JP2005057766A - 通信モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 データチャネルの可変設定に応じて終端インピーダンスを設定する。
【解決手段】 伝送ケーブルのインターフェース２２とホストデバイスのインターフェース２４との間の少なくとも一方向においてデータ信号を中継するように動作可能であり、可変設定可能な終端インピーダンス３４をホストデバイス２０に接続可能なホストデバイスノード３６において有するデータチャネル１４と、データチャネル１４の可変設定可能な終端インピーダンス３４を設定するように動作可能な終端インピーダンス制御装置１６とを含んでなる通信モジュール１０を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、設定可能な通信モジュールとその製造方法とに関する。

伝送ケーブルは、ワークステーションとメインフレームとその他のコンピュータとの間でデータを伝送し、大容量記憶デバイスとその他の周辺デバイスとにデータを与えるために使用される。様々な伝送ケーブル技術、たとえばマルチモード光ファイバケーブルとシングルモード光ファイバケーブルと（たとえば、ｔｗｉｎａｘやｃｏａｘ銅ケーブルなどの）銅ケーブルとを使用してデータが転送される。標準の通信モジュールが、種々の転送媒体とコンピュータまたは周辺デバイス内部の電子部品との間における遷移のために開発されている。共通の通信モジュールは、送信機モジュールと受信機モジュールと送受信機モジュールとである。

通信モジュールは、（たとえば、光ファイバまたは銅などの）データを伝送または受信する媒体に関係なく、規定のプロトコルに従ってホストシステムに対する標準化出力を生成する。たとえば、光電式送受信機モジュールは、電気インターフェースと光データリンクとの間の双方向データ伝送を可能にする。一方、銅送受信機モジュールは、２個の電気デバイス間における双方向データ伝送を可能にする。

通信モジュールは、一般に、（たとえば、コンピュータまたは周辺デバイスなどの）ホストデバイスのリヤパネルから延在するケージ内へと差し込まれる。ケージは、コンピュータもしくは周辺装置内のマザーボードまたは回路カードに送受信機のモジュールを接続する。

本発明は、設定可能な通信モジュールとその製造方法とを特徴とするものである。

本発明の一態様によると、通信モジュールは、データチャネルと終端インピーダンス制御装置とを含む。データチャネルは、伝送ケーブルのインターフェースとホストデバイスのインターフェースとの間の少なくとも一方向においてデータ信号を中継するように動作可能である。データチャネルは、ホストデバイスに接続可能なホストデバイスノードに、可変設定可能な終端インピーダンスを有する。終端インピーダンス制御装置は、データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスを設定するように動作可能である。

本発明の一態様では、通信モジュールは、受信機データチャネルと、送信機データチャネルと、終端インピーダンス制御装置と、筐体とを含む。受信機データチャネルは、データ信号を伝送ケーブルのインターフェースからホストデバイスのインターフェースに中継するように動作可能である。送信機データチャネルは、ホストデバイスのインターフェースから伝送ケーブルのインターフェースにデータ信号を中継するように動作可能である。受信機データチャネルおよび送信機データチャネルの各々は、ホストデバイスに接続可能な個々のホストデバイスノードに、個々の可変設定可能な終端インピーダンスを有する。終端インピーダンス制御装置は、各々の受信機データチャネルおよび送信機データチャネルの個々の可変設定可能な終端インピーダンスを設定するように動作可能である。筐体は、受信機データチャネルと、送信機データチャネルと、終端インピーダンス制御装置とを含む。筐体は、伝送ケーブルに接続可能な伝送ケーブルのインターフェース端部と、ホストデバイスに接続可能なホストデバイスのインターフェース端部とを有する。

別の態様では、本発明は、通信モジュールの製造方法を特徴とする。本発明の方法により、データチャネルが得られる。データチャネルは、伝送ケーブルのインターフェースとホストデバイスのインターフェースとの間の少なくとも一方向において、データ信号を中継するように動作可能である。データチャネルは、ホストデバイスに接続可能なホストデバイスノードに、可変設定可能な終端インピーダンスを有する。データチャネルは、伝送ケーブルに接続可能な第１端部と、ホストデバイスに接続可能な第２端部とを有する筐体内に実装される。データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスは、ターゲットホストデバイスの終端インピーダンス値に実質的に一致する終端インピーダンス値に設定する。

本発明のその他の特徴および利点は、図面および請求の範囲を含む以下の説明から明らかになるであろう。

以下の説明では、類似の参照符号は、類似の要素を特定するために使用する。さらに、図面は、例示的な実施態様の主な特徴を大まかに示すことを意図している。図面は、実際の実施態様におけるすべての特徴と、図示の要素の相対的な寸法とを示すことを意図しているのではなく、一定の比率で拡大して示されているものでもない。

図１は、データチャネル１４と終端インピーダンス制御装置１６とを含むモジュール筐体１２を含む通信モジュール１０の一実施態様を示す。代表的な実施例では、データチャネル１４と終端インピーダンス制御装置１６とは、（たとえば、プリント回路基板などの）共通の基板上に実装される。

モジュール筐体１２は、伝送ケーブル１８とホストデバイス２０とに物理的に接続するように設定される。一般に、伝送ケーブル１８は、任意の種類の光または電気通信ケーブルであっても良く、ホストデバイス２０は、（たとえば、コンピュータまたは周辺電子デバイスなどの）任意の種類のデバイスであっても良い。実施例によっては、伝送ケーブル１８は、モジュール筐体１２の媒体コネクタ内へと差し込むことが可能なコネクタを含む。モジュール筐体１２の媒体コネクタは、何らかの高性能光または電気直列伝送媒体技術をサポートする。電気伝送媒体の場合には、媒体コネクタは、たとえば、ＤＢ−９電気コネクタ、ＲＪ４５レセプタクル、またはＨＳＳＤＣ電気コネクタでありうる。光伝送媒体の場合には、媒体コネクタは、たとえば、単一コネクタ（ＳＣ）、二重媒体コネクタおよびＬＣコネクタ、またはＭＴＰ／ＭＰＯコネクタでありうる。実施態様によっては、モジュール筐体１２は、ホストデバイスの嵌合レセプタクル内へと差し込むことができる。これらの実施態様のモジュール筐体は、何らかの差込可能な通信モジュール規格に従って実施され、このような規格としては、ギガビットインターフェース変換器（ＧＢＩＣ）規格や、スモールフォーム差込可能（small form pluggable：ＳＦＰ）規格や、スモールフォームファクタ（ＳＦＦ）規格などが挙げられる。

伝送ケーブル１８のインターフェース２２とホストデバイス２０のインターフェース２４との間の少なくとも一方向において、データチャネル１４はデータ信号を中継する。一般に、データチャネル１４は、データ信号を第１の直列伝送媒体から第２の直列伝送媒体に接続および／または中継（つまり変換）するように設定される。図１では、データチャネル１４は、単一の（受信機）インターフェース中継チャネルのみを有するように示されている。しかし、特定の実施例によっては、データチャネル１４は、第１および第２の伝送媒体との間において、データの双方向または単方向、単一チャネルまたは多重チャネル伝送を行う。たとえば、双方向光送信機の実施例では、データチャネル１４は、ホストデバイス２０の電気インターフェースと伝送ケーブル１８の光データリンクとの間において双方向データ伝送を行う。インターフェースの中継チャネルは、図１に示すような差動データ中継チャネルか、またはシングルエンドデータ中継チャネルでありうる。

伝送ケーブルのインターフェース２２は特有のインピーダンス２６を特徴とし、ホストデバイスのインターフェース２４は特有のインピーダンス２８を特徴とする。同様に、データチャネル１４は、ケーブルノード３２に終端インピーダンス３０を有し、ホストデバイスノード３６に終端インピーダンス３４を有する。高速データ伝送用途の場合には、ノード３２のケーブルおよびデータチャネルの終端インピーダンス２６、３０は、反射およびその他の損失を減少させるのに適することが好ましい。同様に、ノード３６のホストデバイスおよびデータチャネル終端インピーダンス２８、３４は、反射およびその他の損失を減少させるのに適することが好ましい。図１では、各々の終端インピーダンス２６、２８、３０、３４は、単一抵抗要素で表される。一般に、データチャネル１４と伝送ケーブルインターフェース２２とホストデバイスインターフェース２４との各々は、終端インピーダンス２６、２８、３０、３４の値に対応する等価なインピーダンス値を有する１以上の要素を含む。

異なる個々の終端インピーダンス２８を含むホストデバイスインターフェース２４を有するホストデバイスを収容するため、データチャネル１４の終端インピーダンス３４は可変設定可能である。たとえば、従来のＧＢＩＣホストインターフェースは７５Ω（１５０Ω差動）終端インピーダンスを有するが、スモールフォーム差込可能なホストインターフェース（small form pluggable host interface）は５０Ω（１００Ω差動）終端インピーダンスを有する。以下に詳細に説明するように、終端インピーダンス制御装置１６は、あるターゲットホストデバイスインターフェースのターゲット終端インピーダンス値に実質的に一致するインピーダンス値に、データチャネル１４の可変設定可能な終端インピーダンス３４を設定するように動作可能である。

図２を参照すると、実施態様によっては、データチャネル１４は、ホストデバイスノード３６に接続された差動増幅器４０を含む。差動増幅器４０は１対の入力トランジスタ４２、４４を含み、ゲートはＶ_IN＋およびＶ_IN−信号にそれぞれ接続され、ソースは共通のバイアス電流源４６に接続される。トランジスタ４２、４４のドレインは、個々の可変抵抗回路４８、５０を介してドレイン電圧レールＶ_DDに接続される。トランジスタ４２、４４のドレインで生成される差動出力信号Ｖ_OUT＋およびＶ_OUT−は、ホストデバイスノード３６に送信される。抵抗回路４８、５０のインピーダンス値は、ノード３６におけるデータチャネル１４の終端インピーダンスを決定する。これらのインピーダンスは、終端インピーダンス制御装置１６により設定される。殆どの用途では、抵抗回路４８、５０のインピーダンス値は実質的に等しく設定される。しかしながら、用途によっては、異なるインピーダンス値を有するように抵抗回路４８、５０を設定することができる。

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一般に、抵抗回路４８、５０は、終端インピーダンス制御装置１６により複数の異なるターゲットインピーダンス値の何れか１つに設定される可変設定可能な終端インピーダンスを協働で提供する１以上の回路要素により実施される。図３Ａは、個々の抵抗回路４８、５０が電界効果トランジスタ５２により実施され、電圧制御された抵抗値を有する一実施態様を示す。何れかの極性のドレイン−ソース電圧が小さい場合には、トランジスタ５２の抵抗値は、印加されるゲート−ソースバイアス（Ｖ_CNTL）が増加するにつれて減少する。図３Ａは、各々の抵抗回路４８、５０が、スイッチ５６に並列接続された抵抗器５４、および直列接続された抵抗器５８により実施される一実施態様を示す。実施態様によっては、スイッチ５６はトランジスタで実施されており、この場合には、終端インピーダンス制御装置１６は電気制御信号Ｖ_CNTLによりスイッチを開閉する。他の実施態様では、スイッチ５６は機械的スイッチにより実施されており、この場合には、終端インピーダンス制御装置１６は機械的スイッチの手動制御を可能にする作動可能要素を含む。スイッチ５６が開くと、各抵抗回路４８、５０の実効抵抗は抵抗器５４の抵抗に対応する。スイッチ５６が閉じると、各抵抗回路４８、５０の実効抵抗は、トランジスタ５６および抵抗器５８の結合抵抗と平行して、抵抗器５４の実効抵抗に対応する。他の実施態様では、抵抗回路４８、５０は様々な方法で実施される。

図４は、ＧＢＩＣ光送受信機モジュール６０の形態で実施される通信モジュール１０の例示的な実施態様を示す。送受信機モジュール６０は、モジュール６０をホストデバイスのインターフェース２４に接続するための電気コネクタ６２と、モジュール６０を伝送ケーブルのインターフェース２２に接続するための光コネクタ６４とを含む。光受信機６６は、増幅器および信号損失（ＬＯＳ）検知器の回路６８に結合される。光送信機７０は、レーザドライバおよび電気制御回路７２に結合される。受信機の終端回路７４は、信号出力を増幅器およびＬＯＳ検知器回路６８からデータ受信およびＬＯＳ受信信号７６に変換し、ドライブ回路７８は、データ送信およびその他の信号をレーザドライバおよび電力制御回路７２に伝送する。電力管理およびサージ制御回路８２は、送受信機モジュール６０の回路に電力を提供し、電力サージから保護する。モジュール定義（ＭＯＤ＿ＤＥＦ）および終端インピーダンス制御装置８４は、標準モジュール定義信号８６の集合を生成し、送信機および受信機のデータチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスを設定するための制御信号（Ｖ_CNTL）を生成する。

一般に、特定のハードウェアまたはソフトウェア構成に限られず、デジタル電子回路、コンピュータのハードウェア、ファームウェア、もしくはソフトウェアに含まれる、任意の計算または処理環境において、モジュール定義および終端インピーダンス制御装置８４を実施することができる。例示的な一実施例では、プログラム可能なＥＥＰＲＯＭ制御装置モジュールによって、モジュール定義および終端インピーダンス制御装置８４はファームウェア内で実施される。

図５を参照すると、実施態様によっては、通信モジュール１０は以下のように製造される。通信回路が取得される（ステップ９０）。通信回路は、可変設定可能な終端インピーダンスを含む単方向または双方向データチャネルを含む。通信回路は、終端インピーダンス制御装置も含む。実施例によっては、データチャネルおよび終端インピーダンス制御装置は、共通のプリント回路基板上に実装される。伝送ケーブルに接続可能な第１端部とホストデバイスに接続可能な第２端部とを有する筐体内に通信回路を実装することによって、通信モジュールが形成される（ステップ９２）。ターゲットホストデバイスに対応するターゲット終端インピーダンス値が既知である場合には（ステップ９４）、データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンス値は、ターゲットホストデバイスの終端インピーダンス値に実質的に一致する終端インピーダンス値に設定される（ステップ９６）。

可変設定可能な終端インピーダンス値は、終端インピーダンス制御装置の適切な構成により設定される。たとえば、実施例によっては、終端インピーダンス制御装置は、ホストデバイスノード３６においてターゲット終端インピーダンスを生成する制御信号Ｖ_CNTLを生成するようにプログラムされる。他の実施例によっては、終端インピーダンス制御装置は、ホストデバイスノード３６においてターゲット終端インピーダンスを生成する機械的スイッチを手動で開閉するように構成される。

ターゲット終端インピーダンスが既知ではない場合には（ステップ９４）、通信モジュールが記憶される（ステップ９８）。ターゲット終端インピーダンス値が決定されると（ステップ９４）、ターゲットホストデバイスの終端インピーダンス値に実質的に一致する終端インピーダンス値にデータチャネルの可変設定可能な終端インピーダンス値が設定される（ステップ９６）。

その他の実施態様は、請求の範囲の範囲に含まれる。

たとえば、実施態様によっては、様々な個々の終端インピーダンスを含むインターフェース２２を有する伝送ケーブル１８を収容するように、データチャネル１４の終端インピーダンス３０を可変設定することができる。これらの実施態様では、伝送ケーブルのインターフェース２２の特徴的なインピーダンス２６に実質的に一致するターゲットインピーダンス値に終端インピーダンス３０を設定するように、終端インピーダンス制御装置が構成される。

通信モジュールの一実施態様のブロック図である。 可変抵抗回路を含む図１に示す通信モジュールの実施態様におけるデータチャネルの出力段階の一実施態様を示す回路図である。 ＡおよびＢは、図２に示す可変抵抗回路の一実施例の回路図である。 図１に示す通信モジュールの光送信機の実施例を示すブロックである。 通信モジュールを製造する方法の一実施態様を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 通信モジュール
１２ 筐体
１４ データチャネル
１６ 終端インピーダンス制御装置
２０ ホストデバイス
２２ 伝送ケーブルのインターフェース
２４ ホストデバイスのインターフェース
３４ 終端インピーダンス
３６ ホストデバイスノード
６０ 通信モジュール
６２ ホストデバイスのインターフェース端部
６４ 伝送ケーブルのインターフェース端部
８４ 終端インピーダンス制御装置

Claims (10)

1. 伝送ケーブルのインターフェースとホストデバイスのインターフェースとの間の少なくとも一方向においてデータ信号を中継するように動作可能であり、可変設定可能な終端インピーダンスを、ホストデバイスに接続可能なホストデバイスノードにおいて有するデータチャネルと、
   該データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスを設定するように動作可能な終端インピーダンス制御装置と
   を含んでなる通信モジュール。
2. 前記データチャネルが、前記ホストデバイスノードに可変抵抗回路を含む請求項１に記載の通信モジュール。
3. 前記終端インピーダンス制御装置が、前記データチャネルの前記可変設定可能な終端インピーダンスを第１設定モードにおいて１５０Ωの差動抵抗に選択的に設定し、前記データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスを第２設定モードにおいて１００Ωの差動抵抗に設定するように動作可能である請求項１に記載の通信モジュール。
4. 前記データチャネルを含む筐体をさらに含む請求項１に記載の通信モジュール。
5. 前記伝送ケーブルのインターフェースと前記ホストデバイスのインターフェースとの間の少なくとも一方向において、前記データチャネルがデータの多重チャネル伝送を行うものである請求項１に記載の通信モジュール。
6. 前記伝送ケーブルのインターフェースと前記ホストデバイスのインターフェースとの間の双方向において、前記データチャネルがデータ信号を中継するように動作可能である請求項１に記載の通信モジュール。
7. 伝送ケーブルのインターフェースからホストデバイスのインターフェースにデータ信号を中継するように動作可能な受信機データチャネル、および、該ホストデバイスのインターフェースから前記伝送ケーブルのインターフェースにデータ信号を中継するように動作可能な送信機データチャネルと、ここで、該受信機データチャネルおよび該送信機データチャネルの各々が、前記ホストデバイスに接続可能な個々のホストデバイスノードに、個々の可変設定可能な終端インピーダンスを有するものであり、
   各々の前記受信機データチャネルおよび前記送信機データチャネルの個々の可変設定可能な終端インピーダンスを設定するように動作可能な終端インピーダンス制御装置と、
   前記受信機データチャネルと前記送信機データチャネルと前記終端インピーダンス制御装置とを含み、伝送ケーブルに接続可能な伝送ケーブルのインターフェース端部とホストデバイスに接続可能なホストデバイスのインターフェース端部とを有する筐体と
   を含んでなる通信モジュール。
8. 前記受信機データチャネルおよび前記送信機データチャネルが、前記個々のホストデバイスノードに個々の可変抵抗回路を含む請求項７に記載の通信モジュール。
9. 前記終端インピーダンス制御装置からの異なる個々の電気制御信号の受信に応じて、各々の可変抵抗回路が、個々のホストデバイスノードにおいて異なる終端インピーダンスを呈するものである請求項８の通信モジュール。
10. 伝送ケーブルのインターフェースとホストデバイスのインターフェースとの間の少なくとも一方向において、データ信号を中継するように動作可能なデータチャネルを取得するステップと、
    伝送ケーブルに接続可能な第１端部とホストデバイスに接続可能な第２端部とを有する筐体内に前記データチャネルを実装するステップと、
    あるターゲットホストデバイス終端インピーダンス値に実質的に一致する終端インピーダンス値に前記データチャネルの可変設定可能な終端インピーダンスを設定するステップと
    を含んでなる通信モジュールの製造方法。
    
    

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