JP2010177593A - 並列伝送モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光モジュール30では、複数の伝送線路TL1,TL5,TL6は、最上層の導体層m1に設けられドライバIC32と電気的に接続される一端部から短い距離で延びる最上層の線路71a〜76aを有する。隣接する伝送線路の一方は、最上層の線路73a、74aとビア導体v3、v4を介して接続され、第3の導体層(第1導体層)に形成された中央区間の線路73b、74bを有する。その他方は、最上層の線路75a、76aとビア導体v5、v6を介して接続され、第1導体層とは異なる第2の導体層に形成された中央区間の線路75b、76bを有する。隣接する2つのチャネルの最上層の線路が近接する長さが短い。隣接する伝送線路の中央区間の線路の距離を離すことが可能になる。
【選択図】図3
Description
また、高速に信号を伝送する差動伝送線路と、それを制御する制御回路とを備えた差動伝送回路が知られている(例えば、特許文献2参照)。この差動伝送回路では、作動ドライバICと作動レシーバICとが多層基板であるプリント配線基板上に配置され、両ICが3本の信号線からなる差動伝送線路で接続されている。この差動伝送線路の大部分にわたって、3本の信号線における隣接する2つの信号線間の距離を所定の値に等しくするために、2本の信号線の両端部を除く中央の区間と、残りの1本の信号線の両端部を除く中央の区間とを、プリント配線基板の異なる層に設けている。
本発明は、このような従来の問題点に着目して為されたもので、隣接するチャネルの伝送線路間でのクロストークの低減を図った並列伝送モジュールを提供することを目的とする。
本発明の実施の形態に係る並列伝送モジュールを説明する前に、これを用いた並列光伝送装置の概略構成を図1および図2に基づいて説明する。
並列光伝送装置1は、図1に示すように、電気基板10と、電気プラガブルソケット20と、光モジュール30と、押さえ板40と、光コネクタ50と、光学部品60とを備えている。この並列光伝送装置1は、一例として、電気信号を光信号に変換し、その光信号を複数のチャネル、例えば12チャネル(12ch)で12本の光ファイバを介して並列伝送(10Gbps/1ch×12ch伝送)する送信用の並列光伝送装置である。
第1実施形態に係る並列伝送モジュールとしての光モジュール30を図3乃至図7に基づいて説明する。図3は、ドライバIC32とVCSELアレイ31が実装された光モジュール30のモジュール基板33の一部を透視的に示している。図5は図3の一部を示す平面図で、隣接する2つのチャネルの伝送線路の一部を示す説明図である。図6(A)はch5の伝送線路を構成する2本の信号線の一方の経路を示す断面図、図6(B)はch6の伝送線路を構成する2本の信号線の一方の経路を示す断面図である。
・上記基本原理により、隣接する2つのチャネルの最上層の線路間での電磁干渉が抑制されるので、隣接するチャネルの伝送線路間でのクロストークを低減することができる。例えば、図3に示すように、隣接するch5とch6については、伝送線路TL5の信号線73,74と伝送線路TL6の信号線75,76との間でのクロストークが低減される。
従って、隣接する2つのチャネルの中央区間の線路間での電磁干渉が抑制される。このため、隣接するチャネルの伝送線路間でのクロストークを低減することができる(図7参照)。
・電気信号を光信号に変換する機能を有する光モジュール30において、隣接するチャネルの伝送線路間でのクロストークを低減することができる。
第2実施形態に係る並列伝送モジュールとしての光モジュール30Aを図8に基づいて説明する。この光モジュール30Aは、複数チャネルの伝送線路TL1〜TL12の配置のみが図3に示す上記光モジュール30とは異なる。図8は、光モジュール30Aにおける複数チャネルの伝送線路TL1〜TL12のうちの一部の配置のみを透視的に示している。なお、図8では、伝送線路TL1〜TL12のうちの3つのチャネルの伝送線路TL4、TL5およびTL6のみを示している。
(1)複数の伝送線路は、最上層の導体層にそれぞれ設けられ、ドライバIC32に設けられた複数の信号入出力端子と電気的に接続される一端部から延びる最上層の線路(第1の線路)と、最上層の線路とビア導体を介して電気的に接続される線路で、複数の導体層のうち、最上層の導体層より下にある複数の導体層のいずれかの導体層に形成された第2の線路とをそれぞれ有する。
例えば、隣接する2つのチャネルch4、ch5の伝送線路TL4、TL5において、その一方の伝送線路TL4の第1の線路77a、78aを長さの短い線路とし、その他方の伝送線路TL5の第1の線路81,82を第1の線路77a、78aよりもLだけ長さの長い線路としている。
同様に、隣接する2つのチャネルch5、ch6の伝送線路TL5、TL6においても、その一方の伝送線路TL6の第1の線路75a、76aを長さの短い線路とし、その他方の伝送線路TL5の第1の線路81,82を第1の線路75a、76aよりもLだけ長さの長い線路としている。
・上記構成(2)により、隣接する2つのchの伝送線路では、最上層の導体層m1において近接する長さが短く、近接状態を早く解消しているので、隣接する2つのチャネルの伝送線路間での電磁干渉が抑制される。これにより、隣接するチャネルの伝送線路間でのクロストークを低減することができる。
全チャネルの伝送線路で上記第1の線路を短くした場合(L=0)において、例えばch5の伝送線路TL5にドライバC32側から信号を入力して、信号入出力端子p5(A,B)から出力される信号の波形を測定した。その波形のピークからピークまでの値と、このときch5の信号入出力端子p5(A,B)から出力される信号の波形のピークからピークまでの値との比をとって常用対数をとり20倍した値(電圧比)が、38.5dBであった。一方、本実施形態で上記L=500μmとして、上記と同じように電圧比を計算した結果、その値が51.1dBとなった。このように、本実施形態によれば、クロストークを、電圧比で約12dB低減できた。
・上記各実施形態では、電気信号を光信号に変換する機能を有する送信用の光モジュールについて説明したが、光信号を電気信号に変換する機能を有する受信用の光モジュールにも本発明は適用可能である。この構成では、複数の光素子として複数のフォトダイオードを有するフォトダイオードアレイを用い、電子素子としてドライバIC33に代えて、各フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅するTIA(Transimpedance Amplifier)機能を備えた増幅用ICを用いる。
30,30A:光モジュール
31:VCSELアレイ(光素子アレイ)
32:ドライバIC(電子素子)
TL1〜TL12:伝送線路
d1〜d7:誘電体層
m1〜m8:導体層
p1(A,B)〜p12(A,B):信号入出力端子
71,72,73,74,75,76:信号線
71A,72A,73A,74A,75A,76A,77A,78A:信号線
71a、72a,73a、74a,75a、76a,77a、78a,81、82:最上層の線路
71b、72b,73b、74b,75b、76b:中央区間の線路
v1〜v8:ビア導体
Claims (5)
- 多チャネルの信号を伝送する並列伝送モジュールであって、
導体層と誘電体層とが交互に積層された多層基板であるモジュール基板と、
前記モジュール基板の最上層の導体層に実装された電子素子と、
前記モジュール基板に形成され、前記電子素子の複数の信号入出力端子と前記モジュール基板の最下層の導体層に形成された複数の信号入出力端子との間で電気信号を伝送する複数の伝送線路と、を備え、
前記複数の伝送線路は、隣接する2つのチャネルの伝送線路が複数の前記導体層のうちの同一の導体層において近接する長さが短くなるように、前記モジュール基板に形成されていることを特徴とする並列伝送モジュール。 - 前記複数の伝送線路は、前記最上層の導体層にそれぞれ設けられ、前記電子素子の信号入出力端子と電気的に接続される一端部から短い距離で延びる最上層の線路をそれぞれ有し、かつ
前記複数の伝送線路のうちの前記隣接する2つのチャネルの伝送線路の一方は、前記最上層の線路とビア導体を介して電気的に接続された線路で、前記複数の導体層のうち、前記最上層の導体層より下にある第1の導体層に形成された中央区間の線路を有し、前記隣接する2つのチャネルの伝送線路の他方は、前記最上層の線路とビア導体を介して電気的に接続された線路で、前記複数の導体層のうち前記第1の導体層とは異なる第2の導体層に形成された中央区間の線路を有することを特徴とする請求項1に記載の並列伝送モジュール。 - 前記複数の伝送線路は、前記最上層の導体層にそれぞれ設けられ、前記電子素子の信号入出力端子と電気的に接続される一端部から延びる第1の線路と、該最上層の線路とビア導体を介して電気的に接続される線路で、前記複数の導体層のうち、前記最上層の導体層より下にある複数の導体層のいずれかの導体層に形成された第2の線路とをそれぞれ有し、
前記複数の伝送線路のうちの隣接する2つのチャネルの伝送線路において、その一方の伝送線路の前記第1の線路を長さの短い線路とし、かつ、
前記隣接する2つのチャネルの伝送線路の他方の伝送線路の前記第1の線路を長さの長い線路としたことを特徴とする請求項1に記載の並列伝送モジュール。 - 前記複数の伝送線路はそれぞれ、2つの信号線からなる差動伝送線路であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の並列伝送モジュール。
- 前記最上層の導体層上には、前記電子素子と電気的に接続された複数の光素子からなる光素子アレイが実装されており、電気信号を光信号に変換する機能或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する光モジュールとして構成されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の並列伝送モジュール。
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