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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine verbesserte elektrooptische Modulanordnung zur Verwendung bei
einem Telekommunikations- oder Netzwerksystem. Im einzelnen trifft
die vorliegende Erfindung ein verbessertes faseroptisches Modul,
das in der Lage ist, in ein Telekommunikations-/Netzwerksystem eingesteckt und aus
demselben entfernt zu werden.
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Da die Kapazität beim Telekommunikations-/Netzwerksystemen
zunimmt, besteht ein wachsender Bedarf daran, optische Module bereitzustellen,
die in das Telekommunikations/Netzwerksystem eingeführt bzw.
aus demselben entfernt werden können,
ohne das System herunterfahren zu müssen. Dies ist in der Technik
als „Heiß-Einsteckbarkeit" („hot pluggability") bekannt.
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Ferner besteht bei Telekommunikations-/Netzwerksystemen
eine Tendenz zu einer stärkeren
Integration. Dies bedeutet, daß Kunden
in ihr System mehr Komponenten und/oder Module plazieren möchten, die
so wenig Raum wie möglich
einnehmen. Somit besteht ein Bedarf daran, Komponenten und Module
bereitzustellen, die an der Platine eines Kunden angebracht werden
können
und einen minimalen Platinenraum einnehmen und somit eine maximale
Moduldichte auf der Platine des Kunden ermöglichen. Die Verwendung von
weniger Platinenraum spart außerdem
Kosten.
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In der Regel sind optische Module
entweder direkt an einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB – printed
circuit board) eines Kunden befestigt oder sie werden, wie in 1 gezeigt, durch ein Bedienfeld eines
Chassis, das an der Platine angebracht ist, eingesteckt. In 1 ist die bekannte Anbringanordnung
gezeigt, bei der ein Sende/Empfangsgerätmodul 100 über ein
Chassis 101 mit einer PCB 102 eines Kunden verbunden
ist. Das Modul wird durch ein Bedienfeld 103 des Chassis,
das an der PCB des Kunden angebracht ist, eingeführt.
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In der US-Patentschrift Nr. 5,767,999
ist eine ähnliche
Anordnung wie die in 1 gezeigte
offenbart, jedoch mit dem zusätzlichen
Merkmal, daß eine Rille
horizontal entlang des Moduls angeordnet ist. Das Modul wird über die
Rillen in ein Chassis eingesteckt. In dem Chassis sind Schienen
angeordnet, um die Rillen aufzunehmen.
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Ein direktes Befestigen des optischen
Moduls an der Platine erfordert extrem viel PCB-Raum, wohingegen
die in 1 gezeigte Chassisanordnung
lediglich ermöglicht,
daß das
Modul von der Vorderseite der Platine eingeführt wird.
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Ferner liefern die oben beschriebenen
Anbringmethoden inhärent
keine angemessene Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen. Eine
Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen muß mit einer zusätzlichen,
separaten Abschirmeinrichtung erzielt werden, die noch mehr PCB-Raum
einnimmt.
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein Modul und eine Modulanbringeinrichtung zu schaffen,
das bzw. die heiß einsteckbar
ist und ein Minimum an Kunden-PCB-Raum einnimmt.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Abschirmung gegen elektromagnetische
Störungen
in dem Modul und in der Modulanbringeinrichtung zu integrieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein elektrooptisches Modul gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
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Vorzugsweise weist das Modul zwei
Rillen, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Moduls angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Schlitzen
auf, die ebenfalls auf gegenüberliegenden
Seiten des Moduls angeordnet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine Modulanbringvorrichtung gemäß Anspruch
7 vorgesehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine elektrooptische Anordnung vorgesehen,
die das Modul und die Modulanbringeinrichtung aufweist, wobei die
Modulanbringeinrichtung ferner zumindest eine Stütze aufweist, die sich von der
Anbringeinrichtung erstreckt, um eine Verbindung der Anbringeinrichtung
mit einer gedruckten Schaltungsplatine zu erleichtern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung weist die Modulanbringeinrichtung eine Abschirmeinrichtung
gegen elektromagnetische Störungen
auf. Die Abschirmeinrichtung gegen elektromagnetische Störungen kann
zumindest einen elastischen Finger umfassen, der angeordnet ist,
um Druck auf das Modul auszuüben,
um eine elektrische Verbindung zwischen dem Modul und der Abschirmeinrichtung
gegen elektromagnetische Störungen
zu verbessern.
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Vorzugsweise ist das elektrooptische
Modul ein Sende/Empfangsgerät.
Alternativ dazu kann das elektrooptische Modul ein Empfänger oder
ein Sender sein.
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Die Anordnung des elektrooptischen
Moduls kann bei einem optischen Telekommunikationssystem oder einem
optischen Netzwerksystem verwendet werden.
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Vorteilhafterweise liefert die vorliegende
Erfindung eine elektrooptische Anordnung, die sowohl heiß einsteckbar
ist als auch einen minimalen Raum auf der PCB des Kunden einnimmt
.
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Ferner liefert die vorliegende Erfindung
eine verbesserte Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen,
indem sie eine Abschirmeinrichtung in die Anordnung integriert,
was wiederum Raum auf der PCB des Kunden spart.
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Durch Verringern des benötigten Raums
auf der PCB kann der Kunde mehr Module in seinem System unterbringen,
wodurch die Gesamtkapazität seines
Kommunikationsnetzwerks erhöht
wird.
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Während
die wichtigsten Vorteile und Merkmale der Erfindung oben beschrieben
wurden, kann ein besseres Verständnis
und eine höhere
Anerkennung der Erfindung erhalten werden, indem auf die Zeichnungen
und die ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen
wird, die lediglich beispielhaft präsentiert werden und bei denen:
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2a einen
Aufriß des
Moduls zeigt,
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2b eine
Seitenansicht des in 2a gezeigten
Moduls zeigt,
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3a einen
Aufriß der
Modulanbringeinrichtung zeigt,
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3b eine
detaillierte Ansicht einer Schiene der in 3a gezeigten Modulanbringeinrichtung zeigt,
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4a einen
Aufriß des
Moduls der 2a zeigt,
das in die Modulanbringeinrichtung der 3a eingeführt ist,
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4b eine
Seitenansicht des bzw. der in 4a gezeigten
Moduls und Modulanbringeinrichtung zeigt,
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5 einen
Aufriß des
Moduls zeigt, das in die Modulanbringeinrichtung eingeführt ist,
wobei die Anbringeinrichtung an einer PCB befestigt ist,
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6 eine
detailliertere Ansicht der Wechselwirkung der Rillen des Moduls
und der Vorsprünge der
Modulanbringeinrichtung zeigt,
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7 ein
alternatives Ausführungsbeispiel der
horizontalen Rillen des Moduls zeigt, und
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8 eine
detaillierte Ansicht des elektrischen Verbindungsendes des Moduls
und der Modulanbringeinrichtung zeigt.
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In den 2a und 2b ist das elektrooptische Modul 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem Gehäuse 2,
einer Blende 3 und Aperturen 4 und 5 gezeigt.
Das Gehäuse
und die Blende sind vorzugsweise aus Metall hergestellt. Jedoch
könnte auch
ein anderes geeignetes Material, z. B. ein auf geeignete Weise geladenes
oder beschichtetes Polymer, verwendet werden. Das Gehäuse ist
mit einer Reihe von Rippen 9 konfiguriert, die in Reihen
angeordnet sind und als Wärmesenken
agieren. Die Aperturen 4 und 5 bieten einen Zugriff
auf die Innenkomponenten des Moduls. Bei diesem Ausführungsbeispiel
liefert die Apertur 4 einen Zugriff auf einen (nicht gezeigten)
Sender von optischen Signalen, und die Apertur 5 bietet
einen Zugriff auf einen (nicht gezeigten) Empfänger von optischen Signalen.
Alternativ dazu kann die Apertur 4 einen Zugriff auf den
Empfänger
liefern, und die Apertur 5 kann einen Zugriff auf den Sender
liefern.
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Bei dem in 2a und 2b gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Aperturen 4, 5 von dem Typ, der zum Aufnehmen
von optischen Fasern, die mit Verbindern vom LC-Typ ausgestattet sind, geeignet ist.
Jedoch könnten
auch andere Verbindertypen, z. B. SC, verwendet werden.
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Entlang der Seite des Moduls sind
eine horizontale Rille 6 und ein vertikaler Schlitz 7 angeordnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist das Modul zwei horizontale Rillen auf, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Moduls angeordnet sind. Dieses Modul weist ferner zwei
Sätze von
vertikalen Schlitzen auf, die ebenfalls auf gegenüberliegenden
Seiten des Moduls angeordnet sind. Die auf der fer nen Seite des
Moduls angeordnete(n) Rille und Schlitze sind in den 2a oder 2b nicht sichtbar, ihr Vorhandensein
und ihre ungefähre
Position sind jedoch in den Figuren entsprechend angegeben.
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Bei (nicht gezeigten) alternativen
Ausführungsbeispielen,
die durch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgedeckt
sind, befindet sich lediglich eine einzige horizontale Rille auf
dem Modul, ohne vertikale Schlitze. Alternativ kann auf derselben
Seite des Moduls oder auf beiden Seiten des Moduls eine einzelne
horizontale Rille mit einem einzelnen vertikalen Schlitz angeordnet
sein.
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Bei 3a weist
die Modulanbringeinrichtung 20 zwei Schienen 21a und 21b auf,
die parallel zueinander angeordnet sind und durch eine Abschirmeinrichtung 30 an
einem Ende verbunden sind. Entlang der oberen Kanten der Schienen
ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 22 angeordnet.
Die Vorsprünge
dienen dazu, das Modul zunächst über die
vertikalen Schlitze in der Z-Richtung und anschließend über die
horizontalen Rillen in der Y-Richtung aufzunehmen. Dies führt zu einer
Anordnung vom Fallenlassen-Und-Einstecken-Typ zum Einführen des
Moduls in die Modulanbringeinrichtung, bei der die Schlitze, Rillen
und die Vorsprungsanordnung als Führung für das Modul dienen. Wie man
erkennen wird, kann die Position und Anzahl der Vorsprünge im Rahmen
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung variieren. Beispielsweise
können
sich die Vorsprünge
in der Mitte der Schienen oder zur Oberseite der Schiene hin befinden,
wie in 3a und 3b gezeigt ist.
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In 3b sind
die Abmessungen der Schiene 21a und der Vorsprünge 22 für dieses
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung in Millimetern angegeben. Wie man erkennen wird, muß der Vorsprung
so bemessen sein, daß er
in die Schlitze und Rillen des Moduls paßt.
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In 3b und
in 3a ist eine Mehrzahl von
Stützen 25 zu
sehen, die an der Anbringeinrichtung 20 angeordnet sind.
Wie man erkennen wird, kann die Anzahl und Position dieser Stützen variieren.
Wie in 5 zu sehen ist,
fungieren diese Stützen
dazu, das Befestigen der Anbringeinrichtung 20 an einer
PCB 50 oder an einer anderen geeigneten Basisplatte zu
erleichtern. Die PCB oder Basisplatte ist vorzugsweise Bestandteil
eines faseroptischen Telekommunikations-/Netzwerksystems.
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Wie in 4a und 4b zu sehen ist, ist das Modul 1 in
die Anbringeinrichtung 20 eingeführt und durch eine Befestigungseinrichtung 40 sicher
in seiner Position gehalten. Die Befestigungseinrichtung ist vorzugsweise
ein Paar von Flügelschrauben,
die in die Modulanbringeinrichtung oder in die Hardware des Kunden
eingeschraubt werden.
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Vorteilhafterweise nimmt diese Anordnung einen
minimalen Raum auf der PCB oder Basisplatte des Kunden ein. Ferner
können
die Rillen und die Vorsprungsanordnung dazu dienen, das Modul zu stützen, nachdem
es in die Anordnung eingeführt wurde.
Wie man erkennen wird, bestimmt die Position für die Vorsprünge und
die entsprechenden horizontalen Rillen die Höhe, auf der sich das Modul
in der Anbringeinrichtung befindet.
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6 zeigt
eine detailliertere Ansicht der in die horizontale Rille 6 eingeführten Vorsprünge 22. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Vorsprünge etwa
0,5 mm dick und erstrecken sich 1,3 mm nach innen hin zu dem Modul.
Die horizontale Rille 6 des Moduls ist etwa 1,0 mm hoch,
1,5 mm tief und erstreckt sich entlang der gesamten Länge des
Moduls. Die vertikalen Schlitze 7, die in den 2a und 2b deutlicher zu sehen sind, sind etwa
6,0 mm breit, 8,5 mm tief und erstrecken sich von der Unterseite
des Moduls bis dorthin, wo der vertikale Schlitz die horizontale
Rille schneidet.
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Wie man erkennen wird, können auch
andere Abmessungen der Rillen, Schlitze und Vorsprünge verwendet
werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bei einem in 7 gezeigten alternativen Ausführungsbeispiel
der horizontalen Rille umfaßt das
Modul einen Steg 65, der sich unmittelbar über der
horizontalen Rille 6 von dem Modul nach außen erstreckt.
Vorteilhafterweise erleichtert dieser Steg die Einführung des
Moduls in die Anbringeinrichtung und trägt dazu bei, das Modul in der
Anbringeinrichtung zurückzuhalten.
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Auf dem Gebiet der optischen Kommunikation
ist es bekannt, daß gute
elektrische Masseverbindungen für
eine optimale Systemleistungsfähigkeit unabdingbar
sind. Ein Einrichten und Aufrechterhalten guter elektrischer Masseverbindungen
ist ein weiterer Schlüsselaspekt
der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 8 zu
sehen ist, ist eine elektrische Modulverbindereinrichtung 45 an
dem hinteren Ende des Moduls gegenüber den Aperturen 4 und 5 angeordnet,
wobei die elektrische Modulverbindereinrichtung 45 in eine
Elektrischer-Verbinder-Aufnahmeeinrichtung 48,
die auf der PCB angeordnet ist, eingeführt ist. Dies stellt eine elektrische
Verbindung zwischen dem Modul 1 und der PCB 50 her.
Die Verbindereinrichtung 45 und die Aufnahmeeinrichtung 48 sind
vorzugsweise Mehrwege-Kantenverbinder. Die elektrische Verbindungseinrichtung 45 kann
ferner dazu dienen, eine mechanische Stütze für das Modul zu bieten, nachdem
es eingeführt
wurde.
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Die Abschirmeinrichtung 30 ist
entlang der unteren Kante 36 der Abschirmeinrichtung mit
der PCB 50 elektrisch verbunden. Die Abschirmeinrichtung
ist aus Metall hergestellt und angeordnet, um die Menge an elektromagnetischer
Strahlung, die aus dem Bereich der elektrischen Verbindung emittiert wird,
zu verringern, und bietet somit eine Abschirmung ge gen elektromagnetische
Störungen.
Die Abschirmeinrichtung kann eine Mehrzahl von elastischen Fingern 38 umfassen,
die einen Druck auf einen sich rückwärtig erstreckenden
Abschnitt 46 des Moduls 1 ausüben, wenn das Modul vollständig in
die Modulanbringeinrichtung 20 eingeführt ist. Diese elastischen
Finger dienen dazu, eine gute elektrische Verbindung zwischen der
Abschirmeinrichtung und dem Modul zu gewährleisten.
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Bei 8 wurde
ein Abschnitt der Abschirmeinrichtung 30 entfernt, um die
Verbinder 45 und 48 besser zu zeigen. Wie man
erkennen wird, muß bei Mehrwege-Kantenverbindern
die Höhe
der Verbindereinrichtung 45 präzise mit der Verbinderaufnahmeeinrichtung 48 ausgerichtet
sein, damit eine Verbindung hergestellt werden kann. Die genaue
Position der horizontalen Rillen und Vorsprünge-ermöglicht die präzise Ausrichtung
des Verbinders 45 mit der Verbinderaufnahmeeinrichtung 48.
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Vorteilhafterweise kann ein Modul
gemäß der vorliegenden
Erfindung ohne weiteres in die Anbringeinrichtung eingeführt und
aus derselben entfernt werden. Ferner ermöglicht eine Verwendung einer
Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, daß zusätzliche
Module oder Ersatzmodule ohne weiteres eingeführt werden können, wodurch
ein vollständig
steckbares System bereitgestellt wird.
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Die oben beschriebene elektrooptische
Modulanordnung ist vorzugsweise konfiguriert, um bei einem seriellen
optischen DWDM-System von 2,7 Gbit zu arbeiten. Zu diesem Zweck
ist das Modul als optisches Sende-/Empfangsgerät konfiguriert, das bei Wellenlängen im
Bereich zwischen 1525 nm und 1610 nm mit einer ausreichenden Leistung
arbeitet, um über
eine 100 km lange Einmoden-Faseroptikverknüpfung zu arbeiten. Jedoch ist
das Modulanordnungskonzept der vorliegenden Erfindung gleichermaßen für eine Verwendung
bei anderen Geschwindigkeiten und bei anderen Wellenlängen sowie
auch über
andere Entfernungen und mit anderen Fasertypen anwendbar.
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Ferner eignet sich die elektrooptische
Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung sowohl für steckbare
Kundenkonfigurationen als auch für
solche vom feststehenden Typ.
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Ferner kann die elektrooptische Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung sowohl bei an einem Bedienfeld angebrachten steckbaren
Konfigurationen als auch bei auf der Oberseite angebrachten steckbaren
Konfigurationen verwendet werden.