KR20230104658A - 수신기 복원 가능 클럭을 갖는 펄스 레이저 광 데이터 전송용 시스템 - Google Patents

수신기 복원 가능 클럭을 갖는 펄스 레이저 광 데이터 전송용 시스템 Download PDF

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야니브 벤-하임
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뉴포토닉스 리미티드
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Abstract

본 명세서에 개시된 시스템은 복수의 데이터 신호에 기초하여 상기 펄스 레이저 신호를 변조하여 복수의 변조된 광 데이터 신호를 형성하고, 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호를 광학적으로 시분할 다중화하여 다중화된 광 데이터 신호를 획득하고, 상기 다중화된 광 데이터 신호를 상기 펄스 레이저 신호로부터 유도된 광 클럭 신호와 함께 송신하도록 구성된 광 송신기; 및 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로 복원하도록 구성된 클럭 복원 브랜치, 및 복수의 포화 흡수체(SA)를 갖는 데이터 브랜치를 포함하는 광 수신기를 포함하고, 각각의 SA는 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나와 광 통신하고, 상기 각각의 SA는 상기 다중화된 광 데이터 신호를 수신하고, 상기 복원 광 클럭 신호에 따라 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 중 하나를 송신하도록 구성된다.

Description

수신기 복원 가능 클럭을 갖는 펄스 레이저 광 데이터 전송용 시스템
본 출원은 2021년 1월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/142,684호의 우선권 이익을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 참조로서 여기에 포함된다.
본 명세서에 개시된 다양한 시스템의 실시예는 일반적으로 신호 전송에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 높은 데이터 속도 광 신호의 전송을 위한 시스템에 관한 것이다.
400Gbps 이상의 높은 데이터 속도의 전송을 위한 코히런트 및 논-코히어런트 광 송수신기는 일반적으로 디지털 신호 프로세서(DSP)를 활용한다. DSP는 PAM4(또는 다른 변조)를 사용할 때와 같이 높은 속도를 가능하게 하기 위해, 색 분산, 기타 채널 장애(impairment), 다중화(multiplexing) 및 역다중화(demultiplexing)의 사전 또는 사후 보상, 높은 수준의 변조 형식 구현 및/또는 오류 수정 중 하나 이상을 제공한다.
요구되는 DSP는 높은 전력 소비(일반적으로, 데이터 속도가 400Gbps인 시스템의 DSP의 경우, 8W), 또는 더 높은 데이터 속도를 위해 더 높은 전력 소비를 하므로, 높은 비트 전송 속도 시스템의 전력 요구 사항을 증가해야 한다. 또한, 다수의 데이터 채널의 다중화 및 전기 신호에 대한 다른 신호 처리는 신호 전송에 레이턴시(latency)를 도입한다. 또한, DSP는 전기적 처리의 제약으로 인해 최대 처리량이 제한되어 있다. 따라서, 전력 소비와 레이턴시를 줄이고 전기적 대역폭 병목 현상을 극복하기 위해, DSP 필요 없이 높은 데이터 속도를 특징으로 하는 전송 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예는 감소된 전력 소비 및 감소된 레이턴시를 가지며, 높은 데이터 속도 광 신호를 가능하게 하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 설명된 시스템은 DSP가 필요하지 않도록 전광(all-optical) 송신기 및 수신기를 이용함으로써, 동등한 데이터 속도를 송신하기 위한 시스템의 전력 요구 사항 및 레이턴시를 감소시킨다. 전광 송신기 및 수신기의 배열은 또한 (예를 들어, DSP에 의해 필요한) 연산 복잡성을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 전광 송신기 및 수신기는 전력 및 사이즈 요구 사항을 추가로 감소시키기 위해, 공유 반도체 기판 상에 집적 회로(IC)로서 제공된다.
전광 수신기를 제공하기 위해서는 변조 신호를 송신하는데 사용되는 클럭(로컬 오실레이터)이 수신기에서 필요하다. 본 명세서에 개시된 시스템은 주기적인 펄스를 클럭으로 활용함으로써, 데이터 전송을 위해 변조된 펄스 레이저를 사용한다. 펄스 레이저 기반의 클럭은 데이터 신호와 함께 송신되고, 수신기에서 복원되어 필요한 로컬 오실레이터 역할을 한다. 일부 실시예에서, 하나는 데이터를 전달하고, 다른 하나는 클럭을 전달하는 직교 횡방향 모드가 사용된다. 일부 실시예에서, 별개의 데이터 및 클럭 채널이 수신기로 송신된다. 수신된 클럭에 기초한 전광 복조를 가능하게 하기 위해, 수신기는 클럭 펄스에 의해 포화될 때 수신된 데이터 펄스를 전달하여 송신된 데이터 신호를 복원하도록 구성된 포화 흡수체(SA)를 포함하는 것이 유리하다.
일부 실시예에서, 다수의 데이터 채널의 전송을 위해 광 시분할 다중화(OTDM, optical time division multiplexing)이 제공된다. 광학 다중화를 사용하면, DSP와 같은 전기적 다중화에 비해 레이턴시 및 복잡성을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 개시된 시스템은 복제될 수 있거나, 또는 광섬유 케이블당 더 많은 수의 채널 전송을 위해 통합된 WDM 시스템을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 모드 광섬유 케이블은 단방향 동작으로 사용된다. 일부 실시예에서, 풀-듀플렉스 광섬유 케이블은 양방향 동작으로 사용된다. 또한, 분산 관리는 또한 포화 흡수체에 의해 야기될 수 있는 분산 및 전송 분산을 보상하기 위해 수신기에서 광학적으로 처리된다. 상술한 바와 같이 광학 분산 관리를 사용하면, 솔루션의 연산 복잡성을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 시스템은 펄스 레이저 신호를 출력하기 위한 펄스 레이저를 포함하는 광 송신기로서, 상기 광 송신기는 복수의 데이터 신호에 기초하여 상기 펄스 레이저 신호를 변조하여 복수의 변조된 광 데이터 신호를 형성하고, 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호를 광학적으로 시분할 다중화하여 다중화된 광 데이터 신호를 획득하고, 상기 다중화된 광 데이터 신호를 상기 펄스 레이저 신호로부터 유도된 광 클럭 신호와 함께 송신하도록 구성된, 상기 광 송신기; 및 클럭 복원 브랜치 및 데이터 브랜치를 포함하는 광 수신기를 포함하고, 상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로, 복원 및 위상-시프트하도록 구성되고, 상기 데이터 브랜치는 복수의 포화 흡수체(SA)를 포함하고, 각각의 SA는 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나와 광 통신하고, 상기 각각의 SA는 상기 다중화된 광 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나에 따라, 상기 다중화된 광 데이터 신호에서 수신된 상기 변조된 광 데이터 신호 중 하나를 송신하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 광 클럭 신호 및 상기 다중화된 광 데이터 신호는 단일 모드 광섬유 케이블을 통해 직교 횡방향 모드로 상기 광 송신기에 의해 송신된다. 일부 실시예에서, 상기 광 클럭 신호 및 상기 다중화된 광 데이터 신호는 풀-듀플렉스 광섬유 케이블에서 별개의(separate) 케이블을 통해 상기 광 송신기에 의해 각각 송신된다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나로부터의 클럭 펄스는 각각의 SA를 포화시켜, 각각의 SA가 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 중 하나로부터 펄스를 방출하게 한다.
일부 실시예에서, 상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 추출 광 클럭 신호 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로 추출하기 위한 스플리터 및 위상-시프터를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 광 수신기는 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 및 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호를 분산 보정하도록 구성된 하나 이상의 분산 매니저를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 광 수신기는 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 각각으로부터 상기 복수의 데이터 신호를 추출하도록 구성된 출력 컴포넌트를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 레이저는 벌크 레이저, 양자 우물 레이저, 양자점 레이저, 반도체 모드-락드 레이저 및 모드-락드 집적 외부-캐비티 표면 방출 레이저로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예에서, 상기 펄스 레이저는 5GHz 내지 100GHz의 펄스 반복 레이트를 갖는다. 일부 실시예에서, 상기 광 수신기는 광 증폭기(OA)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 OA는 양자점 반도체 광 증폭기이다.
일부 실시예에서, 상기 변조는 펄스 증폭 변조(PAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM) 중 하나이다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 데이터 신호는 파장당 2 내지 16개의 데이터 신호를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 데이터 신호는 디지털 신호 및/또는 아날로그 신호를 포함한다.
일부 실시예에서, 전송 시스템은 제1 송수신기 및 제2 송수신기를 포함하고, 상기 제1 및 제2 송수신기 각각은 광 송신기, 광 수신기 및 제어기를 포함하고, 각각의 광 송신기는 복수의 데이터 신호에 기초하여 상기 펄스 레이저 신호를 변조하여 복수의 변조된 광 데이터 신호를 형성하고, 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호를 광학적으로 시분할 다중화하여 다중화된 광 데이터 신호를 획득하고, 상기 다중화된 광 데이터 신호를 상기 펄스 레이저 신호로부터 유도된 광 클럭 신호와 함께 송신하도록 구성되고, 각각의 광 수신기는 클럭 복원 브랜치 및 데이터 브랜치를 포함하고, 여기서 상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로, 복원 및 위상-시프트하도록 구성되고, 상기 데이터 브랜치는 복수의 포화 흡수체(SA)를 포함하고, 각각의 SA는 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나와 광 통신하고, 상기 각각의 SA는 상기 다중화된 광 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나에 따라, 상기 다중화된 광 데이터 신호에서 수신된 상기 변조된 광 데이터 신호 중 하나를 송신하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 각각의 제어기는 송수신기 성능을 모니터링하고, 송수신기 성능을 최적화하기 위해 송신기 및 수신기의 조정을 수행하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 모니터링은 비트 오류율, 데이터 처리량, 프레임 손실 또는 지터 중 하나 이상의 모니터링을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 송수신기는 공통 반도체 기판 상에 IC로서 형성된다.
상기 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 단순화된 형태로 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 상기 요약은 청구된 주제의 주요 특징 또는 본질적인 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 제한하기 위해 사용하려는 것도 아니다.
본 명세서에 개시된 실시예는 다음의 첨부 도면을 참조하여, 단지 실시예로서 설명된다:
도 1a는 일부 실시예에 따른 단일 모드 광섬유를 통한 데이터 전송을 위한 광학 시스템을 도시한다.
도 1b는 일부 실시예에 따른 단일 모드 광섬유와 함께 사용하기 위한 송신기를 도시한다.
도 1c는 일부 실시예에 따른 송신기 내의 광 신호의 예시적인 신호 진폭 그래프를 도시한다.
도 1d는 일부 실시예에 따른 단일 모드 광섬유와 함께 사용하기 위한 수신기를 도시한다.
도 1e는 일부 실시예에 따른 수신기 내의 광 신호의 예시적인 신호 진폭 그래프를 도시한다.
도 1f 및 도 1g는 일부 실시예에 따른 다수의 광 전송 시스템을 도시한다.
도 2a는 일부 실시예에 따른 풀-듀플렉스 섬유를 통한 데이터 전송을 위한 광학 시스템을 도시한다.
도 2b는 일부 실시예에 따른 풀-듀플렉스 섬유와 함께 사용하기 위한 송신기를 도시한다.
도 2c는 일부 실시예에 따른 풀-듀플렉스 섬유와 함께 사용하기 위한 커플링 어셈블리를 도시한다.
도 2d는 일부 실시예에 따른 풀-듀플렉스 섬유와 함께 사용하기 위한 수신기를 도시한다.
도 2e 및 도 2f는 일부 실시예에 따른 다수의 광 전송 시스템을 도시한다.
실시예의 측면들은 감소된 전력 소비, 감소된 레이턴시 및 감소된 연산 복잡성을 가지면서 높은 데이터 속도 광 신호를 가능하게 하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 도 1a 내지 도 1g는 일부 실시예에 따른 데이터 전송을 위한 광학 시스템을 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 광 전송 시스템(100)은 송수신기(108-1, 108-2)를 포함한다. 각각의 송수신기(108)는 광 송신기(110), 광 수신기(140) 및 제어기(160)를 포함한다.
송신기(110-1)는 단방향 데이터 신호(102)를 송신하기 위해 단일 모드 광섬유 케이블(170-1)을 통해 수신기(140-2)와 광 통신하고, 송신기(110-2)는 단방향 데이터 신호(104)를 송신하기 위해 단일 모드 광섬유 케이블(170-2)을 통해 수신기(140-1)와 광 통신한다. 일부 실시예에서, 단일 광섬유 케이블(170)은 데이터 신호(102 및 104)를 송신하기 위해 상이한 파장을 사용하는 것과 같이 양방향 광 통신을 위해 사용될 수 있다. 신호(102 및 104)와 같은 데이터 신호는 본 명세서에서 "채널"이라고도 지칭된다. 일부 실시예에서, 각각의 송수신기(108-1 및 108-2)는 공유 반도체 기판 상의 집적 회로(IC)로서 제공된다.
데이터 신호(102, 104)는 전기적 데이터 신호이다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 디지털 신호이고, 레이저 펄스 반복 레이트(rate)는 디지털 신호 레이트와 같거나 더 크다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 아날로그 전기 신호이고, 레이저 펄스 반복 레이트는 아날로그 전기 신호의 나이퀴스트 주파수와 같거나 더 크다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 디지털 및 아날로그 신호의 조합이다. 도 1a 내지 도 1g는 단순성을 위해 각각의 전송 방향(데이터 신호(102-1 및 102-2) 및 데이터 신호(104-1 및 104-2))에서 2개 채널의 전송을 도시하지만, 2개 초과의 채널이 다중화되어 시스템(100)에 의해 전송될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예에서, 파장당 2 내지 16개의 데이터 신호가 지원된다.
제어기(160)는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 컴퓨팅 장치이다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 시스템(100)의 작동을 위해 송수신기(108-1, 108-2)를 각각 제어하기 위해서, 제어기(160-1)는 송신기(110-1) 및 수신기(140-1)와 데이터 통신하고, 제어기(160-2)는 송신기(110-2) 및 수신기(140-2)와 데이터 통신한다.
각각의 송신기(110)의 구성요소는 도 1b를 참조하여 추가로 설명된다. 각각의 송신기(110)는 펄스 레이저(112), 편광 스플리터(114), 3dB 스플리터(116), 드라이버(118), 전기-광학(EO) 변조기(120), 조정 가능한(tunable) 위상-시프터(122), 3dB 커플러(124), 편광 커플러(126) 및 펄스 쉐이퍼(128)를 포함한다. 일부 실시예에서, 송신기(110)의 구성요소는 공통 반도체 상에 IC로서 형성된다.
펄스 레이저(112)는 데이터 신호(102)의 광 전송을 위해 데이터 신호(102)에 기초하여 변조될 수 있는 소스 펄스 레이저 신호를 제공한다. 펄스 레이저 신호는 또한 클럭으로도 사용되며, 데이터 신호의 복조를 가능하게 하기 위해 변조된 데이터와 함께 송신된다. 일부 실시예에서, 펄스 레이저(112)는 여기서 λ1로 표시된 고정 파장에서 작동한다. 펄스 레이저(112)는 주기적인 반복 레이트로 펄스를 방출한다. 일부 실시예에서, 펄스 레이저(112)는 벌크 레이저, 양자 우물 레이저, 양자점 레이저, 반도체 모드-락드(locked) 레이저, 고출력 반도체 레이저 또는 모드-락드 집적(integrated) 외부-캐비티 표면 방출 레이저 중 임의의 하나일 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 레이저(112)는 5GHz 내지 100GHz 사이의 펄스 반복 레이트를 지원할 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 레이저(112)는 100GHz 내지 400GHz 사이의 펄스 반복 레이트를 지원할 수 있다.
편광 스플리터(114)는 펄스 레이저 신호를 직교 횡방향(orthogonal transverse) 모드로 스플릿한다. 시스템(100)에서, 하나의 모드는 데이터 전송에 사용되고, 다른 모드는 클럭 전송에 사용된다. 데이터는 TE(횡방향 전기) 모드에서 데이터 브랜치(113)를 통해 송신되고, 클럭은 TM(횡방향 자기) 모드에서 클럭 브랜치(111)를 통해 송신되거나, 또는 그 반대(TM에서 데이터 송신 및 TE에서 클럭 송신)이다. 일부 실시예에서, 편광 스플리터(114)는 2개의 모드 사이에서 펄스 레이저 신호 강도를 불균등하게 스플릿한다. 스플릿 비율의 비-제한적인 예는 90/10 및 80/20을 포함한다. 일부 실시예에서, 편광 스플리터(114)는 2개의 모드 사이에서 펄스 레이저 신호를 균등하게 스플릿한다. 양쪽(두) 모드 모두는 직교성에 영향을 미치지 않으면서, 전송 중에 동일한 왜곡을 겪을 수 있다.
데이터 브랜치(113)에서, 송신기(112)는 다수의 데이터 신호(102(또는 104))의 OTDM을 제공한다. 예시적으로, 2개의 데이터 신호(102-1 및 102-2)뿐만 아니라 2개의 드라이버(118-1, 118-2) 및 2개의 EO 변조기(120-1, 120-2)가 단순성을 위해 도시되어 있지만, 다수의(3개 이상의) 데이터 신호가 지원될 수 있음을 이해해야 한다. 3dB 스플리터(116)는 지원되는 데이터 신호의 개수(여기서는 2개로 도시됨)에 따라 펄스 횡방향 모드 레이저 신호를 스플릿한다. 일부 실시예에서, 각각의 데이터 신호(102)는 드라이버(118)를 통해 송신기(112)에 입력된다. 드라이버(118)는 EO 변조기(120)에 전력을 공급할 수 있고, 입력 데이터 신호(102)의 전기 신호 레벨을 조정할 수 있다.
EO 변조기(120)는 입력 데이터 신호(102)에 기초하여 소스 펄스 레이저 신호를 변조한다. 일부 실시예에서, EO 변조기는 아날로그 전기적 입력을 처리하기 위한 디지털-대-아날로그 변환기(DAC)(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스(클럭) 레이트 및 그에 따른 변조된 채널 레이트는 다음과 같다:
R / (채널 수)
펄스 증폭 변조(PAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM)을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 다양한 변조 방식이 적용될 수 있다. 조정 가능한 위상-시프터(122)는 변조된(위상-시프트된) 채널(λ1 S1-MOD, λ1 S2-MOD,SHIFT로 표시됨)을 얻기 위해 제2 및 추가 채널의 위상을 시프트하여, 채널 펄스가 3dB 커플러(124)에서 결합될 때 인터리빙되도록 한다. 커플러(124)는 변조된(위상-시프트된) 채널(λ1 S1-MOD, λ1 S2-MOD,SHIFT로 표시됨)을 결합하여, 다음의 펄스 레이트를 갖는 데이터 브랜치(113)의 OTDM 출력 신호(λ1 OTDM)를 형성한다:
R x (채널 수)
도 1c는 클럭 신호(λ1 CLOCK으로 표시됨)뿐만 아니라 데이터 브랜치(113)의 변조된(위상-시프트된) 채널(λ1 S1-MOD, λ1 S2-MOD,SHIFT로 표시됨) 및 결합된 OTDM 출력(λ1 OTDM으로 표시됨)의 예시적인 신호 진폭 그래프를 도시한다.
편광 커플러(126)는 데이터 및 클럭 브랜치(111 및 113)의 횡방향 모드를 결합하여, OTDM 출력 및 클럭을 전달하는 직교 횡방향 신호(λ1 OTDM + CLOCK으로 표시됨)를 형성한다. 일부 실시예에서, 펄스 쉐이퍼(128)는 송신기 출력(106)을 형성하기 위해 λ1 OTDM + CLOCK의 펄스 높이 및 형상을 성형하고(shape) 균등화한다. 일부 실시예에서, 펄스 쉐이퍼(128)는 광섬유 케이블(170)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 쉐이퍼(128)는 아래에서 추가로 설명되는 것과 같이 WDM 멀티플렉서에 넣을 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 성형(shaping)은 필터 뱅크를 사용하여 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 성형은 중첩된(nested) 불균형 마하-젠더 간섭계(MZI), 링 공진기, 또는 MZI와 링 공진기의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 송신기 출력(106)은 광섬유 케이블(170)를 통해 수신기(140)를 향해 전송된다.
송신기(110)에서, 제어기(160)는 모든 구성요소를 모니터링 및 제어할 수 있고, 위상-시프터(122), 펄스 쉐이퍼(128) 및 드라이버(118)와 같은 조정 가능한 구성요소의 자동 조정을 제공할 수 있다.
각각의 수신기(140)의 구성요소는 도 1d를 참조하여 추가로 설명된다. 각각의 수신기(140)는 광 증폭기(OA)(142), 편광 스플리터(144), 스플리터(146), 편광/위상 제어기(PC)(148), 조정 가능한 위상-시프터(150), 분산 매니저(152), 포화 흡수체(154), 드라이버(155), 서큘레이터(156) 및 출력 컴포넌트(158)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수신기(140)의 구성요소는 공통 반도체 기판 상에 IC로서 형성될 수 있다.
OA(142)는 송신기(110)로부터 수신된 신호를 부스트한다. 일부 실시예에서, OA(142)는 광섬유 케이블(170)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, OA(142)는 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 WDM 디멀티플렉서에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, OA(142)는 상이한 파장 사이에서 낮은 전력 소비 및 최소 혼선을 갖는 양자점 반도체 광 증폭기일 수 있다. 일부 실시예에서, 드라이버(145)는 OA(142)에 전력을 공급할 수 있다.
OA(142)의 출력(λ1 OTDM + CLOCK)은 편광 스플리터(144)로 공급되고, 이는 수신된 신호(λ1 OTDM + CLOCK)를 직교 횡방향 모드로 스플릿한다. 데이터 모드(송신기에서 정의된 TM 또는 TE)는 데이터 브랜치(141)를 통해 전달되고, 클럭 모드(송신기에서 정의된 TM 또는 TE)는 클럭 복원 브랜치(143)를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 편광 스플리터(144)는 수신된 신호를 2개의 모드 사이에서 불균등하게 스플릿한다. 스플릿 비율의 비-제한적인 예는 90/10 및 80/20을 포함한다. 일부 실시예에서, 편광 스플리터(144)는 수신된 신호를 2개의 모드 사이에서 균등하게 스플릿한다.
도 1e는 데이터 브랜치(141) 내에서 스플릿된 상기 결합된 OTDM 신호(여기서는, λ1 OTDM으로 표시됨), 클럭 브랜치(143)의 복원된 클럭 및 위상-시프트된 클럭(여기서는, λ1-CLOCK, λ1-CLOCK SHIFT로 표시됨), 및 복원 변조된(위상-시프트된) 채널(여기서는, λ1 S1-MOD, λ1 S2-MOD,SHIFT로 표시됨)의 예시적인 신호 진폭 그래프를 도시한다.
데이터 브랜치(141)에서, 스플리터(146-1)는 송신기(110)에 의해 시분할 다중화된 채널 수에 따라 OTDM을 스플릿한다. 따라서, 데이터 브랜치(141)의 각각의 스플릿은 λ1 OTDM를 전달한다. 유사하게, 클럭 브랜치(143)에서, 스플리터(146-2)는 송신기(110)에 의해 시분할 다중화된 채널 수에 따라 클럭 신호(λ1-CLOCK)를 스플릿한다. 위에서와 같이, 2개의 OTDM 채널 및 대응하는 2개의 클럭 채널은 간략화를 위해 도시되어 있지만, 다수의 채널이 역다중화될 수 있음을 이해해야 한다.
일부 실시예에서, 편광을 일치시키고 위상 불일치를 수정하기 위해 편광/위상 제어기(PC)(148)가 제공될 수 있다. 예시적으로, 다수의 PC(148-1..1484)가 별개의 신호 또는 클럭 브랜치에 각각 제공된다. 조정 가능한 위상-시프터(150-1 및 150-2)는 클럭 채널의 위상을 이동시켜서, 클럭 펄스가 데이터 브랜치(141)에서 OTDM 신호의 인터리빙된 채널과 일치하도록 시간 맞춰질 것이다. 각각의 분산 매니저(DM)(152)는 데이터 및/또는 클럭 신호에 영향을 미치는 광 채널의 분산을 보정(correction)할 수 있다. 예시적으로, 다수의 DM(152-1..152-4)이 각각 별개의 브랜치에 제공된다. DM(152)은 또한 SA(154)에 의해 도입된 분산에 대한 사전-보정을 추가로 도입할 수 있다. 일부 실시예에서, DM(152)은 온도 제어기(153)에 의해 제어되는 처프 브래그 그레이팅(chirped Bragg grating)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 드라이버(155)는 각각의 SA(154)에 전력을 공급할 수 있다.
클럭 브랜치(143)의 각각의 출력(여기서는, λ1 CLOCK 및 λ1 CLOCK SHIFT로 표시됨)은 데이터 브랜치(141)의 대응 서큘레이터(156)에 공급된다. 예시적으로, 2개의 서큘레이터(156-1, 156-2), 2개의 SA(154-1, 154-2) 및 2개의 드라이버(155-1, 155-2)가 2개의 다중화된 데이터 채널에 대응하여 도시된다. 일부 실시예에서, 서큘레이터(156)는 비-왕복(non-reciprocating), 일방향, 3-포트 서큘레이터일 수 있다. 도 1d에서, 서큘레이터(156)는 시계 방향을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 채택된 방향은 기능적이라는 점을 이해해야 한다. 사용 시, 클럭 입력은 SA(154)로 순환된다(circulated). 일부 실시예에서, 각각의 SA(154)는 양자 우물(QW) 반도체 SA, 양자점 SA 또는 벌크 반도체 SA 중 임의의 하나일 수 있다.
클럭 펄스는 SA(154)를 포화시켜, SA(154)를 투명되게(transparent) 하고, 이에 의해 SA(154)를 통해 펄스 주기에 대응하는 현재 OTDM 인터리브된 채널 펄스를 "방출(release)"하거나 "전달"한다. 따라서, λ1 CLOCK 및 λ1 CLOCK SHIFT는 별개의 OTDM 채널에 각각 대응하는 상이한 시간 주기에서, SA(154-1 및 SA 154-2)를 각각 포화시키고, 이에 의해 SA(154)를 통해 현재 OTDM 채널 펄스를 방출한다. 클럭 신호가 펄스 사이에 있으면(낮은 클럭 신호), SA(154)가 포화되지 않아, 다른 OTDM 채널을 차단한다. 일부 실시예에서, 각각의 SA(154-1 또는 154-2)는 각각의 복원된 클럭(159-1 또는 159-2)의 전기적 출력을 제공한다.
방출된 OTDM 펄스는 서큘레이터(156)에 들어갈 것이고, 출력 컴포넌트(OC)(158)로 순환될 것이다. 각각의 OC(158)는 방출된 광학 채널을 다시 전기 데이터 신호(102)로 변환하는 데 필요한 구성요소를 포함한다. 예시적으로, 2개의 다중화된 데이터 채널에 대응하는 2개의 OC(158-1, 158-2)가 도시되어 있다. OC(158)는 포토다이오드(PD) 또는 광-대-전기 변환을 위한 PD 어레이, 트랜스임피던스 증폭기(TIA), DAC 및/또는 제한 증폭기(LA) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
수신기(140)에서, 제어기(160)는 모든 구성요소를 모니터링 및 제어할 수 있고, 위상-시프터(150), OA(142), 드라이버(145, 155) 및 DM(152)과 같은 조정 가능한 구성요소의 자동 조정을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(160)는 송수신기(108) 성능을 최적화하기 위해, 비트 오류율, 데이터 처리량, 프레임 손실, 지터(jitter) 및 기타 파라미터 중 하나 이상의 측면에서 송수신기(108)를 모니터링한 다음, (송신기(110) 및 수신기(140) 모두에서) 조정 가능한 구성 요소의 조정을 수행한다.
도 1f에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 시스템(100-1, 100-2 내지 100-X(여기서, X=N/2))은 병렬로 제공될 수 있고, 각각의 시스템(100)은 별개의 광섬유 케이블 쌍(170-1 및 170-2)를 통해 작동한다. 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 시스템(100)은 각 방향(102, 104)에서 최대 4개 채널의 OTDM을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 4개 초과의 채널이 제공될 수 있다. 각각의 시스템(100-1, 100-2, 100-X)은 동일한 파장 또는 상이한 파장 또는 파장의 조합을 갖는 펄스 레이저(112)를 사용하여 작동할 수 있다.
도 1g에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 시스템(100-1 내지 100-X)은 파장 분할 다중화(WDM) 멀티플렉서(172-1 및 174-2) 및 디멀티플렉서(172-2 및 174-1)와 함께 병렬로 제공될 수 있고, 각각은 각각의 단일 광섬유 케이블(170-1 및 170-2)을 통해 작동한다. WDM을 사용하는 작동을 위해, 각각의 시스템(100-1, 100-2...100-N)은 상이한 파장을 갖는 각각의 펄스 레이저(112)를 사용한다. 도 1g에 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 시스템(100)은 각 방향(102, 104)에서 최대 4개 채널의 OTDM을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 4개 초과의 채널이 제공될 수 있다.
도 2a 내지 도 2f는 일부 실시예에 따른 풀-듀플렉스 광섬유를 통한 양방향 데이터 전송을 위한 광학 시스템을 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 광 전송 시스템(200)은 송수신기(208-1, 208-2)를 포함한다. 각각의 송수신기(208)는 광 송신기(210), 광 수신기(240), 커플링 어셈블리(209) 및 제어기(260)를 포함한다.
송신기(210-1)는 제1 파장(λ1)을 사용하여 데이터 신호(102)를 송신하기 위해 풀-듀플렉스 광섬유 케이블(270)을 통해 수신기(240-2)와 광 통신하고, 송신기(210-2)는 제2 파장(λ2)을 사용하여 데이터 신호(104)를 송신하기 위해 풀-듀플렉스 광섬유 케이블(270)을 통해 수신기(240-1)와 광 통신한다. 일부 실시예에서, 송수신기(208) 각각은 공유 반도체 기판 상의 IC로서 제공된다.
데이터 신호(102, 104)는 전기적 데이터 신호이다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 디지털 신호이고, 레이저 펄스 반복 레이트는 디지털 신호 레이트와 같거나 더 크다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 아날로그 전기 신호이고, 레이저 펄스 반복 레이트는 아날로그 전기 신호의 나이퀴스트 주파수와 같거나 더 크다. 일부 실시예에서, 데이터 신호(102, 104)는 디지털 및 아날로그 신호의 조합이다. 도 2a 내지 도 2f는 단순성을 위해 각 전송 방향(데이터 신호(102-1 및 102-2) 및 데이터 신호(104-1 및 104-2))에서 2개 채널의 전송을 도시하지만, 시스템에 의해 2개 초과의 채널이 전송될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예에서, 파장당 2 내지 16개의 데이터 신호가 지원된다.
각각의 제어기(260)는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 컴퓨팅 장치이다. 아래에서 추가로 설명되는 시스템(200)의 작동을 위해 송수신기(208-1 및 208-2)를 각각 제어하기 위해, 제어기(260-1)는 송신기(210-1) 및 수신기(240-1)와 데이터 통신하고, 제어기(260-2)는 송신기(210-2) 및 수신기(240-2)와 데이터 통신한다. 일부 실시예에서, 커플링 어셈블리(209-1, 209-2) 각각은 각각의 제어기(260-1, 260-2)와 데이터 통신한다.
각각의 송신기(210)의 구성요소는 도 2b를 참조하여 추가로 설명된다. 각각의 송신기(210)는 펄스 레이저(112), 스플리터(214), 3dB 스플리터(116), 드라이버(118), EO 변조기(120), 조정 가능한 위상-시프터(122), 3dB 커플러(124) 및 펄스 쉐이퍼(228)를 포함한다. 일부 실시예에서, 송신기(210)의 구성요소는 공통 반도체 상에 IC로서 형성된다. 송신기(110)의 동일한 부재번호의 구성요소는 동일한 구성요소이고, 송신기(210)에서 동일한 기능을 제공하므로, 다시 설명하지 않는다.
스플리터(214)는 펄스 레이저 신호를, OTDM 신호 전송 준비를 위한 데이터 브랜치(213) 및 클럭 전송을 위한 클럭 브랜치(211)로 스플릿한다. 일부 실시예에서, 스플리터(214)는 2개의 브랜치 사이에서 펄스 레이저 신호 강도를 불균등하게 스플릿한다. 스플릿 비율의 비-제한적인 예는 90/10 및 80/20을 포함한다. 일부 실시예에서, 스플리터(214)는 2개의 브랜치 사이에서 펄스 레이저 신호를 균등하게 스플릿한다.
데이터 브랜치(213)에서, 송신기(212)는 다수의 데이터 신호(102(또는 104))의 OTDM을 제공한다. 2개의 데이터 신호(102-1 및 102-2)가 단순화를 위해 도시되어 있지만, 다수의 데이터 신호가 지원될 수 있음을 이해해야 한다. 데이터 브랜치(213) 기능은 시스템(100)과 동일하고, R x (채널 수)의 펄스 레이트를 갖는 데이터 브랜치(213)의 OTDM 출력(λ1 OTDM으로 표시됨)을 형성한다.
일부 실시예에서, 펄스 쉐이퍼(228-1)는 λ1 OTDM의 펄스 높이 및 형상을 성형하고 균등화한다. 일부 실시예에서, 펄스 쉐이퍼(228-2)는 λ1 CLOCK의 펄스 높이를 성형하고 균등화한다. 일부 실시예에서, 펄스 성형은 필터 뱅크를 사용하여 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 성형은 중첩된 불균형 MZI 또는 링 공진기 또는 MZI와 링 공진기의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 송신기(210)의 출력은 커플링 어셈블리(209)로 공급된다. 각각의 커플링 어셈블리(209)는 서큘레이터(230) 및 커플러(232)를 포함한다. 펄스 쉐이퍼(228-1)는 λ1 OTDM을 광 서큘레이터(230-1)로 공급하고, 펄스 쉐이퍼(228-2)는 λ1 CLOCK을 광 서큘레이터(230-2)로 공급한다. 일부 실시예에서, 서큘레이터(230)는 비-왕복, 일방향, 3포트 서큘레이터일 수 있다. 도 2c에서, 서큘레이터(230)는 시계 방향을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 채택되는 방향은 기능적이라는 것을 이해해야 한다.
서큘레이터(230) 포트 중 하나는 커플러(232)에 연결된다. 커플러(232-1)는 나가는(Tx) λ1 OTDM을 케이블(270)의 제1 섬유에 커플링하고, 커플러(232-2)는 나가는 λ1 CLOCK을 광섬유 케이블(270)의 제2 섬유에 커플링한다. 케이블(270)로부터 들어오는(Rx) 클럭 및 OTDM 신호(λ2 OTDM 및 λ2 CLOCK)는 커플러(232)를 빠져나오고, 서큘레이터(230)에 의해 "동일-측" 수신기(240) 입력에 커플링된 서큘레이터(230)의 출구 포트로 지향된다.
송신기(210)에서, 제어기(160)는 모든 구성요소를 모니터링 및 제어할 수 있고, 위상-시프터(122), 펄스 쉐이퍼(228) 및 드라이버(118)와 같은 조정 가능한 구성요소의 자동 조정을 제공할 수 있다.
각각의 수신기(140)의 구성요소는 도 2d를 참조하여 추가로 설명된다. 각각의 수신기(140)는 광 증폭기(OA)(242), 스플리터(146), 편광/위상 제어기(PC)(148), 조정 가능한 위상-시프터(150), 분산 매니저(152), 포화 흡수체(154), 드라이버(155), 서큘레이터(156) 및 출력 컴포넌트(158)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수신기(240)의 구성요소는 공통 반도체 상에 IC로서 형성될 수 있다. 수신기(140)의 동일한 부재번호의 구성요소는 동일한 구성요소이고, 수신기(240)에서 동일한 기능을 제공하므로, 다시 설명하지 않는다.
OA(242-1)는 송신기(210)로부터 수신된 OTDM 신호를 부스트한다. OA(242-2)는 송신기(210)로부터 수신된 클럭 신호를 부스트한다. OA(242) 모두는 커플링 어셈블리(209)를 통해 광섬유 케이블(270)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예에서, OA(242)는 아래에 설명된 대로 WDM 디멀티플렉서에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, OA(242)는 상이한 파장 사이에서 낮은 전력 소비 및 최소 혼선을 갖는 양자점 반도체 광 증폭기일 수 있다. 일부 실시예에서, 드라이버(245)는 OA(242)에 전력을 공급할 수 있다.
OA(242-1)의 출력은 데이터 브랜치(241)로 공급되고, OA(242-2)의 출력은 클럭 브랜치(243)로 전달된다. 데이터 브랜치(241)의 기능 및 작동은 전술한 데이터 브랜치(141)와 동일하고, 클럭 브랜치(243)의 기능 및 작동은 전술한 클럭 브랜치(143)와 동일하다.
수신기(240)에서, 제어기(260)는 모든 구성요소를 모니터링 및 제어할 수 있고, 위상-시프터(150), OA(242), 드라이버(155) 및 DM(152)과 같은 조정 가능한 구성요소의 자동 조정을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(260)는 송수신기(208) 성능을 최적화하기 위해, 비트 오류율, 데이터 처리량, 프레임 손실, 지터 및 기타 파라미터 중 하나 이상의 측면에서 송수신기(208)를 모니터링한 다음, (송신기(210) 및 수신기(240) 모두에서) 조정 가능한 구성 요소의 조정을 수행한다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 시스템(200-1, 200-2 내지 200-X(여기서, X=N/2))이 병렬로 제공되어, 별개의 풀-듀플렉스 광섬유 케이블(270-1, 270-2...270-X)을 통해 각각 작동할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 시스템(200)은 각각의 방향(102, 104)에서 최대 4개 채널의 OTDM을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 4개 초과의 채널이 제공될 수 있다. 각각의 시스템(200-1, 200-2...200-X)은 동일한 파장 또는 상이한 파장 또는 파장의 조합을 갖는 펄스 레이저(112)를 사용하여 작동할 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 시스템(200)은 풀-듀플렉스 광섬유 케이블(270)을 통해서 작동하는 이중(dual) WDM 멀티플렉서(272-1 및 272-2) 및 디멀티플렉서(274-1 및 2742)와 함께 병렬로 제공될 수 있다. 단순화를 위해 전송의 한 방향만이 도 2f에 도시되어 있다. OTDM 신호는 WDM 쌍(272-1 및 274-1)을 사용하여 전달되고, 클럭 신호는 WDM 쌍(272-2 및 274-2)을 사용하여 전달된다. 일부 실시예에서, 하나의 OA(242)가 디멀티플렉서(274-1) 앞에 위치하고, 하나의 OA(242)가 디멀티플렉서(274-2) 앞에 위치한다. WDM을 사용하는 작동을 위해, 각각의 시스템(200-1, 200-2....200-X)은 상이한 파장을 갖는 펄스 레이저(112)를 사용한다. 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 시스템(200)은 최대 4개 채널의 OTDM을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 4개 초과의 채널이 제공될 수 있다.
본 출원의 청구범위 또는 명세서에서, 달리 언급되지 않는 한, "실질적으로" 및 "대략"과 같은 형용사는 본 발명의 실시예의 특징 또는 특징들의 조건 또는 관련 특징을 수정할 수 있는 것으로서, 그러한 조건 또는 특징은 허용 가능한 공차 내에서 그것이 의도된 애플리케이션을 위한 실시예의 작동을 위해 정의됨을 의미하는 것으로 이해된다.
본 개시내용의 방법 및 시스템의 구현은 특정 선택된 태스크 또는 단계를 수동, 자동 또는 이들의 조합으로 수행하거나 완료하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 개시내용의 방법 및 시스템의 바람직한 실시예의 실제 기구 및 장비에 따르면, 몇몇 선택된 단계는 하드웨어(HW) 또는 임의의 펌웨어의 임의의 운영 체제 상의 소프트웨어(SW), 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어로서, 본 개시내용의 선택된 단계는 칩 또는 회로로 구현될 수 있다. 소프트웨어 또는 알고리즘으로서, 본 개시내용의 선택된 단계는 임의의 적합한 운영 체제를 사용하는 컴퓨터에 의해 실행되는 복수의 소프트웨어 명령어로 구현될 수 있다. 모든 경우에서, 본 개시내용의 방법 및 시스템의 선택된 단계는 복수의 명령어를 실행하기 위한 컴퓨팅 플랫폼과 같은 데이터 프로세서에 의해 수행되는 것으로 설명될 수 있다.
본 개시내용이 컴퓨팅 장치 또는 컴퓨터에 관해 기술되었지만, 선택적으로 데이터 프로세서 및 하나 이상의 명령어를 실행하는 능력을 특징으로 하는 임의의 장치가 컴퓨팅 장치로서 기술될 수 있음에 유의해야 하며, 이는 모든 유형의 개인용 컴퓨터(PC), 서버, 분산 서버, 마스터 제어 장치, 가상 서버, 클라우드 컴퓨팅 플랫폼, 휴대폰, IP 전화, 스마트폰, 스마트 워치 또는 PDA(개인용 디지털 어시스턴트)를 포함하지만, 이들에 제한되지는 않는다. 서로 통신하는 2개 이상의 이러한 장치는 선택적으로 "네트워크" 또는 "컴퓨터 네트워크"를 형성할 수 있다.
청구범위 또는 명세서가 "a" 또는 "an" 구성요소를 언급하는 경우, 이러한 언급은 해당 구성요소 중 단지 하나만 존재하는 것으로 해석되지 않음 이해해야 한다. 본 출원의 설명 및 청구범위에서, 각각의 동사 "포함한다" "포함하다" 및 "구비한다" 및 이들의 활용어는 동사의 목적어 또는 목적어들이 동사의 목적어 또는 목적어들의 구성요소, 요소 또는 부분의 완전한 목록일 필요가 없음을 나타내는데 사용된다.
본 개시내용은 제한된 수의 실시예를 설명하지만, 이러한 실시예의 많은 변형, 수정 및 다른 응용이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본 개시내용은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 의해 제한되지 않고 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 시스템으로서,
    펄스 레이저 신호를 출력하기 위한 펄스 레이저를 포함하는 광 송신기로서, 상기 광 송신기는 복수의 데이터 신호에 기초하여 상기 펄스 레이저 신호를 변조하여 복수의 변조된 광 데이터 신호를 형성하고, 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호를 광학적으로 시분할 다중화하여 다중화된 광 데이터 신호를 획득하고, 상기 다중화된 광 데이터 신호를 상기 펄스 레이저 신호로부터 유도된 광 클럭 신호와 함께 송신하도록 구성된, 상기 광 송신기; 및
    클럭 복원 브랜치 및 데이터 브랜치를 포함하는 광 수신기를 포함하고,
    상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로, 복원 및 위상-시프트하도록 구성되고,
    상기 데이터 브랜치는 복수의 포화 흡수체(SA)를 포함하고,
    각각의 SA는 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나와 광 통신하고, 상기 각각의 SA는 상기 다중화된 광 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나에 따라, 상기 다중화된 광 데이터 신호에서 수신된 상기 변조된 광 데이터 신호 중 하나를 전송하도록 구성되는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 클럭 신호 및 상기 다중화된 광 데이터 신호는 단일 모드 광섬유 케이블을 통해 직교 횡방향 모드로 상기 광 송신기에 의해 송신되는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 클럭 신호 및 상기 다중화된 광 데이터 신호는 풀-듀플렉스 광섬유 케이블에서 별개의 케이블을 통해 상기 광 송신기에 의해 각각 송신되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나로부터의 클럭 펄스는 각각의 SA를 포화시켜, 각각의 SA가 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 중 하나로부터 펄스를 방출하게 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 추출 광 클럭 신호 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로 추출하기 위한 스플리터 및 위상-시프터를 포함하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 수신기는 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 및 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호를 분산 보정하도록 구성된 하나 이상의 분산 매니저를 추가로 포함하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 수신기는 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호 각각으로부터 상기 복수의 데이터 신호를 추출하도록 구성된 출력 컴포넌트를 추가로 포함하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 펄스 레이저는 벌크 레이저, 양자 우물 레이저, 양자점 레이저, 반도체 모드-락드 레이저 및 모드-락드 집적 외부-캐비티 표면 방출 레이저로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 펄스 레이저는 5GHz 내지 100GHz의 펄스 반복 레이트를 갖는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광 수신기는 광 증폭기(OA)를 포함하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 OA는 양자점 반도체 광 증폭기인 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 변조는 펄스 증폭 변조(PAM) 또는 직교 진폭 변조(QAM) 중 하나인 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호는 파장당 2 내지 16개의 데이터 신호를 포함하는 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 복수의 데이터 신호는 디지털 신호 및/또는 아날로그 신호를 포함하는 시스템.
  15. 전송 시스템으로서,
    제1 송수신기; 및
    제2 송수신기를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 송수신기 각각은 광 송신기, 광 수신기 및 제어기를 포함하고,
    각각의 광 송신기는 복수의 데이터 신호에 기초하여 상기 펄스 레이저 신호를 변조하여 복수의 변조된 광 데이터 신호를 형성하고, 상기 복수의 변조된 광 데이터 신호를 광학적으로 시분할 다중화하여 다중화된 광 데이터 신호를 획득하고, 상기 다중화된 광 데이터 신호를 상기 펄스 레이저 신호로부터 유도된 광 클럭 신호와 함께 송신하도록 구성되고,
    각각의 광 수신기는 클럭 복원 브랜치 및 데이터 브랜치를 포함하고, 여기서 상기 클럭 복원 브랜치는 상기 광 클럭 신호를 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호로, 복원 및 위상-시프트하도록 구성되고,
    상기 데이터 브랜치는 복수의 포화 흡수체(SA)를 포함하고,
    각각의 SA는 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나와 광 통신하고, 상기 각각의 SA는 상기 다중화된 광 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 위상-시프트된 복원 광 클럭 신호 중 하나에 따라, 상기 다중화된 광 데이터 신호에서 수신된 상기 변조된 광 데이터 신호 중 하나를 송신하도록 구성되는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 각각의 제어기는 송수신기 성능을 모니터링하고, 송수신기 성능을 최적화하기 위해 송신기 및 수신기의 조정을 수행하도록 구성되는 전송 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 모니터링은 비트 오류율, 데이터 처리량, 프레임 손실 또는 지터 중 하나 이상의 모니터링을 포함하는 전송 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 각각의 송수신기는 공통 반도체 기판 상에 IC로서 형성되는 전송 시스템.
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