特表2016-535860(P2016-535860A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2016-535860(P2016-535860A)
(43)【公表日】2016年11月17日
(54)【発明の名称】反射光学デバイスの最適な配置
(51)【国際特許分類】
   G02B 26/08 20060101AFI20161021BHJP
   H04Q 3/52 20060101ALI20161021BHJP
【FI】
   G02B26/08 E
   H04Q3/52 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2016-501918(P2016-501918)
(86)(22)【出願日】2014年6月10日
(85)【翻訳文提出日】2016年3月16日
(86)【国際出願番号】JP2014003087
(87)【国際公開番号】WO2015008423
(87)【国際公開日】20150122
(31)【優先権主張番号】13/945,268
(32)【優先日】2013年7月18日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.SMALLTALK
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100110607
【弁理士】
【氏名又は名称】間山 進也
(72)【発明者】
【氏名】ボーケンハゲン、ジョン マイケル
(72)【発明者】
【氏名】シェンフィールド、ユゲン
(72)【発明者】
【氏名】ソロモン、マーク ザカリー
【テーマコード(参考)】
2H141
5K069
【Fターム(参考)】
2H141MA16
2H141MB24
2H141MB63
2H141ME04
2H141ME06
2H141ME24
2H141ME29
2H141MZ16
5K069AA16
5K069DB36
5K069DC05
5K069EA27
(57)【要約】
光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを伝えることによって光結合されているシステム内で、反射光学デバイスが、全光的スイッチによって最適に配置されており、該光パワー読み取りは、反射光学デバイスを最適に配置させるために、前記全光的スイッチへ伝えられ、その結果、最大の光学出力パワーが生成される。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセッサ・デバイスを使用するコンピューティング環境の、光結合されたすべての光学的スイッチにより反射光学デバイスを最適に位置決めする方法であって、
光学的モニタリング・モジュールから得られる光パワー読み取りを使用し、当該光パワー読み取りを前記全光スイッチに伝送して最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に位置決めする、方法。
を含む方法。
【請求項2】
光学制御ループ機能を使用して、光スイッチ制御器へ光パワー読み取りを伝えることであって、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光結合システムは、光結合回路ネットワーク・システムおよび電気回路システムのうち1つであり、前記光学モニタリング・モジュールは、複数の光送信器と光受信器とのどちらかに含まれる、光パワー読み取りを伝えること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
最大の光学出力パワーを生成するために、前記反射光学デバイスを初期に最適な位置に設定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置内に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動き、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置内にあるように再調整することと
のうち1つを実行することをさらに含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集めることをさらに含み、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りのは、それぞれ周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、配置機能を用いて光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
全光スイッチと、
前記全光スイッチと連通している反射光学デバイスと、
前記全光スイッチと通信する光学モニタリング・モジュールと、
前記全光スイッチおよび前記光学モニタリング・モジュールと通信する少なくとも1つのプロセッサ・デバイスと
を含み、前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、前記全光スイッチへ伝達される前記光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを使用して、最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に配置する、システム。
【請求項9】
全光スイッチに接続された光スイッチ制御器と、全光スイッチに接続された複数の光送信器および受信器とをさらに含み、前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、光学制御ループ機能を使用して、光パワー読み取りを前記全光スイッチ制御器に伝え、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光学モニタリング・モジュールは、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれに含まれる、請求項8に記載のシステム。
【請求項10】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に、反射光学デバイスを初期設定する、請求項8に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスが、
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動向、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置とするように再調整することと
のうち1つを実行する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出する、請求項8に記載のシステム。
【請求項13】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集め、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りのそれぞれは、周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、請求項8に記載のシステム。
【請求項14】
少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、位置決め機能が前記光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成する、請求項8に記載のシステム。
【請求項15】
少なくとも1つのプロセッサ・デバイスによって、コンピューティング環境の光結合システム内で、全光スイッチによって、反射光学デバイスを光学的に配置するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、コンピュータで読み取り可能なプログラム・コード部分を内部に記録したコンピュータ可読な持続的な記憶媒体を含み、前記コンピュータ可読なプログラム・コード部分は、
光学モニタリング・モジュールから得られかつ全光スイッチへ伝えられる光パワー読み取りを使用して、最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に配置する、コンピュータ・プログラム・プロダクト。
【請求項16】
光学制御ループ機能を使用する光スイッチ制御器へ、光パワー読み取りを伝える第2の実行可能な部分をさらに含み、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光結合システムは、光結合回路ネットワーク・システムと電気回路システムとのうち1つであり、前記光学モニタリング・モジュールは、複数の光送信器および光受信器のそれぞれに含まれる、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項17】
最大の光学出力パワーを生成するために、前記反射光学デバイスを初期に最適な位置に設定する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項18】
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動向、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置とするように再調整することと
のうち1つを実行する、第3の実行可能な部分をさらに含む、請求項17に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項19】
複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項20】
光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集めることであって、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りのそれぞれは、周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、集めることと、
少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、位置決め機能が前記光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成することと
のうち1つを実行する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願の発明は、概してコンピュータ・システムに関し、さらに具体的には、コンピューティング環境の光結合システム内で全光的スイッチによる、反射光学デバイスの最適な配置に関する。
【背景技術】
【0002】
今日の社会では、コンピュータ・システムはありふれたものである。コンピュータ・システムは、職場、家庭又は学校に見かけられる。コンピュータ・システムは、データを処理および記憶するための、データ記憶システム又はディスク記憶システムを含むことができる。概して、コンピュータ・システムは、ユーザによって提供される様々なアプリケーション・プログラムを受け容れて実行するために設計され、オペレーティング・システムを使用して、アプリケーション・プログラムの実行に必要なコンピュータ・リソースを管理する。コンピュータ・システムの性能を向上させようとする傾向は、多くの場合、光学ファイバおよび/または光集積回路(IOC)を使用した遠距離通信に集中する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述したように、光結合ネットワークの効率および生産性を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一実施形態では、コンピューティング環境の光結合システム内で、全光的スイッチによって反射光学デバイスを最適に配置するための一方法が提供される。一実施形態では、例示的のみのものであるが、反射光学デバイスは、光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを伝達することによって、光結合されているシステム内の全光的スイッチによって最適に位置決めされ、該光パワー読み取りは、前記全光的スイッチへ伝えられて、反射光学デバイスを最適に配置させており、その結果、最大の光学出力パワーが生成される。
【0005】
別の実施形態では、コンピューティング環境での光結合システム内で、全光的スイッチによって反射光学デバイスを最適に配置するため、少なくとも1つの処理デバイスを使用するコンピュータ・システムが提供される。コンピュータ・システムは、コンピュータで読み取り可能な媒体と、コンピュータで読み取り可能な該媒体に操作可能に通信するプロセッサとを含む。一実施形態では、例示的のみのものであるが、プロセッサは、光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを伝送することによって、光学的に結合されたシステム内の全光的スイッチにより反射光学デバイスの位置決めを最適化しており、光パワー読み取りは、全光スイッチに伝送されて最大の光学出力を提供するため反射光学デバイスの位置決めを最適化させている。
【0006】
さらに別の実施形態では、コンピューティング環境での光結合システム内で、全光的スイッチによって反射光学デバイスを最適に配置するために、少なくとも1つの処理デバイスを使用する、コンピュータ・プログラム・プロダクトが提供される。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、そこに記憶されたコンピュータで読み取り可能なコード部分を有する。コンピュータで読み取り可能な該コード部分は、第1の実行可能な部分を含む。該第1の実行可能な部分は、光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを伝送することによって光結合されているシステム内で、全光的スイッチによって反射光学デバイスを最適に配置する。この光パワー読み取りは、前記全光的スイッチへ伝えられ、最大の光学出力パワーを生成するように、反射光学デバイスを最適に配置させる。
【0007】
前述の例示的な方法の実施形態に加えて、他の例示的なシステムおよびコンピュータ・プロダクトの実施形態が提供され、関連する利点を供する。前述の概要は、単純化された形で概念の選択肢を導入するために提供されており、当該概念は、詳細な記載にてさらに後述される。本概要は、特許請求の範囲の主題の鍵となる特徴又は不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、また、特許請求の範囲の主題の範囲を決定する一助として使用されることを意図するものでもない。特許請求の範囲の主題は、背景にて言及した任意の又は全ての欠点を解決するための実施を限定するものではない。
【0008】
本発明の利点が容易に理解されるように、上記に簡単に記載されている本発明のさらに具体的な記載が、添付の図面に説明された特定の実施形態を参照することによって提供される。これらの図面が本発明の実施形態を描き、それゆえその範囲を限定しているとは見做されないことを理解すれば、本発明は、添付の図面を使用した追加的な特定と、詳述とを以て記載および説明される。その図面では以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実例となる記憶デバイスを有したコンピュータ・システム環境を説明するブロック図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
図2】光スイッチシステムのハードウェアを説明するブロック図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
図3】3次元(3D)−MEMS光スイッチのハードウェア構造を説明するブロック図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
図4】3次元(3D)−MEMS光スイッチと光学モニタリング・モジュールとを使用した光スイッチのハードウェア構造を説明するブロック図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
図5】光結合システム内で、全光スイッチによって反射光学デバイスを光学的に配置するための例示的な方法を説明するフローチャート図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
図6】光結合システム内で、全光スイッチによって反射光学デバイスを光学的に配置するための例示的な代替方法を説明するフローチャート図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【0010】
一実施形態では、本明細書に記載されているように、光学ネットワークは、光ファイバが基盤的な伝送媒体としての役割を担うネットワークからなる。しかし、スイッチング機能、シグナリング機能および処理機能は、電気的に達成される。一実施形態では、光スイッチは、決定された経路指示に基づいて、光シグナルをそのポートの1つから受け容れて、別のポートを介して送り出すスイッチである。一実施形態では、スイッチ機構が純粋に光手段を介して実行される場において、全光スイッチを使用してもよい。
【0011】
一実施形態では、種々のアプリケーションでは、光スイッチ・デバイスが使用されてもよい。例えば、一実施形態では、高スピードの光学ネットワーク内で、光スイッチが使用される。一実施形態では、光スイッチは、保護スイッチングのために使用されてもよい。ファイバがない際には、スイッチは、シグナルを別のファイバにルート変更させることを可能にする。しかし、この操作は、障害を検出してネットワークに通知する時間および実際のスイッチングの時間を含めて、ミリ秒を要する。
【0012】
一実施形態では、マイクロ・エレクトエリカル・メカニカル・システム(MEMS)は、全て光学デバイスであり、初期の電子変換のない波長スイッチング技法である。一実施形態では、MEMSデバイスは、シリコンでできた極めて小さな機構であり、数百マイクロメートルから数百ミリメートルの範囲の多数の可動ミラーを有する。これらのMEMSミラーは、シリコンウエハの上に存在させてもよいし、アレイとして封入しても良い。光スイッチは、あるポートから別のポートへ、これらのミラーを介して光波を偏向させることによって動作する。一実施形態では、少なくとも2種類のMEMSミラー構造が利用される。2Dミラーおよび3Dミラーである。一実施形態では、2Dミラーには2つの状態がある。1つは、光が偏向することなくミラーを通り過ぎる状態であり、いま1つは、ミラーがポップアップし、ビームが別の出力ポートの中へ偏向される状態である。しかし、3Dミラーでは、光スイッチは、ミラーを方向付ける2列のビームを使用することによって動作する。それぞれのミラーは、2つの枠内の屈曲部に固定され、このことによって、ミラーは、任意の方向で回転することが可能になる。
【0013】
例えば、簡単な説明のために3Dミラーを使用すると、シグナルをポートiからポートjに送る」必要がある際には、第1列のミラーiと、第2列のミラーjとは、互いに向き合う。ポートiを介して送られる光は、次いで、ポートjへの直接的な経路をとる(図3および図4にある類似の記載を参照されたい)。しかし、シグナルがポートkにスイッチする必要がある際には、ビームは、ミラーjからミラーkまでスキャンされ、他のミラーの間を通り過ぎる。これらの状況では、クロストークが回避されるが、ミラーが互いに面している際にのみ、接続が成立するためである。
【0014】
一実施形態では、全光スイッチは、光学ファイバを物理的に移動して1つまたは複数の代替のファイバを駆動させるなど、機械的な手段によって操作するか、または多数のうち1つの出力位置に入力光ビームを反射するデバイス(MEMSを成すミラーなど)の機械的な動作に基づくか、そのどちらもがありうる。一実施形態では、全光スイッチが、フィードバック・ループを使用して、そのようなデバイスを最適に位置決めすることがある。しかし、現在の光スイッチの実装は、入力位置および出力位置からの部分光をタップアウトする(例えば、ファイバのコア中で伝送されているいくらかのシグナルを、別のファイバまたは検出器内へ方向転換させる)ことから、一実施形態では、相対的な光パワーの入出力位置を示すいくつかのモニタリング機構を使用する。本モニタリング・システムは、最大の出力光パワーが検出されるように、様々な位置決めアルゴリズムを介して、反射デバイスを動かすことを目指す。大型のスイッチでは、これらの入出力の光学的なタップと、該モニタリング機構によって行われる相対的な光パワーの測定値は、拡張性がある。他の光学的スイッチの設計は、別々の光源を使用する(異なる波長を用いて、例えば850nmを使用して、1.3μmまたは1.5μmの光シグナルをファイバに担持する反射デバイスを位置決めする)。しかし、そのような光源はまた、部分的に光学入力内へ接続されると共に、出力から取り出される(異なる波長の際には、波長に基づくフィルタリングを用いてこれを行うことができる)。
【0015】
現在、MEMSミラーを用いて作成された光スイッチでは、入力ファイバから出力ファイバへ光を反射するこれらのミラーを正確に配置するために、それらのファイバからの光パワーの部分的なタッピングを要する。このタッピングは、各ファイバからの入出力光パワーの一部を取り出して、光パワーモニタによって測定する。該光パワーモニタは、フィードバック・ループ・アルゴリズムを形成して、光学ミラーを位置決めする。タッピングは、部分的なパワータッピング、または異なる波長が位置決めシステムに使用されている際には波長タッピングのどちらかによって行うことができる。そのようなどちらの場合でも、必要とされるタッピングおよび光パワーモニタは、上記スイッチを作製するコストのうち大きな割合を占める(例えば70%)。さらに、光スイッチの正確な位置決めが、光パワー・フィードバック・ループに依拠し、入出力ファイバは、測定を要する光パワーの或る割合をタップすることから、ファイバのタッピングは、現在の試みをいっそう複雑にする。さらに、初期の偏向の配置(ミラー、ファイバ/圧電性物質)は、工場の較正表に基づいており、様々なアルゴリズムが、極少を避けて入力に対する最大の光パワーを達成するように使用される。さらに、光パワーのタッピングは、何百もの入/出力ファイバの分割を必要とし、高価である。例えば、各入出力ファイバは、Yタップを有し、該ファイバ中で少ないパーセンテージの光を取り出す。そのような分割は、光スイッチの全体のコストに大きく寄与する。入/出力ファイバの光学的にタップされたパワーの1つ1つは、測定する必要があり、また、光スイッチのコストの70〜80%は、光学閉鎖系ループのタッピングおよびモニタリングの操作に由来する。
【0016】
しかし、本願の発明では、そのようなスイッチがシステムに組み込まれた際に、これらのタップを排除するための解決策と、さらに安価で簡素な光スイッチを実現する光学モニタリング機構とを提供する。本願の発明は、そのような光スイッチを、具体的には、バックプレーン内など、具体的なサーバ(例えばSTGサーバ)内に組み込む際に大幅に簡素化し、さらに安いコストをもたらすと共に、システム機能の冗長性を排除する。
【0017】
一実施形態では、本明細書に記載したように、システム内で使用される組み込み全光スイッチは、光送信器を利用し、送信器、受信器またはその両方のパワーレベルを使用し、光学位置決めモニタリング・システム(例えばシステム管理ソフトウェアによって制御される)を使用する。一実施形態では、パワー読み取りは、初めは数100ミリ秒毎にまとめて行われる可能性があり、光送信器、受信器またはその両方によって得る。該パワー読み取りを使用して、反射光学デバイスを最適な位置(最大の光学出力パワー)に位置決めする。続いて、維持オペレーションとして、光送信器によって、数秒毎、10秒毎、ある所定の時間系列間隔またはそれらの組合せにより、パワー読み取りが行われる。次いで、読み取った光パワーレベルのまとまりを使用して、反射デバイス(例えばMEMSミラー)の配置のずれと、所望の場所への最大の光パワーの逸失とを防ぐ。光スイッチに接続された全ての送信器、光受信器またはその両方の光パワー読み取りを、光スイッチ制御プロセッサに集合させるか、収集するか、伝えるか、またはそれらを組み合わせて、光学反射デバイスの必要な補正を演算させてもよい。このようにして、本願の発明は、光学タッピングと、高価でありかつ光スイッチを複雑にする別々の光学モニタリングユニットの必要性を排除する。そのため、本願の発明は、入力場所および出力場所から光の一部をタッピングアウトする(例えば、ファイバのコア中で伝送されているいくらかのシグナルを、別のファイバまたは検出器内へ方向転換させる)ことを回避する。大幅なコスト節減が達成されて大きく減少すると共に、スイッチが埋め込まれたそのようなシステムを有することは、はるかに簡単かつ信頼性があるものとなる。
【0018】
一実施形態では、本願の発明は、種々の技術(例えばIBM(R)ナノフォトニクス技術)を使用した送信器を有するシステム内で、光スイッチを利用する。そのような送信器は、既に光パワータッピングおよび読み取りのオペレーションを有しているため、そのような送信器および構成要素を使用して構成することによって、光スイッチをタッピングする光パワーの必要性を排除する。
【0019】
一実施形態では、光パワーレベルの読み取りは、定期的に、数秒ごとに、他の好ましいいくらかの時系列間隔で、またはそれらの組合せで発生することがある。そのようなパワーレベル読み取りは、様々なサイズとなりうる。例えば、一実施形態では、光スイッチは、反射デバイス(例えばMEMSミラー)の最適な位置決めを確保するための2つの操作の相を有する。すなわち、1)初期の配置と、2)維持配置である。言い換えれば、光スイッチの操作は、1)初めに該スイッチの全てのミラーを位置決めして、必要とされているように入出力ポートの対を接続することと、2)そのような位置決めを、ビット・エラー比(BER)、温度、動き、またはそれらの組合せなど種々の要因に起因して、時間と共にずれさせないようにすることである。例えば、一実施形態では、初期の配置で、10〜20のパワーレベルの読み取りの流れを、50〜100μ秒の間隔にて各入出力から得る。そのパワーレベル読み取りは、次いで、光スイッチング・デバイスの位置決めアルゴリズム内に付され、次いで、MEMSミラーを動かして、所望の出力ファイバ内へ連結しているパワーを最大にすることを目指す。維持配置は、位置決めされたミラーが時間と共にずれるのを防ぐために必要とされる。それは、さらに長い期間、秒、分、他のいくらかの時系列間隔、またはそれらの組合せで行われ、次いで、パワーレベル読み取りが使用されて、MEMSミラーの任意の動き/ずれを収集する。
【0020】
一実施形態では、本願の発明は、それぞれの光送信器および光受信器(例えば、トラブルシューティングの目的で使用される光送信器および光受信器)に予め備えられた、組み込み光パワー・モニタリング・モジュールを使用して、各ファイバ上のタッピング・カプラおよび光学モニタリングユニットの必要性を置き換え、その結果、光学位置スイッチ決めシステムによって使用されるデータへ該光パワーを変換する。そのような光スイッチによってラック内に接続された多演算ノードシステムでは、インターフェースするサーバは、全ての入出力ファイバからの読み取りを光スイッチ制御器へ伝送する。制御器は、位置決めアルゴリズムを用いて該読み取りを使用して、MEMSミラーを最適に位置させる。
【0021】
一実施形態では、各光スイッチは、付設されていれば工場の研究所などで較正されて、反射デバイスの相対的な大まかな配置は、スイッチ制御平面を用いて保持される(例えばフラッシュ・メモリ内で)。スイッチは、操作を開始するか、操作が行われるよう動作状態になるか、またはその両方となり、光学入力を光学出力に接続するという要求を受け入れる。そのため、システム内の既存の光送信器および光受信器は、光パワーレベルを得るために読み取りされ、該パワーレベルは、光スイッチ制御平面に伝送される。該パワーレベル読み取りは、100μ秒毎に取得されてもよいが、次いで、時間に伴う配置のずれを補償するために、さらに少ない頻度で取得されてもよい。システム制御プランは、送信器の光パワー読み取りにアクセスしており、多数のその読み取りを集めて、必要とされているようにスイッチ制御プランへ伝送する。一実施形態では、光スイッチ制御プランと、システム制御プランとの間には、一致するプロトコルがあり、該プロトコルは、要求毎に、定期的に、他のいくらかの時系列間隔で、またはそれらの組合せで、必要とされる読み取りを提供し、その結果、反射デバイスを、最も適した場所に位置決めすることができる。
【0022】
そのため、光学モニタリングユニットの接続および入出ポート用のファイバの分割がない際には、光スイッチは、さらに簡素な制御器を備えたMEMSの主要な偏向機構であることから、本願の発明は、さらに簡素な製造を提供する。さらに、必要なファイバの分割がないために、信頼性が増すことから、自動製造は、さらに容易に達成される。
【0023】
そのため、本明細書に記載したように、光送信器および/または光受信器に存在するパワー・モニタリング操作は、光スイッチでファイバをタップする必要がなく含まれ、ファイバ分割器はない。さらに、本願の発明は、何百もの異なるファイバを扱う別個の光パワー測定機構の必要性を排除する。一実施形態では、本願の発明は、出力モニタ光学ダイオード、パワー・カップリングおよび測定を具えたシリコン・フォトニクスに適合する。一実施形態では、各ノード(入力/出力)で発生する光学読み取りは、スイッチ制御平面に局所的に送られる。一実施形態では、1Gのイーサネット(登録商標)、類似のリンクまたはその両方を使用する光スイッチ制御プランは、該読み取りを伝送するのに充分な帯域幅を提供する。それぞれの光学制御閉ループは、光スイッチに接続された複数のノード間に分配されており、入力/出力ファイバの光パワーに対応する読み取りを提供する。光スイッチ制御平面は、これらの読み取りを制御ループ内で使用して、ミラーの配置を調整する。一実施形態では、事象に基づく検出機能が、1つまたは複数の反射デバイス(例えばMEMSミラー)が、最大の光パワーを生産するための光学的な配置には既にないか否かを検出するための選択肢として使用される。例えば、リンクBERが、一連の閾値、一連の複数の閾値(例えば、各要素が個別の閾値を有する場合がある)またはその両方を下回り、それらの閾値が、具体的な要因(またはビット・エラー比(BER)、温度、動きもしくはそれらの組合せなど、任意の種々の他の要因)に基づいて任意の数値に設定されている際に、該リンクは、正しくミラーを配置する要求を開始することができる。さらに、光スイッチは、最大光パワーへと戻ってリンクし配置を調整するパワー読み取りを得る。
【0024】
一実施形態では、本願の発明は、コンピューティング環境の光結合されたシステム内で、全光スイッチによって、反射光学デバイスを最適に配置する。一実施形態では、例示的のみのものであるが、光送信器、光受信器もしくはその両方のまたはそれらによる、入力ファイバおよび出力ファイバから取り込んだ光パワー読み取りを、全光スイッチに伝送することによって光結合されたシステム内で、反射光学デバイスは、全光スイッチによって最適に配置される。全光スイッチに伝送される光パワー読み取りは、それぞれの反射光学デバイスを最適に配置するために全光スイッチと連関して使用され、該全光スイッチは、少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートに接続して、最大の光学出力パワーを生成する。
【0025】
ここで、図1を参照すると、コンピューティング・システム環境の例示的なアーキテクチャ10が描かれている。コンピューティング・システム10は、通信ポート18に接続される中央処理ユニット(CPU)12と、記憶デバイス16とを含む。通信ポート18は、通信ネットワーク20と通信する。通信ネットワーク20および記録ネットワークは、サーバ(ホスト)24および22および記録システムと通信するように構成されていてもよく、該記録システムは、記録デバイス14を含んでいてもよい。記録システムは、ハードディスク・ドライブ(HDD)デバイス、ソリッド・ステート・デバイス(SDD)などを含んでいてもよく、それらは、独立したディスクからなる冗長性のある配列で構成されていてもよい。後述するような操作は、システム10やその他に位置する記録デバイス14上で実行されてもよく、他のCPUデバイス12とは独立して又は一緒に又はその両方で、複数のメモリ・デバイス16を有していてもよい。メモリ・デバイス16は、そのようなメモリを、電気的に消去可能かつプログラム可能な読み取りのみのメモリ(EEPROM)または関連するデバイスのホストとして含んでいてもよい。メモリ・デバイス16および記録デバイス14は、シグナル保持媒体を介して、CPU12に接続されている。さらに、CPU12は、通信ポート18を通じて、通信ネットワーク20に接続されており、通信ネットワーク20には、追加の複数のコンピュータ・ホスト・システム24および22が取り付けられている。さらに、メモリ・デバイス16およびCPU12は、コンピューティング・システムの各構成要素に組み込まれて含まれていてもよい。各記録システムはまた、別々の、特徴的な又はその両方であるメモリ・デバイス16と、CPU12とを含んでいてもよく、それらは一緒に、または別々のメモリ・デバイス16、CPU12もしくはその両方として動作する。
【0026】
図2を参照すると、光スイッチング・システム210は、複数の伝送単チャンネルノード212(ノード1、ノード2、ノード3およびノード4と標示)を含み、それらのそれぞれが、単チャンネル上で光シグナル216を伝送することが可能な光送信器214を含む。光シグナル分割器218は、該伝送光シグナルを受け取って、該伝送シグナル216を半分のパワーの2のシグナル部分216a、216bに分割してもよい。
【0027】
第1の光スイッチ220および第2の光スイッチ222が、シグナル部分216aと、216bと、を受け取るために供される。第1および第2の光スイッチ220、222は、任意の光スイッチとすることができる、該光スイッチは、光シグナルを受け取り、受け取った光シグナルを光スイッチの所望の出力に発送することができる。2つのスイッチ220および222は、スイッチングの機能が同一である、同じ型の光スイッチとしてもよい。例えば、各スイッチ220、222は、例えば半導体光増幅器(SOA)、マイクロエレクトロ・メカニカル・システム(MEMS)、または他の型の光スイッチとすることもできるであろう。
【0028】
あるいは、2つのスイッチ220および222は、互いに区別されうるスイッチングの機能を有する、異なる型の光スイッチとすることができる。例えば、スイッチ220は、他方の光スイッチ222よりも、スイッチ・スピードは速いものの高いパワーを使用する、例えばSOAなどであるが、スイッチ222は、さらに遅いものの低いパワーで動作する、例えばMEMSなどである。
【0029】
スイッチ220は、1つまたは複数の光入力230を含み、光入力230は、光シグナル分割器218に接続され、第1の光シグナル部分216aを受け取る。スイッチ220はまた、複数の光出力232を含む。入力230によって受け取られたシグナル部分216aが、出力232のうちいずれか1つに発送することができるように、各入力230は、出力232のうちいずれか1つに選択的に接続可能である。当技術分野の当業者に理解されるように、スイッチ220のスイッチングは、シグナル216の目指す送信先に基づき、適切な制御論理によって制御される。
【0030】
同様に、第2の光スイッチ222は、複数の光入力234を含み、光入力234は、光シグナル分割器218に接続され、第2の光シグナル部分216bを受け取る。スイッチ222はまた、複数の光出力236を含む。入力234によって受け取られたシグナル部分216bが、出力236のいずれか1つに向かわせることができるように、各入力234は、出力236のそれぞれに選択的に接続可能である。
【0031】
スイッチ220と222の下流は、複数の受信ノード240である(ノード1、ノード2、ノード3およびノード4と標示)。各受信ノード240は、光シグナルを受信することが可能な光シグナル受信器242を含む。光シグナル結合器244は、受信器242に接続され、スイッチ220の出力232の1つと、スイッチ222の出力236の1つとに接続される。光シグナル結合器244は、シグナル片216aと216bとの両方を受け取って、それらを合一して伝送シグナル216内へと戻し、次いで、伝送シグナル216は、受信ノード240のそれぞれの受信器242内へ入力される。
【0032】
システム210では、スイッチ220、222のうち1つが故障している際に、システム210は、依然として、光シグナルを適切な受信ノード240に向かわせることができる。しかし、該受信ノードは、本来送信されたシグナル216の半分を受け取るに過ぎない。すなわち、シグナル部分216aと216bのどちらであるかは、どちらのスイッチが失われたかに依存する。受信器242の感度は、例えば、シグナル部分216a、216bの組合せを受け取るか、別個のシグナル部分216a、216bのみを受け取ることを可能にするようにする。
【0033】
4つの伝送ノード(例えば送信器)および4つの受信ノード(例えば受信機)が図示されているが、システム210は、さらに多数のまたはさらに少数の伝送ノードまたは受信ノードを用いて、実装することができる。さらに、伝送ノードは、送信器214を有するものとして、受信ノードは、受信器242を有するものとして記載されているが、送信器は、該送信器、該受信器又はその両方の代わりに、伝送ノードおよび受信ノードを伝送および受信することを可能にするように使用することができる。
【0034】
さらに、上記の図2の記載の構成は、光結合システムに含まれていてもよく、該光結合システムでは、CPU(図1を参照)およびメモリ(図1を参照)が、光リンクを通じて接続されたサーバと少なくとも1つのスイッチ機構とを有する。プロセッサ、プロセッサ・ブレード、メモリ、メモリ・ブレードまたはそれらの組合せ(示さず)のそれぞれが含められて、複数の外部光リンクを共有していてもよい。これらの光リンクは、非常に高い帯域幅で光結合機構内の2点間の接続を最適化するために設けられる。この最適化は、使用される物理的な実装において、そのような高い帯域幅を容易に得るために選択されたプロトコル中に存在する。この最適化によって、1つの物理的リンクまたは複数の物理的リンク内で、メモリ・スイッチングが補助され、少数の物理的リンクで構成されている1つの高い帯域幅の物理的リンクのような見た目とすることが可能になる。これらの外部リンクは、スイッチされた回路であるため、少なくとも1つの光スイッチ、データまたはそのような内容を介して、これらは、非常に軽量の通信プロトコルを使用するべきである。
【0035】
さらに、これらの外部リンクの物理的な性質によって、WDM(波長分割多重化器)で複数の光波長を使用することを要する場合がある。それらの光波長は全て、1つのファイバまたは1つの外部リンクに連結されるが、両端で分離可能である。ミラーに基づくマイクロエレクトロ・メカニカル・システム”MEMS”の光学回路スイッチ”OCS”は、波長の数、プロトコルおよびシグナリングの速さに関わらず、これらの外部リンク内で、光線を光学ドメインで偏向させる。これらの外部リンクは、全てのメモリ・ブレードおよびプロセッサ・ブレードに共通する。
【0036】
少なくとも1つの光回路スイッチが、外部の光リンクの間で共有されていることに留意されたい。また、いくつかの独立した回路が、光回路スイッチを共有するプロセッサとサーバ(例えばメモリ・ブレード)との間に確立されていてもよい。これらの外部リンクは、2点間の接続を最適化するために設けられる。この最適化は、使用される物理的な実装の中で、そのような高い帯域幅を容易に得るために選択されたプロトコル中に存在する。この最適化によって、1つの物理的リンクまたは複数の物理的リンク内で、複数のストリームが集められ、少数の物理的リンクで構成されている1つの高い帯域幅の物理的リンクのような見た目とすることが可能になる。これらの外部リンクは、スイッチされた回路であるため、プロトコルを認識することのない全ての光スイッチ、データまたはそのような内容を介して、これらは、非常に軽量の通信プロトコルを使用するべきである。さらに、これらの外部リンクの物理的な性質によって、WDM(波長分割多重化器)で複数の光波長を使用することを要する場合がある。それらの光波長は全て、1つのファイバまたは1つの外部リンクに連結されるが、両端で分離可能である。ミラーに基づくマイクロエレクトロ・メカニカル・システム”MEMS”の光学回路スイッチ”OCS”は、波長の数、プロトコルおよびシグナリングの速さに関わらず、これらの外部リンク内で、光線を光学ドメインで偏向させる。これらの外部リンクは、全てのプロセッサ、ブレード、メモリおよび独立した回路に共通するものであり、その結果、任意のメモリ・ブレード/プロセッサ・ブレードが、これらの外部リンクの1つまたは全てに関する情報を、直接的に、または相互接続されたプロセッサ・ブレードを通すことにより、通過させることができる。例示的な一実施形態では、回路切替スイッチが使用される。回路スイッチング・スイッチは、スイッチングをあまり要さないが、それゆえはるかに簡単に設置される場合があり、各種の技術(例えばMEMSミラーに基づく光学的な)を使用して、回路、メモリおよびプロセッサ・ブレードの間を動的に接続することができる。
【0037】
ここで、図3を参照すると、図3は、3次元(3D)−MEMS光スイッチのハードウェア構造を示すブロック図300であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。図3に説明されているように、MEM光スイッチ320およびMEMSマイクロミラー324を使用して、光線302および312(例えば302A〜Cとして示される入力光、出力光またはその両方)を反射する。光ファイバ322を経て出力ポートへ入射する入力光302など、光線が反射する方向は、ミラー324(例えば、MEMSミラー・アレイ308A、308Bおよびその両方の一部としてのミラー324)を回転させることによって、異なる角度に変化させることができ、入力光302を任意の出力ポート210に接続させることを可能にする。その際に、次いで出力ポートは光ファイバ322に接続される。入力ポート304および出力ポート310は、光ファイバ・コリメータ・アレイ306(306Aおよび306Bとして示されている)に含まれていてもよい。例えば、入力光302Aは、入力ポート304A内へ送られて、ミラー324に反射される。ミラー324は、MEMSミラー・アレイ308A、308Bまたはその両方に付される。次いで、反射された入力光302Aは、出力ポート310Aに送られる。
【0038】
ここで図4を参照すると、図4は、3次元(3D)−MEMS光スイッチおよび光学モニタリング・モジュールを使用する光スイッチのハードウェア構造を示すブロック図400であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。図4に説明されているように、一実施形態では、例示的のみのものであるが、入力ファイバ402(例えば320入力ファイバ)および出力ファイバ404は、光学モニタリング・モジュール(OMM)406と接続されているか、連関している。一実施形態では、MEMS光スイッチ・モジュール408は、上記、具体的には図3に記載されている要素および構成要素を含んでいてもよい。図4に説明されているように、MEMS光スイッチ・モジュール408は、MEMSマイクロミラー(図3の324を参照)を含み、該マイクロミラーは、光線410Aおよび410Bを反射するために使用される。光ファイバ(図3の322を参照)を経て出力ポート(図3の304を参照)へ入射する入力光(図3の302を参照)など、光線が反射されるような方向は、ミラー(図3のミラー324を参照)(例えば、MEMSミラー・アレイおよび/またはその一部としてのミラー)を回転させることによって、異なる角度に変化させることができ、入力光(図3の302を参照)を任意の出力ポート(図3の310を参照)に接続させることを可能にする。その際に、出力ポートは光ファイバ(図3の322を参照)に接続される。一実施形態では、光学モニタリング・モジュール(OMM)406は、ノード(図2の212を参照)、光送信器、光受信器、またはそれらの組合せの一部であり、パワー読み取りは、MEMS光スイッチ・モジュール408に送られる。一実施形態では、光線410Aおよび410Bは、光学モニタリング・モジュール(OMM)(または本明細書では、光学モニタリング・モジュールともよばれる)406へと、または406からとのどちらでも、およびMEMS光スイッチ・モジュール408へと、または408からのどちらかまたはどちらでも、伝送される。一実施形態では、光学モニタリング・モジュール406は、各光送信器(図2を参照)の、または各光送信器による、またはその両方の、それぞれの入力ファイバ/出力ファイバから得られる光パワー読み取りを、全光スイッチ408に伝送する。一実施形態では、OMM406は、各光送信器、受信器またはその両方を含み、それらは適所にあり、入力および出力ファイバのパワーレベルを測定している。あるいは、一実施形態では、OMM406は、各光送信器、受信器またはその両方に含まれていてもよく、それらは適所にあり、入力および出力ファイバのパワーレベルを測定している。例えば、光パワー・モニタリング・モジュール406は、各送信器および受信器(例えば、トラブルシューティングの目的で)に予め含まれており、各ファイバ上のタッピング・カプラの必要性を置き換え、排除しうると共に、光学モニタリングユニットの必要性を置き換え、排除することで、そのような光パワーを、光スイッチ位置決めシステムに使用されるデータに変換する。OMM406は、プロセッサ・デバイスに接続されたハードウェア・デバイス、ソフトウェア・デバイスまたはその両方であり、該プロセッサ・デバイスは、光シグナル中のパワーを測定するために使用されることに留意されたい。一実施形態では、OMM406は、パワーを測定する較正されたセンサから成っていてもよい。センサは、適切な範囲の波長およびパワーレベルとなるように選択されたフォトダイオードから成っていてもよい。OMM406は、送信器および受信器の一部として含まれていてもよい。全光スイッチ408へ伝送される光パワー読み取りを使用して、全光スイッチに連関する各反射光学デバイスを最適に位置決めし、その結果、少なくとも1つの入力ポートから少なくとも1つの出力ポートに接続して、最大の光出力パワーを生成する。制御プロセッサは、コンピューティング・ノード(図2を参照)の光学モニタリング・モジュール(OMM)406と、MEMS光スイッチ・モジュール408とのどちらかまたはその両方を、制御するか、支持するか、操作するか、またはそれらのいずれかの組合せのために使用されて、本明細書に記載の実施形態が実行される。
【0039】
図5は、光結合システム内で全光スイッチによって反射光学デバイスを最適に位置決めするための、例示的な方法500を図示したフローチャート図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。本法500は、光スイッチがアクティブになって(例えば、方法500は、光スイッチを起動してアクティブにすることによって、1つまたは複数の反射光学デバイスを最適に位置決めする)(ステップ504)、開始する(ステップ502)。方法500は、反射光学デバイスの最適な位置決めが、最初の配置(例えば、反射光学デバイスの最初の最適な配置)であるか否かを決定する。言い換えれば、方法500は、この状態が、反射光学デバイスの最初の最適な位置決めから1番目、2番目、n番目またはそれらの組合せにある最適な位置決めに比べて、反射光学デバイスの最初の最適な位置決め(例えば、光結合システム内への反射光学デバイスの取り付け)であるか否かを決定する。この状態が反射光学デバイスの最初の最適な位置決めであることを、方法500が決定した際には、方法500は、送信器(例えば、入力ファイバ、出力ファイバまたはその両方)を使用して複数の光学パワー読み取りを取得し、最初の最適な位置に反射光学デバイスを調整する(ステップ512)。否である際には、方法500は、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な位置になるように、少なくとも1つの反射光学デバイスの再調整を要する事象を(例えば、最初の最適な位置に続いて)検出する(ステップ508)。方法500は、次いで、送信器を使用して光学パワー修正読み取りを取得し、最大の光学出力パワーを生成するために少なくとも1つの反射光学デバイスを再調整する(ステップ510)。方法500は、続いてステップ504に戻り、光スイッチは、動作可能になる。光スイッチは、種々の要因、所定の時系列、ユーザの他の志向またはそれらの組合せに従って、動的に調整されるか、動的にオン/オフするか、またはその両方であることに留意されたい。
【0040】
図6は、光結合システム内で全光スイッチによって反射光学デバイスを最適に位置決めするための、代替の例示的な方法600を図示したフローチャート図であり、本図にて本願の発明の態様が理解されよう。本法600は、入力ファイバおよび出力ファイバから得られる光パワー読み取りを、各光学送信器を用いて全光スイッチに伝送することによって(ステップ604)開始する(ステップ602)。方法600は、光学パワー読み取りを使用し、該光学パワー読み取りは、全光スイッチに伝送されて、全光スイッチに連関する各反射光学デバイスを最適に位置決めすることで、少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートに接続することによって、最大の光学出力パワーを生成する(ステップ606)。方法600は、終了する(ステップ608)。
【0041】
一実施形態では、本願の発明は、最大の光学出力パワーを生成するために、光学モニタリング・モジュールから得られる光学パワー読み取りを使用し、該光学パワー読み取りは、全光スイッチに伝送されて、反射光学デバイスを最適に位置決めする。一実施形態では、本願の発明は、コンピューティング環境の光結合システム内で、全光スイッチによって、反射光学デバイスを最適に位置決めさせる。一実施形態では、例示的のみのものであるが、複数の光送信器、光受信器もしくはその両方のそれぞれの、またはそれらによる、入力ファイバおよび出力ファイバから取り込んだ光パワー読み取りを、全光スイッチに伝送することによって光結合されたシステム内で、反射光学デバイスは、全光スイッチによって最適に配置される。全光スイッチに伝送される光パワー読み取りは、それぞれの反射光学デバイスを最適に配置するために全光スイッチと連関して使用され、該全光スイッチは、少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートに接続して、最大の光学出力パワーを生成する。
【0042】
一実施形態では、本願の発明は、光学制御ループ機能を使用し、光学パワー読み取りを光スイッチ制御器に伝送する。反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、光結合システムは、光結合回路ネットワーク・システムとしてよい。一実施形態では、本願の発明は、初めに各反射光学デバイスを最適な位置に設定して、最大の光出力パワーを生成する。
【0043】
一実施形態では、本願の発明は、少なくとも1つの反射光学デバイスが、種々の要因に基づいて最大の光学出力パワーを生成する生成するための最適な位置には、既に存在しないことを検出する。その要因は、少なくとも温度、入力光学パワーと出力光学パワーとの比、少なくとも1つの反射光学デバイスの任意の種類の動き、ビット・エラー比(BER)およびそれらの組合せを含み、次いで少なくとも1つの反射光学デバイスを、最適な位置となるように再調整して、最大の出力パワーを生成する。
【0044】
一実施形態では、本願の発明は、複数の時間間隔のうち少なくとも1つで光学パワー読み取りのレベルをモニタし、入力光学パワーと出力光学パワーとの比が、光学パワー閾値を下回っているか否かを検出する。
【0045】
一実施形態では、本願の発明は、光学パワー読み取りを全光スイッチに伝送する前に、複数の光学送信器のそれぞれの光学パワー読み取りを集合させる。光学送信器から得られるか該送信器による、またはその両方である各光学パワー読み取りは、定期的に実施されるか、要求に応じて実施されるか、またはその両方である。
【0046】
一実施形態では、本願の発明は、位置決め機能と共に光学パワー読み取りを使用して、少なくとも1つの入力ポートから少なくとも1つの出力ポートに接続するよう求める要求を受け取ると、最適な位置を算出し、最大の光学出力パワーを生成する。
【0047】
当業者に理解されることになるように、本願の発明の態様は、システム、方法またはコンピュータ・プログラム・プロダクトとして具現化されてもよい。したがって、本願の発明の態様は、ハードウェア全体の実施形態、ソフトウェア全体の実施形態(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロ・コードなどを含む)、またはソフトウェアおよびハードウェアの態様の組合せの形をとっていてもよく、これらは全て、本明細書では概して”回路”、”モジュール”または”システム”として参照される。さらに、本願の発明の態様は、1つまたは複数のコンピュータ可読な媒体に具現化されたコンピュータ・プログラム・プロダクトの形をとっていてもよく、該媒体には、コンピュータ可読なプログラム・コードが具現化される。
【0048】
1つまたは複数のコンピュータ可読の媒体が利用されてもよい。コンピュータ可読な媒体は、コンピュータ可読なシグナル媒体であってもコンピュータ可読な記録媒体であってもよい。コンピュータ可読な記録媒体としては、例えば、電気、磁気、光学、電磁気、赤外線もしくは半導体のシステム、装置もしくはデバイス、または前記したこれらの任意の適した組合せが挙げられるが、これらに限定されない。コンピュータ読み取り可能な記録媒体のさらに具体的な例(非排他的列挙)としては、以下、すなわち、1つまたは複数のワイヤを有する電気接続、携帯可能なコンピュータ・ディスケット、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、リード・オンリ・メモリ(ROM)、消去可能かつプログラム可能なリード・オンリ・メモリ(EPROMもしくはフラッシュ・メモリ)、光ファイバ、携帯可能なコンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリ(CD−ROM)、光学記録デバイス、磁気記録デバイス、または前記したこれらの任意の適した組合せが挙げられよう。本書面の文脈では、コンピュータ可読な記録媒体は、任意の有形の媒体としてもよく、該媒体は、指令実行システム、装置もしくデバイスによって、またはそれらと連関して、プログラムを含むか格納することができる。
【0049】
コンピュータ可読可能な媒体に具現化されるプログラム・コードは、任意の適切な媒体を使用して伝送されてもよく、そのような媒体としては、以下に限定されないが、無線、有線、光ファイバもしくはそれらの組合せのケーブル、RFなど、または前記したこれらの任意の組合せが挙げられる。本願の発明の態様に関する操作を実行するためのコンピュータ・プログラム・コードは、1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せを用いて書き込まれていてもよく、そのような言語としては、Java(登録商標)、SmalltalkやC++などのオブジェクト指向のプログラミング言語、および”C”プログラミング言語や類似のプログラミング言語など、従来の手続き志向のプログラミング言語が挙げられる。プログラム・コードは、ユーザのコンピュータで全体的に、ユーザのコンピュータで部分的に、スタンドアローン・ソフトウェア・パッケージとして、ユーザのコンピュータで部分的におよびリモート・コンピュータで部分的に、またはリモート・コンピュータもしくはサーバで全体的に、実行されてもよい。後者の大筋では、リモート・コンピュータは、任意の型のネットワークを介してユーザ・コンピュータへ接続されてもよく、そのようなネットワークとしては、ローカルエリア・ネットワーク(LAN)またはワイドエリア・ネットワーク(WAN)が挙げられる。あるいは、当該接続は、外部のコンピュータに成されてもよい(例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介する)。
【0050】
本願の発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置(システム)およびコンピュータ・プログラム・プロダクトのフローチャート図、ブロック図またはその両方を参照して、上記に記載されている。フローチャート図、ブロック図、もしくはその両方の各ブロック、およびフローチャート図、ブロック図、もしくはその両方のブロックの組合せは、コンピュータ・プログラム命令によって遂行することができることが理解されよう。これらのコンピュータ・プログラム命令は、汎用コンピュータのプロセッサ、専用コンピュータ、またはプログラム可能な他のデータ処理装置に提供して機械を生成してもよく、その結果、その命令が、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラミング可能なデータ処理装置を介して実行され、フローチャート、ブロック図またはその両方の1つもしくは複数のブロックに指定された機能/役割を遂行するための手段を作り出す。
【0051】
これらのコンピュータ・プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラミング可能なデータ処理装置、または他のデバイスを指示することができるコンピュータ可読な媒体中に格納されて、具体的な仕様で機能する場合もあり、その結果、コンピュータ可読な媒体に格納された命令は、フローチャート、ブロック図またはそれらの組合せの1つもしくは複数のブロックに指定された機能/役割を遂行する命令を含む、製品を生成する。ンピュータ・プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラミング可能なデータ処理装置、または他のデバイスにロードされ、コンピュータ、他のプログラミング可能なデータ処理装置、または他のデバイスで実施される一連のオペレーションのステップを引き起こして、コンピュータで遂行されるプロセスを生成してもよく、その結果、コンピュータまたは他のプログラミング可能な装置で実行される命令は、フローチャート、ブロック図またはその両方の1つもしくは複数のブロックに指定された機能/役割を遂行するためのプロセスを提供する。
【0052】
上記の図中のフローチャートおよびブロック図は、本願の発明の様々な実施形態による、ありうるシステム、方法およびコンピュータ・プログラム・プロダクトの実装に関するアーキテクチャ、機能およびオペレーションを説明している。この点、フローチャートまたはブロック図のそれぞれのブロックは、モジュール、セグメント、コード片に置き換わってもよく、それらは、指定された1つまたは複数の論理関数を実装するための、1つまたは複数の実行可能な命令を含む。いくつかの代替の実現例では、ブロックに言及された関数は、図に言及された順序を外れて発生しうることに留意されたい。例えば、連続して示された2つのブロックが、実際には、ほぼ同時に実行されてもよいし、時には、当該ブロックは、含まれる機能に応じて、逆の順番で実行されてもよい。ブロック図とフローチャート図とのどちらかまたはその両方の各ブロック、および該ブロック図と該フローチャート図とのどちらかまたはその両方のブロックの組合せを、指定された関数および動作を実行する専用ハードウェア・システム、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せによって、実装することができることもまた留意されよう。
【0053】
本願の発明の1つまたは複数の実施形態が、詳細に説明される一方で、当業者は、これらの実施形態の修正および調整が、以下の特許請求の範囲に記載されるように、本願の発明の範囲を逸脱することなくなされうることを理解することになる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
【手続補正書】
【提出日】2016年4月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセッサ・デバイスを使用するコンピューティング環境の、光結合されたすべての光学的スイッチにより反射光学デバイスを最適に位置決めする方法であって、
光学的モニタリング・モジュールから得られる光パワー読み取りを使用し、当該光パワー読み取りを前記全光スイッチに伝送して最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に位置決めする、方法。
を含む方法。
【請求項2】
光学制御ループ機能を使用して、光スイッチ制御器へ光パワー読み取りを伝えることであって、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光結合システムは、光結合回路ネットワーク・システムおよび電気回路システムのうち1つであり、前記光学モニタリング・モジュールは、複数の光送信器と光受信器とのどちらかに含まれる、光パワー読み取りを伝えること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
最大の光学出力パワーを生成するために、前記反射光学デバイスを初期に最適な位置に設定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置内に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動き、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置内にあるように再調整することと
のうち1つを実行することをさらに含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集めることをさらに含み、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りは、それぞれ周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、配置機能を用いて光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
全光スイッチと、
前記全光スイッチと連通している反射光学デバイスと、
前記全光スイッチと通信する光学モニタリング・モジュールと、
前記全光スイッチおよび前記光学モニタリング・モジュールと通信する少なくとも1つのプロセッサ・デバイスと
を含み、前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、前記全光スイッチへ伝達される前記光学モニタリング・モジュールから得られた光パワー読み取りを使用して、最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に配置する、システム。
【請求項9】
全光スイッチに接続された光スイッチ制御器と、全光スイッチに接続された複数の光送信器および受信器とをさらに含み、前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、光学制御ループ機能を使用して、光パワー読み取りを前記全光スイッチ制御器に伝え、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光学モニタリング・モジュールは、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれに含まれる、請求項8に記載のシステム。
【請求項10】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に、反射光学デバイスを初期設定する、請求項8に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスが、
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動向、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置とするように再調整することと
のうち1つを実行する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出する、請求項8に記載のシステム。
【請求項13】
前記少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集め、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りのそれぞれは、周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、請求項8に記載のシステム。
【請求項14】
少なくとも1つのプロセッサ・デバイスは、少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、位置決め機能が前記光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成する、請求項8に記載のシステム。
【請求項15】
少なくとも1つのプロセッサ・デバイスによって、コンピューティング環境の光結合システム内で、全光スイッチによって、反射光学デバイスを光学的に配置するためのコンピュータ・プログラムであって、コンピュータで読み取り可能なプログラム・コード部分を内部に記録したコンピュータ可読な持続的な記憶媒体を含み、前記コンピュータ可読なプログラム・コード部分は、
光学モニタリング・モジュールから得られかつ全光スイッチへ伝えられる光パワー読み取りを使用して、最大の光学出力パワーを生成するように反射光学デバイスを最適に配置する、コンピュータ・プログラム。
【請求項16】
光学制御ループ機能を使用する光スイッチ制御器へ、光パワー読み取りを伝える第2の実行可能な部分をさらに含み、前記反射光学デバイスは、マイクロエレクトロ・メカニカル(MEMS)ミラーであり、前記光結合システムは、光結合回路ネットワーク・システムと電気回路システムとのうち1つであり、前記光学モニタリング・モジュールは、複数の光送信器および光受信器のそれぞれに含まれる、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項17】
最大の光学出力パワーを生成するために、前記反射光学デバイスを初期に最適な位置に設定する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項18】
前記反射光学デバイスが、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置に既に存在しないことを、複数の要因に基づいて検出することであって、前記複数の要因が、少なくとも温度、入力光パワー対出力光パワーの比率、反射光学デバイスの動向、およびビット・エラー比(BER)を含む、検出することと、
前記反射光学デバイスを、最大の光学出力パワーを生成するのに最適な配置とするように再調整することと
のうち1つを実行する、第3の実行可能な部分をさらに含む、請求項17に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項19】
複数の時間間隔のうち1つでの光パワーレベルをモニタリングして、入力光パワー対力光パワーの比率が、光パワーの閾値より低く収まるか否かを検出する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項20】
光パワー読み取りを全光スイッチへ伝える前に、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれの光パワー読み取りを集めることであって、前記複数の光送信器および光受信器のそれぞれによって得られる前記光パワー読み取りのそれぞれは、周期的に実行されるか、または要求に従って実行されるかのうち1つである、集めることと、
少なくとも1つの入力ポートを少なくとも1つの出力ポートへ接続させるための要求を受け取ると、位置決め機能が前記光パワー読み取りを使用して、最適な配置を計算し、最大の光学出力パワーを生成することと
のうち1つを実行する、第2の実行可能な部分をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】