CN1947362A - 紧凑型光收发器 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型光收发器模块，包括收发器外壳，该外壳内设置有垂直定位的收发器基底，一个或多个OSA连接到该基底。TOSA和ROSA的纵轴置于平分收发器外壳的虚水平面上方，因此当紧凑型光收发器模块连接到HBA或其它板时，直接位于TOSA和ROSA下方的板空间可用于放置部件。当此紧凑型光收发器模块置于主机总线适配器上时，所得到的组件适合用作计算机化系统如台式、膝上型、或手持式的计算机化系统中的内部网络连接线路。

Description

紧凑型光收发器

技术领域

本发明涉及将光纤收发器集成到计算机化系统内的系统和方法。

背景技术

光纤技术日益被用作一种载送工具，借助于该载送工具，信息能够可靠地经由通信网络传输。采用光纤技术的网络称为光通信网络，并以高带宽及可靠的高速数据传输而著称。

在通过网络将信息从发射节点传输到接收节点的应用中，光通信网络采用了光收发器。一般地说，这类光收发器具有数据信号发射和接收这两种功能，因此收发器的发射器部分将输入的电数据信号转换成光数据信号，而收发器的接收器部分则将输入的光数据信号转换成电数据信号。

更具体地说，发射节点处的光收发器接收来自网络设备例如计算机的电数据信号，并利用光发射器例如激光器将电数据信号转换成经过调制的光数据信号。随后，此光数据信号可经由光通信网络在光缆中传输到网络的接收节点。在接收节点接收以后，光数据信号被馈送到使用光电探测器例如光电二极管的另一光收发器，将接收到的光数据信号转换回电数据信号。随后，此电数据信号被转送到主机设备例如计算机进行处理。

一般是采用多个部件来实现上述功能的不同方面。例如，光收发器可包括一个或多个光学次模块(“OSA”)，例如光学发射次模块(“TOSA”)，以及光学接收次模块(“ROSA”)。通常，各OSA形成为独立的物理实体，例如包括一个或多个光发送或接收部件以及电路的密封圆筒，该电路用于处理电信号和将电信号转换成光信号，以及处理光信号和将光信号转换成电信号。在光收发器内，各OSA一般包括与各种其它部件例如收发器基底的电连接线路，附加部件有时以印刷电路板(“PCB”)的形式实现。

收发器基底可包括多个其它有源电路部件，这些有源电路部件是专门设计用以驱动或处理发送到一个或多个电连接的OSA的电信号或从一个或多个电连接的OSA返回的电信号。因此，这种收发器基底通常包括与上述一个或多个OSA的多个电传输线。这样的连接线路可包括用于每个OSA的“发送”和“接收”数据传输线、用于每个OSA的一个或多个电力传输线以及用于每个OSA的一个或多个诊断数据传输线。这些传输线用不同的电连接器连接于收发器基底与OSA之间，这些电连接器包括例如：挠性电路、直接安装在从OSA和PCB上的焊点延伸的导电金属接脚之间的连接线路以及从PCB延伸的与OSA物理和电性接合的插头连接线路。

制造标准，例如小型(“SFF”)、小型可插拔(“SFP”)以及吉比特小型可插拔(“XFP”)标准，促进了收发器模块的总体尺寸的相对减少，不过许多部件必须包含在收发器模块内。因此，即使在较新的制造标准下，典型收发器模块中部件的内部配置也仍然要求一定的收发器尺寸，该收发器尺寸适合收发器模块从外部连接到计算机化系统，例如台式计算机、膝上型计算机、或手持式的计算机化系统。

更具体地说，SFF、SFP、或XFP收发器模块可提供光缆与插入计算机化系统内的标准网络缆线，例如以太网缆线之间的接口。或者，收发器模块可安装在包括多个收发器模块的网络面板中，该网络面板包含与计算机系统的外部连接线路。

在任何情况下，由于要包含在模块内的部件数量，以及SFF或SFP收发器模块的尺寸，使得难以将收发器模块集成到一个非常小的空间内，例如膝上型计算机RJ-45封装或手持设备中的可插拔卡内。更具体地说，一些传统光收发器包括安装到收发器基底上的ROSA和TOSA，而该收发器基底通过位于收发器基底上的连接器连接到板，例如主机总线适配器(“HBA”)上。

通常，ROSA和TOSA位于外壳内，该外壳限定光端口，该光端口构造为容纳与ROSA和TOSA接合的光纤连接器。此外，该外壳限定光端口槽，该光端口槽构造和配置为使得光纤连接器插入光端口时，光纤连接器的一部分保持暴露。通过让用户能够抓住光纤连接器的暴露部分，光端口槽方便了从光端口轻松地拆卸光纤连接器，同时减少了在拆卸过程中损坏光纤连接器的可能性。

许多传统收发器外壳构造为OSA与HBA(或上面安装收发器的其它设备)间隔相对较近，并离光端口槽相对较远。在设计装配到光纤塞孔内的光缆时，这种定位是许多光网络设备制造商所采用的通用标准。然而如下文所述，已经证明这样配置ROSA和TOSA是有问题的。

例如，ROSA和TOSA相对靠近HBA或其它板，这就使得不能将HBA上的部件布置在ROSA和TOSA的下方区域。因此，HBA或其它部件上的板空间并未得到最好的利用，并因此影响了HBA的部件密度。鉴于优化板空间利用率、以便进一步提升与特定部件有关的功能而同时又保持或减小部件尺寸的持续努力，这成为一个重要问题。

在力图解决这一问题时，可采用各种方式。例如，通过缩短传统收发器模块的长度进而缩短收发器基底的长度，能取得一些可用的HBA空间。然而，减小收发器基底的尺寸，会由于减少了用于安装驱动OSA所必需的部件的空间而损害收发器的功能。

因此，需要紧凑型、集成式的收发器模块，其能够装配在较小的空间内，并能够实施于紧凑型部件如HBA内，同时保持符合已建立的标准。此外，这类收发器模块应构造为有助于相对增加要安装收发器模块的板上的可用空间。

发明内容

概括地说，本发明的示例性实施例涉及紧凑型收发器模块，上述收发器模块能够在比目前的制造标准下可能的物理封装更小的的物理封装内，与主机总线适配器(“HBA”)这类部件实施。特别地，收发器模块的一个示例性实施例将标准收发器OSA与紧凑型收发器基底结合，该紧凑型收发器基底可安装在HBA上，例如用于台式计算机、膝上型计算机、或其它系统的HBA，因此实现HBA板空间的相对增加。

在一个示例性实施方案中，光收发器包括收发器外壳，该收发器外壳具有两侧、顶部、底部以及前面和后面，至少上述前面具有右侧和左侧。上述光收发器还包括收发器基底，该收发器基底置于收发器外壳内，位于基本上垂直于收发器外壳的顶部和底部的平面中。收发器基底的上述平面还基本上垂直于ROSA和TOSA各自所限定的纵轴。

ROSA和TOSA相对于彼此配置为，当从前方看收发器外壳时，ROSA靠近前面的左侧，而TOSA则位于前面的右侧附近。此外，收发器外壳所限定的光端口槽朝下，并且相对于ROSA和TOSA配置为，ROSA和TOSA的位置离HBA、或其它板与光端口槽比起来相对较远。

通过这种方式，ROSA和TOSA能够装配在传统光收发器所采用的相同物理封装内，同时，由于ROSA和TOSA的位置离板表面相对较远，增加了HBA上的可用板空间。本发明上述的和其它方案由以下说明和所附权利要求将会变得更加充分明显。

附图说明

为了说明本发明能够用以获得上述的和其它的优点及特征的方式，对以上简述的本发明的更详细说明将参照其具体实施例来进行，具体实施例在附图中示出。应理解这些附图仅说明本发明的典型实施例，不能因此视为对本发明范围的限制，下面将通过使用附图，通过附加特征和细节来说明和解释本发明，在附图中：

图1A是光收发器的一个示例性实施方案的立体图；

图1B是光收发器的一个示例性实施方案的前视图；

图1C是位于主机总线适配器上的光收发器的示例性实施方案的立体图；

图2A-2B示出了台式计算机系统环境中的光收发器的一个实施例的方面；而

图2C示出了膝上型计算机系统环境中的光收发器的一个实施例的方面。

具体实施方式

概括地，图1A-1C示出了包含ROSA 105和TOSA 110的光收发器模块100，ROSA 105和TOSA 110安装在位于收发器外壳120内的收发器基底115上。如本说明书中所使用的，“OSA”一般指能够安装到在收发器模块中所使用的收发器基底上的光学发射次模块(“TOSA”)或光学接收次模块(“ROSA”)的其中任一个。示例性地，收发器基底实施为具有电子部件和导电元件的印刷电路板(“PCB”)，上述导电元件例如为在OSA与其它部件及系统之间传输电力、信息以及其它信号的电路迹线(circuit trace)。注意，尽管在图1A至1C中显示TOSA 110和ROSA 105的尺寸大致相同，所示出的TOSA 110和ROSA 105的结构和尺寸仅是示例性的，而绝不是要限制本发明的范围。

此外，尽管收发器基底115可包括用于驱动给定OSA的任何电路，但收发器基底115的示例性实施方案包括部件例如：激光驱动器、存储器部件、用于驱动偏置电流及用于放大信号的部件。而且，这里的收发器基底115可包含两个用于连接和/或安装OSA以及各种其它部件的表面。特别地，这些表面包括前表面115A和后表面115B。收发器基底115还包括多个电接脚122，电接脚122的方向确定为，在收发器基底115安装到板上时，它们将容纳在HBA 200或其它板的一个相应的或多个塞孔内(未示出)。

接着，如图1A-1C所示，外壳120限定方向朝下的光端口槽120A，光端口槽120A构造和配置为容纳、并且有利于保持用于与ROSA 105和TOSA110进行光通信的光纤连接器。因此，当光收发器模块100可操作地定位并保持在HBA 200上时，光端口槽120朝下，并且因此，相对于光端口槽120A与HBA 200的相互位置，OSA的位置相对地远离HBA 200。

如附图所提示的，这一配置通过使用收发器基底115而得到进一步改进，该收发器基底构造和配置为关于HBA 200以及分别由TOSA 110和ROSA105所限定的轴线“A”和“B”基本上垂直。收发器基底115在垂直方向上的定位与光收发器模块100所占用的HBA 200板空间的相对减少相对应。此外，如上所述，当光端口槽120A朝下时，ROSA 105置于TOSA 110的右侧，与传统的光收发器所采用的当光端口槽120A朝下时TOSA置于ROSA的左侧的配置相反。

ROSA 105和TOSA 110相对于HBA 200表面的这种配置，结合使用垂直定位的收发器基底115，因而就对应于可用HBA 200板空间的相对增加。此外，本发明的示例性实施方案由此而实现了在传统收发器外壳方向上的180°旋转。此外，当光端口槽120A朝下时，将ROSA 110和TOSA 105置于各自的左侧和右侧，使得本发明的示例性实施方案能够利用其它光学器件，例如现有的光缆连接器结构的现有制造标准。

关于将ROSA 110和TOSA 105安装到垂直定位的收发器基底115上以及相关的考虑，垂直收发器基底的前表面及后表面上的部件的配置更详细地示于2004年4月22日申请的、名称为“OPTICAL TRANSCEIVER WITHINTEGRATED FEEDBACK DEVICE”的美国专利申请序列号10/829,742(Workman Nydegger案卷号15436.372.1)中，以及与本申请同一天申请的、名称为“COMPACT OPTICAL TRANSCEIVERS FOR HOST BUSADAPTERS”的美国专利申请序列号10/829,608中(Workman Nydegger案卷号15436.373.1)，并且在此通过参考引用上述申请各自的全部内容。

如前文所提示的，图1B示出了通过将收发器外壳120以及位于收发器基底115上的TOSA 105和ROSA 110相对于传统收发器旋转，从而能够取得的更多优点。特别地，光收发器模块100的示例性实施方案构造为光端口槽120A方向朝下，从而ROSA 110和TOSA 105置于虚平面300上方，该虚平面在收发器基底115的中点或靠近中点处穿过收发器基底115。

因此，至少在一些示例性实施方案中，所述结构在收发器基底115上提供了用于设置各种其它部件(未示出)的额外空间。例如，制造商能够分别利用收发器基底115的前表面115A和后表面115B这两个表面的未使用部分，来设置部件，例如激光驱动器、像LED这样的状态指示器部件、存储器部件以及用于驱动偏置电流或放大信号的部件。

图1C示出了一个示例性配置，其中光收发器模块100置于HBA200上。如以下进一步详细讨论的，这样的配置适于在各种类型的计算机化系统中实施。如图1C所示，光收发器模块100包括面板124或者构造为与面板124连接使用，从而使光收发器模块能适当地构造为安装在例如台式计算机系统内所使用的外设部件互连标准(“PCI”)卡中。在一些替代实施例中，面板124包括较小的物理接口，例如个人计算机存储卡国际联盟(“PCMCIA”)封装，这可能更适于将组件置于膝上型计算机之类较小的计算机化系统中。

现在参照图2A至图2C，提供涉及光收发器模块100的实施例的一些示例性操作环境的细节。特别地，图2A示出了具有部件连接接口310的计算机系统300，部件连接接口310包括用于监视器、键盘、及其它外围设备的连接接口。计算机系统300还包括一个或多个物理设备或网络通信接口320，从而通过例如PCI槽连接这类技术手段，允许在计算机系统300内连接远程设备或网络通信。物理设备或网络通信接口320一般包括，例如，以太网缆线端口以及电话缆线端口，但是还可包括像通用串行总线(USB)或IEEE1394(火线)规范通信接口这样的接口。

在计算机系统300包括HBA 200和收发器模块100的实施方案中，面板124是暴露的，从而露出用于ROSA 110和TOSA 105的通信端口。在一些实施方案中，面板124还包括或能够使用其它部件，例如状态指示器部件。如图2B所示，用户可将光缆330连接到计算机系统300内。图2C示出了这样的结构：其中HBA 200和面板124构造为例如通过PCI或PCMCIA卡槽，而可滑动地置于膝上型计算机400内。同样地，通过面板124，光缆330能够容易地直接插进光收发器模块100。

本发明可用其它特定形式实施而不脱离其精神或实质特点。所述实施例在各方面都应认为仅仅是说明性而非限定性的。因此本发明的范围是通过所附权利要求、而不是由以上的说明来指定的。所有落在权利要求的等效物的内涵和范围内的改变均应包含于权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种光收发器模块，包括：

收发器外壳，包括：两侧、顶部、底部以及前面和后面，至少所述前面具有右侧和左侧；

收发器基底，置于所述收发器外壳内，使得所述收发器基底的方向确定为相对于所述收发器外壳的顶部和底部基本上垂直；

光学接收模块，其限定一纵轴，所述光学接收模块设置为使得其纵轴基本上垂直于所述收发器基底，并且光学接收次模块置于所述收发器外壳的前面的左侧附近；以及

光学发射模块，其限定一纵轴，所述光学发射模块设置为使得其纵轴基本上垂直于所述收发器基底，并且光学发射次模块置于所述前面的右侧附近。

2.根据权利要求1所述的光收发器模块，其中，分别由所述光学发射次模块和所述光学接收次模块限定的所述轴置于平分所述收发器模块的虚水平面上方。

3.根据权利要求1所述的光收发器模块，还包括：至少一个电连接线路，位于所述收发器基底的下边缘附近，并配置为容纳于主机总线适配器的相应部分内。

4.根据权利要求1所述的光收发器模块，其中所述主机总线适配器包括以下其中之一：PCI卡、以及PCMCIA卡。

5.根据权利要求1所述的光收发器模块，还包括：至少一个电子部件，位于所述收发器基底的前表面或后表面上。

6.根据权利要求5所述的光收发器模块，其中，所述至少一个电子部件包括以下至少其中之一：激光驱动器、信号放大器、状态指示器部件、热电冷却器、电流偏置调节器、电容器以及电阻器。

7.一种光收发器模块，包括：

收发器基底，所述收发器基底具有前表面和后表面以及顶边缘和底边缘；

电连接器，位于所述收发器基底的底边缘附近；

光学接收模块，位于所述收发器基底的顶边缘附近；以及

光学发射次模块，位于所述收发器基底的顶边缘附近。

8.根据权利要求7所述的光收发器模块，还包括：收发器外壳，所述收发器基底、光学接收模块以及光学发射模块位于该收发器外壳中。

9.根据权利要求8所述的光收发器模块，其中，所述收发器外壳限定至少一个位于所述收发器基底的底边缘附近的光端口槽。

10.根据权利要求7所述的光收发器模块，其中，所述光收发器模块构造为位于主机总线适配器上。

11.根据权利要求10所述的光收发器模块，其中，所述主机总线适配器包括以下其中之一：PCI以及PCMCIA卡。

12.根据权利要求7所述的光收发器模块，其中，至少以下其中之一位于所述收发器基底的前表面和后表面至少其中之一上：激光驱动器、信号放大器、状态指示器部件、热电冷却器、电流偏置调节器、电容器以及电阻器。

13.一种主机总线适配器，包括：

印刷电路板，具有至少一个构造为与计算机系统电接合的连接器；以及

光收发器模块，位于所述印刷电路板上，该光收发器包括：

收发器基底，包括电子电路，该收发器基底具有前表面和后表面以及顶边缘和底边缘；

电连接器，位于所述收发器基底的底边缘附近；

光学接收次模块，位于所述收发器基底的顶边缘附近；以及

光学发射次模块，位于所述光学接收次模块的右侧并位于所述收发器基底的顶边缘附近；并且所述光学发射次模块和光学接收次模块与所述收发器基底的电子电路电通信。

14.根据权利要求13所述的主机总线适配器，其中，至少以下其中之一位于所述收发器基底的前表面和后表面至少其中之一上：激光驱动器、信号放大器、状态指示器部件、热电冷却器、电流偏置调节器、电容器以及电阻器。

15.根据权利要求13所述的主机总线适配器，还包括：收发器外壳，所述收发器基底、光学接收次模块以及光学发射次模块位于该收发器外壳中。

16.根据权利要求15所述的主机总线适配器，其中，所述收发器外壳限定至少一个位于所述收发器基底的底边缘附近的光端口槽。

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