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技術 光トランシーバモジュール

出願人 アジレント・テクノロジーズ・インク
発明者 ダニエル・ジョン・キーブルキム・リーソンスチュアート・ウィルキンソン
出願日 2002年3月15日 (18年11ヶ月経過) 出願番号 2002-072681
公開日 2002年11月15日 (18年3ヶ月経過) 公開番号 2002-328269
状態 拒絶査定
技術分野 ライトガイドの光学的結合 ライトガイドの光学的結合
主要キーワード 親システム PCBトレース 光ファイバトランシーバ 弾性フィンガ ダミープレート 介在体 電気接続領域 空気流特性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年11月15日)のものです。
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図面 (12)

課題

光学部品インタフェース管理機能および管理インタフェースのすべてが、遠距離通信親システムに対して差し込み(プラグイン)及び取り外し自在の単一モジュール一体化されている、光ファイバトランシーバの提供。

解決手段

光トランシーバモジュール(1)は、内部に配置された送信機受信機を有するハウジング(2)を備える。ハウジングはさらに、ハウジングの両側に配置された一対のレール(6)を備え、適切に構成されたボード(35)に対するモジュールのプラグインを可能にする。このモジュールは基本的には10ギガビットシリアル光システムにおいて使用するよう設計されるが、WDM用途においても、また他の速度及び波長においても等しく適用可能である。

概要

背景

速度と容量の増大に対する要求に対応するために、データが10ギガビット/秒という速度で送られる光遠隔通信システムが開発されてきた。10ギガビットシステム展開のためには、光モジュールから顧客のシステムへと高周波信号インタフェースするという、基本的な問題を克服する必要がある。10ギガビット動作に適したコネクタは、高価であるとともに使い方が難しい。

図1は、レールタイプの構成を介して遠隔通信システム(図示せず)に接続される、公知の光トランシーバモジュールを示している。ここではトランシーバ100がシャーシ101に挿入されるが、このシャーシ101は最初に、ベースプレート102に取り付けられねばならない。この現在の構成は高価であり、電磁的な(EMIシールドが不十分であるという欠点がある。

10ギガビットのシステムについて明らかになっている標準は、10ギガビット集積回路(IC)と、適当な合波器分波器およびフレームなどの機能をうまく一体化することを必要とする。これは単独でも、10ギガビットの光学ソリューションの実現に対して立ちはだかる相当の技術的な課題である。その上顧客は、トランシーバモジュール着脱可能であることを必要とする。これはこの分野で「ホットプラグイン」性能として知られる。管理インタフェースを介した管理機能の追加が含められた場合には、結果的に得られるモジュールの実施形態は、大きく高価になるとともに、電力利用の面からも非効率的になる。

現在のシステムは、10ギガビットのシリアル、又は10ギガビット信号を多数の低速度信号分波する波長分割多重WDM)トランシーバモジュールを使っている。これらの低速度信号は次いで、さらに高い機能的な要求を持つシステムボードにインタフェースされる。これらのシステムは通常、インタフェースの問題を許容可能なレベルに低減させるため、8から16個の低速度信号を必要とする。これは多くの実施形態において、モジュール内、および顧客のボード上において多数の信号トレース配線するという技術的な問題を発生する。さらにこれらのシステムは、顧客のそれぞれに特有のものとなる傾向を有し、達成できる性能は、使われる集積回路(IC)の特定の組み合わせに依存する。

概要

光学部品、インタフェース、管理機能および管理インタフェースのすべてが、遠距離通信親システムに対して差し込み(プラグイン)及び取り外し自在の単一モジュールに一体化されている、光ファイバトランシーバの提供。

光トランシーバモジュール(1)は、内部に配置された送信機受信機を有するハウジング(2)を備える。ハウジングはさらに、ハウジングの両側に配置された一対のレール(6)を備え、適切に構成されたボード(35)に対するモジュールのプラグインを可能にする。このモジュールは基本的には10ギガビットのシリアル光システムにおいて使用するよう設計されるが、WDM用途においても、また他の速度及び波長においても等しく適用可能である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
5件
牽制数
5件

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請求項1

内部に配置された送信機受信機を有するハウジング(2)を備える光トランシーバモジュール(1)において、前記ハウジングがさらに前記ハウジングの両側に配置された一対のレール(6)を備え、前記レールが適切に構成されたボード(35)に対する前記モジュール着脱自在な挿入を可能にするよう配置された複数のバネフィンガ(260)を有することを特徴とするモジュール。

請求項2

電気接続手段(7)が前記モジュールの後端に配置されている、請求項1のモジュール。

請求項3

前記ハウジングが、前記モジュールの温度制御を容易にするよう構成配置された複数のフィン(9)を含む、請求項1又は2のモジュール。

請求項4

前記モジュールが、前記モジュールの前端に配置されたベゼル(3)を含み、前記ベゼルが、前記ベゼルの対角線上で向かい合った角からそれぞれ延びる一対のアーム(20、22)を有する、請求項1から3のいずれか1のモジュール。

請求項5

前記ハウジングが、重ね合わせられる上部半体(110)及び下部半体(112)と、それらの間に配置されて前記上下の半体の間での電気接続を容易にする導電性ガスケット(115)を備える、請求項1から4のいずれか1のモジュール。

請求項6

請求項1から5のいずれか1のモジュールを備え、前記適切に構成されたボード(35)が内部に配置して有するシャーシ(30)と、前記モジュールの電気接続手段(7)を受け入れるよう配置されたシャーシの電気接続手段(37)とをさらに備える、光トランシーバシステム

請求項7

前記適切に構成されたボード(35)が、空気が前記モジュールの上下を通過できるように、前記シャーシ内部で複数の取り付け手段(250)上に配置された、請求項6のシステム

請求項8

前記システムが、前記モジュール及び前記システムの電気接続手段を実質的に取り囲むように配置され、前記モジュールから前記適切に構成されたボードへの電気接続をもたらすシールド手段(36)をさらに備える、請求項6又は7のシステム。

請求項9

前記シールド手段が、前記ハウジングに圧力を加えるよう配置され、前記ハウジングと前記シールド手段の間の電気接続を改良する複数の弾性フィンガ(420)を含む、請求項8のシステム。

請求項10

導電性材料の層(400)が、前記モジュールを実質的に包囲する領域において前記適切に構成されたボード(35)に配置され、前記モジュールと前記シャーシの間の電気接続をさらに改良する、請求項6から9のいずれか1のシステム。

請求項11

前記導電性材料の層が金である、請求項10のシステム。

請求項12

前記モジュール(1)、前記シャーシ(30)、および前記適切に構成されたボード(35)が電気接地されている、請求項7から11のいずれか1のシステム。

請求項13

請求項1から5のいずれか1のモジュール又は請求項6から12のいずれか1のシステムを備えた、遠距離通信光ネットワーク

技術分野

0001

本発明は、遠距離通信システムに使用される新規光ファイバトランシーバに関する。特に本発明は、光学部品インタフェース管理機能および管理インタフェースのすべてが、遠距離通信親システムに対して差し込み(プラグイン)及び取り外し自在の単一モジュール一体化されている、光ファイバトランシーバに関する。

背景技術

0002

速度と容量の増大に対する要求に対応するために、データが10ギガビット/秒という速度で送られる光遠隔通信システムが開発されてきた。10ギガビットシステム展開のためには、光モジュールから顧客のシステムへと高周波信号をインタフェースするという、基本的な問題を克服する必要がある。10ギガビット動作に適したコネクタは、高価であるとともに使い方が難しい。

0003

図1は、レールタイプの構成を介して遠隔通信システム(図示せず)に接続される、公知の光トランシーバモジュールを示している。ここではトランシーバ100がシャーシ101に挿入されるが、このシャーシ101は最初に、ベースプレート102に取り付けられねばならない。この現在の構成は高価であり、電磁的な(EMIシールドが不十分であるという欠点がある。

0004

10ギガビットのシステムについて明らかになっている標準は、10ギガビット集積回路(IC)と、適当な合波器分波器およびフレームなどの機能をうまく一体化することを必要とする。これは単独でも、10ギガビットの光学ソリューションの実現に対して立ちはだかる相当の技術的な課題である。その上顧客は、トランシーバモジュール着脱可能であることを必要とする。これはこの分野で「ホットプラグイン」性能として知られる。管理インタフェースを介した管理機能の追加が含められた場合には、結果的に得られるモジュールの実施形態は、大きく高価になるとともに、電力利用の面からも非効率的になる。

0005

現在のシステムは、10ギガビットのシリアル、又は10ギガビット信号を多数の低速度信号分波する波長分割多重WDM)トランシーバモジュールを使っている。これらの低速度信号は次いで、さらに高い機能的な要求を持つシステムボードにインタフェースされる。これらのシステムは通常、インタフェースの問題を許容可能なレベルに低減させるため、8から16個の低速度信号を必要とする。これは多くの実施形態において、モジュール内、および顧客のボード上において多数の信号トレース配線するという技術的な問題を発生する。さらにこれらのシステムは、顧客のそれぞれに特有のものとなる傾向を有し、達成できる性能は、使われる集積回路(IC)の特定の組み合わせに依存する。

0006

従って、本発明の課題は、上述した技術的な問題を克服、あるいは少なくとも緩和することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明によれば、内部に配置された送信機受信機を有するハウジングを備え、このハウジングがさらに、ハウジングの両側に配置された一対のレールを備え、これらのレールが、適切に構成されたボードに対してモジュールを着脱自在に挿入することを可能にするよう配置された、複数のバネフィンガを備えていることを特徴とする光トランシーバモジュールが提供される。

0008

本発明の他の側面によれば、上記したモジュールを含む光トランシーバシステムが提供され、このシステムはさらに、上記適切に構成されたボードを内部に配置して有するシャーシと、上記したモジュールの電気接続手段を受容するよう配置された、シャーシの電気接続手段とを有する。

0009

本発明は、必要とされる部品の全てを、動作可能な親システムに対してプラグイン又は取り外し可能な単一モジュールへと一体化することによって、上記の課題を解決する。特別に設計された構成部品を、定まった環境において使用することにより、10ギガビットの実施形態に対し、使用が簡単で効率的なソリューションがもたらされる。本発明は、WDM、シリアル、シングルモードおよびマルチモードといった、高速光トランシーバの全ての実施形態をカバーする。本発明は、10ギガビット以外の速度で動作するトランシーバに適用することも可能である。かくして得られる本発明によるトランシーバの一団は何れも、定まった性能のモジュールに対して顧客がアクセスすることを可能にすると共に、モジュールのタイプを交換することによってシステムの構成をアップグレード又は変更するという融通性を有している。

0010

業界標準であるXAUIインタフェースは、各々が通常3.125ギガビット/秒で動作する4個のデータチャンネルを用いる。こうした速度で動作するよう設計されたPCBコネクタを利用することにより、本発明によるモジュールは、システムボードと容易にインタフェース可能であると同時に、必要とされるPCBトレース相互接続の数を大きく低減させることができる。

0011

上記においては本発明の基本的な利点と特徴について説明したが、本発明のより良い理解と認識は、例示としてのみ提示される、好ましい実施例の図面と詳細な説明を参照することによって得られるであろう。

発明を実施するための最良の形態

0012

図2において、本発明による光ファイバトランシーバモジュール1は、ハウジング2、ベゼル3、開口4及び5、レール手段6、およびモジュールPCBコネクタ手段7からなるものとして示されている。ハウジングとベゼルは、金属製であることが好ましい。しかしながら、適宜充填されたポリマーのような、他の適当な材料を使うこともできる。ハウジングは、列状に配置されてヒートシンクとして働く一連フィン9を備えて構成されている。開口は、モジュールの内部部品に対するアクセスをもたらす。開口4は、光信号受信機(図示せず)に対するアクセスをもたらし、開口5は、光信号送信機(図示せず)に対するアクセスをもたらす。代替的には、開口4が送信機に対するアクセスを、開口5が受信機に対するアクセスをもたらす。

0013

図2に示された好ましい実施例において、開口4、5は、SC型のコネクタが装着された光ファイバ受け入れるのに適したタイプである。しかしながら、LC型のような他の型式のコネクタも、本発明の範囲から逸脱することなしに使用可能である。

0014

レール手段6は、レール手段がガイドとして働いて、モジュールをマザーボードに挿入できるように、ハウジングの両側に配置されている。このレール手段はまた、シャーシに挿入されたモジュールを支持するように作用してもよい。明らかなように、別のレール手段(図2では見えない)が、ハウジングの反対側に配置されている。

0015

PCBコネクタ手段7は、モジュールの後部に配置されている。PCBコネクタ手段は、モジュールと親システムの間に電気接続を確立するように機能する。

0016

図2に示されているものと同じ部材には同じ参照番号が使われている図3図4において、PCBコネクタ手段は、フィン9と同じくより明瞭に示されている。PCBコネクタ手段はまた、シャーシに挿入されている間にモジュールに対する機械的なサポートを提供するように機能することができる。

0017

図4から看取されるように、モジュール1は上部半体110と下部半体112からなる。組み立て時に、上下の半体は一体に重ね合わせられ、ネジ118のような適当な接続手段によって一緒に保持される。EMIガスケットとして技術的に知られた導電性ガスケット115が、上下の半体の間に配置される。EMIガスケットは、二つの半体の間に良好な電気接続を保証するように機能する。ここで示されている実施例において、モジュールはほぼ4インチの長さと、1.5インチの幅と、1インチの高さを有する。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなしに、モジュールが他の寸法を有してもよいことが理解されるであろう。

0018

光トランシーバの分野においては、最適なシステム性能を得るために、良好な電気接地接続が必須であることが知られている。良好な電気接地接続の確保と維持は、本発明の鍵となる側面である。

0019

図5は、前部プレート32に接続されたベースプレート31を含むシャーシ30を示している。前部プレートは、本発明によるモジュールを受け入れるのに適した開口33、34を備えている。シャーシはまた、ベースプレートに接続されると共に、モジュールのシャーシへの挿入時にレール手段6を受け入れるように配置されたマザーボード35を備えている。モジュールの挿入後、マザーボードはモジュールに対するサポートを提供するように機能する。図5に示されているマザーボードは、二つのモジュールを受け入れるように構成されている。しかしながら、このマザーボードは、システムの設計に応じ、任意の数のモジュールを受け入れるように構成できることが理解されるであろう。

0020

シャーシの後方に配置されているシステムPCBコネクタ37は、モジュールPCBコネクタ7を受容し、モジュールと親システムの間に電気接続を確立するように配置されている。PCBコネクタ7、37は、多極エッジコネクタであることが好ましい。

0021

システムPCBコネクタ37の両側には、シールド手段36が配置されている。シールド手段は金属製であり、PCB接続の部分から発生される電磁放射線の量を低減させるように配置されている。

0022

シャーシのベースプレートと前部プレートは、金属製であることが好ましい。

0023

前部プレートは、そこに設けられた複数の小開口39を備えている。これらの小開口は開口33、34の周囲に配置され、モジュールをその場でシャーシに固定するのを可能にするよう機能する。

0024

図5に示されているシャーシは、二つの開口33、34を有し、二つのモジュールを挿入するのに適している。しかしながら、マザーボードに従って、シャーシは親システムの要求に応じ、いかなる数のモジュールを受け入れるようにも構成できる。例えば、図2から図5に示された部材に同じ参照番号が付してある図6においては、シャーシ30は、シャーシの開口34に挿入された単一のモジュールと共に示されている。この実施例において、開口33は、挿入されたモジュールを持たず、ダミープレート40によって覆われている。代替的にはダミーモジュールを用いて、空気流特性を保持するようにしても良い。モジュール1とダミープレート40は両方とも、固定ファスナ41によって所定の位置に取り付けられる。

0025

図2図6に最も良く示されている本発明の別の側面によれば、モジュール1のベゼル3は、このベゼルの対角をなす角からそれぞれ突き出している上部アーム20と下部アーム22を備えている。ベゼルをこのように構成することによって、複数のモジュールを接近した間隔でシャーシに挿入することができ、それにより、所定数のモジュールに必要なシャーシの全体の大きさが低減される。その上、ベゼルを図2及び図6に示されているように構成することによって、固定ファスナ41に対するアクセスが改良され、システムへのモジュールの挿入及び取り出しの容易性がさらに大きく改善される。

0026

図3図6にもっとも良く示されているように、追加のEMIガスケット240が、ベゼルの裏側に配置されている。この追加のEMIガスケットは、モジュールが所定位置に保持される際にベゼル3と前部プレート32の間に良好な電気接続を確立し、それによってシステム全体の電気接地の改善を補助する。

0027

前述したように、また図2から図6と同じ部材には同じ参照番号が付されている図7図8および図9においてここで詳細に示すように、レール手段6は、介在体262に対して可撓的に取り付けられた複数のバネ状フィンガ260を備えている。バネ状フィンガと介在体は好ましくは金属製であり、単一の部材を形成する。モジュールの反対側には、実質的に同一のレール手段が配置されていることが理解されるであろう。

0028

レール手段は、ハウジングに形成された溝270に挿入される。バネ状フィンガは、モジュールを所定の位置に固定しつつ、ある範囲内で異なる厚みを有するマザーボードを受け入れるように配置されている。バネ状フィンガは例えば、2mmから3.1mmの範囲の厚みのマザーボードを受け入れるように配置される。

0029

本発明のさらに他の特徴として、マザーボードは複数の取り付けピラー250に支持される。このようにマザーボードを配置することによって、空気がモジュールの上下を流れることができ、モジュールの冷却を有利に改善することができる。

0030

図10図11に示されるように、モジュールPCBコネクタ手段7は、システムPCBコネクタ手段37に差し込まれている。シールド手段36がコネクタ7と37を覆って配置され、電磁放射閉じ込めるとともに、システムの電気接地をさらに改善するのを補助する。シールド手段は、モジュールがシャーシに完全に挿入された場合に、ハウジングの後方から突出部分425に圧力を加える、複数の弾性フィンガ420を含むことができる。これらの弾性フィンガは、シールド手段とモジュールの間に良好な電気接続を確保するよう機能する。

0031

図11においては、コネクタ7と37が良く見えるように、シールド36の一部が切除されている。多極型のコネクタにおいて知られているように、コネクタ7の高さは、接続が行われるように、コネクタ37と精密に合わせられねばならない。全体としてはレール手段が、また具体的に見ればバネ状フィンガが、モジュールのコネクタ7を正確な高さとするよう機能し、システムのコネクタ37と確実な接続が行われるようにする。

0032

本発明の他の実施例においては、図10に見られるように、金又は他の適当な金属の薄層400が、モジュール1が挿入されている辺りでマザーボード上に配置されている。斜線パターン400によって示されている金の層の存在により、レール手段と、シャーシの前部プレート及びベースプレートの間に電気接続が確保される。好ましくは、シールド手段36は金の層にはんだ付けされる。このようにして、モジュールを取り囲んで電気接続領域が確立されるが、次いでこれを顧客自身の接地接続へと接続するのは容易である。

0033

有利なことに、本発明によるモジュールは、シャーシに対する挿入及び取り出しが容易である。さらにまた、追加のモジュールや交換用のモジュールを容易に挿入できるので、完全に着脱自在なシステムが構成される。

0034

上述のモジュールとシャーシは、10ギガビットシリアル光イーサネット登録商標)システムにおいて動作するように構成するのが好ましい。このためには、モジュールは、10キロメートルシングルモード光ファイバリンクにわたって動作するのに十分なパワーで、1300nmの波長において動作する光トランシーバとして構成される。しかしながら、本発明のモジュールの概念は、他の速度や他の波長での使用についても等しく適用可能であり、また異なる距離や異なるタイプの光ファイバについても等しく適用可能である。

0035

本発明の別の実施例において、モジュールは、10ギガビットトランシーバに必要なすべての機能的な制御を行うことができる。この機能的な制御には好ましくは、XAUIインタフェース、管理機能、および管理インタフェースが含まれる。管理インタフェースは、MDIOインタフェースであることが好ましい。XAUIインタフェースと管理機能を、モジュール内に配置されたASICによって実現して、10ギガビットMII(媒体に依存しないインタフェース)に対する直接接続を可能にするのが好ましい。

0036

好ましくはさらに、モジュールは二つのサブアセンブリを有する。すなわち直接変調されるレーザを備えた光送信サブアセンブリと、フォトダイオードトランスインピーダンス増幅器とを備えた光受信サブアセンブリである。レーザ駆動、MUX(合波)受信機の後置増幅およびDEMUX(分波)機能は、カスタムASICを用いることによって達成される。

0037

有利には、モジュールは全二重XAUI電気信号を全二重光信号に変換可能である。トランシーバと光リンクの管理は、MDIOを介して行われる。XAUIインタフェースは3.125ギガボーで動作し、電気接続はホットプラグイン可能なコネクタを経由する。

発明の効果

0038

本発明によれば、光学部品、インタフェース、管理機能および管理インタフェースなどのすべてが、単一のモジュールに一体化されている光トランシーバが提供される。この光トランシーバモジュールは親システムに対して差し込み(プラグイン)及び取り外し自在であり、良好な電気接続と、優れた拡張性及び交換可能性をもたらす。

図面の簡単な説明

0039

図1レールタイプの構成を介して遠隔通信システムに接続される、従来の光トランシーバモジュールを示す。
図2本発明のモジュールの一例を示す斜視図である。
図3図2のモジュールの後方からの斜視図である。
図4図2のモジュールの長手方向に沿った側面図である。
図5図1から図4に示されているモジュールを受け入れるのに適したシャーシの斜視図である。
図6モジュールが挿入された図5のシャーシの斜視図である。
図7モジュールの長手方向に沿った図6のシャーシの側面図である。
図8図7におけるモジュールとシャーシの詳細を示す側面図である。
図9図7におけるモジュールとシャーシの詳細を示す斜視図である。
図10モジュールが挿入された状態での図5のシャーシの後方からの斜視図である。
図11図10のモジュールが挿入されたシャーシの後方からの詳細を示す図である。

--

0040

1モジュール
2ハウジング
3ベゼル
6レール
7、37電気接続手段
9フィン
20、22アーム
30シャーシ
35 ボード
36シールド手段
110 上部半体
112 下部半体
115ガスケット
250 取り付け手段
260、420フィンガ
400 導電材料層

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