JPH05122159A - 伝送信号の信号対雑音比の改良方法及び光学的相互接続システム - Google Patents
伝送信号の信号対雑音比の改良方法及び光学的相互接続システムInfo
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- JPH05122159A JPH05122159A JP4092822A JP9282292A JPH05122159A JP H05122159 A JPH05122159 A JP H05122159A JP 4092822 A JP4092822 A JP 4092822A JP 9282292 A JP9282292 A JP 9282292A JP H05122159 A JPH05122159 A JP H05122159A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２つの電子モジュール間で伝送される電気デ
ータ信号の信号対雑音比を改良すること 【構成】 第１のモジュールからの電気データ信号は、
ラインドライバ２０２によって電気的に増幅される。増
幅された電気データ信号は、電力配分ネットワーク内に
大きい妨害が生じないよう十分に低い電力レベルを有す
るので、同時に複数のリンク２００を近接して動作させ
ることができる。次に電気データ信号は、光源２０４に
よって光データ信号へ変換された後、光路２０８内で光
学的に増幅される。増幅された光データ信号は光検出器
２１２によって検出され、信号対雑音比が実質的に改良
された電気信号が生成される。
ータ信号の信号対雑音比を改良すること 【構成】 第１のモジュールからの電気データ信号は、
ラインドライバ２０２によって電気的に増幅される。増
幅された電気データ信号は、電力配分ネットワーク内に
大きい妨害が生じないよう十分に低い電力レベルを有す
るので、同時に複数のリンク２００を近接して動作させ
ることができる。次に電気データ信号は、光源２０４に
よって光データ信号へ変換された後、光路２０８内で光
学的に増幅される。増幅された光データ信号は光検出器
２１２によって検出され、信号対雑音比が実質的に改良
された電気信号が生成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路を使用する電
子システムで、信号対雑音比を高めることのできるモジ
ュール−モジュール間相互接続の分野に関するものであ
る。
子システムで、信号対雑音比を高めることのできるモジ
ュール−モジュール間相互接続の分野に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ・システムにおける従来の
モジュール間相互接続は、金属（例えば銅）ワイヤ又は
回路ボードランを用いて行われる。金属相互接続は現
在、およそ１００ＭＨｚのビット伝送速度へ並列データ
転送を支援する。この速度を増大することが所望されて
いるが、金属相互接続はバンド幅及び雑音ファクタによ
って制限される。
モジュール間相互接続は、金属（例えば銅）ワイヤ又は
回路ボードランを用いて行われる。金属相互接続は現
在、およそ１００ＭＨｚのビット伝送速度へ並列データ
転送を支援する。この速度を増大することが所望されて
いるが、金属相互接続はバンド幅及び雑音ファクタによ
って制限される。
【０００３】金属相互接続の代わりに、光学的な相互接
続を使用することができる。米国特許第３、８５１、１
６７号、第４、４２２、０８８号、及び第４、８８１、
７９０号は、光通信システムの例である。これらの光通
信システムは金属相互接続よりも優れた点を有するが、
光学システムは同一雑音源の多くに影響され易い。
続を使用することができる。米国特許第３、８５１、１
６７号、第４、４２２、０８８号、及び第４、８８１、
７９０号は、光通信システムの例である。これらの光通
信システムは金属相互接続よりも優れた点を有するが、
光学システムは同一雑音源の多くに影響され易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、雑音汚染の
主な原因を取り除くことによって、既知の相互接続から
得られる信号対雑音比を改良しようとするものである。
主な原因を取り除くことによって、既知の相互接続から
得られる信号対雑音比を改良しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、２つ
の電子モジュール間で伝送される電気データ信号の信号
対雑音比を改良するためのシステム及び方法である。第
１のモジュールからの電気データ信号は電気増幅器によ
って増幅され、増幅された電気データ信号を生成する。
電気増幅器は、電力配分ネットワークによって供給され
る。増幅された電気データ信号は、電気増幅器が電力配
分ネットワーク内に大きな妨害を生じないよう十分に低
い電力レベルを有するので、大きい雑音結合が電力配分
ネットワークを介して電気増幅器間に生ずることなく、
複数の電気増幅器を近接して配置し、同時に動作させる
ことができる。次に電気データ信号は、第２モジュール
へ伝送するために、光データ信号へ変換される。光デー
タ信号は、光路を通って第２のモジュールへ伝送され
る。光データ信号は、光路内で光学的に増幅される。次
に、増幅された光データ信号は、第２モジュールで受信
され、検出されて、信号対雑音比が実質的に改良された
電気信号を生成する。
の電子モジュール間で伝送される電気データ信号の信号
対雑音比を改良するためのシステム及び方法である。第
１のモジュールからの電気データ信号は電気増幅器によ
って増幅され、増幅された電気データ信号を生成する。
電気増幅器は、電力配分ネットワークによって供給され
る。増幅された電気データ信号は、電気増幅器が電力配
分ネットワーク内に大きな妨害を生じないよう十分に低
い電力レベルを有するので、大きい雑音結合が電力配分
ネットワークを介して電気増幅器間に生ずることなく、
複数の電気増幅器を近接して配置し、同時に動作させる
ことができる。次に電気データ信号は、第２モジュール
へ伝送するために、光データ信号へ変換される。光デー
タ信号は、光路を通って第２のモジュールへ伝送され
る。光データ信号は、光路内で光学的に増幅される。次
に、増幅された光データ信号は、第２モジュールで受信
され、検出されて、信号対雑音比が実質的に改良された
電気信号を生成する。
【０００６】好ましい実施例では、光路はドープされた
導波路であり、光増幅は、ポンプレーザを用いて導波路
をポンピング（励起）することによって達成される。信
頼性のある信号伝送の達成が必要とされる増幅を電気的
ではなく光学的に実行することによって、受信信号の信
号対雑音比は大幅に改良される。
導波路であり、光増幅は、ポンプレーザを用いて導波路
をポンピング（励起）することによって達成される。信
頼性のある信号伝送の達成が必要とされる増幅を電気的
ではなく光学的に実行することによって、受信信号の信
号対雑音比は大幅に改良される。
【０００７】本発明の利点は、雑音が電力配分ネットワ
ークを介して相互接続間で実質的に結合することなく、
複数の相互接続を近接して同時に動作できることであ
る。
ークを介して相互接続間で実質的に結合することなく、
複数の相互接続を近接して同時に動作できることであ
る。
【０００８】
【実施例】『本発明を実行するための最適モード』 本発明は、コンピュータシステム又は他の電子システム
において、モジュール間、即ちモジュールとモジュール
との相互接続の信号対雑音比（ＳＮＲ）を増大させるた
めのシステム及び方法である。ここで使用されるモジュ
ールは、集積回路チップ、回路ボード、回路アセンブ
リ、又は電子アセンブリ全体である。従って、モジュー
ル−モジュール間とは、チップ−チップ間、ボックス−
ボックス間、ボード−ボード間、等を意味するものであ
る。
において、モジュール間、即ちモジュールとモジュール
との相互接続の信号対雑音比（ＳＮＲ）を増大させるた
めのシステム及び方法である。ここで使用されるモジュ
ールは、集積回路チップ、回路ボード、回路アセンブ
リ、又は電子アセンブリ全体である。従って、モジュー
ル−モジュール間とは、チップ−チップ間、ボックス−
ボックス間、ボード−ボード間、等を意味するものであ
る。
【０００９】金属相互接続リンクを介してモジュール間
通信を実行することは、先行技術で知られている。その
ようなリンクの１つを図１に示す。金属相互接続インク
１００には、ラインドライバ（トランスミッタ）１０
２、導線１０４、及びレシーバ１０６が含まれる。終端
抵抗ＲT は、レシーバ１０６の入力側で、導線１０４と
アースとの間に接続される。図示されるように、ＲTを
横切って寄生キャパシタＣP が接続されている。ライン
ドライバ１０２及びレシーバ１０６は、システム電源
（ＶCC）によって、電力配分ネットワークを介して給電
される。
通信を実行することは、先行技術で知られている。その
ようなリンクの１つを図１に示す。金属相互接続インク
１００には、ラインドライバ（トランスミッタ）１０
２、導線１０４、及びレシーバ１０６が含まれる。終端
抵抗ＲT は、レシーバ１０６の入力側で、導線１０４と
アースとの間に接続される。図示されるように、ＲTを
横切って寄生キャパシタＣP が接続されている。ライン
ドライバ１０２及びレシーバ１０６は、システム電源
（ＶCC）によって、電力配分ネットワークを介して給電
される。
【００１０】リンク１００の動作は以下の通りである。
第１のモジュールから伝送されるべきデジタル電気信号
は、ラインドライバ１０２へ入力される。ドライバ１０
２は供給電圧ＶCCを電気信号によって変調して、導線１
０４へ変調信号を供給する。レシーバ１０６は、導線１
０４からの信号を検出し増幅する。ＲT は、導線１０４
のインピーダンスをレシーバ１０６の入力インピーダン
スと整合させるために使用される。ＣP は、導線１０４
とレシーバ１０６との接合点に存在する寄生キャパシタ
ンスを示す。
第１のモジュールから伝送されるべきデジタル電気信号
は、ラインドライバ１０２へ入力される。ドライバ１０
２は供給電圧ＶCCを電気信号によって変調して、導線１
０４へ変調信号を供給する。レシーバ１０６は、導線１
０４からの信号を検出し増幅する。ＲT は、導線１０４
のインピーダンスをレシーバ１０６の入力インピーダン
スと整合させるために使用される。ＣP は、導線１０４
とレシーバ１０６との接合点に存在する寄生キャパシタ
ンスを示す。
【００１１】高周波数では、金属相互接続リンク１００
において、雑音が実質的な制限ファクタである。リンク
１００に関連する雑音汚染の主な原因には、以下のもの
が含まれる。
において、雑音が実質的な制限ファクタである。リンク
１００に関連する雑音汚染の主な原因には、以下のもの
が含まれる。
【００１２】電源のΔＩ雑音 電源は、電力の不完全な供給源である。電力配分ネット
ワークからの出力電圧ＶCCは、ネットワーク上の負荷
（ΔＩ）が変わるにつれて変化する。何れも電力配分ネ
ットワークによって供給されるラインドライバ１０２及
びレシーバ１０６は、データ信号にΔＩ雑音を導入す
る。ラインドライバ１０２は、ΔＩ雑音の影響を受けや
すいだけでなく、電源ΔＩ雑音を構成する妨害の主要な
原因でもある。ΔＩ雑音は、リンク１００の雑音の主な
原因である。
ワークからの出力電圧ＶCCは、ネットワーク上の負荷
（ΔＩ）が変わるにつれて変化する。何れも電力配分ネ
ットワークによって供給されるラインドライバ１０２及
びレシーバ１０６は、データ信号にΔＩ雑音を導入す
る。ラインドライバ１０２は、ΔＩ雑音の影響を受けや
すいだけでなく、電源ΔＩ雑音を構成する妨害の主要な
原因でもある。ΔＩ雑音は、リンク１００の雑音の主な
原因である。
【００１３】トランスミッタ（ラインドライバ１０２）
は、ΔＩ雑音の影響を受けやすく、且つΔＩ雑音の原因
でもあるので、近接配置されたトランスミッタ間に、電
力配分ネットワークを介する雑音結合が生じ得る。特
に、同一チップ上に配置される他の相互接続リンクのト
ランスミッタは、この結合効果を感知し易い。
は、ΔＩ雑音の影響を受けやすく、且つΔＩ雑音の原因
でもあるので、近接配置されたトランスミッタ間に、電
力配分ネットワークを介する雑音結合が生じ得る。特
に、同一チップ上に配置される他の相互接続リンクのト
ランスミッタは、この結合効果を感知し易い。
【００１４】アース・リフティング アース・リフティングは、ΔＩ雑音と密接に関連する。
リンク１００で伝送される信号電圧は、アース電位に関
連する。しかしながら、レシーバ１０６でのアース電位
は、ラインドライバ１０２でのアース電位とは異なる。
この違いが生じるのは、電力配分ネットワーク内のアー
ス路が完全な導線ではなく、分布抵抗とそれに関連する
インダクタンスとを有するからである。アース路を流れ
る電流は、これらの分布インピーダンスを横切る電圧降
下を引き起こす。
リンク１００で伝送される信号電圧は、アース電位に関
連する。しかしながら、レシーバ１０６でのアース電位
は、ラインドライバ１０２でのアース電位とは異なる。
この違いが生じるのは、電力配分ネットワーク内のアー
ス路が完全な導線ではなく、分布抵抗とそれに関連する
インダクタンスとを有するからである。アース路を流れ
る電流は、これらの分布インピーダンスを横切る電圧降
下を引き起こす。
【００１５】クロストーク雑音 この雑音は、互いに近接する高周波数信号を伝える電気
伝導体間の容量性及び誘導性の結合によって生じる。
伝導体間の容量性及び誘導性の結合によって生じる。
【００１６】反射雑音 金属導線１０４は、導線を伝わる電波の電圧対電流比を
決定する特徴的な電波インピーダンス（ＲLINE）を有す
る。もしレシーバ端部での導線の終端が電波インピーダ
ンスと整合しないと、電波の一部は反射されて電波源へ
戻り、電波源でも同様の反射が生じる。ＲT は、この反
射雑音を最小限にするように、インピーダンスと整合す
るために使用される。
決定する特徴的な電波インピーダンス（ＲLINE）を有す
る。もしレシーバ端部での導線の終端が電波インピーダ
ンスと整合しないと、電波の一部は反射されて電波源へ
戻り、電波源でも同様の反射が生じる。ＲT は、この反
射雑音を最小限にするように、インピーダンスと整合す
るために使用される。
【００１７】レシーバのしきい値偏差 レシーバ１０６は、受信した信号を内部しきい値と比較
することによって、２つの異なる信号レベル同士を弁別
する。同一のしきい値を有するデバイスを製造すること
は不可能なので、各レシーバ１０６は、特定範囲内の値
のしきい値を有するものとされている。従って、各レシ
ーバは公称値からはずれたしきい値を有する。しきい値
の偏差は、ＳＮＲに対して、偏差量と等しい振幅を有す
る雑音をレシーバ内へ注入するのと同一の効果を有す
る。
することによって、２つの異なる信号レベル同士を弁別
する。同一のしきい値を有するデバイスを製造すること
は不可能なので、各レシーバ１０６は、特定範囲内の値
のしきい値を有するものとされている。従って、各レシ
ーバは公称値からはずれたしきい値を有する。しきい値
の偏差は、ＳＮＲに対して、偏差量と等しい振幅を有す
る雑音をレシーバ内へ注入するのと同一の効果を有す
る。
【００１８】増幅器雑音及び増幅器遅延 増幅は、本質的に、雑音及び遅延をもたらす。従来のシ
ステムでは、増幅はレシーバ１０６によって電子的に行
われる。増幅器の雑音及び追加遅延はＳＮＲを低下させ
る。
ステムでは、増幅はレシーバ１０６によって電子的に行
われる。増幅器の雑音及び追加遅延はＳＮＲを低下させ
る。
【００１９】タイミングジッタ及び立ち上がり時間遅延 タイミングジッタは、レシーバ１０６で受信された信号
パルスのリーディングエッジ上の雑音によって生じる。
レシーバ１０６のしきい値付近では、信号パルス上に重
なった雑音はパルス振幅を変化させるので、レシーバ１
０６は、雑音のない信号パルスと比較して、予想できな
い時にトリップする。
パルスのリーディングエッジ上の雑音によって生じる。
レシーバ１０６のしきい値付近では、信号パルス上に重
なった雑音はパルス振幅を変化させるので、レシーバ１
０６は、雑音のない信号パルスと比較して、予想できな
い時にトリップする。
【００２０】タイミングジッタは、信号パルスの立ち上
がり時間が増大するに従って大きくなる。立ち上がり時
間が速いことは有利であるが、導線１０４内の信号パル
スの立ち上がり時間は寄生キャパシタＣP によって制限
される。ＣP は、ラインドライバ１０２が導線１０４上
の電圧信号を瞬間的に変化させるのを妨げる。
がり時間が増大するに従って大きくなる。立ち上がり時
間が速いことは有利であるが、導線１０４内の信号パル
スの立ち上がり時間は寄生キャパシタＣP によって制限
される。ＣP は、ラインドライバ１０２が導線１０４上
の電圧信号を瞬間的に変化させるのを妨げる。
【００２１】ＲLINE、ＲT 及びＣP の組合せは、導線１
０４のＲＣ時定数（τ）になる。もしラインドライバ１
０２がτより短い時間で導線１０４上の電圧をステップ
しようとすると、ステップされた電圧信号の実質的な部
分がラインドライバ１０２で反射される。この反射を回
避するために、ラインドライバ１０２は、τより極めて
大きいＬＯＷからＨＩＧＨへの立ち上がり時間を有する
ように制御される。これによって反射の問題は回避され
るが、立ち上がり時間の増大が追加のタイミングジッタ
となる。タイミングジッタ及び立ち上がり時間遅延は何
れも、信号転送のために使用可能なビット伝送速度を制
限する。
０４のＲＣ時定数（τ）になる。もしラインドライバ１
０２がτより短い時間で導線１０４上の電圧をステップ
しようとすると、ステップされた電圧信号の実質的な部
分がラインドライバ１０２で反射される。この反射を回
避するために、ラインドライバ１０２は、τより極めて
大きいＬＯＷからＨＩＧＨへの立ち上がり時間を有する
ように制御される。これによって反射の問題は回避され
るが、立ち上がり時間の増大が追加のタイミングジッタ
となる。タイミングジッタ及び立ち上がり時間遅延は何
れも、信号転送のために使用可能なビット伝送速度を制
限する。
【００２２】金属相互接続に関連するこれらの雑音問題
のいくつか（例えばΔＩ雑音、アース・リフティング及
びクロストーク）は、相互接続密度が増大するにつれて
大きくなる。
のいくつか（例えばΔＩ雑音、アース・リフティング及
びクロストーク）は、相互接続密度が増大するにつれて
大きくなる。
【００２３】本発明は、上記の雑音源のそれぞれを除去
又は減衰させる光学的な相互接続体系である。光学的相
互接続リンク２００は、図２に示されている。リンク２
００には、ラインドライバ２０２、光源２０４、光路２
０８、光検出器２１２、レシーバ２１４、及びポンプレ
ーザ２１６が含まれる。
又は減衰させる光学的な相互接続体系である。光学的相
互接続リンク２００は、図２に示されている。リンク２
００には、ラインドライバ２０２、光源２０４、光路２
０８、光検出器２１２、レシーバ２１４、及びポンプレ
ーザ２１６が含まれる。
【００２４】リンク２００の動作は、以下の通りであ
る。第１のモジュールから伝送されるべき電気データ信
号は、ラインドライバ２０２へ入力される。ドライバ２
０２は、供給電圧ＶCCを電気データ信号によって変調
し、増幅されたデータ信号を光源２０４へ提供する。ラ
インドライバ２０２及び光源２０４は、相互接続リンク
のトランスミッタ部分を構成する。光源２０４は、発光
ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオードである。光
源２０４は低電力の光データ信号（光ビーム）を生成
し、この光データ信号は光路２０８を通って伝送され
る。
る。第１のモジュールから伝送されるべき電気データ信
号は、ラインドライバ２０２へ入力される。ドライバ２
０２は、供給電圧ＶCCを電気データ信号によって変調
し、増幅されたデータ信号を光源２０４へ提供する。ラ
インドライバ２０２及び光源２０４は、相互接続リンク
のトランスミッタ部分を構成する。光源２０４は、発光
ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオードである。光
源２０４は低電力の光データ信号（光ビーム）を生成
し、この光データ信号は光路２０８を通って伝送され
る。
【００２５】この方法で生成される光データ信号は、計
画的に低い強度（即ち、低電力）を有する。これは、近
接して配置された他のトランスミッタと結合することの
できる電力配分ネットワークに妨害を生じるのを回避す
るために行われる。本発明の発明者らは、各トランスミ
ッタの電力消費を低減することによって、トランスミッ
タ間に大きい雑音結合が生じることなく、複数のトラン
スミッタを同時に近接して動作できることを発見した。
画的に低い強度（即ち、低電力）を有する。これは、近
接して配置された他のトランスミッタと結合することの
できる電力配分ネットワークに妨害を生じるのを回避す
るために行われる。本発明の発明者らは、各トランスミ
ッタの電力消費を低減することによって、トランスミッ
タ間に大きい雑音結合が生じることなく、複数のトラン
スミッタを同時に近接して動作できることを発見した。
【００２６】低電力の光データ信号が伝送されるので、
リンクの受信端部で信号を信頼性良く検出する前に、増
幅が必要とされる。この増幅は、光増幅器によって実行
される。好ましい実施例では、ポンプレーザ２１６及び
光路２０８が光増幅器を含む。しかしながら、光増幅を
実行するために他の手段を使用することもできる。これ
らの手段には、非線形光ゲーティング又は非線形光増幅
が含まれる。
リンクの受信端部で信号を信頼性良く検出する前に、増
幅が必要とされる。この増幅は、光増幅器によって実行
される。好ましい実施例では、ポンプレーザ２１６及び
光路２０８が光増幅器を含む。しかしながら、光増幅を
実行するために他の手段を使用することもできる。これ
らの手段には、非線形光ゲーティング又は非線形光増幅
が含まれる。
【００２７】伝送された光データ信号が低い強度を有す
るということは、本発明の重要な特徴である。低電力の
データ信号（即ち、電気的には僅かだけ増幅された信
号）を伝送して、伝送された信号を光学的に増幅するこ
と（即ち、増幅の低い雑音源）によって、システム電源
上の負荷が減少されるので、電力配分ネットワークには
ほとんど無視できる程度の妨害が生じるだけである。こ
れは、以下に詳細に説明されるように多数の利点を有す
る。
るということは、本発明の重要な特徴である。低電力の
データ信号（即ち、電気的には僅かだけ増幅された信
号）を伝送して、伝送された信号を光学的に増幅するこ
と（即ち、増幅の低い雑音源）によって、システム電源
上の負荷が減少されるので、電力配分ネットワークには
ほとんど無視できる程度の妨害が生じるだけである。こ
れは、以下に詳細に説明されるように多数の利点を有す
る。
【００２８】光増幅の原理は、十分に確立されている。
そのメカニズムは、レーザのメカニズムと同一である。
光ポンプ（例えばポンプレーザ２１６）からの光ビーム
及びデータ信号は、希土類イオンでドープされた光路を
通過する。光ビームは、光路通って伝播されるときに、
希土類イオンを励起して、分布の反転を引き起こす。次
に、励起イオンの反転分布に蓄えられたエネルギは、デ
ータ信号が同じ光路内を伝播されるときに、データ信号
へ転送される。これによって、データ信号は、光パワー
（即ち、ゲイン）の増大にあう。光ポンプによって生成
された光ビームは、少なくとも１つのイオン吸収線と共
振しなければならない。
そのメカニズムは、レーザのメカニズムと同一である。
光ポンプ（例えばポンプレーザ２１６）からの光ビーム
及びデータ信号は、希土類イオンでドープされた光路を
通過する。光ビームは、光路通って伝播されるときに、
希土類イオンを励起して、分布の反転を引き起こす。次
に、励起イオンの反転分布に蓄えられたエネルギは、デ
ータ信号が同じ光路内を伝播されるときに、データ信号
へ転送される。これによって、データ信号は、光パワー
（即ち、ゲイン）の増大にあう。光ポンプによって生成
された光ビームは、少なくとも１つのイオン吸収線と共
振しなければならない。
【００２９】光路２０８は、ドープされた導波路であ
る。ポンプレーザ２１６は、光データ信号と共に光路２
０８を通過するポンピング光を生成する。ポンピング光
は、光源２０４からの光データ信号が光学的に増幅され
るように、光路２０８を”ポンプ（励起）”する。次
に、光データ信号は、光検出器２１２によって、相互接
続リンクの受信端部で検出される。光検出器２１２は、
光データ信号を表示する電気信号を生成する。次に、電
気信号はレシーバ２１４によって検出され、増幅され
る。
る。ポンプレーザ２１６は、光データ信号と共に光路２
０８を通過するポンピング光を生成する。ポンピング光
は、光源２０４からの光データ信号が光学的に増幅され
るように、光路２０８を”ポンプ（励起）”する。次
に、光データ信号は、光検出器２１２によって、相互接
続リンクの受信端部で検出される。光検出器２１２は、
光データ信号を表示する電気信号を生成する。次に、電
気信号はレシーバ２１４によって検出され、増幅され
る。
【００３０】あるいは、光路２０８（ゲインセクション
を含む）は、ドープされた光ファイバ、半導体光増幅
器、又は半導体導波路であってもよい。半導体光増幅器
は、電気的又は光学的にポンプされることができる。こ
れらの実施例のそれぞれにおいて、増幅は光路全体に沿
って生じる必要はないが、光路の特定領域で生じるよう
に制限されることができる。更に、光データ信号は光路
全体に沿って案内される必要はない。光路は、光データ
信号が周囲大気を通って伝播されることができるオープ
ンセグメントを有していてもよい。
を含む）は、ドープされた光ファイバ、半導体光増幅
器、又は半導体導波路であってもよい。半導体光増幅器
は、電気的又は光学的にポンプされることができる。こ
れらの実施例のそれぞれにおいて、増幅は光路全体に沿
って生じる必要はないが、光路の特定領域で生じるよう
に制限されることができる。更に、光データ信号は光路
全体に沿って案内される必要はない。光路は、光データ
信号が周囲大気を通って伝播されることができるオープ
ンセグメントを有していてもよい。
【００３１】上記のように、低電力の光データ信号を伝
送し、その信号を電気的ではなく光学的に増幅すること
によって、リンク１００に関連する雑音の主要な原因を
全て、減衰又は除去することができる。
送し、その信号を電気的ではなく光学的に増幅すること
によって、リンク１００に関連する雑音の主要な原因を
全て、減衰又は除去することができる。
【００３２】電源のΔＩ雑音 ラインドライバ２０２によって引き出される電流（即
ち、光源２０４の供給電流）は、ラインドライバ１０２
によって引き出される電流（即ち、ＶCC／（ＲLI NE＋Ｒ
T ））よりかなり小さいので、ΔＩ雑音は実質的に低減
される。これによって、電力配分ネットワーク上に明ら
かな妨害を引き起こす又は感知することなく、同時に複
数の光路を動作させることができる。ΔＩ雑音は、隔離
された電源からポンプレーザ２１６を供給することによ
って、更に低減することができる。
ち、光源２０４の供給電流）は、ラインドライバ１０２
によって引き出される電流（即ち、ＶCC／（ＲLI NE＋Ｒ
T ））よりかなり小さいので、ΔＩ雑音は実質的に低減
される。これによって、電力配分ネットワーク上に明ら
かな妨害を引き起こす又は感知することなく、同時に複
数の光路を動作させることができる。ΔＩ雑音は、隔離
された電源からポンプレーザ２１６を供給することによ
って、更に低減することができる。
【００３３】アース・リフティング また、相互接続リンク２００によって、アース・リフテ
ィングも低減される。ラインドライバ２０２によって引
き出される電流は、ラインドライバ１０２によって引き
出される電流よりかなり小さいので、より小さい電流が
リンク２００のアース路を流れる。その結果、ラインド
ライバ２０２のアース・リフティングは減少される。ポ
ンプレーザ２１６は別の電源によって供給されるので、
アース・リフティングは更に減少される。
ィングも低減される。ラインドライバ２０２によって引
き出される電流は、ラインドライバ１０２によって引き
出される電流よりかなり小さいので、より小さい電流が
リンク２００のアース路を流れる。その結果、ラインド
ライバ２０２のアース・リフティングは減少される。ポ
ンプレーザ２１６は別の電源によって供給されるので、
アース・リフティングは更に減少される。
【００３４】リンク２００は、両方向リンクであっても
よい。その場合には、追加のトランスミッタがレシーバ
２１４と連結され、追加のレシーバがラインドライバ２
０２と連結される。この場合、光学システムにおけるト
ランスミッタの電流の引出しが少ないため、レシーバ
は、相当する金属両方向リンクよりもアース・リフティ
ングにあうことが少ない。
よい。その場合には、追加のトランスミッタがレシーバ
２１４と連結され、追加のレシーバがラインドライバ２
０２と連結される。この場合、光学システムにおけるト
ランスミッタの電流の引出しが少ないため、レシーバ
は、相当する金属両方向リンクよりもアース・リフティ
ングにあうことが少ない。
【００３５】クロストーク雑音 光路２０８が近接する隣接光路との極めて僅かな結合に
影響されやすいからには、結合を無視できるように光路
は分離される。間隔は、金属リンクでは電磁気結合を除
去するためにも使用されるが、金属システムで十分な隔
離を達成するために必要とされる間隔はかなり大きいも
のである。
影響されやすいからには、結合を無視できるように光路
は分離される。間隔は、金属リンクでは電磁気結合を除
去するためにも使用されるが、金属システムで十分な隔
離を達成するために必要とされる間隔はかなり大きいも
のである。
【００３６】反射雑音 光路２０８及び検出器２１２で生じる光反射は、当該技
術で良く知られている光アイソレータ等を用いて取り除
かれる。
術で良く知られている光アイソレータ等を用いて取り除
かれる。
【００３７】レシーバのしきい値偏差 レシーバのしきい値偏差雑音はリンク２００のみによっ
ては除去されないが、以下に説明される二波長変調体系
を使用すると除去される。
ては除去されないが、以下に説明される二波長変調体系
を使用すると除去される。
【００３８】増幅器雑音及び増幅器遅延 好ましい実施例では、増幅は、光路２０８内で光学的
に、レシーバ２１４で電気的に実行される。光増幅は電
気増幅より遙に小さい雑音しかもたらさない。従って、
必要とされる増幅のほとんどは、全体の増幅器雑音が金
属相互接続リンクと比較して大幅に減少されるように、
光増幅器（光路２０８及びポンプレーザ２１６）によっ
て達成される。
に、レシーバ２１４で電気的に実行される。光増幅は電
気増幅より遙に小さい雑音しかもたらさない。従って、
必要とされる増幅のほとんどは、全体の増幅器雑音が金
属相互接続リンクと比較して大幅に減少されるように、
光増幅器（光路２０８及びポンプレーザ２１６）によっ
て達成される。
【００３９】更に、光増幅は電気増幅よりも遙に速いの
で、信号遅延は少なくなる。
で、信号遅延は少なくなる。
【００４０】タイミングジッタ及び立ち上がり時間遅延 光源２０４は、レシーバ１０６への入力でラインドライ
バ１０２が導線１０４をＨＩＧＨへ引くよりも遙に速く
ＯＮされる。従って、立ち上がり時間遅延及びその結果
のジッタは、光学システムでは減少される。また、レシ
ーバ２１４の入力での雑音はリンク２００では減衰され
ているので、タイミングジッタは更に減少される。
バ１０２が導線１０４をＨＩＧＨへ引くよりも遙に速く
ＯＮされる。従って、立ち上がり時間遅延及びその結果
のジッタは、光学システムでは減少される。また、レシ
ーバ２１４の入力での雑音はリンク２００では減衰され
ているので、タイミングジッタは更に減少される。
【００４１】光路２０８の好ましい実施例は図３に示さ
れている。導波路構造体３００は基板３０２を有し、そ
の上には、ドープされた複数の導波路３０４が配設され
ている。基板３０２は、シリコン、セラミック又は他の
適切な材料で構成することができる。導波路３０４は、
光導波路を構成するとして当該技術で知られているポリ
イミド、ガラス又はシリコンベースの材料で製造される
のが好ましい。
れている。導波路構造体３００は基板３０２を有し、そ
の上には、ドープされた複数の導波路３０４が配設され
ている。基板３０２は、シリコン、セラミック又は他の
適切な材料で構成することができる。導波路３０４は、
光導波路を構成するとして当該技術で知られているポリ
イミド、ガラス又はシリコンベースの材料で製造される
のが好ましい。
【００４２】導波路構造体３００の典型的な寸法が図示
されている。単一モードの導波路では、ガイディング領
域（即ち、導波路３０４）は、好ましくは３μｍ×３μ
ｍであり、隣接するガイディング領域から少なくとも１
０μｍ離れている。本発明の発明者らは、この導波路同
士の間隔を少なくとも１０μｍにすると、極めて僅かな
結合を大幅に減少できることを発見した。基板３０２
は、約１mmの厚さである。これらの寸法は一例として示
されているものであり、実際の適用のための寸法は、電
力密度及び光リンクシステム全体の飽和度特性に依存す
ることは、理解されるべきである。
されている。単一モードの導波路では、ガイディング領
域（即ち、導波路３０４）は、好ましくは３μｍ×３μ
ｍであり、隣接するガイディング領域から少なくとも１
０μｍ離れている。本発明の発明者らは、この導波路同
士の間隔を少なくとも１０μｍにすると、極めて僅かな
結合を大幅に減少できることを発見した。基板３０２
は、約１mmの厚さである。これらの寸法は一例として示
されているものであり、実際の適用のための寸法は、電
力密度及び光リンクシステム全体の飽和度特性に依存す
ることは、理解されるべきである。
【００４３】ガイディング構造体３００の長さは、相互
接続を要求するモジュール間の距離によって決定される
が、導波路３０４のドープされる領域の長さは、導波路
３０４内でのポンプレーザ２１６からのポンプ光の吸収
深さへ制限されなければならない。この吸収深さは、ポ
ンピング構造、ドーピング濃度、吸収断面、入射パワ
ー、及びポンプレーザビームの直径に依存する。もしド
ープされる領域の長さが吸収深さを越えると、励起され
ないドーピングイオンが光データ信号を減衰させるの
で、光信号の増幅の劣化が起こる。
接続を要求するモジュール間の距離によって決定される
が、導波路３０４のドープされる領域の長さは、導波路
３０４内でのポンプレーザ２１６からのポンプ光の吸収
深さへ制限されなければならない。この吸収深さは、ポ
ンピング構造、ドーピング濃度、吸収断面、入射パワ
ー、及びポンプレーザビームの直径に依存する。もしド
ープされる領域の長さが吸収深さを越えると、励起され
ないドーピングイオンが光データ信号を減衰させるの
で、光信号の増幅の劣化が起こる。
【００４４】従って、各導波路３０４の縦方向部分は、
希土類イオンでドープされる。好ましいドーパントは、
Ｅｒ3+ （エルビウムイオン）又はＮｄ3+ （ネオジム
イオン）の何れかである。これらの希土類イオンの典型
的な溶解度は、０．１乃至１．０重量％である。これら
のイオンは何方も、通信システムでトランスミッタとし
て使用されるレーザダイオードのレーザ発光波長で、又
はその付近で、原子遷移を有する。特に、Ｎｄ3+の 4Ｉ
15/2 → 4Ｉ9/2 の原子遷移は、１．３μｍ波長の信号
の増幅に適切である。１．３μｍ波長は、ＩｎＧａＡｓ
Ｐレーザダイオード（例えば、光源２０４）の発光波長
である。Ｅｒ3+イオンでは、 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の原子
遷移が、１．５３μｍの信号波長で増幅を生じる。
希土類イオンでドープされる。好ましいドーパントは、
Ｅｒ3+ （エルビウムイオン）又はＮｄ3+ （ネオジム
イオン）の何れかである。これらの希土類イオンの典型
的な溶解度は、０．１乃至１．０重量％である。これら
のイオンは何方も、通信システムでトランスミッタとし
て使用されるレーザダイオードのレーザ発光波長で、又
はその付近で、原子遷移を有する。特に、Ｎｄ3+の 4Ｉ
15/2 → 4Ｉ9/2 の原子遷移は、１．３μｍ波長の信号
の増幅に適切である。１．３μｍ波長は、ＩｎＧａＡｓ
Ｐレーザダイオード（例えば、光源２０４）の発光波長
である。Ｅｒ3+イオンでは、 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の原子
遷移が、１．５３μｍの信号波長で増幅を生じる。
【００４５】必要とされるＥｒ3+及びＮｄ3+イオンの励
起は、約０．８μｍの波長（即ち、Ｅｒ3+及びＮｄ3+イ
オンの基底状態からの原子遷移に関連する吸収波長）の
光を発するＡｌＧａＡｓダイオード・レーザ・アレイ
（ポンプレーザ２１６）を用いて達成することができ
る。
起は、約０．８μｍの波長（即ち、Ｅｒ3+及びＮｄ3+イ
オンの基底状態からの原子遷移に関連する吸収波長）の
光を発するＡｌＧａＡｓダイオード・レーザ・アレイ
（ポンプレーザ２１６）を用いて達成することができ
る。
【００４６】図４は、導波路３０４の１つの可能なポン
ピング体系を示している。ポンプレーザ２１６からのポ
ンプ光は、コリメーティングレンズ４０２を通過し、更
にプリズム４０４を通過する。プリズム４０４の表面
は、反射防止コーティングで被覆されている。プリズム
４０４と導波路３０４との間の界面は、屈折率整合流体
又はゲルで充満され、反射によって損失されるポンプ光
の量を最小限にする。更に、プリズム４０４の入射面と
導波路３０４との間に形成される角度θ1 は、４２度よ
り大きいので、ポンプ光は全体として導波路３０４内で
内部に反射される。この方法で、ポンプ光の吸収は最大
とされる。
ピング体系を示している。ポンプレーザ２１６からのポ
ンプ光は、コリメーティングレンズ４０２を通過し、更
にプリズム４０４を通過する。プリズム４０４の表面
は、反射防止コーティングで被覆されている。プリズム
４０４と導波路３０４との間の界面は、屈折率整合流体
又はゲルで充満され、反射によって損失されるポンプ光
の量を最小限にする。更に、プリズム４０４の入射面と
導波路３０４との間に形成される角度θ1 は、４２度よ
り大きいので、ポンプ光は全体として導波路３０４内で
内部に反射される。この方法で、ポンプ光の吸収は最大
とされる。
【００４７】図５は、導波路３０４の別のポンピング体
系を示している。導波路３０４の前方の切子面は、角度
θ2 を有している。ここで、θ2は４５度に等しい。ポ
ンプレーザ２１６からのポンプ光はコリメーティングレ
ンズ５０４を通過した後、導波路３０４内へ入る。ここ
で、ポンプ光は、ポンプ光が導波路３０４内で導波路３
０４と平行に反射されるように、切子面５０２へ入射す
る。このポンピング体系は、図４に示される体系よりも
有効であるが、切子面５０２での導波路との結合が複雑
である。
系を示している。導波路３０４の前方の切子面は、角度
θ2 を有している。ここで、θ2は４５度に等しい。ポ
ンプレーザ２１６からのポンプ光はコリメーティングレ
ンズ５０４を通過した後、導波路３０４内へ入る。ここ
で、ポンプ光は、ポンプ光が導波路３０４内で導波路３
０４と平行に反射されるように、切子面５０２へ入射す
る。このポンピング体系は、図４に示される体系よりも
有効であるが、切子面５０２での導波路との結合が複雑
である。
【００４８】本発明の目的は、相当する新しい雑音源を
もたらすことなく、金属相互接続リンクに存在する主な
雑音源の全てを低減する又は除去することであるが、光
リンク２００には、金属リンク１００には存在しない潜
在的な雑音源が存在する。この雑音はシンボル間の干渉
として知られ、光導波路のゲインにおける時間的変動に
よって引き起こされる。
もたらすことなく、金属相互接続リンクに存在する主な
雑音源の全てを低減する又は除去することであるが、光
リンク２００には、金属リンク１００には存在しない潜
在的な雑音源が存在する。この雑音はシンボル間の干渉
として知られ、光導波路のゲインにおける時間的変動に
よって引き起こされる。
【００４９】導波路内の励起イオンの密度は、光ポンピ
ングパワー及び光データ信号パワーの関数である。光デ
ータ信号は、ドーピングイオンを励起しない傾向がある
が、光学的なポンピング光は、ドーピングイオンを励起
する傾向がある。従って、光データ信号が変調されるに
従って、励起イオンの密度もまた変調される。導波路３
０４での光増幅は、瞬間的な励起イオンの濃度に依存す
るので、増幅は時間毎に変動し、シンボル間の干渉（雑
音）が生じることになる。
ングパワー及び光データ信号パワーの関数である。光デ
ータ信号は、ドーピングイオンを励起しない傾向がある
が、光学的なポンピング光は、ドーピングイオンを励起
する傾向がある。従って、光データ信号が変調されるに
従って、励起イオンの密度もまた変調される。導波路３
０４での光増幅は、瞬間的な励起イオンの濃度に依存す
るので、増幅は時間毎に変動し、シンボル間の干渉（雑
音）が生じることになる。
【００５０】エルビウム及びネオジムの励起イオンの減
衰に対する長い時定数は、この雑音をいくらか低減す
る。本発明は、図６に示されるような二波長変調体系６
００によって、シンボル間干渉を除去する。この体系で
は、二波長変調回路６０２が光データ信号（λ1 ）及び
その相補信号（λ2 ）を発生する。これらの２つの光デ
ータ信号は、光結合器６０４によって結合され、同時
に、光路２０８で伝送される。２つの光データ信号は、
それぞれが光路の受信端部で明確に検出できるように、
波長で分離されている（即ち、λ1 ≠λ2 ）。
衰に対する長い時定数は、この雑音をいくらか低減す
る。本発明は、図６に示されるような二波長変調体系６
００によって、シンボル間干渉を除去する。この体系で
は、二波長変調回路６０２が光データ信号（λ1 ）及び
その相補信号（λ2 ）を発生する。これらの２つの光デ
ータ信号は、光結合器６０４によって結合され、同時
に、光路２０８で伝送される。２つの光データ信号は、
それぞれが光路の受信端部で明確に検出できるように、
波長で分離されている（即ち、λ1 ≠λ2 ）。
【００５１】光路の受信端部では、波長スプリッタ６０
５が２つの出力ビームを生成する。１つは第１の検出器
６０６へ、もう１つは第２の検出器６０８へ方向付けら
れる。検出器６０６は光データ信号の波長（λ1 ）を感
知しやすく、検出器６０８は相補光データ信号の波長
（λ2 ）を感知しやすい。これらのビームは補足的であ
る。すなわち、１つのビームにエネルギが存在すること
は光データ信号の論理ＨＩＧＨを意味し、他のビームに
エネルギが存在することは論理ＬＯＷを意味する。
５が２つの出力ビームを生成する。１つは第１の検出器
６０６へ、もう１つは第２の検出器６０８へ方向付けら
れる。検出器６０６は光データ信号の波長（λ1 ）を感
知しやすく、検出器６０８は相補光データ信号の波長
（λ2 ）を感知しやすい。これらのビームは補足的であ
る。すなわち、１つのビームにエネルギが存在すること
は光データ信号の論理ＨＩＧＨを意味し、他のビームに
エネルギが存在することは論理ＬＯＷを意味する。
【００５２】各検出器からの電気信号はレシーバ６１０
へ入力される。レシーバ６１０は差動増幅器であり、２
つの受信信号の差としてＨＩＧＨ又はＬＯＷ信号を検出
する。この方法で、一定の光データ信号パワーが光路内
で常に保持されるので、シンボル間干渉が除去される。
この実施例の追加の利点は、レシーバのしきい値偏差雑
音が除去されることである。
へ入力される。レシーバ６１０は差動増幅器であり、２
つの受信信号の差としてＨＩＧＨ又はＬＯＷ信号を検出
する。この方法で、一定の光データ信号パワーが光路内
で常に保持されるので、シンボル間干渉が除去される。
この実施例の追加の利点は、レシーバのしきい値偏差雑
音が除去されることである。
【００５３】図７は、二波長変調回路６０２の好ましい
実施例を示している。回路６０２には、トランジスタス
イッチＱ１〜Ｑ３、並びにレーザダイオードＣＲ１及び
ＣＲ２が含まれる。Ｑ１及びＱ２は差動対の配置で接続
され、Ｑ１と直列にＣＲ１が接続され、Ｑ２と直列にＣ
Ｒ２が接続されている。Ｑ３は、差動対を流れる電流を
制御する。光データ信号はＱ１を制御し、相補信号はＱ
２を制御する。
実施例を示している。回路６０２には、トランジスタス
イッチＱ１〜Ｑ３、並びにレーザダイオードＣＲ１及び
ＣＲ２が含まれる。Ｑ１及びＱ２は差動対の配置で接続
され、Ｑ１と直列にＣＲ１が接続され、Ｑ２と直列にＣ
Ｒ２が接続されている。Ｑ３は、差動対を流れる電流を
制御する。光データ信号はＱ１を制御し、相補信号はＱ
２を制御する。
【００５４】それぞれＣＲ１及びＣＲ２の発光波長であ
るλ1 とλ2 との間の波長の間隔は、両方の信号が光増
幅器のバンド幅内に保持されながら、検出器で弁別可能
なように十分でなければならない。ＣＲ１及びＣＲ２は
別個のレーザダイオードで実行されてもよいし、互いに
融合されていてもよい。融合ダイオードの場合には、光
結合器６０４は取り除くことができる。
るλ1 とλ2 との間の波長の間隔は、両方の信号が光増
幅器のバンド幅内に保持されながら、検出器で弁別可能
なように十分でなければならない。ＣＲ１及びＣＲ２は
別個のレーザダイオードで実行されてもよいし、互いに
融合されていてもよい。融合ダイオードの場合には、光
結合器６０４は取り除くことができる。
【００５５】検出器６０６及び６０８は、ＰＩＮダイオ
ード、金属−半導体−金属（ＭＳＭ）光検出器、又はア
バランシェ光ダイオード（ＡＰＤ）である。検出器６０
６は、光データ信号の波長λ1 を感知しやすく、検出器
６０８は相補信号の波長λ2 を感知しやすい。検出器６
０６及び６０８は、融合されていてもよいし、又は個別
のデバイスであってもよい。個別のデバイスが使用され
る場合は、上記のように、波長スプリッタ６０５が結合
された光ビームを分離する。波長スプリッタ６０５はス
ペクトルフィルタであってもよいし、干渉計であっても
よい。検出器６０６及び６０８が融合されたデバイスの
場合には、波長スプリッタ６０５は取り除くことができ
る。
ード、金属−半導体−金属（ＭＳＭ）光検出器、又はア
バランシェ光ダイオード（ＡＰＤ）である。検出器６０
６は、光データ信号の波長λ1 を感知しやすく、検出器
６０８は相補信号の波長λ2 を感知しやすい。検出器６
０６及び６０８は、融合されていてもよいし、又は個別
のデバイスであってもよい。個別のデバイスが使用され
る場合は、上記のように、波長スプリッタ６０５が結合
された光ビームを分離する。波長スプリッタ６０５はス
ペクトルフィルタであってもよいし、干渉計であっても
よい。検出器６０６及び６０８が融合されたデバイスの
場合には、波長スプリッタ６０５は取り除くことができ
る。
【００５６】
【発明の効果】上記に説明したように、本発明の光学的
相互接続システムでは、信号伝送における信号の増幅を
電気的ではなく光学的に実行することによって、受信信
号の信号対雑音比を大幅に改良することができる。
相互接続システムでは、信号伝送における信号の増幅を
電気的ではなく光学的に実行することによって、受信信
号の信号対雑音比を大幅に改良することができる。
【図１】従来の（金属）相互接続リンクのブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明の光学的相互接続リンクのブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明の導波路構造体３００の斜視図である。
【図４】光路２０８のためのポンピング体系の１つの可
能性を示す。
能性を示す。
【図５】光路２０８のための別のポンピング体系を示
す。
す。
【図６】本発明の光学的相互接続リンクの別の実施例を
示す。
示す。
【図７】二波長の変調回路６０２の略図である。
２００ 相互接続リンク ２０２ ラインドライバ ２０４ 光源 ２０８ 光路 ２１２ 光検出器 ２１４ レシーバ ２１６ ポンプ・レーザ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ａ 8934−4Ｍ (72)発明者 カレン リウ アメリカ合衆国07042、ニユージヤージー 州モンクレア、コロンバス アヴエニユー 10 (72)発明者 ハロルド エス． ストーン アメリカ合衆国10514、ニユーヨーク州チ ヤツパクア、クロス リツジ ロード 50 (72)発明者 フランクリン エフ． トン アメリカ合衆国06902、コネチカツト州ス タンフオード、クレストヒル プレイス 29
Claims (9)
- 【請求項１】 第１の電子モジュールと第２の電子モジ
ュールとの間で伝送される電気データ信号の信号対雑音
比を改良するための方法であって、 電力配分ネットワークによって供給される電気増幅器を
用いて第１のモジュールでの電気データ信号を増幅し
て、増幅された電気データ信号を生成するステップと、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された電
気データ信号を光データ信号へ変換するステップと、 前記光データ信号を光路を介して伝送するステップと、 前記光データ信号を光路内で光学的に増幅するステップ
と、 前記増幅された光データ信号を第２のモジュールで受信
するステップと、 前記増幅された光データ信号を検出して、前記電気デー
タ信号を表示する電気信号を生成するステップと、 を含み、前記電気増幅器が前記電力配分ネットワークに
大きい妨害を生じないように、前記増幅された電気デー
タ信号が十分低い電力レベルを有することによって、大
きい雑音結合が前記電力配分ネットワークを介して複数
の前記電気増幅器間に生じることなく、前記複数の電気
増幅器を近接して配置し同時に動作させることができる
伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項２】 前記光路はドープされた導波路である請
求項１記載の伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項３】 前記光路は半導体導波路である請求項１
記載の伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項４】 第１の電子モジュールと第２の電子モジ
ュールとの間で伝送される電気データ信号の信号対雑音
比を改良するための方法であって、 電気データ信号の補数である電気相補データ信号を発生
するステップと、 第１のモジュールでの電気データ信号を第１の電気増幅
器を用いて増幅し、増幅された電気データ信号を生成す
るステップと、 第１のモジュールでの電気相補データ信号を第２の電気
増幅器を用いて増幅し、増幅された電気相補データ信号
を生成するステップと、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された電
気データ信号を波長λ 1 の光データ信号へ変換するステ
ップと、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された電
気相補データ信号を波長λ2 の光相補データ信号へ変換
するステップと、 前記光データ信号及び前記光相補データ信号を単一の光
路を介して伝送するステップと、 前記光データ信号及び前記光相補データ信号を光学的に
増幅するステップと、 前記光データ信号及び前記光相補データ信号を第２のモ
ジュールで受信するステップと、 前記光データ信号を検出して、第１の電気信号を生成す
るステップと、 前記光相補データ信号を検出して、第２の電気信号を生
成するステップと、 前記第１及び第２の電気信号を弁別して、前記電気デー
タ信号を表示する電気信号を生成するステップと、 を含み、前記第１及び第２の電気増幅器は電力配分ネッ
トワークによって供給され、前記第１及び第２の電気増
幅器が前記電力配分ネットワークに大きい妨害を生じな
いように、前記増幅された電気データ信号及び前記増幅
された電気相補データ信号がそれぞれ十分低い電力レベ
ルを有することによって、大きい雑音結合が前記電力配
分ネットワークを介して複数の前記第１及び第２の電気
増幅器の間に生じることなく、前記複数の第１及び第２
の電気増幅器を近接して配置し同時に動作させることが
できる伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項５】 前記光路はドープされた導波路である請
求項４記載の伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項６】 前記光路は半導体導波路である請求項４
記載の伝送信号の信号対雑音比の改良方法。 - 【請求項７】 第１の電子モジュールから第２の電子モ
ジュールへ電気データ信号を通信するための光学的相互
接続システムであって、 システムへ電力を供給するための電源手段と、 第１のモジュールでの電気データ信号を増幅して、増幅
された電気データ信号を生成するための、前記電源手段
によって給電される電気増幅手段と、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された電
気データ信号を光データ信号へ変換するための手段と、 前記光データ信号を第２のモジュールへ導くための導波
手段と、 前記光データ信号を増幅するための光増幅手段と、 前記光データ信号を第２のモジュールで受信し、前記光
データ信号を検出し、光データ信号を表示する電気信号
を生成するための検出手段と、 を備え、前記電気増幅手段が前記電源手段に大きい妨害
を生じないように、前記増幅された電気データ信号が十
分低い電力レベルを有することによって、大きい雑音結
合が前記電源手段を介して複数の前記電気増幅手段の間
に生じることなく、前記複数の電気増幅手段を近接して
配置し同時に動作させることができる光学的相互接続シ
ステム。 - 【請求項８】 第１の電子モジュールから第２の電子モ
ジュールへ電気データ信号を通信するための光学的相互
接続システムであって、 システムへ電力を供給するための電源手段と、 第１のモジュールでの電気データ信号を増幅して、増幅
された電気データ信号を生成するための第１の電気増幅
手段と、 第１のモジュールでの電気相補データ信号を増幅して、
増幅された電気相補データ信号を生成するための第２の
電気増幅手段と、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された電
気データ信号を波長λ1 の光データ信号へ変換するため
の第１の手段と、 第２のモジュールへ伝送するために、前記増幅された相
補電気データ信号を波長λ2 の光相補データ信号へ変換
するための第２の手段と、 前記光データ信号及び前記光相補データ信号を第２のモ
ジュールへ導くための導波手段と、 前記光データ信号及び前記光相補データ信号を増幅する
ための光増幅手段と、 前記光データ信号を第２のモジュールで受信し、前記光
データ信号を検出し、光データ信号を表示する第１の電
気信号を生成するための、波長λ1 の光信号へ応答する
第１の検出器手段と、 前記光相補データ信号を第２のモジュールで受信し、前
記光相補データ信号を検出し、光相補データ信号を表示
する第２の電気信号を生成するための、波長λ 2 の光信
号へ応答する第２の検出器手段と、 前記第１及び第２の電気信号を弁別して、前記電気デー
タ信号を表示する第３の電気信号を生成するための作動
増幅器手段と、 を備え、前記第１及び第２の電気増幅手段は前記電源手
段によって給電され、前記第１及び第２の電気増幅手段
が前記電源手段に大きい妨害を生じないように、前記増
幅された電気データ信号及び前記増幅された電気相補デ
ータ信号がそれぞれ十分低い電力レベルを有することに
よって、大きい雑音結合が前記電源手段介して複数の前
記第１及び第２の電気増幅手段の間に生じることなく、
前記複数の第１及び第２の電気増幅手段を近接して配置
し同時に動作させることができる光学的相互接続システ
ム。 - 【請求項９】 変換のための前記第１の手段は、発光波
長λ1 を有する第１のレーザダイオードであり、変換の
ための前記第２の手段は、発光波長λ2 を有する第２の
レーザダイオードであり、前記第１及び第２のレーザダ
イオードは互いに融合されている請求項８記載の光学的
相互接続システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69905391A | 1991-05-13 | 1991-05-13 | |
| US699053 | 1991-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122159A true JPH05122159A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=24807739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4092822A Pending JPH05122159A (ja) | 1991-05-13 | 1992-04-13 | 伝送信号の信号対雑音比の改良方法及び光学的相互接続システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5357363A (ja) |
| JP (1) | JPH05122159A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6603584B1 (en) * | 1998-08-26 | 2003-08-05 | Georgia Tech Research Corporation | System and method for bi-directional optical communication |
| US6721503B1 (en) * | 1998-08-26 | 2004-04-13 | Georgia Tech Research Corporation | System and method for bi-directional optical communication using stacked emitters and detectors |
| US6362907B1 (en) | 1999-02-26 | 2002-03-26 | Nec Research Institute, Inc. | Apparatus and method for transmitting data between VLSI chips |
| US20040028336A1 (en) * | 2001-09-04 | 2004-02-12 | Feuer Mark D. | Method for fabricating optical devices by assembling multiple wafers containing planar optical waveguides |
| EP1190622B1 (en) * | 2000-09-21 | 2006-06-07 | Ciba SC Holding AG | Mixtures of phenolic and inorganic materials with antimicrobial activity |
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- 1993-09-24 US US08/126,131 patent/US5357363A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5357363A (en) | 1994-10-18 |
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