기들, 또는 본질적으로 임의의 다른 타입의 광 결합 디바이스, 또는 섬유 어레이의 광섬유들과 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 광학 결합을 가능하게 하는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 광자 인터페이스 (203) 는 섬유 어레이 내의 24개의 광섬유들과 인터페이스하도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 광자 인터페이스 (203) 는 섬유 어레이 내의 16개의 광섬유들과 인터페이스하도록 구성된다. 그러나, 다양한 실시형태에서, 광자 인터페이스(203)는 본질적으로 섬유 어레이 내의 임의의 수의 광섬유와 인터페이스하도록 구성될 수 있다.
글루 로직 (207) 은 전기 인터페이스 (201) 와 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 사이에서 데이터를 라우팅한다. 글루 로직 (207) 은 전기 인터페이스 (201) 연결들을 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 과 인터페이스하기 위해 필요한 크로스바 스위치들 및 기타 회로를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 광학 송신기들 (Tx) 및 광학 수신기들 (Rx) 은 쌍들로 결합되며, 각각의 Tx/Rx 쌍은 광 트랜시버를 형성한다. 글루 로직 (207) 은 전기 레인들/채널들의 광학 레인들/채널들로의 동적 매핑을 가능하게 한다. 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N)(데이터 송신 (Tx) 및 데이터 수신 (Rx) 용) 은 섬유 어레이의 광섬유들과 결합하는 광자 인터페이스 (203) 와 글루 로직 (207) 사이에 레이아웃된다. 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 은 전기 신호들을 광 신호들로 전환하고 광 신호들을 전기 신호들로 전환하는 역할을 하는 광 및 전기 회로 모두를 포함한다.
일부 실시형태들에서, 전기 인터페이스 (201) 는 TeraPHY 칩렛 (101) 과 하나 이상의 다른 집적 회로 칩들 사이의 전기 인터페이스를 가능하게 하기 위해 AIB (Advanced Interface Bus) 프로토콜을 구현하도록 구성된다. 그러나, 다른 실시형태들에서 전기 인터페이스 (201) 는 본질적으로 AIB 이외의 임의의 전기 데이터 통신 인터페이스를 구현하도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 전기 인터페이스 (201) 는 데이터의 직렬화/역직렬화를 위한 고대역폭 메모리 (HBM) 및 칸도우 버스 (Kandou Bus) 를 포함한다.
일부 실시형태들에서, TeraPHY 칩렛 (101) 은 길이 d1 및 폭 d2를 가지며, 여기서 d1은 약 8.9밀리미터 (mm) 이고 d2는 약 5.5mm이다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "약"은 주어진 값의 +/- 10%를 의미한다는 것을 이해해야 한다. 일부 실시형태들에서, 길이 d1 은 약 8.9 mm 보다 작다. 일부 실시형태들에서, 길이 d1 은 약 8.9 mm 보다 크다. 일부 실시형태들에서, 폭 d2는 약 5.5mm보다 작다. 일부 실시형태들에서, 폭 d2는 약 5.5mm보다 크다. 일부 실시형태들에서, 전기 인터페이스 (201) 는 약 1.3mm의 폭 d3을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 폭 d3은 약 1.3mm보다 작다. 일부 실시형태들에서, 폭 d3은 약 1.3mm보다 크다. 일부 실시형태들에서, 광섬유 어레이를 위한 광자 인터페이스 (203) 는 약 5.2mm의 길이 d4 및 약 2.3mm의 폭 d5를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 길이 d4는 약 5.2mm보다 작다. 일부 실시형태들에서, 길이 d4는 약 5.2mm보다 크다. 일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 은 약 1.8mm의 폭 d6을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 폭 d6은 약 1.8 mm보다 작다. 일부 실시형태들에서, 폭 d6은 약 1.8mm보다 크다. 일부 실시형태들에서, 각각의 송신기 (Tx) 및 수신기 (Rx) 광학 매크로 (205-1 내지 205-N) 쌍은 약 0.75mm의 길이 d7을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 길이 d7은 약 0.75mm보다 작다. 일부 실시형태들에서, 길이 d7은 약 0.75mm보다 크다. 일부 실시형태들에서, 송신기 (Tx) 및 수신기 (Rx) 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 은 광자 인터페이스 (203) 내의 광섬유 피치와 정렬되도록 위치된다. 일부 실시형태들에서, 각각의 광학 매크로 (205-1 내지 205-N)(송신기 (Tx) 및 수신기 (Rx) 광학 매크로들의 쌍) 의 길이 d7은 표준 광섬유 리본에서의 광섬유들의 피치에 매칭된다. 예를 들어, 광섬유 피치가 250마이크로미터이고, 광섬유 리본에 있는 광섬유들 중 3개가 하나의 광학 매크로 (205-1 내지 205-N) 에 대응하는 경우 (하나의 광섬유는 레이저로부터 송신기 (Tx) 광학 매크로로 연속파 광을 가져오고, 하나의 광섬유는 송신기 (Tx) 광학 매크로로부터 변조된 광을 반송하고, 하나의 광섬유는 인코딩된 데이터를 나타내는 변조된 광을 수신기 (Rx) 광학 매크로로 가져옴), 광학 매크로 길이 d7은 750마이크로미터이다.
일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 수 N은 8이다. 일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 수 N은 8보다 작다. 일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 수 N은 8보다 크다. 또한, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 각각은 적어도 하나의 광학 포트를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 듀얼 위상 고정 루프 (phase lock loop, PLL) 회로는 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 내의 각각의 송신기 (Tx)/수신기 (Rx) 쌍에 의해 공유된다. 일부 실시형태들에서, 듀얼 PLL은 24GHz 내지 32GHz의 주파수 범위를 커버하는 PLLU, 및 15GHz 내지 24GHz의 주파수 범위를 커버하는 PLLD를 포함한다.
TeraPHY 칩렛 (101) 은 또한 TeraPHY 칩렛 (101) 과 전기 데이터 신호들을 통신하기 위한 관리 회로들 (301) 및 범용 입/출력 (GPIO) 컴포넌트들 (303) 을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, GPIO 컴포넌트들 (303) 은 SPI (Serial Peripheral Interface) 컴포넌트들 및/또는 오프-칩 데이터 통신을 가능하게 하는 다른 타입의 컴포넌트를 포함한다. 또한, 일부 실시형태들에서, TeraPHY 칩렛 (101) 은 메모리 (예를 들어, SRAM), CPU, 아날로그 회로들, 및/또는 CMOS에서 구현 가능한 임의의 다른 회로와 같은 다수의 다른 회로들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 은 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 각각이 4개의 직렬화기/역직렬화기 (SerDes) 슬라이스들 (FR-4) 또는 8개의 SerDes 슬라이스들 (FR-8) 을 포함하는 코어스 파장 분할 다중화 4-레인 (coarse wavelength division multiplexing 4-lane, CWDM4) 구성을 갖는다. 일부 실시형태들에서, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 은 파장 송신 (Tx)/수신 (Rx) 슬라이스들로 분할되며, 각 Tx/Rx 슬라이스는 완전히 통합된 아날로그 Tx/Rx 프론트-엔드들, 직렬화/역직렬화, 클록-데이터-복구, 및 마이크로링 공진기 열 튜닝 디지털 제어를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 각각의 Tx/Rx 슬라이스/광학 매크로 (205-x) 광 포트에 통합된 광자 컴포넌트들은 마이크로링 공진기들 (예를 들면, 변조기, 필터 등) 을 기반으로 한다. 일부 실시형태들에서, TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 은 선택적으로, 임베디드 모드-전환기들을 갖는 에지-결합 V-그루브 구조체들을 통해 섬유 어레이의 광섬유에 광학적으로 결합된다.
도 4은 일부 실시형태들에 따른, 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 중 주어진 것 (광학 매크로 (205-x) 로 지칭됨) 의 예시적인 레이아웃을 도시한 것이다. 광학 매크로 (205-x) 는 M개의 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 및 M개의 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 을 포함한다. 광학 매크로 (205-x) 의 광 슬라이스는 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 중 하나 또는 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 중 하나, 또는 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 중 하나와 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 중 대응하는 하나의 조합을 지칭하며, 여기서 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 중 하나 및 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 중 하나는 단일 파장의 광에 대해 동작하도록 제어된다. 도 4의 예시적인 레이아웃은 광학 도파관 (405) 의 라우팅 및 광학 매크로 (205-x) 의 송신 (Tx) 부분 내의 광학 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 의 배치를 도시한 것이다. 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 은 변조기들로서 기능한다. 도 4의 예시적인 레이아웃은 또한 광학 도파관 (409) 의 라우팅 및 광학 매크로 (205-x) 의 수신 (Rx) 부분 내의 광학 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 의 배치를 보여준다. 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 은 광검출기들로서 기능한다. 일부 실시형태들에서, 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M 및 411-1 내지 411-M) 중 하나 이상은 광 다중화기 및/또는 광 역다중화기로서 기능하도록 제어된다.
각각의 대응하는 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 및 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 의 쌍은 광학 매크로 (205-x) 의 Tx/Rx 슬라이스를 형성한다. 예를 들어, Tx 슬라이스 1 (401-1) 및 Rx 슬라이스 1 (403-1) 이 함께 광학 매크로 (205-x) 의 슬라이스 1을 형성한다. 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 은 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 을 동작시켜서 광학 격자 커플러 (413) 로부터 광학 도파관 (405) 을 통해 들어오는 주어진 파장의 연속파 레이저 광을 주어진 파장의 변조된 광의 스트림으로 변조하는 것에 의해 비트 스트림 형태의 전기 데이터를 변조된 광의 스트림으로 변환하는 것을 지시하기 위한 전기 회로를 포함하며, 주어진 파장의 변조된 광의 스트림은 광학 매크로 (205-x) 로부터 광학 도파관 (405) 을 통해 광학 격자 커플러 (415) 로 송신된다. 일부 실시형태에서, 송신(Tx) 슬라이스(401-1 내지 401-M) 각각은 동위상 신호 생성 및/또는 직교 신호 생성을 위한 전기 회로, 주입 고정 발진기 회로, 및 위상 보간기 회로를 포함한다. 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 은 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 을 동작시킴으로써 광학 격자 커플러 (417) 로부터 광학 도파관 (409) 을 통해 들어오는 변조된 광의 스트림 내의 주어진 파장의 광을 검출하기 위한 전기 회로를 포함한다. 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 내의 전기 회로는 대응하는 파장의 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 에 의해 검출되는 광을 전기 도메인의 비트 스트림으로 변환한다. 일부 실시형태에서, 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 각각은 동상 신호 생성 및/또는 직교 신호 생성 (I/Q 신호 생성)을 위한 전기 회로, ILO(injection locked oscillator) 회로, 위상 보간기 (PI) 회로, 트랜스임피던스 증폭기 (TIA) 회로, 및 신호 이퀄라이제이션(EQ) 회로를 포함한다. 일부 실시형태에서, 수신(Rx) 슬라이스(403-1 내지 403-M)는 수신기 아날로그 프런트 엔드에서 더 나은 정합을 위해 그리고 공통 모드 잡음(예를 들어, 공급)에 대한 강건성을 위해 각각의 더미 마이크로링 광검출기(PD)를 활용한다.
광학 도파관 (405) 은 광학 격자 커플러 (413) 로부터의 연속파 레이저 광을 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 내의 각각의 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 로 라우팅한다. 광학 도파관 (405) 은 또한 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 내의 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 로부터의 변조된 광을 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (205-x) 밖으로의 송신을 위해 광학 격자 커플러 (415) 로 라우팅한다. 광학 도파관 (1505) 은 또한 송신 (Tx) 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 내의 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 로부터의 변조된 광을 광학 출력부 (1515) 로 라우팅한다. 일부 실시형태들에서, 송신 (Tx) 슬라이스들 (1501-1 내지 1501-M) 내의 마이크로링 공진기들 (1507-1 내지 1507-M) 각각은 지정된 광 파장에서 동작하도록 튜닝 가능하다. 또한, 일부 실시형태들에서, 주어진 마이크로링 공진기 (407-x) 가 동작하도록 튜닝되는 지정된 광 파장은, 407-x를 제외한 다른 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 이 동작하도록 튜닝되는 지정된 파장들과 상이하다. 일부 실시형태들에서는, 대응하는 가열 디바이스 (408-1 내지 408-M) 가 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 각각의 근처에 위치되어 마이크로링 공진기의 공진 파장의 열적 튜닝을 제공한다. 일부 실시형태들에서는, 대응하는 가열 디바이스 (408-1 내지 408-M) 가 주어진 마이크로링 공진기 (407-x) 에 의해 둘러싸인 내부 영역 내에 위치되어 주어진 마이크로링 공진기 (407-x) 의 공진 파장의 열적 튜닝을 제공한다. 일부 실시형태들에서, 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 각각의 가열 디바이스 (408-1 내지 408-M) 은 마이크로링 공진기의 공진 파장을 열적으로 튜닝하도록 동작되는 대응하는 송신 (Tx) 슬라이스 내의 대응하는 전기 제어 회로에 연결된다. 일부 실시형태들에서, 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 각각은 마이크로링 공진기의 공진 파장을 전기적으로 튜닝하도록 동작되는 대응하는 송신 (Tx) 슬라이스 내의 대응하는 전기 튜닝 회로에 연결된다. 다양한 실시형태에서, 각각의 마이크로링 공진기(407-1 내지 407-M)는 광학 변조기 및/또는 광학 멀티플렉서의 일부로서 동작한다.
광학 도파관 (409) 은 광학 격자 커플러 (417) 로부터의 들어오는 변조된 광을 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 내의 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 로 라우팅한다. 일부 실시형태들에서, 수신 (Rx) 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 내의 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 각각은 지정된 광 파장에서 동작하도록 튜닝 가능하다. 또한, 일부 실시형태들에서, 주어진 마이크로링 공진기 (411-x) 가 동작하도록 튜닝되는 지정된 광 파장은, 411-x를 제외한 다른 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 이 동작하도록 튜닝되는 지정된 파장들과 상이하다. 일부 실시형태들에서는, 대응하는 가열 디바이스 (412-1 내지 412-M) 가 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 각각의 근처에 위치되어 마이크로링 공진기의 공진 파장의 열적 튜닝을 제공한다. 일부 실시형태들에서는, 대응하는 가열 디바이스 (412-1 내지 412-M) 가 주어진 마이크로링 공진기 (411-x) 에 의해 둘러싸인 내부 영역 내에 위치되어 주어진 마이크로링 공진기 (411-x) 의 공진 파장의 열적 튜닝을 제공한다. 일부 실시형태들에서, 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 각각의 가열 디바이스 (412-1 내지 412-M) 은 마이크로링 공진기의 공진 파장을 열적으로 튜닝하도록 동작되는 대응하는 수신 (Rx) 슬라이스 내의 대응하는 전기 제어 회로에 연결된다. 일부 실시형태들에서, 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 각각은 마이크로링 공진기의 공진 파장을 전기적으로 튜닝하도록 동작되는 대응하는 수신 (Rx) 슬라이스 내의 대응하는 전기 튜닝 회로에 연결된다. 다양한 실시형태에서, 각각의 마이크로링 공진기(411-1 내지 411-M)는 광검출기 및/또는 광학 멀티플렉서의 일부로서 동작한다.
일부 실시형태들에서, 광학 매크로 (205-x) 의 아키텍처 및 평면은 광학 매크로 (205-x) 내의 다양한 위치들에서 상이한 수의 PLL들을 포함하는 것에 의해 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서는, 중앙 집중식 PLL이 클록 스파인 내에 위치되고, 광학 매크로 (205-x) 의 양측에서 슬라이스들로 팬아웃된다. 다양한 실시형태들에서, PLL은 광학 매크로 (205-x) 에 걸쳐 다중 PLL 인스턴스로서 복제되며, 각 PLL 인스턴스는 주어진 송신 (Tx)/수신 (Rx) 슬라이스에 전용되거나 또는 송신 (Tx)/수신 (Rx) 슬라이스들의 서브세트와 공유된다. 다양한 실시형태들에서, 광학 매크로 (205-x) 의 다른 평면 구성들은 에지 대역폭 밀도를 증가시키기 위한 패스-스루 (pass-through) 광자 행들, 및/또는 에지 대역폭 밀도를 증가시키기 위한 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 광학 매크로들의 나란한 스태거링 (staggering) 을 갖는 광학 매크로들의 다중 열들을 포함한다.
광학 매크로 (205-x) 는 광자 및 전자 컴포넌트들 모두를 포함한다. 광학 도파관들 (405 및 409) 은 광학 도파관 교차를 방지하도록 그리고 광학 도파관 길이를 최소화하도록 광학 매크로 (205-x) 에서 레이아웃되며, 이를 통해 광 손실을 최소화고, 그에 상응하여 시스템의 에너지 효율을 개선한다. 광학 매크로 (205-x) 는 전기 트레이스 길이를 최소화하도록 전자 컴포넌트들과 광학 컴포넌트들 사이의 거리를 최소화하는 방식으로 레이아웃되며, 이를 통해 광학 매크로 (205-x) 의 에너지 효율을 개선하고, 더 빠른 신호 송신을 가능하게 하며 또한 칩 크기를 감소시킨다.
TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 은 (N) 개의 광학 매크로들 (205-1 내지 205-N) 의 세트를 포함한다. 각각의 광학 매크로 (205-x) 는 (M) 개의 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 및 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 의 세트를 포함하며, 이들은 각각의 광학 도파관 (405 및 409) 상의 (W) 개의 상이한 광 파장들에 대한 비트들을 송신 또는 수신하기 위해 함께 논리적으로 그룹화된다. 다양한 실시형태들에서, 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 및 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 의 수 (M) 및 상이한 광 파장들의 수 (W) 는, 임의의 수의 광학 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 및/또는 광학 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 이 (W) 개의 광 파장들 중 주어진 것으로 튜닝 가능하다는 것을 고려하여, 필요에 따라 정의될 수 있다. 그러나, 데이터 비트들이 동일한 광 파장으로 튜닝된, 광학 마이크로링 공진기들 (407-1 내지 407-M) 중 다수의 것들에 의해 송수신되거나, 또는 광학 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 중 다수의 것들에 의해 송수신되는 경우, 채널/파장 경합이 관리된다. 광학 매크로(205-x)의 평면도 및 조직화는 다음 메트릭을 제어하기 위한 조정 가능한 자유도를 나타낸다: 광학 도파관(405 및 409)의 길이(광 손실과 직접적으로 관련됨); 광학 매크로 205-x 영역(제조 비용과 관련됨); 비트당 소비되는 에너지(에너지 효율); 전기 시그널링 무결성(성능과 관련됨); 전기 패키지 이스케이프(주어진 칩 치수 세트 및 전기 범프의 주어진 간격/피치에 대해 물리적으로 사용 가능한 전기 데이터 입력 및 출력의 양); 및 광학 패키지 이스케이프(주어진 칩 치수 세트 및 광섬유의 주어진 간격/피치에 대해 물리적으로 사용 가능한 광학 데이터 입력 및 출력의 양).
도 5a는 일부 실시형태들에 따른, 광학 링크 (505) 를 통해 제2 컴퓨터 시스템 (503) 에 광학적으로 연결된 제1 컴퓨터 시스템 (501) 의 도면을 도시한 것이다. 다양한 실시형태들에서, 제1 컴퓨터 시스템 (501) 은 본질적으로 전기 연결들/라우팅들 (109-1) 에 의해 표시된 바와 같은, 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-1) 에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 집적 회로 칩 (107-1) 을 포함하는 반도체 칩들의 임의의 패키징된 세트를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 집적 회로 칩 (107-1) 및 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-1) 은 공통 기판 (103-1) 상에 패키징된다. 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (301B) 은 하나 이상의 광학 도파관들 (113-1) 을 통해 광학 전원 공급 장치 (111-1) 로부터 광학 전력을 수신하도록 연결된다. 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛(101-1)은 본 명세서에서 논의되는 TeraPHY 칩렛(101)에 대응한다. 광학 전원 공급 장치 (111-1) 는 도 1a와 관련하여 설명된 광학 전원 공급 장치 (111) 와 동일하다.
다양한 실시형태들에서, 제2 컴퓨터 시스템 (503) 은 본질적으로 전기 연결들/라우팅들 (109-2) 에 의해 표시된 바와 같은, 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-2) 에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 집적 회로 칩 (107-2) 을 포함하는 반도체 칩들의 임의의 패키징된 세트를 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 적어도 하나의 집적 회로 칩 (107-2) 및 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-2) 은 공통 기판 (103-2) 상에 패키징된다. 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (301B) 은 하나 이상의 광학 도파관들 (113-2) 을 통해 광학 전원 공급 장치 (111-2) 로부터 광학 전력을 수신하도록 연결된다. 적어도 하나의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛(101-2)은 본 명세서에서 논의되는 TeraPHY 칩렛(101)에 대응한다. 광학 전원 공급 장치 (111-2) 는 도 1a와 관련하여 설명된 광학 전원 공급 장치 (111) 와 동일하다. 또한, 일부 실시형태들에서, 광학 전원 공급 장치 (111-1 및 111-2) 는 동일한 광학 전원 공급 장치가다. 제1 컴퓨터 시스템 (501) 의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-1) 은 광학 링크 (505) 를 통해 제2 컴퓨터 시스템 (503) 의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-2) 에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태들에서, 광학 링크 (505) 는 광섬유 어레이이다.
도 5b는 일부 실시형태들에 따른, 제1 컴퓨터 시스템 (501) 의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-1) 과 제2 컴퓨터 시스템 (503) 의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-2) 사이의 광학적 연결들에 대한 보다 상세한 도면을 도시한 것이다. 일부 실시형태들에서, 각각의 TeraPHY 광학 I/O 칩렛들 (101-1 및 101-2) 은 본 명세서에서 설명되는 TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 과 동일한 방식으로 구성된다. TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-1) 은 적어도 하나의 광학 매크로 (205A) 를 포함한다. TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101-2) 은 적어도 하나의 광학 매크로 (205B) 를 포함한다. 각각의 광학 매크로들 (205A 및 205B) 은 본 명세서에서 설명되는 광학 매크로 (205-x) 와 동일한 방식으로 구성된다.
광학 매크로 (205A) 의 광학 격자 커플러 (413) 는 하나 이상의 광학 도파관들 (113-1), 예를 들어, 광섬유들을 통해 광학 전원 공급 장치 (111-1) 에 광학적으로 연결된다. 광학 매크로 (205A) 의 광학 격자 커플러 (415) 는 광학 매크로 (205B) 의 광학 격자 커플러 (417) 에 광학적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 광학 매크로 (205A) 의 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 에 의해 생성되는 변조된 광 신호들은 광학 매크로 (205B) 의 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 로 송신된다. 일부 실시형태들에서, 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 에 의해 생성되는 변조된 광학 신호들은 전기 신호들의 형태로 집적 회로 칩 (107-1) 으로부터 광학 매크로 (205A) 에 의해 수신되는 데이터를 전달한다. 그 데이터를 전달하는 변조된 광학 신호들은 광학 매크로 (205B) 의 광학 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 로 광학적으로 결합되고, 광학 매크로 (205B) 의 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 에 의해 전기 연결들/라우팅들 (109-2) 을 통해 집적 회로 칩 (107-2) 으로 송신되는 전기 신호들로 복조된다.
광학 매크로 (205B) 의 광학 격자 커플러 (413) 는 하나 이상의 광학 도파관들 (113-2), 예를 들어, 광섬유들을 통해 광학 전원 공급 장치 (111-2) 에 광학적으로 연결된다. 광학 매크로 (205B) 의 광학 격자 커플러 (415) 는 광학 매크로 (205A) 의 광학 격자 커플러 (417) 에 광학적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 광학 매크로 (205B) 의 송신기 슬라이스들 (401-1 내지 401-M) 에 의해 생성되는 변조된 광 신호는 광학 매크로 (205A) 의 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 로 송신된다. 일부 실시형태에서, 광학 매크로(205B)의 송신기 슬라이스(401-1 내지 401-M)에 의해 생성된 변조된 광학 신호는 전기 연결/라우팅(109-2)을 통해 집적 회로 칩(107-2)에 의해 제공된 데이터를 광학 매크로(205B)로 전달한다. 집적 회로 칩 (107-2) 에 의해 제공된 그 데이터를 전달하는 변조된 광학 신호들은 광학 매크로 (205A) 의 광학 마이크로링 공진기들 (411-1 내지 411-M) 로 광학적으로 결합되고, 광학 매크로 (205A) 의 수신기 슬라이스들 (403-1 내지 403-M) 에 의해 전기 연결들/라우팅들 (109-1) 을 통해 칩 (107-1) 으로 송신되는 전기 신호들로 복조된다.
TeraPHY 광학 I/O 칩렛 (101) 은 칩렛 상의 IP (intellectual property) 빌딩 블록들이 조밀하기 때문에 작은 풋프린트를 갖는다. 이러한 IP 빌딩 블록들은 광의 여러 파장들을 광학 도파관들 상에 다중화 및 역다중화할 뿐만 아니라, 매우 작은 칩 영역 (예를 들면, 마이크로링 공진기당 직경 10마이크로미터) 에서, 광을 변조하며 광검출기들의 역할을 하는데 사용되는 광학 마이크로링 공진기들을 포함한다. 광 디바이스들을 제어하는 전기 회로는 그들이 제어하는 광 디바이스와 동일한 칩에 밀집적으로 통합되어, 공간 효율을 최적화할 수 있기 때문에, 칩 상의 IP 빌딩 블록들도 또한 조밀하다.
도 6a는 일부 실시형태에 따라 광학 데이터 통신 시스템을 위한 원격 광학 전원 공급 장치 (111) 의 예시적인 구현을 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111)는 레이저 어레이(601), 광학 분배 네트워크(603) 및 선택적 광학 증폭 모듈(605)을 포함한다. 레이저 어레이(601)는 다수(N)의 레이저(601-1 내지 601-N)를 포함하며, 여기서 N은 1보다 크다. 각각의 레이저(601-1 내지 601-N)는 각각 상이한 파장 (λ1 내지 λN) 의 연속파 레이저 광을 생성하여 출력하도록 구성된다. 광학 분배 네트워크(603)는 다수의 레이저 엘리먼트들(601-1 내지 601-N)에 의해 생성된 N 개의 파장들 각각의 레이저 광을 광학 분배 네트워크(603)의 다수(M)의 광학 출력 포트(607) 각각으로 라우팅한다. 일부 실시형태에서, 선택적인 광학 증폭 모듈(605)은 존재하지 않으며, 광학 분배 네트워크(603)의 (M 개의) 광학 출력 포트(607) 중 주어진 하나로 향하는 레이저 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 은 M-포트 섬유 어레이(113)의 광섬유들(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 광섬유에 직접 송신된다. 일부 실시형태에서, 선택적 광학 증폭 모듈(605)이 존재하고 광학 분배 네트워크(603)의 (M 개의) 광학 출력 포트(607) 중 주어진 하나로 향하는 레이저 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 이 M-포트 섬유 어레이(113)의 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나의 경로에서 증폭을 위한 광학 증폭 모듈(605)을 통해 송신된다. 이러한 방식으로, 원격 광학 전원 공급 장치(111)는 섬유 어레이(113)의 다수의 광섬유(113-1 내지 113-M) 각각에 연속파 레이저 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 제공하도록 동작한다. 광섬유 어레이(113)의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)는 원격 광학 전원 공급 장치(111)로부터 수신하는 연속파 레이저 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 전기 광학 칩(101) 상의 대응하는 광학 포트로, 예를 들어 도 4와 관련하여 설명된 바와 같은 전기 광학 칩(101) 상의 송신 매크로에 대응하는 레이저 광 입력 광학 포트(413)로 라우팅하도록 연결될 수 있다. 도 6b는 일부 실시형태에 따라 섬유 어레이 (113) 의 광섬유들 (113-1 내지 113-M) 각각이 원격 광학 전원 공급 장치로부터 실질적으로 동일한 강도(전력)의 연속파 레이저 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 6c는 일부 실시형태에 따라 광섬유 (113-1 내지 113-M) 를 포함하는 섬유 어레이 (113) 에 연결된 전기 광학 칩 (101) 의 예시적인 다이어그램을 도시한다. 전기 광학 칩(101)은 다수의 (M 개의) 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-M)를 포함한다. 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M)는 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-M) 및 대응하는 송신 슬라이스 회로 (401-x-1 내지 401-x-N)를 갖는 송신 매크로를 포함하며, 여기서 x는 M개의 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-M) 중 특정의 것을 식별한다. 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M)는 또한 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-M) 및 대응하는 수신 슬라이스 회로(403-x-1 내지 403-x-N)를 갖는 수신 매크로를 포함하며, 여기서 x는 M개의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M) 중 특정의 하나를 식별한다. 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M)는 각각 광학 입력 포트(413-1 내지 413-M)를 포함하며, 광학 입력 포트(413-1 내지 413-M)는 각각 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나에 연결되어 원격 광학 전원 공급 장치(111)로부터의 다중 파장 연속파 레이저 광을 수신한다. 일부 실시형태에서, 원격 광학 전원 공급 장치(111)로부터 요구되는 광섬유(113-1 내지 113-M)의 수 (M) 는 전기 광학 칩(101)의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M)의 수와 동일하다.
광학 입력 포트(413-1 내지 413-M)는 각각 광학 도파관(405-1 내지 405-M)에 연결된다. 각각의 광학 도파관(405-1 내지 405-M)은 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-N)의 수(N)를 지나 연장되며, 여기서 x는 M개의 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-M) 중 특정한 하나를 식별하여, 광학 도파관(405-1 내지 405-M)과 대응하는 세트의 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-N) 사이의 광의 에바네슨트 (evanescent) 결합을 가능하게 한다. 각각의 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-N)는 입사하는 연속파 레이저 광의 N개의 파장 (λ1 내지 λN) 중 대응하는 하나에 튜닝된 광학 링 변조기로서 동작된다. 각각의 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-N)는 대응하는 송신 슬라이스 회로(401-x-1 내지 401-x-N)에 의해 제어되어 디지털 데이터를 나타내는 전기 신호에 따라 대응하는 광학 도파관(405-1~405-M)에 특정 파장 λy (y는 1~N 의 집합에 존재함) 의 들어오는 연속파 레이저 광을 변조하는 광학 링 변조기로서 기능하여, 전기 신호로 표현되는 디지털 데이터를 전달하는 변조 패턴을 갖는 대응하는 파장 λy 의 변조된 광을 생성한다. 각각의 마이크로링 공진기(407-x-1 내지 407-x-N)를 지나 연장된 후, 각각의 광학 도파관(405-1 내지 405-M)은 각각의 광학 출력 포트(415-1 내지 415-M)로 연장된다. 변조된 광은 광학 데이터 통신 시스템 내의 목적지로 변조된 광을 운반하는 각각의 광섬유(609-1 내지 609-M)로 광학 출력 포트(415-1 내지 415-M)로부터 송신된다.
송신/수신 매크로(205-1 내지 205-M)의 각각의 수신 매크로는 광섬유(611-1 내지 611-M) 중 대응되는 하나에 각각 연결된 광학 입력 포트(417-1 내지 417-M)를 각각 포함하여, 광학 데이터 통신 시스템 내의 다른 장치로부터 다양한 파장의 변조된 광을 수신한다. 광학 입력 포트(417-1 내지 417-M)는 각각 광학 도파관(409-1 내지 409-M)에 연결된다. 각각의 광학 도파관(409-1 내지 409-M)은 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-N)의 수(N)를 지나 연장되며, 여기서 x는 M개의 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-M) 중 특정한 하나를 식별하여, 광학 도파관(409-1 내지 409-M)과 대응하는 세트의 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-N) 사이의 광의 에바네슨트 (evanescent) 결합을 가능하게 한다. 각각의 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-N)는 입사하는 변조된 광의 N개의 파장(λ1 내지 λN) 중 대응하는 하나에 튜닝된 광학 링 검출기 (광검출기) 로서 동작된다. 각각의 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-N)는 대응하는 수신 슬라이스 회로(403-x-1 내지 403-x-N)에 의해 제어되어 대응하는 광학 도파관(409-1 내지 409-M) 상의 특정 파장 λy (여기서 y는 1 내지 N의 집합 내에 존재함) 의 들어오는 변조된 광을 검출하는 광학 링 검출기(광검출기)로서 기능한다. 대응하는 수신 슬라이스 회로(403-x-1 내지 403-x-N)와 함께 마이크로링 공진기(411-x-1 내지 411-x-N)는 들어오는 변조된 광 신호들을 들어오는 광의 변조 패턴에 따라 대응하는 전기 신호로 변환하는 기능을 한다. 결과적인 전기 신호는 들어오는 변조 광이 변조된 디지털 데이터를 재생성하기 위해 수신 슬라이스 회로(403-x-1 내지 403-x-N)에 의해 처리된다.
원격 광학 전원 공급 장치(111)의 수정된 버전을 포함하는 WDM 광학 데이터 통신 시스템 및 관련 방법이 여기에 개시되며, 여기에서 레이저 광 생성, 예를 들어 레이저 어레이(601) 및 광학 분배 네트워크(예: 603)가 원격 광학 전원 공급 장치(111) 의 수정된 버전 상에 또는 원격 광학 전원 공급 장치(111)의 수정된 버전에 광학적으로 연결되는 전기 광학 칩(101) 상에 통합되는 콤 레이저 생성기를 구현함으로써 교체 및/또는 간소화된다. 레이저 어레이(601)와 광학 분배 네트워크(603)를 교체하는 것은 원격 광학 전원 공급 장치(111)의 비용과 복잡성이 크게 감소하고, 원격 레이저 소스 수율이 크게 향상되고, 광학 소스 효율성이 향상되고, 본질적으로 임의의 레이저 공급업체가 WDM 광학 시스템용 광학 소스를 제공하는 것을 가능하게 한다. 다양한 실시형태에서, 콤 레이저 생성기는 능동 또는 수동이다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시형태에서, 하나 이상의 콤 생성기(들)는 원격 광학 전원 공급 장치에 탑재되어 구현되며, 원격 광학 전원 공급 장치는 전기 광학 칩 (101) 에 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 레이저 광을 공급하기 위해 광학적으로 연결된다. 본 명세서에 개시된 다양한 실시형태에서, 하나 이상의 콤 생성기(들)는 원격 광학 전원 공급 장치 또는 전기 광학 칩(101)에 탑재된 광학 전원 공급 장치로부터 공급되는 단일 파장의 광 (λi) 으로부터 전기 광학 칩(101) 온보드의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 의 광을 생성하기 위해 전기 광학 칩(101) 에 탑재되어 구현된다. 본 명세서에서 언급되는 각각의 콤 생성기는 수동형 콤 생성기 또는 능동형 콤 생성기일 수 있다. 다양한 실시형태에서, 여기에서 언급된 콤 생성기는 전기 광학 칩(101)의 최적 성능을 달성하기 위한 타겟 콤 스펙트럼을 생성하기 위해 마이크로링 공진기를 사용하고 선택적으로 광학 필터를 사용하여 구현된다.
다양한 실시형태에서, 능동형 콤 생성기는 단일-패스, 또는 광학 마이크로링 공진기를 사용한 공진 전기-광학 변조, 또는 집중 요소 변조기를 사용한 공진 전기-광학 변조와 같은 다양한 유형의 능동형 콤 생성을 수행하도록 구성된다. 능동형 콤 생성기의 예는 다음에 기재되어 있다: "Phase-Noise Characteristics of a 25-GHz-Spaced Optical Frequency Comb Based on a Phase- and Intensity-Modulated Laser," by Atsushi Ishizawa et al., Optics Express, Vol. 21, No. 24, December 2, 2013. 능동형 콤 생성기의 예는 다음에도 기재되어 있다: "Broadband Electro-Optic Frequency Comb Generation in a Lithium Niobate Microring Resonator," by Mian Zhang et al., Nature, Vol. 568, pp. 373-377, April 18, 2019. 능동형 콤 생성기의 예는 다음에도 기재되어 있다: "Frequency Comb Generation in a Silicon Ring Resonator Modulator," by Iosif Demirtzioglou et al., Optics Express, Vol. 26, No. 2, January 22, 2018. 능동형 콤 생성기의 예는 다음에도 기재되어 있다: "Generation of Wideband Frequency Combs by Continuous-Wave Seeding of Multistage Mixers with Synthesized Dispersion" by Evgeny Myslivets et al., Optics Express, Vol. 20, No. 3, January 30, 2012. 여기에서 언급된 임의의 임의의 콤 생성기는 상기 언급된 참고문헌에 기술된 바와 같은 능동형 콤 생성기 또는 집적된 광자 디바이스에서 구현가능한 임의의 다른 능동형 콤 생성기일 수 있음을 이해해야 한다.
다양한 실시형태에서, 수동형 콤 생성기는 예를 들어 Kerr 비선형 도파관, 섬유 또는 공진기로 다양한 유형의 수동 콤 발생을 수행하도록 구성된다. 수동형 콤 생성기의 예는 다음에 기재되어 있다: "Generation of Wideband Frequency Combs by Continuous-Wave Seeding of Multistage Mixers with Synthesized Dispersion" by Evgeny Myslivets et al., Optics Express, Vol. 20, No. 3, January 30, 2012. 수동형 콤 생성기의 예는 다음에도 기재되어 있다: "CMOS-Compatible Multiple-Wavelength Oscillator for On-Chip Optical Interconnects," by Jacob S. Levy et al., Nature Photonics, Vol. 4, pp. 37-40, January 2010. 수동형 콤 생성기의 예는 다음에도 기재되어 있다: "Microresonator-Based Solitons for Massively Parallel Coherent Optical Communications," by Pablo Marin-Palomo, Nature, Vol. 546, pp. 274-279, June 8, 2017. 여기에서 언급된 임의의 임의의 콤 생성기는 상기 언급된 참고문헌에 기술된 바와 같은 수동형 콤 생성기 또는 집적된 광자 디바이스에서 구현가능한 임의의 다른 수동형 콤 생성기일 수 있음을 이해해야 한다.
다양한 실시형태에서, 본 명세서에서 참조되는 콤 생성기는 전기 광학 칩에서의 성능을 위해 특별히 설계된 레이저를 포함할 수 있다. 이러한 레이저는 레이저 이득 매질에 변조된 전류를 인가하거나 모드 잠금 레이저를 사용하여 구현될 수 있다. 레이저를 포함하는 콤 생성기의 예는 다음에서 설명된다: "Generation of Coherent Multicarrier Signals by Gain Switching of Discrete Mode Lasers," by P. M. Anandarajah et al., IEEE Photonics Journal, Vol. 3, No. 1, pp. 112-122, February 2011. 레이저를 포함하는 콤 생성기의 예는 다음에서 설명된다: "Single-Laser 32.5 Tbit/s Nyquist WDM Transmission," by David Hillerkuss et al., Journal of Optical Communications and Networking, Vol. 4, No. 10, pp. 715-723, October 2012. 여기에서 언급된 임의의 임의의 콤 생성기는 상기 언급된 참고문헌에 기술된 바와 같은 레이저 구현 콤 생성기 또는 집적된 광자 디바이스에서 구현가능한 임의의 다른 레이저 구현 콤 생성기일 수 있음을 이해해야 한다.
도 7a는 일부 실시형태에 따른 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111A) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111A)는 동일한 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 각각 구성되는 다수 (M) 의 레이저들 (701-1 내지 701-M) 을 갖는 레이저 어레이 (701) 를 포함한다. 각각의 레이저(701-1 내지 701-M)의 레이저 광학 출력은 다수(M)의 콤 생성기 (703-1 내지 703-M) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 레이저(701-1 내지 701-M) 중 주어진 하나는 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 중 주어진 하나에 광학적으로 연결된다. 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M)는 콤 생성기가 레이저(701-1 내지 701-M) 중 대응하는 하나로부터 입력 광으로서 수신하는 레이저 광의 단일 파장 (λi) 으로부터 레이저 광의 다수 (N) 의 파장(λ1 내지 λN)을 생성 및 출력하도록 구성된다. 도 7a의 예시적인 실시형태에서, 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 각각은 원격 광학 전원 공급 장치(111A)의 다수(M)의 광학 출력 중 대응하는 하나에 광학적으로 연결된 광학 출력을 갖는다. 원격 광학 전원 공급 장치(111A)의 M개의 출력 각각은 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나에 연결된다. M개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 각각은 도 6c 에 도시된 바와 같은 대응하는 광학 격자 커플러(413-1 내지 413-M)와 같은 전기 광학 칩(101)의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다.
도 7a는 광학 전원 공급 장치(111A) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 도시하며, 여기서 전기 광학 칩(101)은 광학 전원 공급 장치(111A)로부터 물리적으로 분리된다. 광학 전원 공급 장치 (111A) 는 연속파 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 출력하도록 구성된다. 전기 광학 칩 (101) 은 광학 전원 공급 장치 (111A) 로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하기 위해 광학 전원 공급 장치 (111A) 에 광학적으로 연결된다. 전기 광학 칩 (101) 은 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로 (205-1 내지 205-M) 를 포함한다.
도 7b는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111A) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111B) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111B)에서, 콤 생성기(703-1 내지 703-M)의 광학 출력은 광학 증폭 장치(705)의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(705)는 광학 증폭 장치(705)의 광학 입력의 수 (M) 에 각각 대응하는 광학 출력의 수 (M) 을 갖는다. 광학 증폭 장치(705)의 M개의 광학 출력 각각은 M개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나에 연결되고, 이것은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(705)는 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여 광학 증폭 장치(705)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(705)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(705)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 M개의 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 중 대응하는 하나에 의해 광 출력의 증폭된 버전이다. 광학 증폭 장치(705)는 원격 광학 전원 공급 장치(111B), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다.
도 7b는 광학 전원 공급 장치(111B) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 도시하며, 여기서 전기 광학 칩(101)은 광학 전원 공급 장치(111B)로부터 물리적으로 분리된다. 광학 전원 공급 장치 (111B) 는 연속파 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 출력하도록 구성된다. 전기 광학 칩 (101) 은 광학 전원 공급 장치 (111B) 로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하기 위해 광학 전원 공급 장치 (111B) 에 광학적으로 연결된다. 전기 광학 칩 (101) 은 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로 (205-1 내지 205-M) 를 포함한다.
도 7c는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111A) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111C) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111B)에서, M개의 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 각각의 광학 출력은 M개의 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)는 광섬유(107-1 내지 107-M) 중 대응하는 하나에 광학적으로 연결된 광학 출력을 가지며, 이것은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결된다. 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)는 콤 생성기(703-1 내지 703-M)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다.
도 7c는 광학 전원 공급 장치(111C) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 도시하며, 여기서 전기 광학 칩(101)은 광학 전원 공급 장치(111C)로부터 물리적으로 분리된다. 광학 전원 공급 장치 (111C) 는 연속파 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 출력하도록 구성된다. 전기 광학 칩 (101) 은 광학 전원 공급 장치 (111C) 로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하기 위해 광학 전원 공급 장치 (111C) 에 광학적으로 연결된다. 전기 광학 칩 (101) 은 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로 (205-1 내지 205-M) 를 포함한다.
도 7d는 일부 실시형태에 따라 도 7a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111A) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111D) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111D)에서, M개의 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 각각의 광학 출력은 M개의 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)는 광학 증폭 장치 (705) 의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된 광학 출력을 가진다. 광학 증폭 장치(705)의 M개의 광학 출력 각각은 M개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나에 연결되고, 이것은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결된다. 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)는 콤 생성기(703-1 내지 703-M)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)는 콤 생성기(703-1 내지 703-M)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 광학 증폭 장치(705)는 각 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여, 광학 증폭 장치(705)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(705)의 대응하는 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(705)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 M 개의 콤 생성기(703-1 내지 703-M) 중 대응하는 하나에 의해 광 출력의 필터링되고 증폭된 버전이다.
도 7d는 광학 전원 공급 장치(111D) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 도시하며, 여기서 전기 광학 칩(101)은 광학 전원 공급 장치(111D)로부터 물리적으로 분리된다. 광학 전원 공급 장치 (111D) 는 연속파 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 출력하도록 구성된다. 전기 광학 칩 (101) 은 광학 전원 공급 장치 (111D) 로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하기 위해 광학 전원 공급 장치 (111D) 에 광학적으로 연결된다. 전기 광학 칩 (101) 은 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하고 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하는 적어도 하나의 송신 매크로 (205-1 내지 205-M) 를 포함한다.
도 8는 일부 실시형태에 따라, 광섬유들 (113-1 내지 113-M) 각각이 원격 광학 전원 공급 장치들 (111A-111D) 각각으로부터 연속파 레이저의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다. 각각의 원격 광학 전원 공급 장치(111A-111D)는 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 각각의 실질적으로 동일한 강도 (전력) 의 연속파 광을 광섬유(113-1 내지 113-M) 각각에 그리고 차례로 전기 광학 칩(101)에 공급하도록 동작한다.
원격(전기 광학 칩(101) 외부) 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111A-111D)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 대신에 콤 생성기(703-1 내지 703-M)를 사용한다는 것을 이해해야 한다. 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111A-111D)에서, 레이저(601-1~601-M)는 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M)로의 입력을 위해 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 동작한다. 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M)는 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 연속파 광을 생성하기 위해 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M)는 궁극적으로 광섬유 어레이(113)의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)를 통해 전기 광학 칩(101)에 전송되는 WDM 광원을 정의하는 연속파 광의 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터링 장치(707-1 내지 707-M)에 의한 선택적 광학 필터링 후 및/또는 광학 증폭 장치(705)에 의한 선택적 광학 증폭 후에, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 연속파 광은 광섬유 어레이(113)의 각 광섬유(113-1~113-M)를 통해 전기광학칩(101)으로 전송되는 WDM 광원을 정의한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 도 6c에 도시된 바와 같이 매크로(205-1 내지 205-M)의 송신 매크로 중 하나 이상에 대한 연속파 레이저 광학 입력으로서 WDM 광원을 사용한다. 또한, 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 WDM 광원 신호를 연속파 레이저 광 입력으로서 매크로(205-1 내지 205-M)에서의 송신 매크로의 하나 이상으로 전송하기 전에, 예를 들어 파장/주파수 선택적 분할을 통해, WDM 광원 신호를 추가로 조작하도록 구성된다.
레이저 어레이(701)의 레이저(701-1 내지 701-M)는 동일한 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하기 때문에, 레이저 어레이(701)는 단일 레이저 이득 영역과 유리하게 정렬될 수 있으며, 이는 고온 작동에 특히 유용한 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111A-111D)의 구성을 만든다. 또한, 레이저(701-1 내지 701-M)에 의해 생성된 연속파 레이저 광 파장(λi)은 원하는 WDM 파장/주파수 그리드의 일반 파장 범위에 있을 수 있고 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하기 위해 콤 생성기(703-1 내지 703-M)에 의해 여전히 사용될 수 있다.
도 9a 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스 (901A) (선택적 스페어 레이저 소스 (901B) 포함)를 갖는 레이저 모듈 (901) 을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치 (111E) 를 보여준다. 일부 실시형태에서, 원격 광학 전원 공급 장치(901)는 주어진 시간에 광학 스위치(903)의 출력에 대한 레이저 소스(901A) 또는 레이저 소스(901B)의 제어된 연결을 제공하는 광학 스위치(903)에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (903) 는 능동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (903) 는 수동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(903)는 레이저 소스(901A) 및 레이저 소스(901B) 모두를 광학 스위치(903)의 광학 출력에 연결하는 광학 도파관이며, 레이저 소스(901A 및 901B)의 제어는 어떤 레이저가 주어진 시간에 광학 스위치(903)의 출력에 레이저 광을 공급하도록 작동하는지를 결정한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(901B)는 레이저 소스(901A)에 대한 백업이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(903)는 레이저 소스(901A)가 고장난 경우에 레이저 소스(901A)와 백업 레이저 소스(901B) 사이의 전환을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(901A) 또는 백업 레이저 소스(901B)만이 주어진 시간에 작동한다. 또한, 일부 실시형태에서, 레이저 모듈(901)은 2 이상의 백업 레이저 소스(901B)를 포함하고, 다수의 백업 레이저 소스 각각, 예를 들어, 901B 가 광학 스위치(903)의 각각의 광학 입력에 광학적으로 연결된다.
광학 스위치 (903) 의 출력은 광학 스플리터 (905) 의 광학 입력에 연결된다. 광학 스플리터(905)는 광학 스플리터(905)의 광학 입력을 통해 수신된 광을 분할하고 이 들어오는 광의 부분들을 광학 스플리터(905)의 다수(M)의 광학 출력 각각으로 지향시키도록 구성된다. 광학 스플리터(905)의 각 광학 출력은 다수(M)의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 중 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 이와 같이 원격 광학 전원 공급 장치(111E)는 레이저 소스(901A) 또는 레이저 소스(901B)에 의해 생성된 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 주어진 시간에 M 개의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 각각의 광학 입력으로 전송한다. 각각의 콤 생성기(907-1 내지 907-M)는 레이저 광의 단일 파장 (λi) 으로부터 연속파 레이저 광의 N 개의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성 및 출력하도록 구성된다. 예시적인 원격 광학 전원 공급 장치(111E)에서, 콤 생성기(901-1 내지 907-M)의 광학 출력은 원격 광학 전원 공급 장치(111E)의 각각의 광학 출력에 광학적으로 연결되고, 이것은 차례로 섬유 어레이 (113) 의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)에 광학적으로 연결되어, 원격 광학 전원 공급 장치(111E)로부터 전기 광학 칩(101)으로 연속파 레이저 광의 N 개의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 제공한다.
도 9b는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111E) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111F) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111F)에서, 콤 생성기(907-1 내지 907-M)의 광학 출력은 광학 증폭 장치(909)의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(909)는 광학 증폭 장치(909)의 광학 입력의 수 (M) 에 각각 대응하는 광학 출력의 수 (M) 을 갖는다. 광학 증폭 장치(909)의 M개의 광학 출력 각각은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111F) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 연결된다. 광학 증폭 장치(909)는 각각의 콤 생성기(907-1 내지 907-M)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여 광학 증폭 장치(909)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(909)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(909)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 M개의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 중 대응하는 하나에 의해 광 출력의 증폭된 버전이다. 광학 증폭 장치(909)는 원격 광학 전원 공급 장치(111F), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다.
도 9c는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111E) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111G) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111G)에서, M개의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 각각의 광학 출력은 M개의 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M)는 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111G) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 광학적으로 연결된 광학 출력을 가진다. 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M)는 콤 생성기(907-1 내지 907-M)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다.
도 9d는 일부 실시형태에 따라 도 9a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111E) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111H) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111H)에서, M개의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 각각의 광학 출력은 M개의 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M)는 광학 증폭 장치 (909) 의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된 광학 출력을 가진다. 광학 증폭 장치(909)의 M개의 광학 출력 각각은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111F) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 연결된다. 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M)는 콤 생성기(907-1 내지 907-M)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 광학 증폭 장치(909)는 각 광학 필터 장치(911-1 내지 911-M)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여, 광학 증폭 장치(909)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(909)의 대응하는 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 광학 증폭 장치(909)는 원격 광학 전원 공급 장치(111H), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서의 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(909)의 광학 출력들 각각으로부터의 광 출력은 M 개의 콤 생성기(907-1 내지 907-M) 중 대응하는 하나에 의해 출력된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 필터링되고 증폭된 버전이다.
원격(전기 광학 칩(101) 외부) 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111E-111H)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 대신에 콤 생성기(907-1 내지 907-M)를 사용한다는 것을 이해해야 한다. 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111E-111H)에서, 레이저(901A 및 901B)는 콤 생성기(907-1 내지 907-M)로의 입력을 위해 단일 파장 (λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 동작한다. 각각의 콤 생성기(907-1 내지 907-M)는 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 연속파 광을 생성하기 위해 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 레이저(901A 및 901B)에 의해 생성된 연속파 레이저 광 파장 (λi)은 원하는 WDM 파장/주파수 그리드의 일반 파장 범위에 있을 수 있고 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하기 위해 콤 생성기(907-1 내지 907-M)에 의해 여전히 사용될 수 있다. 각각의 콤 생성기(907-1 내지 907-M)는 궁극적으로 광섬유 어레이(113)의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)를 통해 전기 광학 칩(101)에 전송되는 WDM 광원을 정의하는 연속파 광의 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터링 장치(911-1 내지 911-M)에 의한 선택적 광학 필터링 후 및/또는 광학 증폭 장치(909)에 의한 선택적 광학 증폭 후에, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 연속파 광은 광섬유 어레이(113)의 각 광섬유(113-1~113-M)를 통해 전기광학칩(101)으로 전송되는 WDM 광원을 정의한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 도 6c에 도시된 바와 같이 매크로(205-1 내지 205-M)의 송신 매크로 중 하나 이상에 대한 연속파 레이저 광학 입력으로서 WDM 광원을 사용한다. 또한, 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 WDM 광원 신호를 연속파 레이저 광 입력으로서 매크로(205-1 내지 205-M)에서의 송신 매크로의 하나 이상으로 전송하기 전에, 예를 들어 파장/주파수 선택적 분할을 통해, WDM 광원 신호를 추가로 조작하도록 구성된다.
도 10a 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스 (1001A) (선택적 스페어 레이저 소스 (1001B) 포함)를 갖는 레이저 모듈 (1001) 을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치 (111I) 를 보여준다. 일부 실시형태에서, 원격 광학 전원 공급 장치(1001)는 주어진 시간에 광학 스위치(1003)의 출력에 대한 레이저 소스(1001A) 또는 레이저 소스(1001B)의 제어된 연결을 제공하는 광학 스위치(1003)에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1003) 는 능동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1003) 는 수동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1003)는 레이저 소스(1001A) 및 레이저 소스(1001B) 모두를 광학 스위치(1003)의 광학 출력에 연결하는 광학 도파관이며, 레이저 소스(1001A 및 1001B)의 온/오프 제어는 어떤 레이저가 주어진 시간에 광학 스위치(1003)의 출력에 레이저 광을 공급하도록 작동하는지를 결정한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1001B)는 레이저 소스(1001A)에 대한 백업이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1003)는 레이저 소스(1001A)가 고장난 경우에 레이저 소스(1001A)와 백업 레이저 소스(1001B) 사이의 전환을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1001A) 또는 백업 레이저 소스(1001B)만이 주어진 시간에 작동한다. 또한, 일부 실시형태에서, 레이저 모듈(1001)은 2 이상의 백업 레이저 소스, 예를 들어 1001B 를 포함하고, 다수의 백업 레이저 소스들 (1001B) 각각은 광학 스위치(1003)의 각각의 광학 입력에 광학적으로 연결된다.
광학 스위치(1003)의 출력은 콤 생성기(1005)의 광학 입력에 연결되어 레이저 모듈(1001)에 의해 생성된 레이저 광의 단일 파장(λi) 은 콤 생성기(1005)에 입력광으로 제공된다. 콤 생성기(1005)는 레이저 광의 단일 파장 (λi) 으로부터 연속파 레이저 광의 N 개의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성 및 출력하도록 구성된다. 예시적인 원격 광학 전원 공급 장치(111I)에서, 콤 생성기(1005)의 광학 출력은 광학 스플리터(1007)의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 스플리터(1007)는 광학 스플리터(1007)의 광학 입력을 통해 수신된 광을 분할하고 이 들어오는 광의 부분들을 광학 스플리터(1007)의 다수(M)의 광학 출력 각각으로 지향시키도록 구성된다. 예시적인 원격 광학 전원 공급 장치(111I)에서, 광학 스플리터 (1007) 의 M 개의 광학 출력들은 원격 광학 전원 공급 장치(111I)의 각각의 광학 출력에 광학적으로 연결되고, 이것은 차례로 섬유 어레이 (113) 의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)에 광학적으로 연결되어, 원격 광학 전원 공급 장치(111I)로부터 전기 광학 칩(101)으로 연속파 레이저 광의 N 개의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 제공한다.
도 10b는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111I) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111J) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111J)에서, 광학 스플리터(1007)의 광학 출력은 광학 증폭 장치(1009)의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(1009)는 광학 증폭 장치(1009)의 광학 입력의 수 (M) 에 각각 대응하는 광학 출력의 수 (M) 을 갖는다. 광학 증폭 장치(1009)의 M개의 광학 출력 각각은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111J) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 연결된다. 광학 증폭 장치(1009)는 광학 스플리터(1007)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여 광학 증폭 장치(1009)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(1009)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(1009)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 콤 생성기(1005) 에 의해 출력된 광의 증폭된 버전이다. 광학 증폭 장치(1009)는 원격 광학 전원 공급 장치(111J), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서의 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다.
도 10c 는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111I) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111K) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111K)에서, 콤 생성기(1005)의 광학 출력은 광학 필터 장치(1011)의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 필터 장치(1011)는 콤 생성기(1005)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 광학 필터 장치 (1011) 의 광학 출력은 광학 스플리터 (1007) 의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 스플리터(1007)의 M개의 광학 출력은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111K) 의 M 개의 광학 출력들에 각각 광학적으로 연결된다.
도 10d는 일부 실시형태에 따라 도 10a의 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111I) 의 변형인 다수의 파장들 원격 광학 전원 공급 장치 (111L) 를 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111L)에서, 콤 생성기(1005) 각각의 광학 출력은 광학 필터 장치(1011)의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 필터 장치 (1011) 의 광학 출력은 광학 스플리터 (1007) 의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 스플리터 (1007) 의 M 개의 광학 출력들은 광학 증폭 장치 (1009) 의 M 개의 광학 입력들에 각각 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(909)의 M개의 광학 출력 각각은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111L) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 연결된다. 광학 필터 장치(1011)는 콤 생성기(1005)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 광학 증폭 장치(1009)는 광학 스플리터(1007)를 경유하여 광학 필터 장치 (1011) 로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여 광학 증폭 장치(1009)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(1009)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 광학 증폭 장치(1009)는 원격 광학 전원 공급 장치(111L), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서의 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(1009)의 광학 출력들 각각으로부터의 광 출력은 콤 생성기(1005) 에 의해 출력된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 필터링되고 증폭된 버전이다.
원격(전기 광학 칩(101) 외부) 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111I-111L)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 대신에 콤 생성기(1005)를 사용한다는 것을 이해해야 한다. 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111I-111L)에서, 레이저(1001A 및 1001B)는 콤 생성기(1005)로의 입력을 위해 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 동작한다. 콤 생성기(1005)는 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 연속파 광을 생성하기 위해 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 레이저(1001A 및 1001B)에 의해 생성된 연속파 레이저 광 파장(λi)은 원하는 WDM 파장/주파수 그리드의 일반 파장 범위에 있을 수 있고 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하기 위해 콤 생성기(1005)에 의해 여전히 사용될 수 있다. 콤 생성기(1005)는 궁극적으로 광섬유 어레이(113)의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)를 통해 전기 광학 칩(101)에 전송되는 WDM 광원을 정의하는 연속파 광의 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터링 장치(1011)에 의한 선택적 광학 필터링 후 및/또는 광학 증폭 장치(1009)에 의한 선택적 광학 증폭 후에, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 연속파 광은 광섬유 어레이(113)의 각 광섬유(113-1~113-M)를 통해 전기광학칩(101)으로 전송되는 WDM 광원을 정의한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 도 6c에 도시된 바와 같이 매크로(205-1 내지 205-M)의 송신 매크로 중 하나 이상에 대한 연속파 레이저 광학 입력으로서 WDM 광원을 사용한다. 또한, 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 WDM 광원 신호를 연속파 레이저 광 입력으로서 매크로(205-1 내지 205-M)에서의 송신 매크로의 하나 이상으로 전송하기 전에, 예를 들어 파장/주파수 선택적 분할을 통해, WDM 광원 신호를 추가로 조작하도록 구성된다.
도 11 는 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스 (1101A) (선택적 스페어 레이저 소스 (1101B) 포함)를 갖는 레이저 모듈 (1101) 을 포함하는 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치 (111M) 를 보여준다. 일부 실시형태에서, 원격 광학 전원 공급 장치(1101)는 주어진 시간에 광학 스위치(1103)의 출력에 대한 레이저 소스(1101A) 또는 레이저 소스(1101B)의 제어된 연결을 제공하는 광학 스위치(1103)에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1103) 는 능동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1103) 는 수동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1103)는 레이저 소스(1101A) 및 레이저 소스(1101B) 모두를 광학 스위치(1103)의 광학 출력에 연결하는 광학 도파관이며, 레이저 소스(1101A 및 1101B)의 제어는 어떤 레이저가 주어진 시간에 광학 스위치(1103)의 출력에 레이저 광을 공급하도록 작동하는지를 결정한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1101B)는 레이저 소스(1101A)에 대한 백업이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1103)는 레이저 소스(1101A)가 고장난 경우에 레이저 소스(1101A)와 백업 레이저 소스(1101B) 사이의 전환을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1101A) 또는 백업 레이저 소스(1101B)만이 주어진 시간에 작동한다. 또한, 일부 실시형태에서, 레이저 모듈(1101)은 2 이상의 백업 레이저 소스(1101B)를 포함하고, 다수의 백업 레이저 소스 각각, 예를 들어, 1101B 가 광학 스위치(1103)의 각각의 광학 입력에 광학적으로 연결된다.
광학 스위치 (1103) 의 출력은 광학 스플리터 (1105) 의 광학 입력에 연결된다. 광학 스플리터(1105)는 광학 스플리터(1105)의 광학 입력을 통해 수신된 광을 분할하고 이 들어오는 광의 부분들을 광학 스플리터(1105)의 다수(Z)의 광학 출력 각각으로 지향시키도록 구성된다. 광학 분배기(1005)의 각 광학 출력(1~Z)은 Z 개의 콤 생성 파이프라인(1100-1 내지 1100-Z) 각각에 레이저 광의 단일 파장(λi)을 공급하도록 광학적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 광학 스플리터(1005)의 각 광학 출력(1 내지 Z)은 Z 개의 콤 생성 파이프라인 (1100-1 내지 1100-Z) 의 각각의 것의 Z 개의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)의 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 원격 광학 전원 공급 장치(111M)는 주어진 시간에 콤 생성 파이프라인(1100-1 내지 1100-Z)의 Z 개의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z) 각각의 광학 입력에 레이저 소스(1101A) 또는 레이저 소스(1101B)에 의해 생성된 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 전송한다. 각각의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)는 레이저 광의 단일 파장 (λi) 으로부터 연속파 레이저 광의 N 개의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성 및 출력하도록 구성된다. 원격 광학 전원 공급 장치(111M)에서, M개의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z) 각각의 광학 출력은 Z개의 광학 필터 장치(1109-1 내지 1109-Z) 중 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 필터 장치(1109-1 내지 1109-Z)는 대응하는 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스에서의 결함을 제거하도록 동작한다. 각각의 광학 필터 장치(1109-1 내지 1109-M)의 광학 출력은 각각의 콤 생성 파이프라인(1100-1 내지 1100-Z)에서 Z 개의 광학 스플리터(1111-1 내지 1111-Z)의 대응하는 하나의 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 각각의 광학 스플리터(1111-1 내지 1111-Z)는 그것의 광학 입력을 통해 수신된 광을 분할하고 이 입사 광의 부분들을 그것의 복수의 광학 출력들 각각으로 지향시키도록 구성된다.
각각의 광학 분배기(1111-1 내지 1111-Z)의 복수의 광학 출력은 Z개의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z) 중 대응하는 하나의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다. Z개의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z) 각각은 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)의 복수의 광학 입력에 각각 대응하는 복수의 광학 출력을 갖는다. Z 개의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z) 각각은 Z 개의 광학 분배기(1111-1 내지 1111-Z) 중 대응하는 하나로부터 수신된 광 신호를 증폭하여, 주어진 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전들이 주어진 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)의 대응하는 광학 출력을 통해 전송된다. Z 개의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z) 중 주어진 하나의 광학 출력들로부터의 광학 출력은 대응하는 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)에 의한 광학 출력의 증폭된 버전이다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(1113-1~1113-Z)는 원격 광학 전원 공급 장치(111M), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다. 각각의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)의 복수의 광학 출력 각각은 원격 광학 전원 공급 장치(111M)의 M개의 광학 출력 중 대응하는 하나에 연결된다. 일부 실시형태에서, Z개의 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)의 복수의 광학 출력의 합은 원격 광학 전원 공급 장치(111M)의 M 개 이상의 광학 출력들이다. 원격 광학 전원 공급 장치 (111M) 의 M 개의 광학 출력들은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 연결된다.
원격(전기 광학 칩(101) 외부) 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111M)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 대신에 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)를 사용한다는 것을 이해해야 한다. 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111M)에서, 레이저(1101A 및 1101B)는 여러 콤 생성기 파이프라인들 (1100-1 내지 1100-Z) 내의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)로의 입력을 위해 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 동작한다. 각각의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)는 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 연속파 광을 생성하기 위해 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 레이저(1101A 및 1101B)에 의해 생성된 연속파 레이저 광 파장(
Figure pct00001
i)은 원하는 WDM 파장/주파수 그리드의 일반 파장 범위에 있을 수 있고 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하기 위해 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)에 의해 여전히 사용될 수 있다. 각각의 콤 생성기(1107-1 내지 1107-Z)는 궁극적으로 광섬유 어레이(113)의 각각의 광섬유(113-1 내지 113-M)를 통해 전기 광학 칩(101)에 전송되는 WDM 광원을 정의하는 연속파 광의 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터링 장치(1109-1 내지 1109-Z)에 의한 광학 필터링 후 및 광학 증폭 장치(1113-1 내지 1113-Z)에 의한 광학 증폭 후에, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 연속파 광은 광섬유 어레이(113)의 각 광섬유(113-1~113-M)를 통해 전기광학칩(101)으로 전송되는 WDM 광원을 정의한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 도 6c에 도시된 바와 같이 매크로(205-1 내지 205-M)의 송신 매크로 중 하나 이상에 대한 연속파 레이저 광학 입력으로서 WDM 광원을 사용한다. 또한, 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101)은 WDM 광원 신호를 연속파 레이저 광 입력으로서 매크로(205-1 내지 205-M)에서의 송신 매크로의 하나 이상으로 전송하기 전에, 예를 들어 파장/주파수 선택적 분할을 통해, WDM 광원 신호를 추가로 조작하도록 구성된다.
광섬유들 (113-1 내지 113-M) 각각이 연속파 레이저 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각을 수신하는 방법을 나타내는 도 8 의 다이어그램은 원격 광학 전원 공급 장치들 (111E-111M) 각각에 또한 적용된다. 원격 광학 전원 공급 장치(111E 내지 111M)는 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 각각의 실질적으로 동일한 강도 (전력) 의 연속파 광을 광섬유(113-1 내지 113-M) 각각에 그리고 차례로 전기 광학 칩(101)에 공급하도록 동작한다.
일부 실시형태에서, 각각의 원격 다중 파장 광학 전원 공급 장치(111A-111M)는 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B) 및 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z) 를 포함한다. 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B)는 단일 파장(λi)의 연속파 광을 생성하도록 구성된다. 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)는 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B)에 광학적으로 연결되어 단일 파장(λi) 의 연속파 광을 입력 광으로 수신한다. 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)는 그 입력 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들(λ1 내지 λN)을 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B)는 광학 전원 공급 장치(111A-111M) 내의 복수의 레이저 중 하나이다. 그리고, 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)는 광학 전원 공급 장치(111A-111M) 내의 복수의 콤 생성기 중 하나이다. 복수의 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z) 각각은 단일 파장(λi)의 연속파 광을 복수의 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B) 중 대응하는 레이저로부터 수신하도록 연결된다. 복수의 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z) 각각은 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 생성하고 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 복수 (M) 의 광학 출력들 중 대응하는 하나로 전달하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 광학 증폭 장치(705; 909; 1009; 1113-1 내지 1113-Z)는 콤 생성기(들)(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 수신하고 증폭하도록 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(705; 909; 1009; 1113-1 내지 1113-Z)는 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 (M 개의) 광학 출력(들) 중 하나 이상에 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 증폭된 버전을 전달하기 위해 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M; 911-1 내지 911-M; 1011; 1109-1 내지 1109-Z)는 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 수신하도록 광학적으로 연결된다. 광학 필터 장치들 (707-1 내지 707-M; 911-1 내지 911-M; 1011; 1109-1 내지 1109-Z) 각각은 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)에서의 결함을 제거하고 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 (M 개의) 광학 출력들에 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 광학적으로 필터링된 버전들을 제공하도록 구성된다. 또한, 일부 실시형태들에서, 광학 증폭 장치(705; 909; 1009; 1113-1 내지 1113-Z)는 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 광학 출력들의 경로에서 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 그 광학적으로 필터링된 버전들을 수신 및 증폭하기 위해 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 광학 스플리터(1007; 1111-1 내지 1111-Z)는 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)에 의해 생성된 바와 같은 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각의 연속파 광의 일부를 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 복수의 광학 출력 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된다.
도 12a 은 일부 실시형태들에 따른, 광학 전원 공급 장치 (111A-111M) 를 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 단일 파장(λi)의 연속파 광을 생성하기 위해 레이저(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B)를 동작시키는 동작 (1201) 을 포함한다. 방법은 또한 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)의 광학 입력으로 단일 파장(λi)의 연속파 광을 광학적으로 전달하는 동작 (1203) 을 포함한다. 이 방법은 또한 단일 파장(λi)의 연속파 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)를 동작시키는 동작 (1205) 을 포함한다. 이 방법은 또한 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 광학 전원 공급 장치 (111A-111M) 의 출력으로 광학적으로 전달하는 동작 (1207) 을 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 단일 파장(λi)의 연속파 광을 생성하기 위해 복수의 레이저들(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B) 각각을 동작시키는 단계, 및 복수의 레이저들(701-1 내지 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B) 중 대응하는 하나로부터 수신된 단일 파장(λi)의 연속파 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 복수의 콤 생성기 (703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z) 를 동작시키는 단계, 및 각각의 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)로부터의 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 복수의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 광학적으로 전달하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 또한 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)로부터 광학 전원 공급 장치(111A-111M))의 광학 출력으로의 경로에 있는 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 증폭하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 또한 선택적으로 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)로부터 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 광학 출력으로의 경로에 있는 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 광학적으로 필터링하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 광학 전원 공급 장치(111A-111M)의 광학 출력의 경로에 있는 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 광학적으로 필터링된 버전을 증폭하는 단계를 포함한다.
도 12b 은 일부 실시형태들에 따른, 예를 들어 도 7a 내지 도 11 에 도시된 선택적 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 단일 파장 (λi) 의 레이저 광을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치(111A-111M)에 탑재된 레이저(701-1 ~ 701-M; 901A, 901B; 1001A, 1001B; 1101A, 1101B)를 작동시킴으로써, 및 단일 파장 (λi) 의 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치(111A-111M)에 탑재된 콤 생성기(703-1 ~ 703-M; 907-1 ~ 907-M; 1005; 1107-1 ~ 1107-Z)를 동작시킴으로써 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치(111A-111M)를 동작시키는 동작 (1211) 을 포함한다. 이 방법은 또한 광학 전원 공급 장치(111A-111M)로부터 전기 광학 칩(101)으로 연속파 광의 다수의 파장들(λ1 내지 λN)을 광학적으로 전달하는 동작 (1213) 을 포함한다. 이 방법은 또한 연속파 광의 다수의 파장들(λ1 내지 λN)을 수신하기 위해 전기 광학 칩(101)을 동작시키는 동작 (1215) 을 포함한다. 전기 광학 칩(101)은 광학 전원 공급 장치 (111A-111M) 와 물리적으로 분리되어 있다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩(101)을 동작시키는 동작 (1217) 을 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 광학적으로 증폭하기 위해 광학 전원 공급 장치(111A-111M) 내의 광학 증폭 장치(705; 909; 1009; 1113-1 내지 1113-Z)를 동작시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 콤 생성기(703-1 내지 703-M; 907-1 내지 907-M; 1005; 1107-1 내지 1107-Z)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN) 내의 결함을 제거하기 위해 광학 전원 공급 장치(111A-111M) 내의 광학 필터 장치(707-1 내지 707-M; 911-1 내지 911-M; 1011; 1109-1 내지 1109-Z)를 동작시키는 단계를 포함한다.
도 13a 는 일부 실시형태에 따른, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 공급하도록 구성된 원격 (전기 광학 칩 (101) 외부) 단일 파장 광학 전원 공급 장치 (111N) 를 보여준다. 원격 광학 전원 공급 장치(111N)는 실질적으로 동일한 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 생성하도록 각각 구성되는 다수 (M) 의 레이저들 (1301-1 내지 1301-M) 을 갖는 레이저 어레이 (1301) 를 포함한다. 일부 실시형태에서, M 개의 레이저(1301-1 내지 1301-M)의 광학 출력은 원격 광학 전원 공급 장치(111N)의 M 개의 광학 출력들의 각각의 광학 출력들에 직접적인 방식으로 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 옵션으로서, 원격 광학 전원 공급 장치(111N)은 레이저 어레이(1301)와 원격 광학 전원 공급 장치(111N)의 M개의 광학 출력 사이에 연결된 광학 증폭 장치(1303)를 포함한다. 광학 증폭 장치(1303)는 광학 증폭 장치(1303)의 광학 입력의 수 (M) 에 각각 대응하는 광학 출력의 수 (M) 을 갖는다. 광학 증폭 장치(1303)는 M 개의 레이저들(1301-1 내지 1301-M)의 각각으로부터 수신된 광학 신호를 증폭 (광의 광학 전력을 증가) 시켜 광학 증폭 장치(1303)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(1303)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(1303)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 M개의 레이저들(1301-1 내지 1301-M) 중 대응하는 하나에 의해 출력된 광의 증폭된 버전이다. 광학 증폭 장치(1303)의 M개의 광학 출력들 각각은 M개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 대응하는 하나에 연결되고, 이것은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(1303)는 원격 광학 전원 공급 장치(111N), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서의 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다. 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N)에서, 각 레이저(1301-1 내지 1301-M)는 각각 출력 광섬유(113-1 내지 113-M) 중 상이한 하나에 대응하고, 여기서 각 레이저(1301-1 내지 1301-M)에 의해 출력되는 레이저 광은 광학 증폭 장치(1303)에 의해 선택적으로 증폭될 수 있다. 그러나, 일부 실시형태에서, 레이저 어레이(1301)의 레이저(예를 들어, 1301-1 내지 1301-M)와 섬유 어레이(113)의 광섬유(113-1 내지 113-M) 사이의 일대일 대응은 요구되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 광섬유 어레이(113)에 광섬유(113-1 내지 113-M)가 있는 것보다 레이저 어레이(1301)에 더 적은 수의 레이저를 갖는 것이 가능하며, 레이저 어레이(1301) 내의 레이저 내의 각각의 레이저는 하나 이상의 광학 스플리터들에 의해 분할될 수 있고, 광학 증폭 장치(1303)에 의해 선택적으로 증폭될 수 있는 동일한 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성되어, 광섬유 어레이(113)의 각 출력 광섬유(113-1 내지 113-M)에 충분한 광학 전력이 공급되는 것을 보장한다.
도 13b 는 일부 실시형태에 따른, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 공급하도록 구성된 원격 (전기 광학 칩 (101) 외부) 단일 파장 광학 전원 공급 장치 (111O) 를 보여준다. 원격 다수의 파장들 광학 전원 공급 장치 (111O) 는, 일부 실시형태에 따라, 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하도록 구성된 단일 레이저 소스 (1305A) (선택적 스페어 레이저 소스 (1305B) 포함)를 갖는 레이저 모듈 (1305) 을 포함한다. 일부 실시형태에서, 원격 광학 전원 공급 장치(111O)는 주어진 시간에 광학 스위치(1307)의 출력에 대한 레이저 소스(1305A) 또는 레이저 소스(1305B)의 제어된 연결을 제공하는 광학 스위치(1307)에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1307) 는 능동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태들에서, 광학 스위치 (1307) 는 수동 광자 디바이스이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1307)는 레이저 소스(1305A) 및 레이저 소스(1305B) 모두를 광학 스위치(1307)의 광학 출력에 연결하는 광학 도파관이며, 레이저 소스(1305A 및 1305B)의 제어는 어떤 레이저가 주어진 시간에 광학 스위치(1307)의 출력에 레이저 광을 공급하도록 작동하는지를 결정한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1305B)는 레이저 소스(1305A)에 대한 백업이다. 일부 실시형태에서, 광학 스위치(1307)는 레이저 소스(1305A)가 고장난 경우에 레이저 소스(1305A)와 백업 레이저 소스(1305B) 사이의 전환을 가능하게 한다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1305A) 또는 백업 레이저 소스(1305B)만이 주어진 시간에 작동한다. 또한, 일부 실시형태에서, 레이저 모듈(1305)은 2 이상의 백업 레이저 소스(1305B)를 포함하고, 다수의 백업 레이저 소스 각각, 예를 들어, 1305B 가 광학 스위치(1307)의 각각의 광학 입력에 광학적으로 연결된다.
광학 스위치 (1307) 의 출력은 광학 스플리터 (1309) 의 광학 입력에 연결된다. 광학 스플리터(1309)는 광학 스플리터(1309)의 광학 입력을 통해 수신된 광을 분할하고 이 들어오는 광의 부분들을 광학 스플리터(1309)의 다수(M)의 광학 출력 각각으로 지향시키도록 구성된다. 광학 스플리터(1309)의 광학 출력들 각각은 광학 증폭 장치(1311)의 대응하는 광학 입력에 광학적으로 연결된다. 광학 증폭 장치(1311)는 광학 증폭 장치(1311)의 광학 입력의 수 (M) 에 각각 대응하는 광학 출력의 수 (M) 을 갖는다. 광학 증폭 장치(1311)의 M개의 광학 출력 각각은 차례로 전기 광학 칩(101)에 광학적으로 연결되는 M 개의 광섬유(113-1 내지 113-M) 에 각각 차례로 연결되는 원격 광학 전원 공급 장치 (111O) 의 M 개의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 연결된다. 광학 증폭 장치(1311)는 광학 스플리터(1309)로부터 수신된 광학 신호를 증폭하여 광학 증폭 장치(1311)의 주어진 광학 입력에서 수신된 광의 증폭된 버전이 광학 증폭 장치(1311)의 해당 광학 출력을 통해 전송되도록 한다. 이러한 방식으로, 광학 증폭 장치(1311)의 광학 출력 중 주어진 하나로부터의 광 출력은 레이저 모듈(1305) 에 의해 생성된 광의 단일 파장 (λi) 의 증폭된 버전이다. 광학 증폭 장치(1311)는 원격 광학 전원 공급 장치(111O), 광섬유 어레이(113) 및 전기 광학 칩(101)을 포함하는 광학 데이터 통신 시스템에서의 광학 전력 손실을 오프셋하도록 동작한다. 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111O)는 도 6a 의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603) 를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 13c 는 일부 실시형태에 따라, 광섬유들 (113-1 내지 113-M) 각각이 원격 광학 전원 공급 장치들 (111N 및 111O) 각각으로부터 연속파 레이저의 단일 파장 (λi) 을 수신하는 방법을 나타내는 다이어그램을 도시한다. 원격 광학 전원 공급 장치(111N 및 111O)는 단일 파장 (λi) 의 실질적으로 동일한 강도 (전력) 의 연속파 광을 광섬유(113-1 내지 113-M) 각각에 그리고 차례로 전기 광학 칩(101)에 공급하도록 동작한다.
연속파 레이저 광의 단일 파장(λi)을 생성하는, 각각 도 13a 및 도 13b 의 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치들 (111N 및 111O) 은 광섬유 어레이(113)를 통해 송신기 매크로의 전단에 집적된 콤 생성기를 포함하는 전기 광학 칩(예를 들어, CMOS/SOI 광자/전자 칩)에 광학적으로 연결된다. 그러한 전기광학 칩(101A 및 101B)의 예가 각각 도 14 및 도 15에 도시되어 있다.
도 14는 일부 실시형태에 따라 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치들 (111N 또는 111O) 중 어느 하나로부터의 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 을 수신하도록 구성된 전기 광학 칩 (101A) 을 보여준다. 전기 광학 칩(101A)은 도 1a 내지 도 6c와 관련하여 설명된 전기 광학 칩(101)의 수정된 버전이다. 일부 실시형태에서, 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N 또는 111O) 중 어느 하나와 전기 광학 칩(101A)의 조합은 광섬유 어레이(113)를 통해 전기 광학 칩(101A)에 광학적으로 연결된 단일 파장 외부/원격 광학 전원 공급 장치를 사용하는 WDM 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 광섬유(113-1)는 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N 또는 111O) 중 어느 하나의 출력을 전기 광학 칩(101A)의 광학 입력 포트(413-1)에 광학적으로 연결하여, 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 이 광섬유(113-1)로부터 광학 입력 포트(413-1)에서 수신된다. 전기광학 칩(101A)의 송신/수신 매크로(205-1~205-K)는 서로 독립적으로 동작하기 때문에, 연속파 레이저의 단일 파장(λi)의 정밀한 제어 (예를 들어, 정합) 가 상이한 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-K) 사이에 필요하지 않다. 일단 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 이 원격 광학 전원 공급 장치(111N/111O)에서 생성되었고 전기 광학 칩(101A)에 광학적으로 커플링되면, 전기 광학 칩 (101A) 상의 K 개의 콤 생성기들 (1403-1 내지 1403-K)의 각각은 입력으로서 연속파 레이저 광의 단일 파장(λi) 을 수신하고 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-K) 중 대응하는 하나에 의해 사용하기 위해 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성한다.
전기 광학 칩(101A)은 광학 연결(102)로 표시된 바와 같이 전기 광학 칩(101A)의 광학 입력 포트(413-1)에 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 광학 스플리터(1401)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 광학 연결(102)은 광학 입력 포트(413-1)에 광학적으로 결합된 광학 도파관이다. 광학 분배기(1401)는 전기 광학 칩(101A) 내의 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-K)의 송신 부분들로의 분배를 위해 연속파 레이저 광의 들어오는 단일 파장(λi)을 분할하는 기능을 한다. 보다 구체적으로, 광학 스플리터(1401)로부터 출력된 연속파 레이저 광의 단일 파장(λi) 은 각각의 광학 연결(1404-1 내지 1404-K)를 통해 전기 광학 칩 (101A) 내의 K 개의 콤 생성기들 (1403-1 내지 1403-K) 각각의 광학 입력에 전송된다. 일부 실시형태에서, 광 연결(1404-1 내지 1404-K)은 광학 스플리터(1401)의 각각의 광학 출력에 광학적으로 커플링되는 각각의 광학 도파관에 의해 형성된다. 각각의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)는 송신/수신 매크로들(205-1 내지 205-K) 중 대응하는 하나의 광원 입력 경로 내에 배치된다. 각각의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)는 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 CW 광을 생성하기 위해 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 즉, 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 각각은 연속파 광의 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 광이 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)로부터 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들의 광학 도파관(405-1 내지 405-K) 의 각각의 도파관으로 직접 송신된다. 일부 실시형태에서, 옵션으로서, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 광이 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 출력으로부터 대응하는 광학 연결(1406-1 내지 1406-K)를 통해 대응하는 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K)의 광학 입력으로 전송된다. 그런 다음, 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 필터링된 버전들이 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K)의 광학 출력으로부터 대응하는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 대응하는 광학 도파관(405-1 내지 405-K)으로 전송된다. 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K)는 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 출력된 WDM 파장/주파수 그리드의 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 은 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호의 생성을 위해 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들에 입력 광으로서 전송된다. 변조된 광 신호는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들로부터 각각 광학 출력 포트(415-1 내지 415-K) 로, 그리고 광학 데이터 통신 네트워크 내에서 전송을 위해 각각의 광섬유(609-1 내지 609-K)로 전송된다. 광학 스플리터(1401)의 구현은 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N 및/또는 111O)와 전기 광학 칩(101A) 사이에 필요한 광섬유의 수를 상당히 감소시킨다는 것을 이해해야 한다. 또한, 일부 실시형태에서 다수의 광학 스플리터, 예를 들어 1401의 다수의 인스턴스가 단일 파장 (λi) 의 들어오는 연속파 레이저 광을 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 각각의 서브세트로 분배하기 위해 광학 입력 포트(413-1 내지 413-K) 의 각각의 포트에 연결될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 방식으로, 광학 스플리터(1401)의 주어진 인스턴스는 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 서브세트의 광학 입력에 연결된 광학 출력을 갖는다.
원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N 및/또는 111O) 또는 이들의 선택적 변형과 전기 광학 칩(101A)의 조합은 단일 파장(λi) 레이저 소스가 전기 광학 칩(101A)에 광학적으로 결합되고, 콤 생성기, 예를 들어 1403-1 내지 1403-K 가 전기 광학 칩(101A)에 탑재되어 통합되고 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들에 대한 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하도록 동작되는 광자 아키텍처를 나타낸다. 상술된 광자 아키텍처에서, 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)는 각각의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 서비스된다. 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 사용은 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N, 111O) 내에 구현된, 도 6a의 원격 광학 전원 공급 장치(101)에서 사용되는 광학 분배 네트워크(603)와 같은 광학 분배 네트워크를 갖는 복잡성을 상당히 감소시키거나 제거한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 상술한 광자 아키텍처에서, 전기 광학 칩(101A)에 광학적으로 전송되는 단일 파장 레이저 광원은 다수의 콤 생성기(1403-1~1403-K)에 입력광을 제공하기 위해 분할된다. 이러한 레이저 광원의 분할은 전기 광학 칩(101A)에 필요한 광학 입력 포트의 수의 감소 및 전기 광학 칩(101A)에 연결해야 하는 광섬유의 수의 감소를 제공한다. 또한, 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 전 또는 후에 광학 분할을 사용하면, 입력 광섬유(예: 113-1) 가 광을 소실하거나 또는 콤 생성기(예: 1403-1 내지 1403-K)가 제대로 작동하지 않는 경우 중복성을 도입할 수 있다. 일부 실시형태에서, 포토다이오드 검출기는 대응하는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부에 대한 광학 입력에서 광학 전력의 강하를 감지하기 위해 전기 광학 칩(101A) 내에 구현된다. 그리고, 포토다이오드 검출기에 의해 광학 전력의 강하를 감지하면, 전기 광학 칩(101A) 내에 구현된 광학 스위치는 다른 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 출력으로부터 대응하는 송신/수신 매크로 (205-1 내지 205-K) 의 송신부로 광을 라우팅하도록 동작한다.
도 15는 일부 실시형태에 따라 도 14의 전기 광학 칩 (101A) 의 변형인 전기 광학 칩 (101B) 을 도시한다. 전기 광학 칩 (101B) 은 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치들 (111N 또는 111O) 중 어느 하나로부터의 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 을 수신하도록 구성된다. 전기 광학 칩(101B)은 다수의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부에 대한 입력으로서 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 제공하도록 광학적으로 연결된 콤 생성기 (1403-1) 를 갖는다. 구체적으로, 전기 광학 칩(101B)은 광학 연결(1501)을 통해 광학 필터 장치(1405-1)의 광학 출력에 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 광학 전력 스플리터(1503)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 광학 연결(1501)은 전기 광학 칩(101B) 내에 형성된 광학 도파관이다. 이러한 방식으로, 광 파워 스플리터(1503)는 광학 필터 장치(1405-1)를 통해 콤 생성기(1403-1)에 의해 출력된 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 입력으로서 수신한다. 광 파워 스플리터(1503)는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부에 각각 광학적으로 연결된 다수의 광학 출력을 갖는다. 예를 들어, 송신/수신 매크로(205-1)의 송신부의 광학 도파관(405-1)은 광 파워 스플리터(1503)의 광학 출력에 광학적으로 연결된다. 그리고 유사하게, 송신/수신 매크로(205-K)의 송신부의 광학 도파관(405-K)은 광학 연결(1505)를 통해 광 파워 스플리터(1503)의 광학 출력에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 광학 연결(1505)은 전기 광학 칩(101B) 내에 형성된 광학 도파관이다. 광 파워 스플리터(1503)는 콤 생성기(1403-1)로부터 수신된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)로 분할 및 분배한다. 일부 실시형태에서, 광 파워 스플리터(1503)는 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 의 실질적으로 동일한 양의 광 파워를 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)에 분배하도록 구성된다.
전기 광학 칩(101A)과 비교하여, 전기 광학 칩(101B)은 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)가 자신의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)를 갖도록 요구하지 않으며, 이는 전기 광학 칩(101A)에 비해 전기 광학 칩(101B)의 광소자 수 및 비용을 감소시킨다. 전기 광학 칩(101B)의 구성은 전기 광학 칩(101A)에 비해 전기 광학 칩(101B)에 탑재된 CMOS 광자 회로의 복잡성 및 전력 소비의 감소를 유리하게 제공한다. 또한, 전기 광학 칩(101B)에서, 원격 단일 파장 광학 전원 공급 장치(111N 또는 111O)로부터의 입사 광은 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 수 K 에 비해 입력 광섬유의 수가 제한되는 경우, 대응하는 광학 연결 (1404-x) 을 통해 다른 콤 생성기(1403-x)로 전송되도록 광학 스플리터(1401)에 의해 선택적으로 분할될 수 있다. 콤 생성기(403-x)에 의해 출력된 WDM 파장/주파수 그리드는 그후 선택적으로 광학적으로 필터링되고 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 서브세트에 분배하기 위해 전력 분할을 거칠 수 있다.
일부 실시형태에서, 광학 데이터 통신 시스템은 광학 전원 공급 장치(111N 및/또는 111O) 및 전기 광학 칩(101A 및/또는 101B)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101A, 101B) 각각은 원격 광학 전원 공급 장치(111N, 111O)로부터 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력 포트(413-1)를 포함한다. 각각의 전기 광학 칩(101A, 101B)은 또한 광학 입력 포트 (413-1) 로부터 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기 (1403-1 내지 1403-K) 를 포함한다. 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 각각은 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하고 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 광학 출력을 통해 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 전달하도록 구성된다. 각 전기 광학 칩(101A 및 101B)은 또한 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)의 광학 출력으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하는 송신 매크로(205-1 내지 205-K)를 포함한다. 송신 매크로(205-1 내지 205-K)는 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하여 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101A 및 101B)은 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 및 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K)를 포함하고, 여기서 각각의 송신 매크로(205-1 내지 205-K)는 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 중 대응하는 것으로부터의 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 수신하도록 연결된다. 전기 광학 칩(101A, 101B)은 또한 광학 입력 포트(413-1)에서 수신된 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 분할하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터(1401)를 포함한다. 광학 분배기(1401)는 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 각각에 대한 입력 광으로서 단일 파장(λi)의 연속파 광의 일부를 공급하도록 광학적으로 연결된다 . 일부 실시형태에서, 복수의 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K)는 각각 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 중 대응하는 하나와 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K) 중 대응하는 것 사이에 광학적으로 연결된다. 복수의 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K) 각각은 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 에서의 결함을 제거하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 광학 스플리터(1503)는 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 생성된 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 각각의 연속파 광의 일부를 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K) 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K)는 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)와 광학 스플리터(1503) 사이에 광학적으로 연결된다.
도 16은 일부 실시형태들에 따른, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 방법은 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 생성하도록 광학 전원 공급 장치 (111N, 111O) 를 동작시키는 동작 (1601) 을 포함한다. 이 방법은 또한 광학 전원 공급 장치 (111N, 111O) 로부터 전기 광학 칩 (101A, 101B) 으로 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 광학적으로 전달하는 동작 (1603) 을 포함한다. 이 방법은 또한 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 수신하기 위해 전기 광학 칩 (101A, 101B) 을 동작시키는 동작 (1605) 을 포함한다. 전기 광학 칩 (101A, 101B) 은 광학 전원 공급 장치 (111N, 111O) 와 물리적으로 분리되어 있다. 이 방법은 또한 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 전기 광학 칩 (101A, 101B) 에 탑재된 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)를 동작시키는 동작 (1607) 을 포함한다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기 (1403-1 내지 1403-K) 에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩 (101A, 101B) 에 탑재된 송신 매크로 (205-1 내지 205-K) 를 동작시키는 동작 (1609) 을 포함한다.
일부 실시형태에서, 방법은 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 각각에 대한 입력 광으로서 단일 파장 (λi) 의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 광학 스플리터(1401)를 통해 단일 파장(λi)의 연속파 광을 전달하는 단계를 포함한다. 이들 실시형태에서, 방법은 또한 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광의 일부로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 복수의 콤 생성기 (1403-1 내지 1403-K) 각각을 동작시키는 단계를 포함한다. 또한, 이들 실시형태에서, 방법은 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 각각으로부터 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K) 중 대응하는 것으로 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 전달하는 단계를 포함한다. 또한 이들 실시형태에서, 방법은 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하기 위해 복수의 송신 매크로들 (205-1 내지 205-K) 각각을 동작시키는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에서, 방법은 복수의 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K) 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 에서의 결함을 제거하기 위해 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 복수의 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K) 각각을 동작시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K) 각각에 대한 입력 광으로서 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 생성된 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 각각의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 광학 스플리터 (1503) 를 동작시키는 단계를 포함한다. 또한, 일부 실시형태에서, 방법은 광학 스플리터(1503)로의 경로에서 콤 생성기(1403-1 내지 1403-K)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 에서의 결함을 제거하기 위해 전기 광학 칩(101A, 101B)에 탑재된 광학 필터 장치(1405-1 내지 1405-K) 를 동작시키는 단계를 포함한다.
도 17은 일부 실시형태에 따라, 전기 광학 칩 (101C) 에 탑재된 대응하는 송신/수신 매크로 (205-1 내지 205-K) 에 의해 사용하기 위한 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 전기 광학 칩 (101C) 에 탑재된 K개의 콤 생성기 (1707-1 내지 1707-K) 에 의해 사용되는 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 생성하기 위한 탑재 레이저 소스 (1701) 를 포함하는 전기 광학 칩 (101C) 을 보여준다. 전기 광학 칩(101C)은 원격 광학 전원 공급 장치로부터 연속파 입력 광을 수신하도록 연결되지 않으므로 원격 광학 전원 공급 장치와 관련된 복잡성 및 비용을 제거한다는 것을 이해해야 한다. 일부 실시형태에서, 전기 광학 칩(101C)은 WDM 광학 데이터 통신 시스템의 일부이다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1701)은 M개의 레이저를 포함하고, M개의 레이저 각각은 연속파 광의 단일 파장(λi)을 생성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1701)에 의한 광학 출력은 선택적으로 광학 증폭 장치(1703)에 의해 광학적으로 증폭된다. 레이저 소스(1701)에 의해 생성된 단일 파장 (λi) 연속파 광은 각각 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들에 대한 입력 광으로서 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하고 공급하는 콤 생성기들 (1707-1 내지 1707-K) 로 송신된다.
일부 실시형태에서, 레이저 소스(1701)에 의해 출력된 광은 광학 연결(1704-1 내지 1704-K)(예를 들어, 광학 도파관)를 통해 대응하는 선택적 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K)로 전송된다. 선택적 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K) 각각은 다수의 콤 생성기에 연속파 광의 단일 파장 (λi) 을 공급하도록 연결된 다수의 광학 출력들을 갖는다. 예를 들어, 광학 분배기(1705-1)는 광학 연결(1706-1)을 통해 콤 생성기(1707-1)의 광학 입력으로, 및 광학 연결(1710-1)을 통해 콤 생성기(1711-1)의 광학 입력으로 연속파 광의 단일 파장 (λi) 을 공급하도록 연결된다. 유사하게, 광학 분배기(1705-K)는 광학 연결(1706-K)를 통해 콤 생성기(1707-K)의 광학 입력으로, 및 광학 연결(1710-K)을 통해 콤 생성기(1711-K)의 광학 입력으로 연속파 광의 단일 파장 (λi) 을 공급하도록 연결된다. 그러나 일부 실시형태에서 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K)는 사용되지 않고, 연속파 광의 단일 파장 (λi) 이 레이저 소스(1701)(또는 선택적인 광학 증폭 장치(1703))로부터 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)로 직접 전송된다.
콤 생성기 (1707-1 내지 1707-K) 각각은 WDM 파장/주파수 그리드와 같은 원하는 파장 간격에 대응하는 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 연속파 광을 생성하기 위해 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광을 사용하도록 동작한다. 일부 실시형태에서, 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 의 광이 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)로부터 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들의 광학 도파관(405-1 내지 405-K) 의 각각의 도파관으로 직접 송신된다. 일부 실시형태에서, 옵션으로서, 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 광이 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)의 출력으로부터 대응하는 광학 연결(1708-1 내지 1708-K)를 통해 대응하는 광학 필터 장치(1709-1 내지 1709-K)의 광학 입력으로 전송된다. 그런 다음, 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)의 필터링된 버전들이 광학 필터 장치(1709-1 내지 1709-K)의 광학 출력으로부터 대응하는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 대응하는 광학 도파관(405-1 내지 405-K)으로 전송된다. 광학 필터 장치(1709-1 내지 1709-K)는 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)에 의해 수행되는 콤 생성 프로세스의 결함을 제거하도록 동작한다. 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)에 의해 출력된 WDM 파장/주파수 그리드의 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 은 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호의 생성을 위해 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들에 입력 광으로서 전송된다. 변조된 광 신호는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들로부터 각각 광학 출력 포트(415-1 내지 415-K) 로, 그리고 광학 데이터 통신 네트워크 내에서 전송을 위해 각각의 광섬유(609-1 내지 609-K)로 전송된다.
전기 광학 칩(101C)은 전기 광학 칩(101C)에 탑재되어 구현된 단일 파장 (λi) 집적 광학 소스(레이저 소스(1701), 선택적 광학 증폭 장치(1703) 포함)를 사용하는 WDM 광학 데이터 통신 시스템의 일부를 나타낸다. 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광은 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부들로 전송되는 원하는 WDM 파장/주파수 그리드를 생성하기 위한 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 단일 파장 (λi) 의 광을 사용하는 콤 생성기들 (1707-1 내지 1707-K) 로 집적 광학 소스로부터 전달된다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1701) 내의 레이저의 수 M은 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)의 수보다 적다. 이들 실시형태에서, 하나 이상의 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K)는 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K) 각각에 분배하도록 구현된다. 일부 실시형태에서, 레이저 소스(1701)는 단일 레이저(선택적 백업 레이저 포함)를 포함하며, 하나 이상의 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K)는 단일 레이저에서 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K) 각각으로 단일 파장 (λi) 의 연속파 레이저 광을 분배하도록 구성된다. 전기 광학 칩(101C)에서, 선택적 광학 증폭 및 분할이 사용되어 광 신호 전력을 상승시키고 레이저 소스(1701)에 필요한 레이저 수를 감소시킬 수 있다.
도 18는 일부 실시형태에 따라 도 17의 전기 광학 칩 (101C)의 변형인 전기 광학 칩 (101D) 을 도시한다. 전기 광학 칩(101D)은 콤 생성기(1707-1)에 입력하기 위한 연속파 레이저 광의 단일 파장 (λi) 을 생성하기 위한 탭재된 레이저 소스 (1701) 를 포함한다. 그러나, 전기 광학 칩(101D)은 다수의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부에 대한 입력으로서 연속파 광의 다수의 파장(λ1 내지 λN)을 제공하도록 광학적으로 연결된 콤 생성기 (1707-1) 를 갖는다. 구체적으로, 전기 광학 칩(101D)은 광학 연결(1801)을 통해 광학 필터 장치(1709-1)의 광학 출력에 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 광학 전력 스플리터(1803)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 광학 연결(1801)은 전기 광학 칩(101D) 내에 형성된 광학 도파관이다. 이러한 방식으로, 광 파워 스플리터(1803)는 광학 필터 장치(1709-1)를 통해 콤 생성기(1707-1)에 의해 출력된 연속파 광의 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 을 입력으로서 수신한다. 광 파워 스플리터(1803)는 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)의 송신부에 각각 광학적으로 연결된 다수의 광학 출력을 갖는다. 예를 들어, 송신/수신 매크로(205-1)의 송신부의 광학 도파관(405-1)은 광 파워 스플리터(1803)의 광학 출력에 광학적으로 연결된다. 그리고 유사하게, 송신/수신 매크로(205-K)의 송신부의 광학 도파관(405-K)은 광학 연결(1805)를 통해 광 파워 스플리터(1803)의 광학 출력에 광학적으로 연결된다. 일부 실시형태에서, 광학 연결(1805)은 전기 광학 칩(101D) 에 형성된 광학 도파관이다. 광 파워 스플리터(1803)는 콤 생성기(1707-1)로부터 수신된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)로 분할 및 분배한다. 일부 실시형태에서, 광학 전력 스플리터(1803)는 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 각각의 광학 전력의 실질적으로 동일한 양을 각각의 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K)에 분배하도록 구성된다. 전기 광학 칩(101C)과 비교하여, 전기 광학 칩(101D)은 송신/수신 매크로(205-1 내지 205-K) 각각이 자신의 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)를 갖는 것을 요구하지 않으며, 이는 전기 광학 칩(101C)에 비해 전기 광학 칩(101D)의 광소자 수 및 비용을 감소시킨다. 전기 광학 칩(101D)의 구성은 전기 광학 칩(101C)에 비해 전기 광학 칩(101D)에 탑재된 CMOS 광자 회로의 복잡성 및 전력 소비의 감소를 유리하게 제공한다.
도 19은 일부 실시형태들에 따른, 전기 광학 칩 (101C, 101D) 을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 단일 파장 (λi) 의 연속파 광을 생성하도록 전기 광학 칩 (101C, 101D) 에 탑재된 광학 전원 공급 장치 (1701) 를 동작시키는 동작 (1901) 을 포함한다. 이 방법은 또한 단일 파장(λi)의 연속파 레이저 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 전기 광학 칩 (101C, 101D) 에 탑재된 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)를 동작시키는 동작 (1903) 을 포함한다. 방법은 또한 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기 (1707-1 내지 1707-K) 에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩 (101C, 101D) 에 탑재된 송신 매크로 (205-1 내지 205-K) 를 동작시키는 동작 (1905) 을 포함한다.
일부 실시형태들에서, 이 방법은 단일 파장(λi)의 연속파 광으로부터 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 을 생성하기 위해 전기 광학 칩 (101C, 101D) 에 탑재된 복수의 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K) 각각을 동작시키는 단계를 포함한다. 또한, 이들 실시형태들에서, 방법은 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 복수의 콤 생성기 (1707-1 내지 1707-K) 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 중 하나 이상을 변조하기 위해 전기 광학 칩 (101C, 101D) 에 탑재된 복수의 송신 매크로 (205-1 내지 205-K) 를 동작시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 복수의 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K) 중 적어도 2개에 광학 전원 공급 장치(1701)에 의해 생성된 단일 파장 (λi) 의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 전기 광학 칩(101C, 101D)에 탑재된 광학 스플리터(1705-1 내지 1705-K)를 동작시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 복수의 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K) 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 에서의 결함을 제거하기 위해 전기 광학 칩(101C, 101D)에 탑재된 복수의 광학 필터 장치(1709-1 내지 1709-K) 각각을 동작시키는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에서, 방법은 전기 광학 칩(101C, 101D)에 탑재된 복수의 송신 매크로(205-1 내지 205-K) 각각에 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)에 의해 생성된 다수의 파장 (λ1 내지 λN) 각각의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 전기 광학 칩(101C, 101D)에 탑재된 광학 스플리터 (1803) 를 동작시키는 단계를 포함한다. 또한, 이들 실시형태들의 일부에서, 방법은 광학 스플리터(1803)로의 경로에서 콤 생성기(1707-1 내지 1707-K)에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들 (λ1 내지 λN) 에서의 결함을 제거하기 위해 전기 광학 칩(101C, 101D)에 탑재된 광학 필터 장치(1709-1 내지 1709-K) 를 동작시키는 단계를 포함한다.
전술한 실시형태들에 대한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이것은 본 발명을 포괄하거나 제한하려는 것이 아니다. 특정 실시형태의 개별 요소들 또는 특징들은 일반적으로 해당 특정 실시형태로 제한되지 않으며, 적용 가능한 경우, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도, 상호 교환될 수 있고 선택된 실시형태에서 사용될 수도 있다. 특정 실시형태의 개별 요소들 또는 특징들은 또한 다수의 방식으로 달라질 수 있다. 그러한 변형들이 본 발명에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 이러한 모든 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
전술한 발명이 이해의 명확성을 위해 일부 상세하게 설명되었지만, 특정한 변경들 및 수정들이 본 발명의 설명 범위 내에서 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 실시형태들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 여기에 제공된 세부 사항들에 제한되지 않고, 설명된 실시형태들의 범위 및 균등물 내에서 수정될 수 있다.

Claims (44)

  1. 광학 전원 공급 장치로서,
    단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 구성된 레이저; 및
    상기 레이저에 광학적으로 연결되어 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 입력광으로 수신하는 콤 생성기로서, 상기 콤 생성기는 상기 입력광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 구성된, 상기 콤 생성기를 포함하는, 광학 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 광학 전원 공급 장치 내의 복수의 레이저들 중 하나이고, 상기 콤 생성기는 상기 광학 전원 공급 장치 내의 다수의 콤 생성기들 중 하나이며, 상기 복수의 콤 생성기들 각각은 상기 복수의 레이저들 중 대응하는 레이저로부터 상기 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 연결되고, 상기 복수의 콤 생성기들 각각은 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하여 상기 광학 전원 공급 장치의 상기 복수의 광학 출력들 중 대응하는 것으로 전달하도록 구성되는, 광학 전원 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 다수의 파장들의 연속파 광을 수신 및 증폭하도록 광학적으로 연결된 광학 증폭 장치를 더 포함하고, 상기 광학 증폭 장치는 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 증폭된 버전들을 상기 광학 전원 공급 장치의 광학 출력으로 전달하도록 광학적으로 연결되는, 광학 전원 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 필터 장치를 더 포함하고, 상기 광학 필터 장치는 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하고 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 광학적으로 필터링된 버전들을 상기 광학 전원 공급 장치의 광학 출력으로 제공하도록 구성되는, 광학 전원 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 각각의 상기 연속파 광의 일부를 상기 광학 전원 공급 장치의 복수의 광학 출력들 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터를 더 포함하는, 광학 전원 공급 장치.
  6. 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법으로서,
    단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 레이저를 동작시키는 단계;
    상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 콤 생성기의 광학 입력으로 광학적으로 전달하는 단계;
    상기 단일 파장의 상기 연속파 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 상기 콤 생성기를 동작시키는 단계; 및
    상기 다수의 파장들의 연속파 광을 상기 광학 전원 공급 장치의 출력으로 광학적으로 전달하는 단계를 포함하는, 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이저는 복수의 레이저들 중 하나이고, 상기 방법은 상기 단일 파장의 연속파 광을 생성하기 위해 상기 복수의 레이저들 각각을 동작시키는 단계를 포함하고,
    상기 콤 생성기는 복수의 콤 생성기들 중 하나이고, 상기 방법은 상기 복수의 레이저들 중 대응하는 것으로부터 수신된 상기 단일 파장의 상기 연속파 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하기 위해 상기 복수의 콤 생성기들의 각각을 동작시키는 단계를 포함하며, 상기 복수의 콤 생성기들 각각은 상기 광학 전원 공급 장치의 복수의 광학 출력들 중 대응하는 하나에 광학적으로 연결된 광학 출력을 갖고,
    각각의 콤 생성기로부터의 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 상기 광학 전원 공급 장치의 상기 복수의 광학 출력들 중 상기 대응하는 것으로 광학적으로 전달하는 단계를 포함하는, 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 콤 생성기로부터 상기 광학 전원 공급 장치의 상기 광학 출력으로의 경로에 있는 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 증폭시키는 단계를 더 포함하는, 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 콤 생성기로부터 상기 광학 전원 공급 장치의 상기 광학 출력으로의 경로에 있는 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 광학적으로 필터링하는 단계를 더 포함하는, 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학 전원 공급 장치의 상기 광학 출력의 경로에 있는 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 광학적으로 필터링된 버전들을 증폭하는 단계를 더 포함하는, 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 방법.
  11. 광학 데이터 통신 시스템으로서,
    단일 파장의 레이저 광을 생성하는 레이저를 포함하는 광학 전원 공급 장치로서, 상기 단일 파장의 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하는 콤 생성기를 포함하며, 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 출력하도록 구성되는, 상기 광학 전원 공급 장치; 및
    상기 광학 전원 공급 장치와 광학적으로 연결되어 상기 광학 전원 공급 장치로부터 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하는 전기 광학 칩으로서, 상기 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되어 있으며, 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하고 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하는 적어도 하나의 송신 매크로를 포함하는, 상기 전기 광학 칩을 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 전원 공급 장치는 복수의 레이저들 및 복수의 콤 생성기들을 포함하고, 상기 복수의 콤 생성기들 각각은 상기 복수의 레이저들 중 대응하는 레이저로부터 상기 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결되고, 상기 복수의 콤 생성기들 각각은 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하여 상기 광학 전원 공급 장치의 복수의 광학 출력들 중 대응하는 것으로 전달하도록 구성되고,
    상기 전기 광학 칩은 상기 광학 전원 공급 장치의 복수의 광학 출력들에 각각 광학적으로 연결된 복수의 광학 입력들을 포함하여 상기 다수의 파장들의 연속파 광이 상기 전기 광학 칩의 상기 복수의 광학 입력들 각각에서 상기 광학 전원 공급 장치의 상기 복수의 광학 출력들 중 대응하는 하나로부터 수신되도록 하며, 상기 전기 광학 칩은 복수의 송신 매크로를 포함하고, 각각의 송신 매크로는 상기 전기 광학 칩의 상기 복수의 광학 입력들 중 대응하는 것으로부터 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하고, 상기 복수의 송신 매크로의 각각은 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 하나 이상을 변조하도록 구성되는, 광학 데이터 통신 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 전원 공급 장치는 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신 및 증폭하도록 광학적으로 연결된 광학 증폭 장치를 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 전원 공급 장치는 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 결함들을 제거하기 위해 광학적으로 연결되는 광학 필터 장치를 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템.
  15. 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    단일 파장의 레이저 광을 생성하기 위해 광학 전원 공급 장치에 탑재된 레이저를 동작시킴으로써 및 상기 단일 파장의 상기 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하기 위해 상기 광학 전원 공급 장치에 탑재된 콤 생성기를 동작시킴으로써 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계;
    상기 광학 전원 공급 장치로부터 전기 광학 칩으로 상기 다수의 파장들이 연속파 광을 광학적으로 전달하는 단계;
    상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하도록 상기 전기 광학 칩을 동작시키는 단계로서, 상기 전기 광학 칩은 상기 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되는, 상기 전기 광학 칩을 동작시키는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하도록 상기 전기 광학 칩을 동작시키는 단계를 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 광학적으로 증폭하기 위해 상기 광학 전원 공급 장치 내의 광학 증폭 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들이 연속파 광에서의 결함들을 제거하기 위해 상기 광학 전원 공급 장치 내의 광학 필터 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  18. 전기 광학 칩으로서,
    원격 광학 전원 공급 장치로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력 포트;
    상기 광학 입력 포트로부터 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기로서, 상기 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속 파 광을 생성하여 상기 콤 생성기의 광학 출력을 통해 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 전달하도록 구성된, 상기 콤 생성기; 및
    상기 콤 생성기의 상기 광학 출력으로부터 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하는 송신 매크로로서, 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 하나 이상을 변조하도록 구성된, 상기 송신 매크로를 포함하는, 전기 광학 칩.
  19. 제 18 항에 있어서,
    복수의 콤 생성기들로서, 상기 콤 생성기는 상기 복수의 콤 생성기들 중 하나인, 상기 복수의 콤 생성기들;
    복수의 송신 매크로들로서, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로 중 하나이며, 각각의 송신 매크로는 상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 것으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하도록 연결된, 상기 복수의 송신 매크로들; 및
    상기 광학 입력 포트에서 수신된 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 분할하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터로서, 상기 복수의 콤 생성기들의 각각에 대한 입력 광으로서 상기 단일 파장의 상기 연속파 광의 일부를 공급하도록 광학적으로 연결된, 상기 광학 스플리터를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 하나와 상기 복수의 송신 매크로 중 대응하는 하나 사이에 각각 광학적으로 연결되는 복수의 광학 필터 장치를 더 포함하고, 상기 복수의 광학 필터 장치 각각은 상기 복수의 콤 생성기 중 상기 대응하는 하나에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성되는, 전기 광학 칩.
  21. 제 18 항에 있어서,
    복수의 송신 매크로들로서, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로들 중 하나인, 상기 복수의 송신 매크로들; 및
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 각각의 상기 연속파 광의 일부를 상기 복수의 송신 매크로들 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 콤 생성기와 상기 광학 스플리터 사이에 광학적으로 연결된 광학 필터 장치로서, 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성된, 상기 광학 필터 장치를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  23. 광학 데이터 통신 시스템으로서,
    단일 파장의 연속파 광을 출력하는 광학 전원 공급 장치; 및
    광학 전원 공급 장치로부터 단일 파장의 연속파 광을 수신하기 위해 광학적으로 연결된 광학 입력 포트를 갖는 전기 광학 칩을 포함하고, 상기 전기 광학 칩은 상기 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되고, 상기 전기 광학 칩은 상기 광학 입력 포트로부터 상기 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기를 포함하고, 상기 콤 생성기는 상기 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하고 상기 콤 생성기의 광학 출력을 통해 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 전달하도록 구성되고, 상기 전기 광학 칩은 상기 콤 생성기의 광학 출력으로부터 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하는 송신 매크로를 포함하고, 상기 송신 매크로는 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호를 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하도록 구성된, 광학 데이터 통신 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩은 복수의 콤 생성기를 포함하고, 상기 콤 생성기는 상기 복수의 콤 생성기 중 하나이고,
    상기 전기 광학 칩은 복수의 송신 매크로들을 포함하고, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로 중 하나이며, 각각의 송신 매크로는 상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 것으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하도록 연결되고,
    상기 전기 광학 칩은 상기 광학 입력 포트에서 수신된 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 분할하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터를 포함하고, 상기 복수의 콤 생성기들의 각각에 대한 입력 광으로서 상기 단일 파장의 상기 연속파 광의 일부를 공급하도록 광학적으로 연결된, 광학 데이터 통신 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩은 상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 하나와 상기 복수의 송신 매크로 중 대응하는 하나 사이에 각각 광학적으로 연결되는 복수의 광학 필터 장치를 포함하고, 상기 복수의 광학 필터 장치 각각은 상기 복수의 콤 생성기 중 상기 대응하는 하나에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성되는, 광학 데이터 통신 시스템.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩은 복수의 송신 매크로를 포함하고, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로 중 하나이고,
    상기 전기 광학 칩은 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 각각의 상기 연속파 광의 일부를 상기 복수의 송신 매크로들 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터를 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩은 상기 콤 생성기와 상기 광학 스플리터 사이에 광학적으로 연결된 광학 필터 장치를 포함하고, 상기 광학 필터 장치는 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성된, 광학 데이터 통신 시스템.
  28. 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계;
    상기 광학 전원 공급 장치로부터 전기 광학 칩으로 단일 파장의 연속파 광을 광학적으로 전달하는 단계;
    상기 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 상기 전기 광학 칩을 동작시키는 단계로서, 상기 전기 광학 칩은 상기 광학 전원 공급 장치와 물리적으로 분리되는, 상기 전기 광학 칩을 동작시키는 단계; 및
    상기 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 상기 전기 광학 칩에 탑재된 콤 생성기를 동작시키는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기에 의해 생성된 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 송신 매크로를 동작시키는 단계를 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 콤 생성기 각각에 대한 입력 광으로서 상기 단일 파장의 상기 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 광학 스플리터를 통해 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 전달하는 단계로서, 상기 콤 생성기는 상기 복수의 콤 생성기 중 하나인, 상기 연속파 광을 전달하는 단계;
    상기 단일 파장의 연속파 레이저 광의 일부로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 상기 복수의 콤 생성기 각각을 동작시키는 단계;
    상기 복수의 콤 생성기 각각으로부터의 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 송신 매크로 중 대응하는 하나로 전달하는 단계로서, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로 중 하나인, 상기 복수의 송신 매크로 중 대응하는 하나로 전달하는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하도록 상기 복수의 매크로들 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들에서의 결함을 제거하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 광학 필터 장치 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 송신 매크로 각각에 상기 콤 생성기에 의해 생성된 다수의 파장들 각각의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 광학 스플리터를 작동시키는 단계로서, 상기 송신 매크로는 복수의 송신 매크로 중 하나인, 상기 광학 스플리터를 작동시키는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 연속파 광의 일부의 상기 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하도록 상기 복수의 송신 매크로들 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 광학 스플리터의 경로에 있는 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들이 연속파 광에서의 결함들을 제거하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 광학 필터 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 광학 데이터 통신 시스템을 동작시키는 방법.
  33. 전기 광학 칩으로서,
    단일 파장의 연속파 광을 출력하는 광학 전원 공급 장치; 및
    상기 광학 전원 공급 장치로부터 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 수신하도록 광학적으로 연결된 광학 입력을 갖는 콤 생성기로서, 상기 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속 파 광을 생성하여 상기 콤 생성기의 광학 출력을 통해 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 전달하도록 구성된, 상기 콤 생성기; 및
    상기 콤 생성기의 상기 광학 출력으로부터 상기 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하는 송신 매크로로서, 디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 다수의 파장들의 연속파 광의 하나 이상을 변조하도록 구성된, 상기 송신 매크로를 포함하는, 전기 광학 칩.
  34. 제 33 항에 있어서,
    복수의 콤 생성기들로서, 상기 콤 생성기는 상기 복수의 콤 생성기들 중 하나이고, 상기 복수의 콤 생성기 각각은 상기 광학 전원 공급 장치로부터 상기 단일 파장의 연속파 광을 수신하도록 연결되는, 상기 복수의 콤 생성기들; 그리고
    복수의 송신 매크로들로서, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로 중 하나이며, 각각의 송신 매크로는 상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 것으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 수신하도록 연결된, 상기 복수의 송신 매크로들을 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 광학 전원 공급 장치에 의해 출력된 상기 단일 파장의 상기 연속파 광을 분할하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터로서, 상기 복수의 콤 생성기들의 적어도 2 개에 대한 입력 광으로서 상기 단일 파장의 상기 연속파 광의 일부를 공급하도록 광학적으로 연결된, 상기 광학 스플리터를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 하나와 상기 복수의 송신 매크로 중 대응하는 하나 사이에 각각 광학적으로 연결되는 복수의 광학 필터 장치를 더 포함하고, 상기 복수의 광학 필터 장치 각각은 상기 복수의 콤 생성기 중 상기 대응하는 하나에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성되는, 전기 광학 칩.
  37. 제 33 항에 있어서,
    복수의 송신 매크로들로서, 상기 송신 매크로는 상기 복수의 송신 매크로들 중 하나인, 상기 복수의 송신 매크로들; 및
    상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 각각의 상기 연속파 광의 일부를 상기 복수의 송신 매크로들 각각에 공급하도록 광학적으로 연결된 광학 스플리터를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 콤 생성기와 상기 광학 스플리터 사이에 광학적으로 연결된 광학 필터 장치로서, 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광에서의 결함들을 제거하도록 구성된, 상기 광학 필터 장치를 더 포함하는, 전기 광학 칩.
  39. 전기 광학 칩을 동작시키는 방법으로서,
    단일 파장의 연속파 광을 생성하도록 전기 광학 칩에 탑재된 광학 전원 공급 장치를 동작시키는 단계;
    상기 단일 파장의 연속파 레이저 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하도록 상기 전기 광학 칩에 탑재된 콤 생성기를 동작시키는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 콤 생성기에 의해 생성된 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 송신 매크로를 동작시키는 단계를 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    단일 파장의 연속파 광으로부터 다수의 파장들의 연속파 광을 생성하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 콤 생성기 각각을 동작시키는 단계로서, 상기 콤 생성기는 상기 복수의 콤 생성기 중 하나인, 상기 복수의 콤 생성기 각각을 동작시키는 단계;
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 복수의 콤 생성기들 중 대응하는 하나에 의해 생성된 상기 다수의 파장들의 연속파 광 중 하나 이상을 변조하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 송신 매크로들 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 복수의 콤 생성기 중 적어도 2개에 상기 광학 전원 공급 장치에 의해 생성된 상기 단일 파장의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 광학 스플리터를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 복수의 콤 생성기 중 대응하는 하나에 의해 생성된 연속파 광의 다수의 파장들에서의 결함을 제거하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 광학 필터 장치 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 전기 광학 칩에 탑재된 복수의 송신 매크로 각각에 상기 콤 생성기에 의해 생성된 다수의 파장들 각각의 연속파 광의 일부를 공급하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 광학 스플리터를 작동시키는 단계로서, 상기 송신 매크로는 복수의 송신 매크로 중 하나인, 상기 광학 스플리터를 작동시키는 단계; 및
    디지털 데이터를 전달하는 변조된 광 신호들을 생성하기 위해 상기 연속파 광의 일부의 상기 다수의 파장들 중 하나 이상을 변조하도록 상기 복수의 송신 매크로들 각각을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 광학 스플리터의 경로에 있는 상기 콤 생성기에 의해 생성된 상기 다수의 파장들이 연속파 광에서의 결함들을 제거하기 위해 상기 전기 광학 칩에 탑재된 광학 필터 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 전기 광학 칩을 동작시키는 방법.






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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116299888A (zh) * 2021-12-14 2023-06-23 上海曦智科技有限公司 光互连装置及其制造方法
TW202345538A (zh) * 2022-01-11 2023-11-16 美商爾雅實驗室公司 用於非致冷wdm光鏈接之遠程光功率供應器通訊的系統及方法
TWI832541B (zh) * 2022-11-07 2024-02-11 台亞半導體股份有限公司 光耦合器
US11924593B1 (en) * 2023-05-16 2024-03-05 Newphotonics Ltd Method and system for co-packaged optics

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4555715B2 (ja) * 2005-03-18 2010-10-06 富士通株式会社 光デバイス
US10135218B2 (en) 2015-10-02 2018-11-20 Ayar Labs, Inc. Multi-wavelength laser system for optical data communication links and associated methods
EP3411965B1 (en) * 2016-02-01 2020-04-08 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Reconfigurable optical modulator
JP2017152993A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 富士通株式会社 光多重装置
US9912409B2 (en) * 2016-04-12 2018-03-06 Cable Television Laboratories, Inc Fiber communication systems and methods
US10673530B2 (en) * 2016-10-05 2020-06-02 LGS Innovations LLC Inc. Free space optical communication system and method
US10348411B2 (en) 2017-07-05 2019-07-09 Roshmere, Inc. Frequency alignment of optical frequency combs
US10498453B2 (en) * 2017-07-21 2019-12-03 Imra America, Inc. Integrated photonic microwave transceiver system
US10897310B2 (en) * 2018-06-26 2021-01-19 Cable Television Laboratories, Inc. Optical line terminal and method for transmitting digital information
US11405125B2 (en) 2018-07-12 2022-08-02 Ayar Labs, Inc. TORminator system and associated methods
US10761401B1 (en) * 2019-10-30 2020-09-01 Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics Method and apparatus for processing radio frequency input signals and providing interfering radio frequency output signals

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