BR102019005206A2 - Transceptor bidirecional de comprimento de onda singular com acoplador de fibra ótica integrado - Google Patents

Transceptor bidirecional de comprimento de onda singular com acoplador de fibra ótica integrado Download PDF

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Eric Y. Chan
Dennis G. Koshinz
Tuong K. Truong
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The Boeing Company
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Abstract

transceptor bidirecional de comprimento de onda singular com acoplador de fibra ótica integrado. um aparelho configurado para funcionar como um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular, conectável, em uma rede de comutação. o aparelho inclui: um acoplador de fusão 2x1; uma fibra ótica de entrada/saída, uma fibra de subconjunto ótico de detector (osa) e uma fibra osa de laser, todos conectados ao acoplador de fusão 2x1; e um transceptor que inclui um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor (pwb) e osas de laser e detector, eletricamente acoplados ao pwb do circuito eletrônico de transceptor. osa de laser inclui um laser que é situado para transmitir luz para a fibra osa de laser, enquanto osa de detector inclui um fotodetector que é situado para receber luz da fibra osa de detector. o pwb do circuito eletrônico de transceptor também inclui uma multiplicidade de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor dispostos em uma extremidade conectável do pwb.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TRANSCEPTOR BIDIRECIONAL DE COMPRIMENTO DE ONDA SINGULAR COM ACOPLADOR DE FIBRA ÓTICA INTEGRADO. Fundamentos [0001] A tecnologia descrita aqui se refere geralmente a redes de fibra ótica que permitem a comunicação entre os componentes elétricos. [0002] Os transceptores bidirecionais de fibra ótica têm sido desenvolvidos com sucesso em redes de aviônicos para substituir o cabo de cobre com o objetivo de reduzir o tamanho, peso e potência. Adicionalmente, redes de comutação de alta velocidade em grande escala (por exemplo, superiores a 1 Gbits/s) foram propostas para uma geração futura de aeronaves utilizando um grande número de links óticos bidirecionais de fibra singular na aeronave.
[0003] Os transceptores bidirecionais existentes, utilizados em algumas redes de aviônicos, exigem dois comprimentos de onda para operar. Isso cria um fardo para os projetistas e instaladores de sistemas de rede de comutação em grande escala para rastrear os transceptores bidirecionais com os pares de comprimento de onda coincidentes corretos em cada link ótico de fibra. Para algumas redes de comutação em grande escala, projetadas para uso nos sistemas de aviônicos, rastrear o par de comprimento de onda coincidente é um processo trabalhoso e demorado que exige um trabalho frequente quando um transceptor de comprimento de onda errado é instalado no link ótico da aeronave.
[0004] Outro transceptor bidirecional foi proposto no qual os sinais óticos de transmissão e recepção possuem o mesmo comprimento de onda. Esse transceptor proposto possui um divisor de feixe instalado no subconjunto ótico (OSA), mas esse projeto precisa utilizar um absorvente para reduzir o reflexo do laser local. A grande interferência e espalhamento do reflexo ótico em OSA desativaria a operação do link
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2/26 ótico bidirecional. Portanto, não seria aconselhável produzir um transceptor bidirecional com base nesse projeto de divisor de feixe. Sumário [0005] A presente matéria descrita em alguns detalhes abaixo é direcionada a um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular (isto é, fibra singular) com o acoplador de fusão integrado (ao invés de um divisor de feixe) que permite a comunicação entre os componentes elétricos (tal como as unidades substituíveis de linha) em altas taxas de transmissão de dados (por exemplo, superiores a 1 Gbits/s). A presente matéria descrita abaixo é adicionalmente direcionada para um processo de fabricação que é baseado na modificação do empacotamento de um transceptor SFP de alta velocidade, duas fibras, padrão, que está disponível a baixo custo.
[0006] De acordo com uma modalidade, um acoplador de fusão ótica de vidro e múltiplos modos 2x1 (doravante, acoplador de fusão 2x1) são integrados dentro do pacote de transceptor SFP. O acoplador de fusão 2x1 é formado por um processo de fusão. Pela utilização de um acoplador de fusão 2x1, o uso de um divisor de feixe (que é caro de empacotar) pode ser evitado. O acoplador de fusão 2x1 possui um reflexo posterior muito baixo (-40 dB ou menos), diferentemente da abordagem com o divisor de feixe. O acoplador de fusão 2x1 é distante de OSA na extremidade dianteira do transceptor, eliminando, assim, a interferência entre o laser de transmissão local e o fotodetector de recebimento local. Com esse acessório de acoplador de vidro integrado, o projeto de transceptor bidirecional de comprimento de onda singular, proposto aqui, permite a operação de 100 metros de link GbPOF livre de erro, em uma rede de comunicação de grande escala com uma grande margem de link ótico.
[0007] Nas modalidades particulares descritas aqui, o transceptor bidirecional de comprimento de onda singular é um transceptor
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3/26 conectável de fator de forma pequeno (SFP), que possui um fator de forma (incluindo dimensões) como especificado por um acordo de múltiplas fontes de padrão industrial (MSA) sob os auspícios do Small Form Factor Committee. Os transceptores SFP podem ser facilmente adaptados a vários padrões de rede de fibra ótica e facilmente incorporados a redes de comutação de grande escala em sistemas de aviônicos que empregam fibra ótica (plástico ou vidro) capazes de transmitir dados em taxas superiores a 1 Gbits/s. No entanto, os novos acessórios técnicos descritos aqui não dependem de se as dimensões dos transceptores conectáveis estão em conformidade com qualquer especificação SFP em particular. Aplicando-se os conceitos descritos aqui, os transceptores conectáveis podem ser construídos de modo a não estarem em conformidade com as especificações SFP.
[0008] Apesar de várias modalidades de um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular, conectável, com acoplador de fusão integrado, serem descritas em detalhes abaixo, uma ou mais dessas modalidades podem ser caracterizadas por um ou mais dos aspectos a seguir.
[0009] Um aspecto da presente matéria descrita em detalhes abaixo é um aparelho compreendendo um acoplador de fusão 2x1; uma fibra ótica de entrada/saída conectada ao acoplador de fusão 2x1; uma fibra de subconjunto ótico detector conectada ao acoplador de fusão 2x1; uma fibra de subconjunto ótico a laser conectada ao acoplador de fusão 2x1; e um transceptor compreendendo um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor, eletricamente acoplado ao painel eletrônico do transceptor e um eletricamente acoplado ao painel um subconjunto ótico de laser de fiação impresso de circuito subconjunto ótico de detector de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor. O subconjunto ótico a laser compreende um laser que é situado para transmitir luz para a fibra de subconjunto ótico
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4/26 a laser. O subconjunto ótico de detector compreende um fotodetector que é situado para receber luz da fibra de subconjunto ótico de detector. O painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor compreende uma multiplicidade de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor dispostos em uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor.
[0010] De acordo com algumas modalidades, o aparelho compreende adicionalmente uma base metálica e uma cobertura metálica, onde o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor e a cobertura metálica são fixados à base metálica, e a cobertura metálica é aberta em uma extremidade para expor os contatos metálicos de entrada/saída de transceptor, permitindo, assim, que os contatos metálicos correspondentes em um hardware de aplicativo, estejam em contato com os contatos metálicos de entrada/saída do transceptor quando uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor é conectada nesse hardware de aplicativo. Em uma implementação proposta, a base metálica compreende um tubo de nariz feito de fibra que se projeta a partir de uma extremidade da base metálica, e a fibra ótica de entrada/saída atravessa o tubo de nariz feito de fibra. O aparelho compreende adicionalmente uma bota de fibra que cerca o tubo de nariz feito de fibra e uma parte da fibra ótica de entrada/saída que se projeta além de uma extremidade distal do tubo de nariz feito de fibra.
[0011] Outro aspecto da presente matéria descrita em detalhes abaixo é um sistema de transmissão de dados compreendendo: um cabo ótico que compreende uma fibra ótica de gigabit; primeiro e segundo acopladores de fusão 2x1 oticamente acoplados a extremidades opostas do cabo ótico; um primeiro transceptor compreendendo um primeiro laser e um primeiro fotodetector acoplado, respectivamente, oticamente ao primeiro acoplador de fusão 2x1; e um
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5/26 segundo transceptor compreendendo um segundo laser e um segundo fotodetector acoplado oticamente, respectivamente, ao segundo acoplador de fusão 2x1. O primeiro e segundo lasers são configurados para emitir os feixes de laser possuindo comprimentos de onda que são iguais.
[0012] Um aspecto adicional da presente matéria descrita em detalhes abaixo é um método para montar um pacote de transceptor conectável, compreendendo: fabricar um acoplador de fusão 2x1; conectar uma fibra ótica de entrada/saída, uma fibra de subconjunto ótico de detector e uma fibra de subconjunto ótico de laser ao acoplador de fusão 2x1; inserir a fibra ótica de entrada/saída em um tubo de nariz feito de fibra projetado a partir de uma extremidade da base metálica; fixar o acoplador de fusão 2x1 à base metálica; conectar os subconjuntos óticos de laser e detector a um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor por meio de circuitos flexíveis respectivos; inserir uma extremidade da fibra de subconjunto ótico de detector dentro de um subconjunto ótico de detector; inserir uma extremidade da fibra de subconjunto ótico de laser dentro de um subconjunto ótico de laser; fixar os subconjuntos óticos de laser e detector à base metálica; posicionar o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor de modo que se sobreponha à base metálica com o acoplador de fusão 2x1 entre o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor e base metálica; e fixar o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor a uma multiplicidade de hastes de suporte do painel de fiação impresso com recessos de retenção na base metálica.
[0013] Outros aspectos dos transceptores bidirecionais de comprimento de onda singular, conectáveis, com acopladores de fusão integrada, são descritos abaixo.
Breve Descrição dos Desenhos
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6/26 [0014] As características, funções e vantagens discutidas na seção anterior podem ser alcançadas independentemente em várias modalidades ou podem ser combinadas em outras modalidades. Várias modalidades serão descritas, doravante, com referência aos desenhos para fins de ilustração dos aspectos descritos acima e outros. Nenhum dos diagramas descritos de forma breve nessa seção está em escala.
[0015] A figura 1 é um diagrama em bloco identificando algumas características de um projeto de transceptor SFP bidirecional de fibra dupla, no qual o transceptor transmite e recebe luz do mesmo comprimento de onda.
[0016] A figura 2 é um diagrama representando um sistema de transmissão de dados bidirecionais possuindo transceptores SFP de fibra dupla e comprimento de onda singular com links GbPOF para permitir a comunicação de dados bidirecionais entre os comutadores de rede ótica aos quais os conjuntos respectivos de LRUs são conectados. [0017] A figura 3 é um diagrama em bloco ilustrando um exemplo de uma rede ótica de grande escala utilizando transceptores GbPOF e SFP.
[0018] A figura 4 é um diagrama em bloco representando a conexão de um acoplador de fusão 2x1 a um transceptor SFP de fibra dupla de comprimento de onda singular para formar um transceptor SFP de fibra singular de comprimento de onda singular.
[0019] A figura 5 é um diagrama em bloco ilustrando a configuração experimental utilizada para validar o projeto proposto da operação de comprimento de onda singular do transceptor ilustrado na figura 4.
[0020] As figuras 6 a 15 são diagramas apresentando vários estágios na montagem de um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular, conectável, de acordo com uma modalidade.
[0021] Referência será feita doravante aos desenhos nos quais elementos similares em desenhos diferentes apresentam as mesmas
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7/26 referências numéricas.
Descrição Detalhada [0022] Uma fibra ótica é um guia de onda dielétrico cilíndrico que transmite luz ao longo de seu eixo geométrico. A fibra consiste em um núcleo transparente cercado por uma camada de revestimento transparente (doravante, revestimento), ambos os quais são feitos de materiais dielétricos. Luz é mantida no núcleo pelo fenômeno de reflexo interno total. Para confinar o sinal ótico no núcleo, o índice de refração do núcleo é maior do que o do revestimento. O limite entre o núcleo e o revestimento pode ser súbito, como na fibra de índice de etapa, ou gradual, como na fibra de índice classificado. Fibras óticas podem ser feitas de vidro ou plástico.
[0023] A rede ótica utilizando a fibra ótica plástica (POF) apresenta vantagens sobre a fiação de cobre em termos de peso, tamanho, largura de banda, potência e imunidade eletromagnética. POF apresenta vantagens sobre a fibra de vidro ótica (GOF) em termos de facilidade de manuseio, instalação e manutenção. O material núcleo POF pode variar de acrilato a polímero perfluorado. O perfil de índice POF pode variar de índice de etapa até índice classificado. A geometria POF pode variar de um núcleo singular para múltiplos núcleos. A utilização de POF pode resultar em uma economia apreciável de peso. A economia de peso pode ser significativa para redes a bordo de veículos, tal como aeronaves, onde a economia de peso pode resultar em um consumo reduzido de combustível e menos emissões.
[0024] Em um sistema de fibra ótica, é típico que duas fibras óticas sejam fundidas em uma disposição, de extremidade para extremidade, para fornecer um comprimento contínuo de fibra ótica. Também é comum que fibras óticas sejam fundidas em uma disposição lado a lado, na qual uma seção alongada de uma fibra ótica é fundida a uma seção alongada de outra fibra ótica, de modo que os sinais óticos sejam
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8/26 transferidos entre as fibras fundidas. Tal interface ótica fundida lado a lado, que será referida aqui como um acoplador de fusão 2x1, permite a baixa perda de inserção, baixo reflexo e divisão igual de sinais óticos entre as fibras óticas fundidas.
[0025] É prática comum conectar um número de unidades substituíveis de linha (LRUs) uma à outra para obter a comunicação dentro de um sistema de aviônicos. Por exemplo, um número de LRUs na seção anterior de um veículo (por exemplo, uma aeronave) foram conectadas a um número de LRUs na seção posterior do veículo. Conectar cada LRU a cada outra LRU pode resultar em um número demasiadamente grande de conexões. Adicionalmente, muitas das conexões entre LRUs podem ser longas, resultando em perdas óticas.
[0026] As redes de fibra ótica apresentam vantagens de maior velocidade, menor peso e imunidade à interferência eletromagnética sobre as redes de cobre. Muitos modelos de aeronaves comerciais apresentam redes de fibra ótica para fins de redução de tamanho, peso e potência. Em alguns casos, o número grande de cabos GOF na aeronave é um fator importante que contribui para o alto custo de fabricação. Para reduzir o custo de instalação da rede de fibra ótica na aeronave, existe a necessidade de reduzir o número de cabos de fibra ótica utilizados nas aeronaves.
[0027] Os transceptores bidirecionais de fibra ótica foram desenvolvidos com sucesso nas redes de aviônicos para substituir o cabo de cobre para obter uma redução de tamanho, peso e potência. Um processo de projeto e fabricação é descrito aqui integrando um acoplador de fibra ótica de baixo reflexo de retorno e baixa perda em um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular (SFP), conectável, de fator de forma pequeno, modificado. Os transceptores bidirecionais de comprimento de onda singular descritos aqui podem ser incorporados às redes de comutação de grande escala nos sistemas de
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9/26 aviônicos que empregam a fibra ótica (plástico ou vidro) capaz de transmitir dados em taxas superiores a 1 Gbits/s. Tal fibra ótica de plástico será referida aqui como uma fibra ótica plástica de gigabit (GbPOF). A fibra ótica plástica de Gigabit é feita de um polímero perfluorado dúctil e não quebra durante a dobra do cabo apertada. Um GbPOF ilustrativo possui um diâmetro de núcleo de 55 mícrones e um diâmetro de revestimento de 500 mícrons. A fibra ótica de vidro mencionada acima será referida aqui como uma fibra ótica de vidro de gigabit (GbGOF). Um exemplo de um GbGOF é a fibra ótica de vidro de múltiplos modos OM4 com um diâmetro núcleo de 50 mícrons e um diâmetro de revestimento de 125 mícrons. Esse GbGOF possui uma largura de banda para 10 Gbits/s através de distâncias de até 400 metros. O projeto de transceptor proposto aqui foi provado experimentalmente como sendo capaz de suportar uma rede GbPOF com uma distância de link ótico de pelo menos 100 metros.
[0028] As modalidades ilustrativas de um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular, conectável, com acopladores de fusão integrados são descritas em alguns detalhes abaixo. No entanto, nem todas as características de uma implementação real são descritas nessa especificação. Um versado na técnica apreciará que no desenvolvimento de qualquer uma dessas modalidades reais, inúmeras decisões específicas de implementação devem ser feitas para alcançar os objetivos específicos dos projetistas, tal como a conformidade com as restrições relacionadas com o sistema e relacionadas com negócio, que variarão de uma implementação para outra. Ademais, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento deve ser complexo e demorado, mas, não obstante, seria uma rotina para os versados na técnica tendo o benefício dessa descrição.
[0029] Várias modalidades de uma rede de fibra ótica para permitir a comunicação ótica entre as unidades substituíveis em linha em uma
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10/26 aeronave em altas taxas de transmissão de dados (por exemplo, superiores a 1 Gbit/s) serão descritas em detalhes abaixo para fins de ilustração. No entanto, a implementação das redes de fibra ótica descritas aqui não está limitada apenas ao ambiente de uma aeronave, mas, em vez disso, pode ser utilizada em redes de fibra ótica a bordo de outros tipos de veículos ou outros tipos de redes de fibra ótica (por exemplo, aplicativos terrestres de longa distância, de centro de dados e fibra para residência/escritório). Adicionalmente, apesar de a modalidade ilustrativa particular descrita em alguns detalhes doravante empregar GbPOF, modalidades alternativas podem empregar GbGOF. [0030] Um tipo de transceptor de comprimento de onda singular de alta velocidade (acima de 1 Gbit/s) possui uma fibra para transmitir (Tx) o sinal ótico de saída e outra fibra para receber (Rx) o sinal ótico de entrada. O transmissor possui um diodo a laser de alta velocidade conectado a um acionador de laser e circuito integrado de transmissor (Tx). O receptor possui um detector de alta largura de banda conectado a um amplificador e um circuito integrado de receptor (Rx).
[0031] A figura 1 é um diagrama identificando algumas características de um transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 que transmite e recebe luz do mesmo comprimento de onda λ1. [Como utilizado aqui, o termo comprimento de onda, no contexto de luz de laser coerente significa o comprimento de onda central da luz de laser possuindo uma largura espectral estreita.] Esse transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 pode ser configurado para estar em conformidade com as especificações SFP. [0032] No exemplo apresentado na figura 1, o transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 inclui um laser 4 e um fotodetector 8. O laser 4 pode ser implementado com lasers de retorno distribuídos de modo singular (DFB), lasers Fabry-Pérot (FP) de múltiplo modo ou lasers de emissão de superfície de cavidade vertical (VCSEL),
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11/26 para alta potência de saída ótica e baixo ruído modal. O fotodetector 8 pode ser implementado com um fotodiodo do tipo n intrínseco, tipo p de alta resposta (PIN) ou um fotodiodo tipo avalanche para fornecer alta sensibilidade de receptor.
[0033] O laser 4 é acionado para emitir luz de um comprimento de onda ài por um circuito acionador e transmissor de laser 6 em resposta ao recebimento de diferentes sinais de transmissão Tx+ e Tx- de uma unidade substituível de linha associada (não ilustrada) através das linhas de sinal elétrico de transmissão 12a e 12b, respectivamente. O circuito de acionador e transmissor de laser 6 inclui o conjunto de circuitos elétricos que converte esses sinais diferenciais em sinais digitais representando os dados a serem transmitidos pelo laser 4.
[0034] Inversamente, o fotodetector 8 recebe luz de comprimento de onda ài e converte essa luz detectada em sinais digitais elétricos que são fornecidos para um circuito amplificador e receptor de detector 10. O circuito amplificador e receptor de detector 10, por sua vez, inclui o conjunto de circuitos elétricos que converte esses sinais digitais elétricos em sinais de recebimento de diferencial elétrico Rx+ e Rx- que representam os dados recebidos. Os sinais de recebimento de diferencial elétrico Rx+ e Rx- são transmitidos para outros conjuntos de circuito na unidade substituível em linha através das linhas de sinal elétrico de recebimento 14a e 14b, respectivamente.
[0035] O laser 4 é acoplado oticamente a uma fibra ótica de vidro 18a, enquanto o fotodetector 8 é oticamente acoplado a uma fibra ótica de vidro 18b. Ambas as fibras óticas de vidro 18a e 18b possuem tipicamente núcleos feitos do mesmo material possuindo um índice de refração selecionado para minimizar a perda ótica para qualquer luz do comprimento de onda Ài sendo transmitido ao longo do comprimento da fibra. O transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 apresentado na figura 1 recebe a energia elétrica possuindo uma
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12/26 voltagem Vcc através da linha de suprimento de energia de transceptor
16.
[0036] O transceptor de fibra dupla de comprimento de onda única 2 apresentado na figura 1 pode ser empacotado de acordo com o padrão de acordo com múltiplas fontes industrial (MAS) com dimensões de cerca de 5,8 cm x 1 cm x 1 cm. O circuito de acionador e transmissor de laser 6 e circuito amplificador e receptor de detector 10 são montados em superfície em um painel de fiação impresso de lado duplo (PWB) (não ilustrado na figura 1), que permite que o transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 seja conectável a um hardware de aplicativo, tal como comutador de Ethernet de gigabit (GBE) de uma rede de comutação que é conectada a uma LRU.
[0037] Um projeto de sistema de aviônicos de próxima geração utilizará redes de comutação de alta velocidade em grande escala com as conexões de fibra ótica plástica de gigabit (GbPOF) para substituir cabos pesados, volumosos e caros de cobre com o objetivo de reduzir o tamanho peso e potência. O componente-chave que suporta essa exigência de sistema é um transceptor de alta velocidade que pode ser conectado ao comutador de uma rede de comutação de grande escala que forneça interconexão ótica de um grande número de LRUs.
[0038] A figura 2 ilustra o conceito de projeto para um sistema de transmissão de dados bidirecional possuindo quatro transceptores de fibra dupla de comprimento de onda singular 2a-2d com links GbPOF 32 para permitir que a comunicação de dados bidirecionais entre os comutadores de rede 20a e 20b, aos quais os respectivos conjuntos 22a e 22b de LRUs (doravante multiplicidades de LRUs 22a e 22b) são conectados. Nesse exemplo, uma extremidade de cada link GbPOF 32 é oticamente acoplada a um respectivo laser 4 através de um respectivo conector 24 e uma respectiva fibra ótica de vidro 18a e a outra extremidade de cada link GbPOF 32 é oticamente acoplada a um
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13/26 respectivo fotodetector 8 através de um respectivo conector 26 e uma respectiva fibra ótica de vidro 18b.
[0039] Mas em uma rede de comutação de grande escala do tipo apresentado na figura 2, haverá um número muito grande de comutadores para as conexões LRU. Um exemplo de uma rede de comutação de grande escala 34, utilizando links GbPOF e transceptores SFP é ilustrado na figura 3. Essa rede de comutação de grande escala 34 inclui uma primeira multiplicidade de comutadores com transceptores SFP conectados 36a-36c eletricamente acoplados a uma primeira multiplicidade de LRUs 22a, uma segunda multiplicidade de comutadores com transceptores SFP conectados 38a-38c, eletricamente acoplados a uma segunda multiplicidade de LRUs 22b, e uma terceira multiplicidade de comutadores com transceptores SFP conectados 40a-40d, que são oticamente acoplados à primeira e segunda multiplicidades de comutadores com transceptores SFP conectados 36a-36c e 38a-38c.
[0040] Na rede de comutação de grande escala 34 do tipo apresentado na figura 3, uma redução da contagem de fibra de duas fibras para uma fibra por transceptor reduziria os custos com instalação e trabalho pela metade pela alteração do sistema de duas fibras para um sistema bidirecional de fibra única. O transceptor conectável bidirecional de comprimento de onda singular descrito aqui torna tal sistema bidirecional de comprimento de onda singular possível. O projeto e processo de implementação descritos em alguns detalhes abaixo fornecem um transceptor conectável, bidirecional, de fibra singular, e comprimento de onda singular otimizado para aplicativo GbPOF. A utilização GbPOF substituiria o uso de fibra ótica de vidro cara e frágil, o que reduz ainda mais o custo com instalação e trabalho de uma rede de comutação de fibra ótica em uma aeronave.
[0041] A figura 4 é um diagrama em bloco representando a conexão
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14/26 de um acoplador de fusão 2x1 64 possuindo baixa perda ótica e baixo reflexo de retorno para um transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 para formar um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular (isto é, fibra singular) 102. Mais especificamente, o acoplador de fusão 2x1 64 inclui: (1) uma fibra ótica de entrada/saída 66 que é conectada e oticamente acoplada a um link GbPOF (não ilustrado na figura 4); (2) uma fibra de subconjunto ótico de detector (OSA) 68 que é conectada e oticamente acoplada a uma fibra ótica de vidro 18b (que, por sua vez, e oticamente acoplada ao fotodetector 8 do transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2) por um conector 44; e (3) uma fibra de subconjunto ótico de laser (OSA) 70 que é conectada e oticamente acoplada a uma fibra ótica de vidro 18a (que é, por sua vez, oticamente acoplada ao laser 4 do transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2) por um conector 42. Alternativamente, as fibras OSA de laser e detector 70 e 68 podem ser acopladas diretamente ao laser 4 e detector 8 sem utilizar fibras óticas de vidro 18a e 18b visto que essas fibras são do mesmo tipo de fibra ótica de vidro de múltiplos modos.
[0042] Devido ao longo comprimento de alguns dos percursos de fibra ótica conectando os transceptores na seção anterior de uma aeronave aos transceptores da seção posterior da aeronave, é comum utilizar conectores para acoplar oticamente uma pluralidade de fibras óticas de comprimento menor em série. Muitos tipos diferentes de conectores de fibra ótica existem e estão comercialmente disponíveis. Consequentemente, a figura 4 não busca representar qualquer configuração particular ou tipo de conector de fibra ótica. Cada um dos conectores 42 e 44 pode apresentar uma estrutura cilíndrica geralmente circular. Adicionalmente, é bem sabido que alguns conectores incluem molas e estrutura associadas para empurrar as extremidades de dois dispositivos de fibra ótica em contato com o outro. Tais molas e estrutura
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15/26 associada também são ilustradas na figura 4.
[0043] Quando incorporado a um pacote conectável (não ilustrado na figura 4, mas ver figura 14), o acoplador de fusão 2x1 64 e o transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 formam um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102 que é conectável a um comutador e rede. Dois transceptores bidirecionais de comprimento de onda singular 102 podem ter suas fibras óticas de entrada/saída respectivas 66 conectadas e oticamente acopladas uma à outra através de um cabo GbPOF consistindo em um ou mais links GbPOF conectados em série. Dois transceptores bidirecionais de comprimento de onda singular 102 conectados dessa forma permitiriam que as respectivas LRUs e um sistema de aviônicos se comuniquem um com o outro.
[0044] O projeto ilustrado na figura 4 foi provado experimentalmente como sendo capaz de suportar uma rede GbPOF com uma distância de link ótico de pelo menos 100 metros. Uma vantagem dessa abordagem de acoplador de fusão é a eliminação do sinal ótico de espalhamento a partir do laser local para o detector local que pode ocorrer quando um divisor de feixe é utilizado em alguns outros transceptores de fibra singular e comprimento de onda singular. O reflexo traseiro de sinais óticos do acoplador de fusão 2x1 64 também é um muito baixo (abaixo de -40 dB). Esses dois fatores tornam o comprimento de onda singular e uma configuração de fibra singular, possíveis.
[0045] A figura 5 é um diagrama em bloco ilustrando uma configuração experimental utilizada para testar o conceito da operação de transceptor bidirecional de comprimento de onda singular utilizando os acopladores de fusão 2x1 externos 64a e 64b com os transceptores SFP de fibra dupla de comprimento de onda singular (não visíveis na figura 5) conectados aos conversores de respectivos meios 46a e 46b. Os acopladores de fusão 2x1 64a e 64b foram oticamente acoplados
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16/26 aos transceptores SFP de fibra dupla de comprimento de onda singular da forma apresentada na figura 4. Mais especificamente, a fibra de subconjunto ótico de detector 68 do acoplador de fusão 2x1 64a foi acoplada oticamente ao fotodetector 8 do transceptor SFP de fibra dupla e comprimento de onda singular que é conectado ao conversor de mídia 46a, enquanto a fibra de subconjunto ótico de laser 70 do acoplador de fusão 2x1 64a é oticamente acoplada ao laser 4 do mesmo transceptor SFP de fibra dupla e comprimento de onda singular. De forma similar, a fibra de subconjunto ótico de detector do acoplador de fusão 2x1 64b é oticamente acoplada ao fotodetector 8 do transceptor SFP de fibra dupla de comprimento de onda singular que é conectado ao conversor de mídia 46b, enquanto a fibra de subconjunto ótico a laser 70 do acoplador de fusão 2x1 64b é oticamente acoplada ao laser 4 do mesmo transceptor SFP de fibra dupla de comprimento de onda singular. Adicionalmente, a fibra ótica de entrada/saída 66 do acoplador de fusão 2x1 64a é conectada e oticamente acoplada a um link GbPOF 32a por um conector 24; a fibra ótica de entrada/saída 66 do acoplador de fusão 2x1 64b é conectada e oticamente acoplada ao link GbPOF 32b por um conector 26; e os links GbPOF 32a e 32b são conectados e oticamente acoplados um ao outro por um conector 25.
[0046] Em um experimento conduzido utilizando a configuração apresentada na figura 5, dois transceptores SFP de fibra dupla foram respectivamente conectados a dois acopladores de fusão 2x1 64a e 64b e um circuito GbPOF de 100 metros foi conectado às fibras de entrada/saída 66a e 66b dos acopladores de fusão 2x1 64a e 64b. Os transceptores SFP de fibra dupla foram conectados aos conversores de mídia Ethernet de Gigabit (GBE) 46a e 46b que foram interfaceadas para um testador GBE controlado por computador 48 por meio de dois cabos CAT 5 98a e 98b. Durante essas operação de link ótico, o testador GBE 48 enviou e recebeu pacotes GBE bidirecionais e verificou erros
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17/26 de bits e pacotes em falta. Os resultados experimentais mostraram que a operação GBE livre de erro foi realizada pelo projeto de comprimento de onda singular ilustrado na figura 4. Mais especificamente, os resultados do teste mostraram que mais de um bilhão de pacotes GBE foram comunicados através do link GbPOF de 100 metros sem faltar qualquer pacote e com zero erro de bit.
[0047] A figura 4 ilustra um projeto no qual um acoplador de fusão 2x1 externo 64 é combinado com um transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular 2 para formar um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102. Esse projeto pode ser consubstanciado em um pacote conectável, por exemplo, do tipo SFP. Um método para integrar o acoplador de fusão 2x1 64 a um transceptor de fibra dupla de comprimento de onda singular do tipo SFP é apresentado nas figuras 6 a 15. As etapas e princípios de montagem desse transceptor bidirecional de comprimento de onda singular conectável integrado serão descritos agora com referência às figuras 6 a 15.
[0048] A figura 6 é um diagrama representando uma visualização tridimensional de uma base metálica 50 para um transceptor conectável de acordo com uma modalidade. Essa base metálica 50 é preferivelmente formada por um processo de moldagem de fusão de matriz de baixo custo. A base metálica 50 é projetada para incluir os seguintes acessórios: quatro hastes de suporte PWB 52a a 52d; um retentor OSA de recebimento 54; um retentor OSA de transmissão 56; uma haste de parafuso PWB 58; um tubo de nariz feito de fibra 60; e um retentor de acoplador 62. As hastes de suporte PWB 52a a 52d possuem partições com recessos especialmente projetadas onde um PWB (não ilustrado na figura 6, mas fazer referência ao PWB de circuito eletrônico de transceptor 74 na figura 10) serão assentadas para permitir a operação de conexão e remoção de PWB. A haste de
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18/26 parafuso PWB 58 é utilizada para montar de forma segura PWB à base metálica 50. A base metálica 50 também possui um tubo de nariz feito de fibra 60 para inserir a fibra de entrada/saída do acoplador de fusão 2x1 (não ilustrado na figura 6, mas ver acoplador de fusão 2x1 64 na figura 7). O meio da base metálica 50 possui um retentor de acoplador 62 para montar o acoplador de fusão 2x1 na posição adequada na base metálica 50.
[0049] A figura 7 é um diagrama representando uma visualização tridimensional do acoplador de fusão 2x1 64 em preparação para a montagem na base metálica 50. De acordo com uma implementação proposta, a base metálica 50 possui um comprimento de 55,5 mm e uma largura de 12,8 mm, enquanto o acoplador de fusão 2x1 64 possui um comprimento de 25 mm e um diâmetro de 1,5 mm, como indicado na figura 7. Essa miniaturização do acoplador de fusão 2x1 64 permite que o acoplador de fusão 2x1 64 seja embutido em um transceptor SFP.
[0050] Como observado na figura 7, uma extremidade do acoplador de fusão 2x1 64 é conectada e oticamente acoplada a uma fibra ótica de entrada/saída 66, enquanto a outra extremidade é dividida, as extremidades divididas sendo conectadas e oticamente acopladas a uma fibra OSA de detector 68 e uma fibra OSA de laser 70, que são as fibras de entrada do acoplador de fusão 2x1 64. A fibra OSA de laser 70 é mais curta do que a fibra OSA de detector 68. A fibra ótica de entrada/saída 66 acopla oticamente os sinais óticos de entrada e saída do transceptor bidirecional de comprimento de onda singular. As faces de extremidade de todas as fibras estão ligadas ao acabamento livre de defeitos.
[0051] A figura 8 é um diagrama representando uma visualização tridimensional ilustrando a fixação do acoplador de fusão 2x1 64 à base metálica 50 e o posicionamento de uma bota de fibra 72 a ser deslizada para o tubo de nariz feito de fibra 60. Mais especificamente, a fibra ótica
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19/26 de entrada/saída 66 do acoplador de fusão 2x1 64 é inserida no tubo de nariz feito de fibra 60 da base metálica 50. Ao mesmo tempo, o acoplador de fusão 2x1 64 é posicionado no retentor de acoplador 62 no meio da base metálica 50. O acoplador de fusão 2x1 64 é fixado ao retentor de acoplador 62 utilizando epóxi de classificação espacial. Nessa posição, uma seção de extremidade distal da fibra OSA do detector 68 é disposta sobre o retentor OSA de recebimento 54, enquanto uma seção de extremidade distal da fibra OSA de laser 70 é disposta sobre o retentor OSA de transmissão 56. Então, uma bota de fibra 72 que se conforma ao diâmetro do tubo de nariz 60 da base metálica 50 é preparada para deslizar no tubo de nariz feito de fibra 60. Quando a bota de fibra 72 é deslizada para o tubo de nariz feito de fibra 60, a extremidade distal da fibra ótica de entrada/saída 66 se projetará além da bota de fibra 72, como observado na figura 9.
[0052] A figura 9 é um diagrama representando uma visualização tridimensional de um conjunto ótico 100 incluindo a base metálica 50, o acoplador de fusão 2x1 64 e a bota de fibra 72. Esse diagrama ilustra o estado do conjunto ótico 100 depois que a bota de fibra 72 foi deslizada no tubo de nariz feito de fibra 60, com a fibra ótica de entrada/saída 66 sendo alimentada através da bota de fibra 72, de modo que a extremidade distal da primeira se projete além da extremidade do segundo. A bota de fibra 72 é fixada à base metálica 50 utilizando epóxi de classificação espacial. A bota de fibra 72 fornece o alívio de tensão para a fibra ótica de entrada/saída 66 e também um limitador de raio de dobra para a fibra ótica de entrada/saída 66 para evitar a quebra decorrente da dobra excessiva.
[0053] A figura 10 é um diagrama representando uma visualização explodida tridimensional de componentes (antes da montagem) de um conjunto PBW (não ilustrado na figura 10, mas ver o conjunto PBW 92 na figura 11) projetado para ser montado no conjunto ótico 100
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20/26 apresentado na figura 9. Os componentes apresentados na figura 10 incluem o seguinte: (a) um PWB de circuito eletrônico de transceptor 74 possuindo conjunto de circuitos de transmissão e recebimento impresso e chips eletrônicos anexados associados; (b) um circuito de flexão 76 possuindo uma extremidade conectada ao PWB de circuito eletrônico de transceptor 74 e outra extremidade com uma multiplicidade de furos de solda de detector 77a; (c) um circuito de flexão 78 possuindo uma extremidade conectada ao PWB do circuito eletrônico de transceptor 74 e outra extremidade com uma multiplicidade de furos de solda a laser 77b; (d) uma multiplicidade (por exemplo, vinte) de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor 80 disposta em uma extremidade conectável do PWB do circuito eletrônico de transceptor 74 para realizar o contato elétrico com o hardware do aplicativo depois da conexão; (e) um furo vazado de parafuso 82 formado no PWB do circuito eletrônico de transceptor 74; (f) um detector em uma lata de linha de saída de transistor (TO) 84; (g) um alojamento de detector 86 no qual o detector em uma lata de TO 84 será alojado; (h) uma multiplicidade de pinos de solda de detector 87a conectada a uma base do detector em uma lata de TO 84; (i) um laser em uma lata de TO 88; (j) um alojamento de laser 90 no qual o laser em uma lata de TO 88 será alojado; e (k) uma multiplicidade de pinos de solda de laser 87b conectada a uma base do laser em uma lata de TO 88. Os dois circuitos de flexão 76 e 78 são fabricados para conexões de alta largura de banda com o detector e os pinos de solda de laser 87a e 87b. Os circuitos de flexão 76 e 78 são preparados com as partes circulares com furos de solda para criar a conexão elétrica do laser e do detector com as partes eletrônicas de transmissor e receptor no PWB de circuito eletrônico de transceptor 74. O comprimento de onda preferido do laser está em uma faixa de 1270 a 1310 nm, onde a perda ótica de GbPOF é mínima.
[0054] A figura 11 é um diagrama representando uma visualização
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21/26 explodida tridimensional do conjunto PBW 92. O método de montagem (não ilustrado na figura 11) envolve as seguintes etapas: (a) o detector em uma lata de TO 84 é instalado dentro do alojamento de detector 86 para formar um OSA de detector 101; (b) o OSA de detector 101 é posicionado de modo que a multiplicidade de pinos de solda de detector 87a do OSA de detector 101 sejam respectivamente inseridos na multiplicidade de furos de solda de detector 77a formados no circuito de flexão 76; (c) a multiplicidade dos pinos de solda de detector 87a do OSA de detector 101 são então soldados à multiplicidade de furos de solda de detector 77a no circuito de flexão 76; (d) o laser em uma lata de TO 88 é instalado dentro do alojamento de laser 90 para formar um OSA de laser 103; (e) o OSA de laser 103 é posicionado de modo que a multiplicidade de pinos de solda de laser 87b do OSA de laser 103 sejam respectivamente inseridos na multiplicidade de furos de solda de laser 77b formados no circuito de flexão 78; e (f) a multiplicidade de pinos de solda de laser 87b do OSA de laser 103 são, então, soldados à multiplicidade de furos de solda de laser 77b no circuito de flexão 78. [0055] Como ilustrado na figura 12, o conjunto PWB acabado 92 é preparado para ser fixado à base metálica 50 preenchida com o acoplador de fusão 2x1 64. Um parafuso PWB metálico 94 é ilustrado já pronto para ser enroscado na haste de parafuso PWB 58 na base metálica 50 para prender o conjunto PWB 92 ao conjunto ótico 100. Mais especificamente, o método de montagem (não ilustrado na figura 12) envolve as seguintes etapas: (a) Inicialmente, uma pequena quantidade de epóxi de classificação espacial é aplicada aos recessos das quatro hastes de suporte PWB 52a a 52d e nos recessos do retentor OSA de recebimento 54 e do retentor OSA de transmissão 56 da base metálica 50. (b) Então, a fibra OSA de laser 70 e a fibra OSA de detector 68 são respectivamente inseridas no OSA de laser 103 e OSA de detector 101.
(c) A seguir, o conjunto PWB 92 é montado na base metálica 50 com o
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22/26 acoplador de fusão 2x1 64 disposto abaixo do PWB do circuito eletrônico de transceptor 74. O OSA de laser 103 e o OSA de detector
101 são respectivamente assentados nos recessos revestidos com epóxi do retentor OSA de recebimento 54 e retentor OSA de transmissão 56. Adicionalmente, PWB do circuito eletrônico de transceptor 74 é assentado nos recessos revestidos com epóxi das quatro hastes de suporte PWB 52a a 52d. O epóxi de classificação espacial nos recessos das quatro hastes de suporte PWB 52a a 52d é utilizado para fixar o PWB de circuito eletrônico de transceptor 74 à base metálica 50, enquanto o epóxi de classificação espacial nos recessos do retentor OSA de recebimento 54 e retentor OSA de transmissão 56 é utilizado para fixar respectivamente OSA de laser 103 e OSA de detector 101 à base metálica 50. (d) Então, o parafuso PWB 94 é inserido através do furo vazado de parafuso PWB 82 e enroscado com segurança na haste de parafuso PWB 58 da base metálica 50. O conjunto PWB 92 é fixado agora à base metálica 50 de forma segura para realizar a função de conectar e remover do transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102 como ilustrado na figura 13.
[0056] A figura 13 é um diagrama representando uma visualização tridimensional do conjunto PBW 92 fixado à base metálica 50 com o acoplador de fusão 2x1 64 disposto abaixo do PWB de circuito eletrônico de transceptor 74 depois da finalização do método de montagem descrito no parágrafo anterior. O produto resultante desse método de montagem é um transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102.
[0057] Depois da finalização do processo de montagem do transceptor, o transceptor bidirecional de comprimento de onda singular
102 pode ser parcialmente coberto por uma cobertura metálica 96, ilustrada na figura 14. A cobertura metálica 96 se conforma ao formato
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23/26 e às dimensões do transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102, mas é aberta em uma extremidade para expor os contatos metálicos de entrada/saída de transceptor 80. Isso permite que os contatos metálicos correspondentes no hardware de aplicativo estejam em contato com os contatos metálicos de entrada/saída do transceptor 80 quando o transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102 é conectado ao hardware de aplicativo.
[0058] A figura 15 é um diagrama representando uma visualização tridimensional da cobertura metálica 96 fixada aos lados da base metálica 50 utilizando epóxi de classificação espacial. A cobertura metálica 96 fornece proteção ambiental e eletromagnética para o transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102. O processo de montagem de transceptor é completado depois dessa etapa. O transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102 é agora conectável e removível do hardware de aplicativo (por exemplo, um comutador de uma rede de comutação). As dimensões do transceptor bidirecional de comprimento de onda singular 102 podem se conformar às especificações SFP.
[0059] Em conclusão, essa descrição propôs a utilização de integração híbrida de um acoplador de fusão de fibra ótica de vidro 2x1 de múltiplos modos com baixo reflexo posterior e baixa interferência em um transceptor SFP de duas fibras existente. Essa abordagem permite que o projeto de transceptor bidirecional de comprimento de onda singular resultante retenha todas as características benéficas do transceptor SFP de fibra dupla bem estabelecido, enquanto elimina o problema de interferência entre o transmissor local e o receptor local. O processo de fabricação proposto é de baixo custo e pode ser fabricado para suportar uma geração futura de exigências de rede de comutação de grande escala para aeronaves eficientes em termos de combustível. Adicionalmente, as características técnicas descritas aqui são valiosas
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24/26 devido à grande economia de custo que resulta da redução da contagem de cabo de fibra ótica em uma aeronave.
[0060] O sistema descrito acima pode, alternativamente, ser implementado utilizando-se toda a fibra ótica de vidro. O uso de GbPOF é um aplicativo especial (ou solução) onde a fibra de vidro é um problema para a instalação de aeronaves. Mas para muitos aplicativos terrestres de longa distância, de centro de dados e fibra para residência/escritório (não aeroespacial), a instalação de fibra ótica de vidro não é um problema tão grande.
[0061] Enquanto sistemas de rede ótica foram descritos com referência a várias modalidades, será compreendido pelos versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos para elementos dos mesmos sem se distanciar dos ensinamentos apresentados aqui. Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para se adaptar os conceitos e reduzem a prática descrita aqui a uma situação particular. Consequentemente, pretendese que a presente matéria coberta pelas reivindicações não seja limitada às modalidades descritas.
[0062] As reivindicações de método apresentadas posteriormente não devem ser consideradas como exigindo que as etapas mencionadas aqui sejam realizadas em ordem alfabética (qualquer ordenação alfabética nas reivindicações é utilizada apenas para fins de referência a etapas mencionadas anteriormente) ou na ordem na qual são mencionadas a menos que a linguagem de reivindicação especifique explicitamente ou as condições de estado indicando uma ordem em particular na qual algumas ou todas as etapas são realizadas. Nem devem as reivindicações de método ser consideradas como excluindo quaisquer partes de duas ou mais etapas que são realizadas simultaneamente ou alternadamente a menos que a linguagem de reivindicação mencione explicitamente uma condição que evite tal
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25/26 interpretação.
[0063] Nota: os parágrafos a seguir descrevem aspectos adicionais da invenção:
[0064] A1. Um método de montagem de um pacote de transceptor conectável, compreendendo:
[0065] fabricar um acoplador de fusão 2x1;
[0066] conectar uma fibra ótica de entrada/saída, uma fibra de subconjunto ótico de detector e uma fibra de subconjunto ótico de laser ao acoplador de fusão 2x1;
[0067] inserir a fibra ótica de entrada/saída em um tubo de nariz feito de fibra que se projeta a partir de uma extremidade de uma base metálica;
[0068] fixar o acoplador de fusão 2x1 à base metálica;
[0069] conectar os subconjuntos óticos de laser e detector a um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor por meio de respectivos circuitos de flexão;
[0070] inserir uma extremidade da fibra de subconjunto ótico de detector dentro de um subconjunto ótico de detector;
[0071] inserir uma extremidade da fibra de subconjunto ótico de laser dentro de um subconjunto ótico de laser;
[0072] fixar os subconjuntos óticos de laser e detector à base metálica;
[0073] posicionar o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor de modo que se sobreponha à base metálica com o acoplador de fusão 2x1 entre o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor e base metálica; e [0074] fixar o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor a uma multiplicidade de hastes de suporte de painel de fiação impresso com recessos de retenção na base metálica.
[0075] A2. Método, de acordo com o parágrafo A1, compreendendo
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26/26 adicionalmente:
[0076] deslizar uma bota de fibra no tubo de nariz feito de fibra; e [0077] fixar a bota de fibra no tubo de nariz de fibra na base metálica.
[0078] A3. Método, de acordo com o parágrafo A1, compreendendo adicionalmente:
[0079] colocar uma cobertura metálica sobre os subconjuntos óticos de laser e detector e o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor; e fixar a cobertura metálica à base metálica, em que a cobertura metálica é aberta em uma extremidade para expor uma multiplicidade de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor no painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor, permitindo, assim, que os contatos metálicos correspondentes em um hardware de aplicativo estejam em contato com os contatos metálicos de entrada/saída do transceptor quando a extremidade aberta do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor é conectada ao hardware de aplicativo.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aparelho, caracterizado pelo fato de compreender:
    um acoplador de fusão 2x1;
    uma fibra ótica de entrada/saída conectada ao acoplador de fusão 2x1;
    uma fibra de subconjunto ótico de detector conectada ao acoplador de fusão 2x1;
    uma fibra de subconjunto ótico de laser conectada ao acoplador de fusão 2x1; e um transceptor compreendendo um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor, um subconjunto ótico de laser eletricamente acoplado ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor e um subconjunto ótico de detector eletricamente acoplado ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor;
    onde o subconjunto ótico de laser compreende um laser que é situado para transmitir luz para a fibra de subconjunto ótico de laser, e o subconjunto ótico de detector compreende um fotodetector que é situado para receber luz da fibra de subconjunto ótico de detector.
  2. 2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor compreender uma multiplicidade de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor dispostos em uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor.
  3. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma base metálica e uma cobertura metálica, onde o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor e a cobertura metálica são dispostos na base metálica, e a cobertura metálica é aberta em uma extremidade para expor os contatos metálicos de entrada/saída de transceptor, permitindo, assim, que os
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    2/5 contatos metálicos correspondentes em um hardware de aplicativo estejam em contato com os contatos metálicos de entrada/saída do transceptor quando uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor é conectada a esse hardware de aplicativo.
  4. 4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma base metálica, na qual o acoplador de fusão 2x1 é disposto entre a base metálica e o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor ainda em que os subconjuntos óticos de laser e detector e o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor são fixados à base metálica.
  5. 5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um par de circuitos de flexão que conectam, respectivamente, eletricamente os subconjuntos óticos de laser e detector ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor.
  6. 6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a base metálica compreender um tubo de nariz feito de fibra projetado a partir de uma extremidade da base metálica, e a fibra ótica de entrada/saída atravessa o tubo de nariz de fibra ainda compreendendo uma bota de fibra que cerca o tubo de nariz de fibra e uma parte da fibra ótica de entrada/saída que se projeta além de uma extremidade distal do tubo de nariz de fibra.
  7. 7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o acoplador de fusão 2x1, a fibra ótica de entrada/saída, a fibra de subconjunto ótico de detector e a fibra de subconjunto ótico de laser serem feitos de vidro.
  8. 8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o acoplador de fusão 2x1 possuir um comprimento de cerca de 25 mm e um diâmetro de cerca de 1,5 mm.
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    3/5
  9. 9. Sistema de transmissão de dados, caracterizado pelo fato de compreender:
    um cabo ótico compreendendo uma fibra ótica de gigabit;
    primeiro e segundo acopladores de fusão 2x1 oticamente acoplados a extremidades opostas do cabo ótico;
    um primeiro transceptor compreendendo um primeiro laser e um primeiro fotodetector respectivamente acoplado de forma ótica ao primeiro acoplador de fusão 2x1; e um segundo transceptor compreendendo um segundo laser e um segundo fotodetector respectivamente acoplado de forma ótica ao segundo acoplador de fusão 2x1;
    em que o primeiro e o segundo lasers são configurados para emitir luz possuindo comprimentos de onda que são iguais.
  10. 10. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a fibra ótica de gigabit ser feita de plástico.
  11. 11. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo acopladores de fusão 2x1 serem feitos de vidro e possuírem um comprimento de cerca de 25 mm e um diâmetro de cerca de 1,5 mm.
  12. 12. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda:
    um primeiro comutador conectado ao primeiro transceptor;
    uma primeira unidade substituível em linha conectada ao primeiro comutador;
    um segundo comutador conectado ao segundo transceptor; e uma segunda unidade substituível em linha conectada ao segundo comutador;
    em que a primeira e a segunda unidades substituíveis em
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    4/5 linha podem se comunicar por meio de cabo ótico, o primeiro e segundo acopladores de fusão 2x1, e o primeiro e segundo transceptores quando o primeiro e segundo comutadores estão fechados.
  13. 13. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda:
    uma fibra ótica de entrada/saída conectada ao primeiro acoplador de fusão 2x1;
    uma fibra de subconjunto ótico de detector conectada ao primeiro acoplador de fusão 2x1; e uma fibra de subconjunto ótico de laser conectada ao primeiro acoplador de fusão 2x1;
    em que o primeiro transceptor compreende:
    um painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor;
    um subconjunto ótico de laser eletricamente acoplado ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor; e um subconjunto ótico de detector eletricamente acoplado ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor;
    em que o subconjunto ótico de laser compreende um laser que é situado para transmitir luz para a fibra de subconjunto ótico de laser, e o subconjunto ótico de detector compreende um fotodetector que é situado para receber a luz da fibra de subconjunto ótico de detector.
  14. 14. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor compreender uma multiplicidade de contatos metálicos de entrada/saída de transceptor dispostos em uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor, compreendendo ainda uma base metálica e uma cobertura metálica, em que o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de
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    5/5 transceptor e a cobertura metálica são fixados à base metálica, e a cobertura metálica é aberta em uma extremidade para expor os contatos metálicos de entrada/saída de transceptor, permitindo, dessa forma, que os contatos metálicos correspondentes em um hardware de aplicativo estejam em contato com os contatos metálicos de entrada/saída de transceptor quando uma extremidade do painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor é conectada ao hardware de aplicativo.
  15. 15. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma base metálica, na qual o primeiro acoplador de fusão 2x1 é disposto entre a base metálica e o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor ainda, em que os subconjuntos óticos de laser e detector e o painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor são fixados à base metálica.
  16. 16. Sistema de transmissão de dados, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender ainda um par de circuitos de flexão que conectam, respectivamente, eletricamente os subconjuntos óticos de laser e detector ao painel de fiação impresso de circuito eletrônico de transceptor.
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