JP2012009851A - アクティブ光ケーブルで使用するための民生用入力／出力（ｃｉｏ）光トランシーバ・モジュール及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュール、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを収容するアクティブ光ケーブル、及びアクティブ光ケーブルの中でＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを使用する方法を提供する。
【解決手段】第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードと第１及び第２の単一体フォトダイオードと集積回路（ＩＣ）と光学系モジュールと、光学系モジュールに機械的に結合されるラッチと、ラッチに機械的に結合されるジャンパと、を具備し、ジャンパは、第１及び第２の送信用光ファイバー及び第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を保持し、光学系モジュールの光学部品の第１の組は、送信用光ファイバーの近接端部と、対応する単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合し、光学系モジュールの光学部品の第２の組は、受信用光ファイバーの近接端部と、対応する単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合する。
【選択図】図７

Description

本発明はアクティブ光ケーブルに関する。より詳細には、本発明は、民生用用途に対して好適な、アクティブ光ケーブルの中で使用するための民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュールに関する。

アクティブ光ケーブルは、一方又は両方の端部が光トランシーバ・モジュールを納めたプラグで終端されている光ファイバー・ケーブルである。このプラグは、全体的に、ケージ内に形成された開口の中に受け入れられるように構成されたハウジングを有する。プラグ・ハウジング上の機械的結合機構は、ケージ上の機械的結合機構と連結するラッチを形成して、プラグ・ハウジングをケージに固着する。プラグ・ハウジングが完全にケージの中に挿入されると、プラグ・ハウジングのラッチはケージの１つ以上の機械的結合機構と係合して、プラグ・ハウジングをケージの内部に固定する。このプラグ・ハウジングのラッチは一般にユーザによって操作されてラッチ解除位置に置かれ、該ラッチ解除位置において、プラグ・ハウジングをケージから切り離してユーザがこのプラグ・ハウジングをケージから取り外すことができる。

図１は、光通信産業で現在使用されている周知のクワッド小型フォーム・ファクタ・プラグ可能（Quad Small Form-Factor Pluggable）（ＱＳＦＰ）形アクティブ光ケーブル２の上部斜視図を例示している。ＱＳＦＰ形アクティブ光ケーブル２の光ファイバー・ケーブル３は、複数の送信用光ファイバー（分かり易くするために図示されていない）及び複数の受信用光ファイバー（分かり易くするために図示されていない）を有している。ケーブル３の端部３ａは、プラグ４で終端されている。このプラグ４は、前述された光トランシーバ・モジュール（分かり易くするために図示されていない）が収納されたハウジング５を備えている。このプラグ・ハウジング５は第１のハウジング部分５ａと第２のハウジング部分５ｂとを含み、それらは止め部品（分かり易くするために図示されていない）によって結合されている。プラグ・ハウジング５の第１及び第２の部分５ａ及び５ｂは、一般に、鋳造アルミニウム、鋳造亜鉛、又は鋳造亜鉛合金で作られる。

プラグ４のラッチ解除装置６によりプラグ・ハウジング５はケージ（分かり易くするために図示されていない）からラッチ解除されて、プラグ・ハウジング５はケージから取り外されることができる。引き手７が、その近接端部７ａでラッチ解除装置６に結合されている。ユーザが引き手７の遠位端部７ｂを矢印８で示された方向に引くと、ラッチ解除装置６のスライダー部分６ａ及び６ｂは矢印８で示された方向に限られた範囲だけ移動する（図１では、スライダー部分６ａだけしか見ることができない）。スライダー部分６ａ及び６ｂのこの動きにより、それぞれスライダー部分６ａ及び６ｂの外側に湾曲した端部６ａ’及び６ｂ’がそれぞれのケージ上のキャッチ機構（分かり易くするために図示されていない）に押し付けられて、プラグ・ハウジング５がケージから取り外し可能にされる。

光通信産業の中で現在使用されている大多数のアクティブ光ケーブルは、図１に示されたＱＳＦＰ形アクティブ光ケーブルに類似した構成を有しているが、他のフォーム・ファクタの他の種類のアクティブ光ケーブルも、この産業で使用される。図１に示されたタイプのＱＳＦＰ形アクティブ光ケーブルでは、プラグ・ハウジング５の中に組み込まれた光トランシーバ・モジュールは、通常は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の並列アレイ、フォトダイオードの並列アレイ、及び並列レーザ・ドライバ及びレシーバの集積回路（ＩＣ）チップを備えている。これらの並列部品は、プラグ用プリント回路基板（ＰＣＢ）９の上面に搭載されている。並列部品、特にＶＣＳＥＬアレイは、主に、ＶＣＳＥＬの間に高度の均一性が要求されるという事実から、比較的高価である。さらに、これらのモジュールの中で使用される並列部品は、比較的少量生産されるため、それらの部品は全体的に高価である。

高品質で比較的安価に製造されうる、また特に民生用用途に対して好適なアクティブ光ケーブルの中で使用するためのＣＩＯ光トランシーバに対する要求が存在する。

本発明は、アクティブ光ケーブルの中で使用するための民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュール、アクティブ光ケーブルの中でＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを使用するための方法、及び１つ以上のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを含むアクティブ・ケーブルに関する。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールは、モジュール用回路基板、少なくとも第１及び第２の単一体レーザ・ダイオード、少なくとも第１及び第２の単一体フォトダイオード、少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）、光学系モジュール、ラッチ、及びジャンパを備えている。モジュール用回路基板は、基板、この基板上に配置された複数の電気接点、及びこの基板を通過する複数の導電体を有している。第１及び第２の単一体レーザ・ダイオード、第１及び第２の単一体フォトダイオード、ＩＣ、及び光学系モジュールは、回路基板上に搭載されている。ラッチは、光学系モジュールに機械的に結合される。ジャンパは、ラッチに機械的に結合される。ジャンパは、少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバー及び第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を保持する。光学系モジュールの光学部品の第１の組は、第１及び第２の送信用光ファイバーの近接端部と、それぞれ、第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合する。光学系モジュールの光学部品の第２の組は、第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部と、それぞれ、第１及び第２の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合する。

アクティブ光ケーブルは、少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバー及び少なくとも第１及び第２の受信用光ファイバーを有する光ファイバー・ケーブル、及び光ファイバー・ケーブルの端部に結合されたプラグ・ハウジングを備えている。このプラグ・ハウジングには、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが装着されている。

この方法は以下のステップを含む、すなわち、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを提供するステップ；少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバー及び第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールのジャンパに接続するステップ；光学系モジュールの光学部品の第１の組を用いて、第１及び第２の送信用光ファイバーの近接端部と、それぞれ、第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合するステップ；及び光学系モジュールの光学部品の第２の組を用いて、第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部と、それぞれ、第１及び第２の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合するステップ、を含む。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールは、基板と、この基板上に配置された複数の電気接点と、この基板を通過する複数の導電体とを有するモジュール用基板；回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体レーザ・ダイオード；回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体フォトダイオード；基板上に搭載された少なくとも１つのＩＣ；基板上に搭載された光学系モジュール；光学系モジュールに機械的に結合されたラッチ；及びラッチに機械的に結合されたジャンパ、を具備する。

本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は、下記の説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

光通信産業で現在使用されている周知のクワッド小型フォーム・ファクタ・プラグ可能（ＱＳＦＰ）形アクティブ光ケーブルの上部斜視図である。 例示となる実施形態によるアクティブ光ケーブルの上部の斜視図であり、この図でプラグ・ハウジングは、本発明の例示となる実施形態によるＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを示すために除かれている。 図２に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを収容するプラグを有する、例示となる実施形態によるアクティブ光ケーブルの上部の斜視図である。 図３に示されている第２のハウジング部分の上部斜視図であり、この第２のハウジング部分は、プラグＰＣＢの上面に取り付けられた、図２に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを有している。 図２に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュールの１つの上部斜視図である。 搭載されたレーザ・ダイオード、フォトダイオード及びＩＣを有する、図５に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュールのＰＣＢの底部斜視図である。 光学系モジュールがＰＣＢに取り付けられる直前の、図６に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュールのＰＣＢの底部斜視図である。 光学系モジュールがＰＣＢに装着された後で、かつラッチが光学系モジュールに固着される直前の、図７に示されているＰＣＢの底部斜視図である。 ラッチが光学系モジュールに装着された後の、図８に示されているＰＣＢの底部斜視図である。 別の実施形態に基づいて図３に示されたプラグの側部断面図であり、この図では、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールはプラグ内に垂直に配置され、かつプラグＰＣＢの反対側に装着されている。 図５〜図９に例示されたタイプの２つのＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを有する、図４に示されたプラグＰＣＢの上部斜視図であるが、これらのＣＩＯ光トランシーバ・モジュールのソケットは除かれて、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールのＰＣＢが直接プラグＰＣＢに装着されている。

本発明は、アクティブ光ケーブルの中で使用するためのＣＩＯ光トランシーバ・モジュール、及びアクティブ光ケーブルの中でこのＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを使用する方法に関する。ここでアクティブ光ケーブルは、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを内蔵している。前述された並列部品を使用する、図１に示されているアクティブ光ケーブル２の光トランシーバ・モジュールとは対照的に、このＣＩＯ光トランシーバ・モジュールは、２つの送信チャネル及び２つの受信チャネルを提供するために、それぞれ、２つの単一体（singlet）レーザ・ダイオード及び２つの単一体（singlet）フォトダイオードを備えている。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールの単一体レーザ・ダイオード及びフォトダイオードは、光通信産業の多くの分野で使用されているため、それらは比較的大量に生産され、このため、図１に示されているアクティブ光ケーブル２の中で使用されている並列アレイのレーザ・ダイオードや並列アレイのフォトダイオードよりも高価ではない。これらの理由及び以下に説明される他の理由により、このＣＩＯ光トランシーバ・モジュールは比較的安価に製造されることができ、またこのため、民生用用途に好適である。

図２は、例示となる実施形態によるアクティブ光ケーブル１０の斜視図を例示している。この場合、プラグ・ハウジングは、アクティブ光ケーブル１０の２つのＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを見せるために取り除いてある。このアクティブ光ケーブル１０は、保護カバー１４を有する光ファイバー・ケーブル１３を備えている。保護カバー１４は、光ファイバー・ケーブル１３をＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するプラグ（分かり易くするために図示されていない）に結合するためにその近接端部に配置されている。このプラグは、図３及び図４を参照して以下で詳細に説明される。この例示となる実施形態によれば、この光ファイバー・ケーブル１３は、４本の送信用光ファイバー１３ａ、１３ａ’、１３ｂ、及び１３ｂ’並びに４本の受信用光ファイバー１３ｃ、１３ｃ’、１３ｄ、及び１３ｄ’を含んでいる。送信用光ファイバー１３ａ及び１３ａ’の２本の近接端部は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａの中で終端されている。他の２本の送信用光ファイバー１３ｂ及び１３ｂ’の近接端部は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ｂの中で終端されている。受信用光ファイバー１３ｃ及び１３ｃ’の２本の近接端部は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａの中で終端されている。他の２本の受信用光ファイバー１３ｄ及び１３ｄ’の近接端部は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ｂの中で終端されている。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂの動作及び構成部品は、図４〜図９を参照して以下で詳細に説明される。

図３は、例示となる実施形態によるアクティブ光ケーブル１０の上部斜視図を例示しており、この図は、光ファイバー・ケーブル１３の近接端部で終端するプラグ２０の１つの実施形態を示している。このプラグ２０は、図５〜図９を参照して下記で詳細に説明されるように、図２に示されているＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するプラグ・ハウジング３０を備えている。この実施形態によれば、図１に示されている周知のアクティブ光ケーブル２のプラグ・ハウジング５は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するためにハウジング内に付加的な空間を設けるように変更されている。図１に関連して前述されたように、図１に示されているプラグ・ハウジング５の第１及び第２のハウジング部分５ａ及び５ｂは、一般に、鋳造アルミニウム、鋳造亜鉛、又は鋳造亜鉛合金などの鋳造材料で作られる。第１及び第２のハウジング部分５ａ及び５ｂを作るために使用される鋳造工程の性質のため、第１及び第２のハウジング部分５ａ及び５ｂの肉厚は、一般に、０．５ミリメータ（ｍｍ）よりも厚い。その結果、周知のアクティブ光ケーブル２のハウジング５の中には、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するための空間が不十分である。

図３の例示となる実施形態によれば、プラグ・ハウジング３０は、鋳造物（例えば、鋳造アルミニウム、鋳造亜鉛、又は鋳造亜鉛合金）である第１のハウジング部分３０ａ、及びシート・メタルから作られる第２のハウジング部分３０ｂを有している。このため、この第１のハウジング部分３０ａは、シート・メタルの第２のハウジング部分３０ｂと機械的に結合されることが可能なように、様々な変更が第１のハウジング部分３０ａに対して行われたことを除いて、図１に示されている第１のハウジング部分６ａによく似ている。シート・メタルは極めて薄く作られることができるため、第２のハウジング部分３０ｂを作るためにシート・メタルを使用することにより、第２のハウジング部分３０ｂの肉厚を薄くすることができる。その結果、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するためにプラグ・ハウジング３０内で利用できる空間の大きさを増加することができる。この方法では、プラグ２０は、例えば、ＳＦＦ−８４３６規格などの１つ以上のスモール・フォーム・ファクタ（ＳＦＦ）規格に適合している。

第１のハウジング部分３０ａの側部上に形成されたタブ３２は、第２のハウジング部分３０ｂの側部の中に形成されたそれぞれの開口３３の中にスナップ・フィットするように構成されて、第２のハウジング部分３０ｂを第１のハウジング部分３０ａに固着する。プラグ２０のラッチ解除装置４０により、ユーザはプラグ２０をケージ（分かり易くするために図示されていない）から外して、プラグ２０をケージから取り除くことができる。ラッチ解除装置４０は、第１のラッチ解除部分４１並びに第１及び第２のスライダー部分４２及び４３（図３では、スライダー部分４２しか見ることができない）を備えている。これらのスライダー部分４２及び４３は、それぞれ、図１に示されたラッチ解除装置６のスライダー部分６ａ及び６ｂと全く同じものとすることができる。同様に、プラグ・ハウジング３０をケージから外すために、スライダー部分４２及び４３がケージ上の機構と相互作用する方法は、図１を参照して前述された方法と同一である。この方法では、ラッチ解除装置６のスライダー部分６ａ及び６ｂが、プラグ・ハウジング５をケージから外すためにケージ上の機構と相互作用する。

引き手５１が、その近接端部５１ａで止め装置５２によってラッチ解除装置４０に結合されている。ユーザが引き手５１の遠位端部５１ｂを矢印５３で示された方向に引くと、ラッチ解除装置４０は矢印５３で示された方向に限られた範囲だけ移動する。ラッチ解除装置４０のこの動きが、ラッチ解除装置４０のスライダー部分４２及び４３を限られた範囲だけ矢印５３で示された方向に移動させる。第１のハウジング部分３０ａの両側に配置されたタブ５５は、第１のラッチ解除部分４１の両側に配置されたそれぞれのスロット５６の中で動くことにより、ラッチ解除装置４０は第１のハウジング部分３０ａに対して限られた範囲だけ移動できる。スライダー部分４２及び４３のこの動きは、それぞれ、スライダー部分４２及び４３の外側に湾曲した端部４２ａ及び４３ａをケージ（分かり易くするために図示されていない）上のキャッチ機構に押し付けて、プラグ２０をケージから取り外しできるようにする。

本発明は、図３に示されたプラグ・ハウジング３０の構成に限定されないことに注意されたい。図３に示されているプラグ・ハウジング３０の構成は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを収容するために適当なプラグ・ハウジングの構成の単なる一例である。当業者は理解されているように、本願で与えられた開示内容に鑑みて、多数の適当なプラグ・ハウジングの構成が存在する又はこの目的のために作られることができる。

図４は、図３に示された第２のハウジング部分３０ｂの上部斜視図を例示しており、この第２のハウジング部分３０ｂは、プラグ用ＰＣＢ１０１の第１の表面上に取り付けられた第１及び第２のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを有している。プラグ用ＰＣＢ１０１は、プラグ用ＰＣＢ９および１０１上に搭載される部品の種類が異なるために、プラグ用ＰＣＢ１０１を通り抜ける電気トレースの構成が、プラグ用ＰＣＢ９を通り抜ける電気トレースの構成とは全体的に異なっていることを除くと、図１に示されたプラグ用ＰＣＢ９と同一にすることができる。プラグ用ＰＣＢ１０１は、プラグ２０が差し込まれる外部機器の電気回路（分かり易くするために図示されていない）にプラグ用ＰＣＢ１０１を電気接続するための電気接点１０５を内部に有している。

光ファイバー・ケーブル１３の保護カバー１４の一部が、第２のハウジング部分３０ｂの中に設けられている開口１０４に受け入れられる。２つの送信用光ファイバー１３ａ及び１３ａ’並びに２つの受信用光ファイバー１３ｃ及び１３ｃ’が、光ファイバー・ケーブル１３の近接端部から保護カバー１４を通過して、第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａに接続されている。同様に、２つの送信用光ファイバー１３ｂ及び１３ｂ’並びに２つの受信用光ファイバー１３ｄおび１３ｄ’が、光ファイバー・ケーブル１３の近接端部から保護カバー１４を通過して、第２のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ｂに接続される。

第１及び第２のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂは、同一の機械的、光学的及び電気的構成を有している。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂは、特定のデータ転送速度で動作するように限定されていないが、この例示となる実施形態によれば、各ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂは、それぞれが少なくとも１秒当たり２．５ギガビット（Ｇｂｐｓ）のデータ転送速度で動作する２つの送信チャネルと、それぞれが少なくとも１秒当たり２．５Ｇｂｐｓのデータ転送速度で動作する２つの受信チャネルとを有している。このため、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂのそれぞれは、総計で同時に１０Ｇｂｐｓ、すなわち受信に５Ｇｂｐｓ及び送信に５Ｇｂｐｓ、のデータ転送速度を有する。２つのＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂが図４には示されているが、３つ以上のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールをアクティブ光ケーブル１０のプラグ２０の中に組み込むことができることに注意されたい。

図３及び図４を再度参照すると、第１のハウジング部分３０ａ及び第２のハウジング部分３０ｂは、第１のハウジング部分３０ａ上に形成されたタブ３２が第２のハウジング部分３０ｂ上に形成されたそれぞれの開口３３に受け入れられる位置の上、下及びその位置に沿った比較的大きな境界面にわたって重なり合う。この比較的大きな重なり領域は、プラグ・ハウジング３０内の構成部品に対して電磁妨害（ＥＭＩ）シールディングを行うファラデーケージを提供する。さらに、本発明はシームに沿って銀エポキシなどの従来の溶液を使用する必要性を除くため、このことは、必要な場合、プラグ２０を容易に再加工することができ、これは今度は、製造コストを低下させ、かつ生産高を増加させることができる。

第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａの構成部品及びアセンブリが、ここで図５〜図９を参照して説明される。図５は、第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａの上部斜視図を例示している。モジュール１００ａのソケット１１１は、モジュール１００ａのＰＣＢ１１２を受容する。ソケット１１１は、プラグ用ＰＣＢ１０１に機械的及び電気的に結合する。モジュール１００ａのジャンパ１１３は、送信用及び受信用の光ファイバー１３ａ〜１３ｄ’の近接端部を保持する。モジュール１００ａのラッチ１１４は、ジャンパ１１３を保持する。ソケット・カバー１１５は、結合機構部１１６を介してソケット１１１に回転結合されて、カバー１１５を開放位置（図５に示されている）及び閉鎖位置（分かり易くするために図示されていない）に配置できるようにする。図６は、第１及び第２のレーザ・ダイオード１２１ａ及び１２１ｂ、第１及び第２のフォトダイオード１２２ａ及び１２２ｂ、並びにＩＣ１２３がＰＣＢ１１２上に取り付けられた後の、図５に示されたＰＣＢ１１２の底部斜視図を例示している。図７は、光学系モジュール１１７がＰＣＢ１１２に装着される直前の、図６に示されたＰＣＢ１１２の底部斜視図を例示している。図８は、光学系モジュール１１７がＰＣＢ１１２上に装着された後で、ラッチ１１４が光学系モジュール１１７に固着される直前の、図７に示されたＰＣＢ１１２の底部斜視図を例示している。図９は、ラッチ１１４が光学系モジュール１１７に固着された後の、図８に示されたＰＣＢ１１２の底部斜視図を例示している。

第１及び第２のレーザ・ダイオード、それぞれ１２１ａ及び１２１ｂ、並びに第１及び第２のフォトダイオード、それぞれ１２２ａ及び１２２ｂは、モジュール用ＰＣＢ１１２の下面１１２ｂ上に実装される。レーザ・ダイオード１２１ａ及び１２１ｂは、ＶＣＳＥＬとすることができるが、それである必要はない。フォトダイオードはＰ形−真性−Ｎ形（Ｐ−Ｉ−Ｎ）ダイオードとすることができるが、それである必要はない。前述のとおり、レーザ・ダイオードの並列アレイ及びフォトダイオードの並列アレイを使用する図１に示されたアクティブ光ケーブル２の光トランシーバ・モジュールとは異なり、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａは、２つの単一体レーザ・ダイオード１２１ａ、１２１ｂ及び２つの単一体フォトダイオード１２２ａ、１２２ｂを備えて、それぞれ２つの送信チャネル及び２つの受信チャネルを提供する。ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールの単一体のレーザ・ダイオード及びフォトダイオードは、光通信産業内の多くの分野で使用されるため、それらは概して比較的大量に製造される、従って、図１に示されたアクティブ光ケーブル２で使用されるレーザ・ダイオードの並列アレイやフォトダイオードの並列アレイよりも安価である。この特徴はアクティブ光ケーブル１０のコストを下げる効果があるため、民生用用途に対して、図１に示されたアクティブ光ケーブル２よりも好都合である。しかしながら、本発明は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ、１００ｂの中で単一体のレーザ・ダイオード及びフォトダイオードのみを使用すること、又はモジュール１００ａ、１００ｂの中で使用されるレーザ・ダイオード及びフォトダイオードの数に関して限定されないことに注意されたい。

ＩＣ１２３も、モジュール用ＰＣＢ１１２の下面１１２ｂ上に搭載される。このＩＣ１２３は、レーザ・ダイオード・ドライバ機能及びレシーバ機能の組合せを実行するために、レーザ・ダイオード・ドライバ回路及びレシーバ回路（分かり易くするために図示されていない）を備えている。これら全ての機能を単一のＩＣ１２３に集積する代わりに、２つ以上のＩＣをこれらの機能を実行するために使用できることに注意されたい。モジュール用ＰＣＢ１１２は、光学系モジュール１１７上に形成されたそれぞれの突起（分かり易くするために図示されていない）と嵌め合うために形成された開口１１２ｃ及び１１２ｄを備えて、光学系モジュール１１７がモジュール用ＰＣＢ１１２の下面１１２ｂに固着できるようにする。モジュール用ＰＣＢ１１２は、このモジュール用ＰＣＢ１１２をプラグ用ＰＣＢ１０１（図４）の電気接点（分かり易くするために図示されていない）に電気的に接続するために複数の電気接点１２５を有している。

光学系モジュール１１７は、ジャンパ１１３の中に形成されたそれぞれの開口（分かり易くするために図示されていない）と嵌め合う突起１１８ａ及び１１８ｂを有して、光学系モジュール１１７をジャンパ１１３と光学的に整列させる。ラッチ１１４の側部１１４ａ及び１１４ｂは、それぞれ、光学系モジュール１１７の側部１１７ａ及び１１７ｂの形状に対して相補形の形状を有するばね素子として構成されて、ラッチ１１４を光学系モジュール１１７にスナップ・フィットできるようにする。ラッチ１１４が光学系モジュール１１７とこの方法で固着されると、突起１１８ａ及び１１８ｂがジャンパ１１３の中に形成されたそれぞれの開口と嵌め合わされて、ジャンパ１１３を光学系モジュール１１７に光学的に整列させる。

光学系モジュール１１７は、その内部に形成されたレンズ１１７ｃ及び１１７ｄを有する。レンズ１１７ｃは、２つの送信用光ファイバー１３ａ及び１３ａ’の近接端部とそれぞれのレーザ・ダイオード１２１ａ及び１２１ｂとの間の光を光学的に結合する。レンズ１１７ｄは、２つの受信用光ファイバー１３ｃ及び１３ｃ’の近接端部とそれぞれのフォトダイオード１２２ａ及び１２２ｂとの間の光を光学的に結合する。光学系モジュール１１７は、レンズ１１７ｃとフォトダイオード１２２ａ、１２２ｂとの間及びレンズ１１７ｄとレーザ・ダイオード１２１ａ、１２１ｂとの間の光を光学的に結合する４５°ミラー１１７ｅ及び１１７ｆをその内部に有している。図８に示されている実施形態では、４個よりも多いレンズ１１７ｃ及び１１７ｄが光学系モジュール１１７の中に示されている。付加的なレンズは必要ではないが、３個以上の送信及び受信チャネルを有するＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａの構成を受け入れることもできる。

本発明のアクティブ光ケーブル１０が図１に示された周知のアクティブ光ケーブル２に対して幾つかの利点を有することは、図２〜図９に示された例示的な実施形態に関する上記の説明から理解されうる。プラグ・ハウジング３０を作るために前述された方法でプラグ・ハウジング５を修正することにより、１つ以上のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールをプラグ・ハウジング３０の中に配置することができる。光トランシーバ・モジュールの中でＶＣＳＥＬの並列アレイ及びフォトダイオードの並列アレイを使用しないことにより、アクティブ光ケーブル１０の全体的なコストが減少され、なおかつアクティブ光ケーブル１０は高いデータ転送速度で動作することができる。ラッチ解除装置４０を作り出す部品の点数を減らすことにより、アクティブ光ケーブル１０の全体的なコストも減少される。さらに、プラグ・ハウジング３０は、高い効果的なＥＭＩシールディングに対する解決策を実現する。その上、アクティブ光ケーブル１０は、例示となる実施形態に基づいて、１つ以上の関連するＳＦＦ規格に確実に適合するように設計される。また、同じＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ、１００ｂは、異なるフォーム・ファクタ（例えば、ＳＦＰ、ＱＳＦＰ、ＣＦＰ、ＣＸＰなど）で使用されることができるため、量産コスト節約を実現することができ、このことは、アクティブ光ケーブル１０の全体的なコストをさらに減らすことになる。これらの特徴の組合せにより、結果としてアクティブ光ケーブル１０が民生用用途に好適になる。しかしながら、このアクティブ光ケーブル１０は民生用用途に好適であるが、当業者は理解するように、それは民生用用途での使用に限定されないことに注意されたい。

図１０は、図４に示されている別の実施形態によるプラグ・ハウジング３０の断面図を例示している。この図では、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂがプラグ・ハウジング３０の中に垂直に配置され、かつプラグ用ＰＣＢ１０１の反対側に搭載されている。この実施形態は、図４に示されている配列とは別のものであり、図４では、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂがプラグ用ＰＣＢ１０１と同じ側に搭載されているが、横方向に互いに分離されている。図４及び図１０に示された装置は同様に動作するが、プラグ・ハウジング３０内で空間を占有する方法が異なっている。例えば、図４に示された装置は、図１０に示された装置よりもプラグ・ハウジング３０の厚さを減らすことができるが、図１０に示された装置に比べてプラグ・ハウジング３０の長さを長くする必要がある。それにひきかえ、図１０に示された装置は、図４に示された装置よりもプラグ・ハウジング３０の厚さを増加する必要があるが、図４に示された装置に比べてプラグ・ハウジング３０の長さを短くすることができる。

図１１は、図５〜図９に示されたタイプの２つのＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂを有する図４に示されたプラグ用ＰＣＢ１０１の上部斜視図を例示している。この図では、図５に示されているソケット１１１は、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂから除かれている。この実施形態によれば、モジュール用ＰＣＢ１１２は、周知の表面実装技術（ＳＭＴ）を用いてプラグ用ＰＣＢ１０１に直接取り付けられる。このため、ソケット１１１に対する要求が不要にされる。モジュール用ＰＣＢ１１２がプラグ用ＰＣＢ１０１に装着される位置では、プラグ用ＰＣＢ１０１のうちの一部分が除かれて、ジャンパ１１３がプラグ用ＰＣＢ１０１の電気回路を妨害しないようにする。ソケット１１１を除くことは、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ及び１００ｂの部品の総数を減らすことであるため、全体的なコストを低下させるが、他の構成部品を取り付けるためのプラグ用ＰＣＢ１０１上の利用可能な表面積の大きさを減らすことになる。このため、ソケット１１１を除くことには、これらの構成のどちらにするかを決定するときに考慮する必要がある利点と不利な点とがある。

本発明は例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことに注意されたい。例示的な実施形態に対して変更を行うことができ、また全てのそのような変更は本発明の範囲に入ることは、当業者は理解されよう。例えば、プラグ・ハウジング３０及びＣＩＯ光トランシーバ・モジュール１００ａ、１００ｂは、特定の構成を有するとして説明されてきたが、当業者はこれらの構成が変更されても本発明の目標が達成される方法を理解するであろう。これら及び他の変更は本願で説明された実施形態に対して行われることができるが、全てのそのような変更された実施形態は、当業者は理解するように、本発明の範囲に入るものとする。

１１２：モジュール用ＰＣＢ
１１２ｂ：モジュール用ＰＣＢ１１２の下面
１１２ｃ：開口
１１２ｄ：開口
１１７：光学系モジュール
１１７ｃ：レンズ
１１７ｄ：レンズ
１１８ａ：突起
１１８ｂ：突起
１２１ａ：単一体レーザ・ダイオード
１２１ｂ：単一体レーザ・ダイオード
１２２ａ：単一体フォトダイオード
１２２ｂ：単一体フォトダイオード
１２３：ＩＣ
１２５：電気接点

Claims (19)

1. アクティブ光ケーブルの中で使用するための民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュールであって、
   基板と、該基板上に配置された複数の電気接点と、前記基板を通過する複数の導電体とを有するモジュール用回路基板と、
   前記回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードと、
   前記回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体フォトダイオードと、
   前記基板に搭載された少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）と、
   前記基板上に搭載された光学系モジュールと、
   前記光学系モジュールに機械的に結合されるラッチと、
   前記ラッチに機械的に結合されるジャンパと、
   を具備し、
   前記ジャンパは、少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバー及び第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を保持し、前記光学系モジュールの光学部品の第１の組は、前記第１及び第２の送信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合し、前記光学系モジュールの光学部品の第２の組は、前記第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合する、ＣＩＯ光トランシーバ・モジュール。
2. 前記モジュール用回路基板を内部に取り付けたソケットをさらに具備し、前記ソケットがアクティブ光ケーブルのプラグ・ハウジングと機械的及び電気的に結合するように構成される、請求項１に記載のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール。
3. 前記ラッチ及び前記光学系モジュールが、互いにインターロックして前記ラッチを前記光学系モジュールに機械的に結合するインターロック機構をそれぞれ有し、前記ラッチが前記光学系モジュールに機械的に結合することにより、前記光学部品の第１及び第２の組が、それぞれ前記送信用及び受信用光ファイバーの近接端部に光学的に整列する、請求項２に記載のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール。
4. 前記ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが光信号を前記送信用光ファイバーのそれぞれに対して少なくとも１秒当たり１０ギガビット（Ｇｂｐｓ）の速度で送信させ、かつ前記ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが前記それぞれの受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部から少なくとも１０Ｇｂｐｓの速度で伝搬する光信号を受け取る、請求項１に記載のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール。
5. 前記光学部品の第１及び第２の組の光学部品が、４５度ミラーを含む、請求項１に記載のＣＩＯ光トランシーバ・モジュール。
6. アクティブ光ケーブルであって、
   ケーブル外被によって囲まれた少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバーと少なくとも第１及び第２の受信用光ファイバーとを有する光ファイバー・ケーブルと、
   プラグ・ハウジングと、
   前記プラグ・ハウジング内に装着され、第１の基板と、該第１の基板上に配置された複数の電気接点と、前記第１の基板を通過する複数の導電体とを有するシステム用回路基板と、
   前記プラグ・ハウジング内に搭載された第１の民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュールと、
   を具備し、
   前記第１の民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュールは、
   第２の基板と、該第２の基板上に配置された複数の電気接点と、前記第２の基板を通過する複数の導電体とを有する第１のモジュール用回路基板であって、前記システム用回路基板は、前記第１のモジュール用回路基板に電気的に接続されて、前記システム用回路基板と前記第１のモジュール用回路基板とが互いに通信できるようにされる、第１のモジュール用回路基板と、
   前記第２の基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードと、
   前記第２の基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体フォトダイオードと、
   前記第２の基板に搭載された少なくとも第１の集積回路（ＩＣ）と、
   前記第２の基板に機械的に結合された第１の光学系モジュールと、
   前記光学系モジュールに機械的に結合された第１のラッチと、
   前記第１のラッチに機械的に結合された第１のジャンパであって、少なくとも前記第１及び第２の送信用光ファイバー及び前記第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を保持し、前記第１の光学系モジュールの光学部品の第１の組は、前記第１及び第２の送信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合し、前記光学系モジュールの光学部品の第２の組は、前記第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合する、第１のジャンパと、
   を具備する、アクティブ光ケーブル。
7. 前記第１のモジュール用回路基板を内部に取り付けた第１のソケットをさらに具備し、前記ソケットは、前記プラグ・ハウジングと機械的及び電気的に結合される、請求項６に記載のアクティブ光ケーブル。
8. 前記第１のラッチ及び前記第１の光学系モジュールが、互いにインターロックして前記第１のラッチを前記第１の光学系モジュールに機械的に結合するインターロック機構をそれぞれ有し、前記第１のラッチが前記第１の光学系モジュールに機械的に結合することにより、前記光学部品の第１及び第２の組が、それぞれ第１及び第２の送信用及び受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部と光学的に整列する、請求項７に記載のアクティブ光ケーブル。
9. 前記第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが光信号を前記送信用光ファイバーのそれぞれに対して少なくとも１秒当たり２．５ギガビット（Ｇｂｐｓ）の速度で送信させ、かつ前記第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが前記それぞれの受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部から少なくとも２．５Ｇｂｐｓの速度で伝搬する光信号を受け取る、請求項６に記載のアクティブ光ケーブル。
10. 前記光学部品の第１及び第２の組の光学部品が、４５度ミラーを含む、請求項６に記載のアクティブ光ケーブル。
11. 前記ケーブル外被によって囲まれた第３及び第４の送信用光ファイバー及び第３及び第４の受信用光ファイバーと、
    前記プラグ・ハウジング内に搭載された第２のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールと、
    をさらに具備し、
    前記第２のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが、
    第３の基板と、該第３の基板上に配置された複数の電気接点と、前記第３の基板を通過する複数の導電体とを有する第２のモジュール用回路基板であって、前記システム用回路基板が前記第２のモジュール用回路基板に電気的に接続されて、前記システム用回路基板と前記第２のモジュール用回路基板とが互いに通信できるようにされる、第２のモジュール用回路基板と、
    前記第３の基板上に搭載された少なくとも第３及び第４の単一体レーザ・ダイオードと、
    前記第３の基板上に搭載された少なくとも第３及び第４の単一体フォトダイオードと、
    前記第３の基板上に搭載された少なくとも第２のＩＣと、
    前記第３の基板に機械的に結合された第２の光学系モジュールと、
    前記第２の光学系モジュールに機械的に結合された第２のラッチと、
    前記第２のラッチに機械的に結合された第２のジャンパであって、少なくとも前記第３及び第４の送信用光ファイバー及び前記第３及び第４の受信用光ファイバーの近接端部を保持し、前記第２の光学系モジュールの光学部品の第３の組は、前記第３及び第４の送信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第３及び第４の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合し、前記第２の光学系モジュールの光学部品の第４の組は、前記第３及び第４の受信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第３及び第４の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合する、第２のジャンパと、
    を具備する、請求項７に記載のアクティブ光ケーブル。
12. 前記第２のモジュール用回路基板を内部に取り付けた第２のソケットをさらに具備し、前記第２のソケットは、前記プラグ・ハウジングと機械的及び電気的に結合される、請求項１１に記載のアクティブ光ケーブル。
13. 前記第２のラッチ及び前記第２の光学系モジュールが、互いにインターロックして前記第２のラッチを前記第２の光学系モジュールに機械的に結合するインターロック機構をそれぞれ有し、前記第２のラッチが前記第２の光学系モジュールに機械的に結合することにより、前記光学部品の第３及び第４の組が、それぞれ第３及び第４の送信用及び受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部と光学的に整列する、請求項１２に記載のアクティブ光ケーブル。
14. 前記第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが光信号を前記第３及び第４の送信用光ファイバーのそれぞれに対して少なくとも１秒当たり２．５ギガビット（Ｇｂｐｓ）の速度で送信させ、かつ前記第１のＣＩＯ光トランシーバ・モジュールがそれぞれの前記第３及び第４の受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部から少なくとも２．５Ｇｂｐｓの速度で伝搬する光信号を受け取る、請求項１１に記載のアクティブ光ケーブル。
15. 前記光学部品の第３及び第４の組の光学部品が、４５度ミラーを含む、請求項１１に記載のアクティブ光ケーブル。
16. アクティブ光ケーブルの中で民生用入力／出力（ＣＩＯ）光トランシーバ・モジュールを使用する方法であって、
    ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールを提供するステップであって、該ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールは、
    基板と、該基板上に配置された複数の電気接点と、前記基板を通過する複数の導電体とを有するモジュール用回路基板と、
    前記回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードと、
    前記回路基板上に搭載された少なくとも第１及び第２の単一体フォトダイオードと、
    前記基板に搭載された少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）と、
    前記基板上に搭載された光学系モジュールと、
    前記光学系モジュールに機械的に結合されたラッチと、
    前記ラッチに機械的に結合されたジャンパと、
    を具備している、ステップと、
    
    少なくとも第１及び第２の送信用光ファイバー及び第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部を前記ジャンパに接続するステップと、
    前記光学系モジュールの光学部品の第１の組を用いて、前記第１及び第２の送信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体レーザ・ダイオードとの間の光を光学的に結合するステップと、
    前記光学系モジュールの光学部品の第２の組を用いて、前記第１及び第２の受信用光ファイバーの近接端部と、対応する前記第１及び第２の単一体フォトダイオードとの間の光を光学的に結合するステップと、
    を含む、方法。
17. 前記モジュール用回路基板を内部に取り付けたソケットをさらに具備し、前記ソケットは、アクティブ光ケーブルのプラグ・ハウジングと機械的及び電気的に接続するように構成される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記ラッチ及び前記光学系モジュールが、互いにインターロックして前記ラッチを前記光学系モジュールに機械的に結合するインターロック機構をそれぞれ有し、かつ前記ラッチが前記光学系モジュールに機械的に結合することにより、前記光学部品の第１及び第２の組が、それぞれ前記送信用及び受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部と光学的に整列する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが光信号を前記送信用光ファイバーのそれぞれに対して少なくとも１秒当たり２．５ギガビット（Ｇｂｐｓ）の速度で送信させ、かつ前記ＣＩＯ光トランシーバ・モジュールが前記それぞれの受信用光ファイバーのそれぞれの近接端部から少なくとも２．５Ｇｂｐｓの速度で伝搬する光信号を受け取る、請求項１６に記載の方法。