JP2016091010A - データ・バス・イン・ア・ボックス（ｂｉｂ）システムの設計および実装 - Google Patents

Abstract

【課題】改善されたデータ・バス・イン・ア・ボックスに対するシステム、方法、および装置を提供する。【解決手段】システム２００は、電気ボックスと、少なくとも１つの光コネクタ２２０と、ボックスの内部に包含された少なくとも１つのマザー・ボード２４０と、少なくとも１つの伝送光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルを含む送信側と、少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルを含む受信側と、夫々が少なくとも１つの受信ＯＭＣタイル２５０ａから受信カップラ２６０ａへ接続された第１の受信光ファイバ２７０ａと、受信カップラ２６０ａから光コネクタ２２０の１つへ接続された第２の受信光ファイバ２８０ａと、それぞれ少なくとも１つの送信ＯＭＣタイル２５０ｂから送信カップラ２６０ｂに接続された第１の送信光ファイバ２７０ｂと、送信カップラ２６０ｂから光コネクタ２２０の少なくとも１つに接続された第２の送信光ファイバ２８０ｂとを備える。【選択図】図３

Description

本開示はデータ・バスに関する。特に、本開示はデータ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）システムの設計と実装に関する。

現在、航空機（例えば、近代の航空機）で使用されている幾つかのシステム・データ・バス・アーキテクチャ（例えば、ＡＲＩＮＣプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）６２９データ・バス）では、チャネルごとに独立にパッケージ化された光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）が必要である。これらには独立にパッケージ化された受動光星型カップラも必要である。これらの独立にパッケージ化されたユニットは、取り付け中に誤用されうる完全被覆型の航空機ＰＯＦケーブルによって相互接続される。これらのパッケージに必要なコネクタは重く、嵩張り、かつ高価であるだけでなく、当該システムの光電力予算に対して大幅な光減衰をもたらす。当該光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）および光星型カップラにはまた、それらを航空機構造部材に配設するための、特別に設計された支持ブラケットとレールが必要である。各ＯＭＣおよび光星型カップラは個別に製造および試験されなければならず、そのため、多くの時間とコストがかかる。ＯＭＣが故障すると、航空機の整備工はそれを除去して新たなＯＭＣをその場所に取り付けなければならず、さらに時間とコストが必要である。

このように、改善されたデータ・バスアーキテクチャの設計が必要である。

本発明は、データ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）の設計および実装のための方法、システム、および装置に関する。１つまたは複数の実施形態では、電気から光への変換および光から電気への変換を実施するためのデータＢｉＢに対するシステムは、電気ボックスと、当該ボックスの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタとを備える。当該システムはさらに、当該ボックスの内部に包含された少なくとも１つのマザー・ボードを備える。当該マザー・ボード（複数可）は送信側と受信側を備え、当該送信側は電気から光への変換を実施するための少なくとも１つの伝送光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルを備え、光から電気への変換を実施するための当該受信側は少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルを備える。また、当該システムは複数の第１の受信光ファイバを備える。当該第１の受信光ファイバの各々は、少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルから受信カップラの大端へ接続される。さらに、当該システムは第２の受信光ファイバを備える。当該第２の受信光ファイバは、当該受信カップラの小端から少なくとも１つの光コネクタへ接続される。さらに、当該システムは複数の第１の送信光ファイバを備える。当該第１の送信光ファイバのうち１つは、少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルから送信カップラの大端へ接続される。さらに、当該システムは第２の送信光ファイバを備える。当該第２の送信光ファイバは当該送信カップラの小端から少なくとも１つの光コネクタへ接続される。さらに、当該システムは第３の送信光ファイバを備える。当該第３の送信光ファイバは、当該送信カップラの小端から当該受信カップラの小端へ接続される。

１つまたは複数の実施形態では、当該システムはさらに、当該ボックスの側面の少なくとも１つに配置された少なくとも１つの電気コネクタを備える。さらに、当該システムは、マザー・ボードから少なくとも１つの電気コネクタに接続された少なくとも１つの電線を備える。幾つかの実施形態では、各電気コネクタは、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）からの電気的データ信号をデータＢｉＢ内の少なくとも１つの送信器ＯＭＣタイルの入力に送信する。各電気コネクタはまた、少なくとも１つの受信器ＯＭＣタイルから電気信号をデータ・バスで受信する。当該少なくとも１つの受信器ＯＭＣタイルは、データＢｉＢ内部の受信カップラからの光データの光から電気への変換を実施する。

少なくとも１つの実施形態では、電気から光への変換および光から電気への変換を実施するためのデータＢｉＢは、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタを備える。当該データＢｉＢはさらに、当該データＢｉＢ内部に包含された少なくとも１つのマザー・ボードを備える。当該マザー・ボードは、送信側と受信側を備え、当該送信側は電気から光への変換を実施するための少なくとも１つの伝送光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルを備え、当該受信側は光から電気への変換を実施するための少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルを備える。また、当該データＢｉＢは複数の第１の受信光ファイバを備え、当該第１の受信光ファイバの各々は少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルから受信カップラに接続される。さらに、当該データＢｉＢは第２の受信光ファイバを備え、当該第２の受信光ファイバは当該受信カップラから少なくとも１つの光コネクタに接続される。さらに、当該データＢｉＢは複数の第１の送信光ファイバを備え、当該第１の送信光ファイバのうち１つは、少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルから送信カップラに接続される。さらに、当該データＢｉＢは第２の送信光ファイバを備え、当該第２の送信光ファイバは当該送信カップラから少なくとも１つの光コネクタに接続される。さらに、当該システムは第３の送信光ファイバを備える。当該第３の送信光ファイバは、当該送信カップラの小端から当該受信カップラの小端へ接続される。

１つまたは複数の実施形態では、データＢｉＢはさらに、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの電気コネクタを備える。さらに、当該データＢｉＢは、マザー・ボードから少なくとも１つの電気コネクタに接続された少なくとも１つの電線を備える。

少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの電気コネクタと少なくとも１つの光コネクタは当該データＢｉＢの同じ側に配置される。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの電気コネクタと少なくとも１つの光コネクタは当該データＢｉＢの異なる側に配置される。

１つまたは複数の実施形態では、当該送信ＯＭＣタイルは少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイルを含み、当該受信ＯＭＣタイルは少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイルを含み、当該電気コネクタは少なくとも１つのスペア電気コネクタを含み、当該送信ＯＭＣタイルおよび／または当該受信ＯＭＣタイルのうち少なくとも１つが故障したとき、少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイルおよび／または少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイルは少なくとも１つのスペア電気コネクタに接続される。

１つまたは複数の実施形態では、受信カップラは小端および大端を有する先細り星型カップラである。幾つかの実施形態では、送信カップラは小端および大端を有する先細り星型カップラである。幾つかの実施形態では、当該送信カップラの先細り端を当該受信カップラの先細り端に接続する少なくとも１つの光ファイバが存在する。

少なくとも１つの実施形態では、データＢｉＢの内部の少なくとも一部は熱伝導フォームを含む。

１つまたは複数の実施形態では、送信ＯＭＣタイルの各々は光サブアセンブリ（ＯＳＡ）を含む。幾つかの実施形態では、受信ＯＭＣタイルの各々は光サブアセンブリ（ＯＳＡ）を含む。

少なくとも１つの実施形態では、データＢｉＢは３ＭＣＵサイズのボックスまたは４ＭＣＵサイズのボックスである。

１つまたは複数の実施形態では、マザー・ボードは両面プリント回路基板（ＰＣＢ）である。

少なくとも１つの実施形態では、データＢｉＢはさらに、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）故障指示灯を備える。

１つまたは複数の実施形態では、マザー・ボードは銅コア基板である。幾つかの実施形態では、当該マザー・ボードはアルミニウムのバックプレートを備える。

少なくとも１つの実施形態では、送信カップラはマルチコア・プラスチック・光ファイバ（ＰＯＦ）から製造される。幾つかの実施形態では、受信カップラはマルチコア・プラスチック・光ファイバ（ＰＯＦ）から製造される。

１つまたは複数の実施形態では、データＢｉＢは湿気および汚染の防止のため環境的に密閉されている。

少なくとも１つの実施形態では、ＯＭＣタイルの全て（即ち、送信ＯＭＣタイルと受信ＯＭＣタイル）は互いに電気的に隔離されている。

１つまたは複数の実施形態では、ＯＭＣタイル（即ち、送信ＯＭＣタイルと受信ＯＭＣタイル）のうち少なくとも１つが故障したとき、残りのＯＭＣタイルは当該故障の影響を受けない。

少なくとも１つの実施形態では、データＢｉＢはさらに、少なくとも１つの故障したＯＭＣタイルが正しく少なくとも１つの健全なスペアＯＭＣタイルと取り換えられたことを示すための、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）健全指標灯を備える。

１つまたは複数の実施形態では、データＢｉＢはさらに、少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイル、少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイル、および／または少なくとも１つのスペア電気コネクタを含む。

１つまたは複数の実施形態では、データＢｉＢは、外部の電気ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）コネクタの信号ピンから電力を取得する。

少なくとも１つの実施形態では、データＢｉＢを用いた通信のための方法は、少なくとも１つの第１の受信信号を、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタから受信カップラの小端に送信するステップを含む。当該方法はさらに、当該受信カップラの大端から、当該データＢｉＢ内に包含されたマザー・ボードの受信側に配置された少なくとも１つの受信光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルへ少なくとも１つの第２の受信信号を送信するステップを含む。また、当該方法は、当該データＢｉＢ内に包含されたマザー・ボードの送信側に配置された少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルから、送信カップラの大端へ少なくとも１つの第１の送信信号を送信するステップを含む。さらに、当該方法は、少なくとも１つの第２の送信信号を、当該送信カップラの小端から当該光コネクタの少なくとも１つおよび当該受信カップラの小端へ送信するステップを含む。

当該特徴、機能、および利点を、様々な本発明の諸実施形態と独立に実現することができ、または、さらに他の諸実施形態と組み合わせてもよい。

本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および添付図面に関してより良く理解される。

本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、開示されたデータ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）システム設計の外面図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、開示されたデータＢｉＢシステムの設計および部品の内部図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢの内部上面図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢの内部側面図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢの例示的なプリント回路基板（ＰＣＢ）（例えば、マザー・ボード）を示す図である。 本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、データＢｉＢを用いた通信のための開示された方法を示す流れ図である。

本明細書で開示する方法と装置では、データ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）システムの設計と実装のための動作システムを提供する。開示されたシステム設計では、データ・バスの光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）とカップラ（例えば、光星型カップラ）の全てを単一のボックス（即ち、データＢｉＢ）に統合し、それにより、部品と取り付けコストが減る。これは、航空機生産には極めて重要である。ＯＭＣおよびカップラの全てを単一のボックスにおいて実装することで、データ・バスを実装するためのサイズ、重さ、電力、およびコストが減る。追加のスペアＯＭＣをデータＢｉＢ内に組み込んで、当該データＢｉＢ内でのＯＭＣ機能不全の場合に効果的な冗長性をもたらし、それにより、航空機のシステム・バス動作の高信頼性を保証する。

１つまたは複数の実施形態では、本開示は、サイズ、重み、コストおよび電力を削減する目的で、現在使用されている銅ＡＲＩＮＣ６２９電気データ・バスを置き換えるために近代の航空機で使用されるＰＯＦ６２９システム・バスのためのデータＢｉＢの設計と実装を含む。しかし、開示されたデータＢｉＢを様々な航空機または他の車両または実装の様々なデータ・バスに使用してもよいことに留意されたい。少なくとも１つの実施形態では、開示されたデータＢｉＢは、特別な取り付け設備を要することなく、既存の航空電子工学機器ベイにスライドできる業界標準の４ＭＣＵサイズのライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）ボックスを使用する。完全に適格な航空機光ケーブルを使用するのではなく、業界標準プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）を保護ＬＲＵボックス筐体の内部で使用することができる。各ＯＭＣを別々に構築し試験するのではなく、データ・バス内の全てのＯＭＣチャネルが単一の両面プリント回路基板（ＰＣＢ）（例えば、マザー・ボード）上で構築され、それにより、単一の自動動作がもたらされる。当該単一のＰＣＢはタイルのアレイに分割され、送信タイルの全てはＰＣＢの片側にあり、受信タイルの全てはＰＣＢの他の側にある。

開示されたデータＢｉＢの設計には３つの主な利点がある。第１の主な利点は、ＯＭＣの送信と受信に対して別々に光ファイバ・ケーブルを経路付けする容易さである。第２の主な利点は、送信回路と受信回路の間のクロストークの最小化である。そして、第３の主な利点は、送信ＯＭＣと受信ＯＭＣがＰＣＢの異なる側にあるので、他の構成要素に対するＰＣＢの物的財産が増加することである。

データＢｉＢ上の各光星型カップラは、ＢｉＢ内部のＯＭＣタイルおよび外部ＢｉＢ内部のＯＭＣに対するマルチチャネル接続を有する。局所的には、単一のチャネル故障は当該チャネルにのみ影響を及ぼし、残りのチャネルまたはデータ・バスの全体の動作には影響を及ぼさないが、当該データＢｉＢには、展開の信頼性を高めるためにＰＣＢ上の組込みのスペアチャネル（即ち、スペアＯＭＣ）および光星型カップラ上の組込みのスペア接続がある。各スペアカップラのチャネルは、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）上のスペアＯＭＣに接続される。何れか１つのチャネルまたはＯＭＣが故障すると、ボックスの前面に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）は、色または照明を変更して、単純に出荷時の配線をアクティブなコネクタからスペアコネクタに移して全体のシステム動作を復元するよう整備工に指示する。幾つかの実施形態では、データＢｉＢは、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータ灯を備える。当該ＬＥＤインジケータ灯は、取り付けられたＯＭＣの健全性を示すための有色発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用してもよい（例えば、１つのＬＥＤ色を使用してＯＭＣの故障を示し、別のＬＥＤ色を使用して、故障したＯＭＣが健全なスペアＯＭＣと上手く交換されたことを示してもよい）。

以下の説明では、多数の詳細を説明して当該システムのより徹底的な説明を与える。しかし、開示されたシステムをこれらの詳細なしに実施できることは当業者には明らかである。他の事例では、周知な機能は当該システムを不必要に不明瞭にしないために詳細には説明していない。

本明細書では、本発明の諸実施形態を機能的および／または論理的なブロック構成要素および様々な処理ステップの観点から説明することができる。かかるブロック構成要素を、特定の機能を実施するように構成された任意数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素により実現してもよいことは理解される。例えば、本発明の１実施形態では、様々な集積回路構成要素、例えば、メモリ要素、デジタル信号処理要素、ロジック要素、ルックアップテーブル等を使用してもよく、これらが１つまたは複数のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御下で様々な機能を実行してもよい。さらに、本発明の諸実施形態を組み合せて実施してもよく、本明細書で説明したシステムは本発明の１つの例示的な実施形態にすぎないことは当業者には理解される。

簡単のため、データ・バスに関する従来の技術および構成要素、ならびに当該システムの他の機能的態様（および当該システムの個々の動作構成要素）は本明細書では詳細に説明していないこともある。さらに、本明細書に含まれる様々な図で示した接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表すものである。多数の代替的なまたは追加の機能的関係または物理的接続が本発明の１実施形態に存在してもよいことに留意されたい。

１つまたは複数の実施形態では、本開示は、近代の航空機で現在使用されているＡＲＩＮＣ６２９システム・バス用の銅バスケーブル、クアッドスタブケーブル、カップラ、および複雑なカップラパネル部品をＡＲＩＮＣ ＰＯＦ６２９の光データＢｉＢで置き換えることを含む。現在、前述のように、ＰＯＦ６２９データ・バスアーキテクチャには、チャネルごとに、独立にパッケージ化された光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）が必要である。これは、独立にパッケージ化された受動光星型カップラも必要とする。これらの独立にパッケージ化されたユニットは、取り付け中に誤用されうる完全被覆型の航空機ＰＯＦケーブルによって相互接続される。これらのパッケージに必要なＡＲＩＮＣコネクタは重く、嵩張り、かつ高価であるだけでなく、当該システムの光電力予算に対して大幅な光減衰をもたらす。当該ＯＭＣおよび光星型カップラにはまた、それらを航空機構造部材に配設するための、特別に設計された支持ブラケットおよびレールが必要である。各ＯＭＣおよび光星型カップラは個別に製造および試験されなければならず、そのため、多くの時間とコストがかかる。ＯＭＣが故障すると、航空機の整備工はそれを除去して新たなＯＭＣをその場所に取り付けなければならず、さらに時間とコストが必要である。

開示されたデータＢｉＢアーキテクチャでは、ＯＭＣおよび光星型カップラに関する全ての独立なパッケージを排除する。当該アーキテクチャは、チャネル間の電気的および光学的な隔離を保ちつつ、これらの全ての装置を小型のライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）ボックス内部に統合する。電源がＯＭＣチャネルごとにデータ線上に重ね合わせられているので、共通電源はなく（例えば、電力が、外部の電気ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）コネクタの信号ピンのような、外部電源から得られる）、データ・バスを停止させうる単一点の電子的または電気的な故障もない。

開示されたデータＢｉＢは、特別な取り付け設備を要することなく、既存の航空電子工学機器ベイにスライドできる業界標準の４ＭＣＵサイズのＬＲＵボックスを使用する。完全に適格な航空機光ケーブルを使用するのではなく、業界標準のＰＯＦ光ファイバを保護ＬＲＵボックス筐体の内部で使用することができる。各ＯＭＣを別々に構築し試験するのではなく、データＢｉＢ内の全てのＯＭＣチャネルが単一の両面プリント回路基板（ＰＣＢ）上で構築され、それにより、単一の自動動作がもたらされる。当該単一のＰＣＢはタイルのアレイに分割され、全ての送信タイルはＰＣＢの片側にあり、全ての受信タイルはＰＣＢの他の側にある。

図１は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う開示されたデータＢｉＢ１００のシステム設計の外面図を示す図である。データＢｉＢ１００は、６つの５チャネル環状３８９９９電気コネクタ１１０と１つの２チャネル３８９９９ＰＯＦ光コネクタ１２０を備える。他の諸実施形態では、データＢｉＢ１００が、図示した６個の電気コネクタ１１０より多いかまたは少ない電気コネクタを含んでもよく、図示した１個の光コネクタ１２０より多い光コネクタを含んでもよいことに留意されたい。さらに、他の諸実施形態では、環状３８９９９電気コネクタ以外の多種多様な電気コネクタ１１０を開示されたデータＢｉＢ１００により使用してもよいことに留意されたい。さらに、他の諸実施形態では、環状３８９９９光コネクタ以外の多種多様な光コネクタ１２０を開示されたデータＢｉＢ１００により使用してもよいことに留意されたい。

データＢｉＢ１００は３０個のＯＭＣ（２５個のＯＭＣと５個のスペアＯＭＣ）を含み（図２を参照）、これらは４．８８Ｗ×７．６４Ｈ×１２．７６Ｄの次元のコンパクトな４ＭＣＵサイズの航空電子工学ボックス１００に包含される。ボックス１００は、同時に、商用航空機の航空電子工学環境で要求される高信頼性および堅牢性の基準を実現する。他の諸実施形態では、４ＭＣＵサイズのボックスとは異なる様々な大きさのボックスをデータＢｉＢ１００に使用してもよいことに留意されたい。例えば、幾つかの実施形態では、３ＭＣＵサイズのボックスをデータＢｉＢ１００に使用してもよい。

６つの５チャネル３８９９９電気コネクタ１１０と１つの２チャネルＰＯＦコネクタ１２０が、データＢｉＢ１００の一方の側に配置されるとして示されている。ＰＯＦ６２９システム・バスアーキテクチャのデータＢｉＢ１００内部の各ＯＭＣは、摂氏４０℃から８５℃の動作温度範囲で最低で５４デシベル（ｄＢ）の電力予算を提供し、大きな振動、湿気、および汚染を含む厳しい航空電子工学環境下で２０年以上この性能を維持する必要がある。

データＢｉＢボックス１００は、湿気や汚染を防ぐため、航空機内に最終的に取り付けられる前に、環境的に密閉される。さらに、データＢｉＢボックス１００は、商用航空機環境における機械的衝撃や振動に耐えるよう耐久性が高められている。

図２は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、開示されたデータＢｉＢ２００のシステム設計および部品の内部図を示す図である。本図は、４ＭＣＵサイズのデータＢｉＢ２００の内部３次元（３Ｄ）図を示す。さらに、本図は、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０上の３０個のＯＭＣ ＰＣＢタイル２３０の配置と位置を示す。他の諸実施形態では、ＰＣＢ２４０が、図示されている３０個のＯＭＣ ＰＣＢタイル２３０より多いかまたは少ないＯＭＣ ＰＣＢタイルを備えてもよいことに留意されたい。各ＯＭＣタイル２３０は捩れ光サブアセンブリ（ＯＳＡ）２５０を含む。ＯＭＣタイル２３０上の各ＯＳＡ２５０は、ＰＯＦ２７０を介してＰＯＦ星型カップラ２６０に接続される。さらに、各ＰＯＦ星型カップラ２６０は、ＰＯＦ２８０を介して２チャネル３８９９９光コネクタに接続される。

６つの３８９９９環状電気コネクタ２１０は、ＰＣＢ２４０への電気的接続を容易にするために、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０端の近くに配置される。本例では、各電気コネクタ２１０は５個のＯＭＣに接続する。そして、各電気コネクタ２１０はアクティブである２０個の電気ピンを有する。１つまたは複数の実施形態では、各電気コネクタ２１０を、アクティブである２０個の電気ピンより多いかまたは少ない電気ピンを有してもよいことに留意されたい。当該電気ピンは、アクティブなピンの間でのクロストークを最小化するために十分に間隔を空けられている。

１つまたは複数の実施形態では、熱伝導フォーム材料２９０を使用して、中央ＰＣＢ２４０とデータＢｉＢ２００の壁との間の空間を埋めて熱伝導性を高める。１つまたは複数の実施形態では、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０が、熱伝導性を高めるための、銅コア基板、または、アルミニウムのバックプレートを有する基板を備えてもよい。

図３は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢ２００の内部上面図を示す図である。本図では、中央ＰＣＢ２４０と、捩れ光サブアセンブリ（ＯＳＡ）２５０ａ、２５０ｂと、ＰＯＦ星型カップラ２６０ａ、２６０ｂと、ＰＯＦ星型カップラ２６０ａ、２６０ｂからＯＳＡ２５０ａ、２５０ｂへのＰＯＦ接続２７０ａ、２７０ｂと、ＰＯＦ星型カップラ２６０ａ、２６０ｂから光コネクタ２２０へのＰＯＦ接続２８０ａ、２８０ｂとの配置および位置が示されている。さらに、ＰＯＦ２８５が、ＰＯＦ星型カップラ２６０ａ（例えば、受信カップラ）からＰＯＦ星型カップラ２６０ｂ（例えば、送信カップラ）へ接続されるとして示されている。このレイアウト配置により、データＢｉＢ２００の狭い空間内部でのＰＯＦ２７０ａ、２７０ｂ、２８０ａ、２８０ｂ、２８５の曲げを最小化する。データＢｉＢ２００内のＰＯＦ２７０ａ、２７０ｂ、２８０ａ、２８０ｂ、２８５の曲げ半径は、曲げに起因する光損失をもたらさない。さらに、ＰＯＦ２７０ａ、２７０ｂ、２８０ａ、２８０ｂ、２８５およびＰＯＦ星型カップラ２６０ａ、２６０ｂはマルチコアＰＯＦから製造されることに留意されたい。マルチコアＰＯＦは、急激な曲げに対して非常に高い耐性をもつ。

図４は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢ２００の内部側面図を示す図である。本図では、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０上に捩れＯＳＡ２５０を有する３０個のＯＭＣタイル２３０配置が示されている。さらに、ＰＯＦ星型カップラ２６０から捩れＯＳＡ２５０へのＰＯＦ２７０の接続により、ＰＯＦ２７０が小さな曲げ半径を有することが示されている。ＰＯＦ星型カップラ２６０から２チャネルの３８９９９光コネクタ２２０へのＰＯＦ２８０の接続も示されている。

３８９９９電気コネクタ２１０は、コネクタ２１０からＰＣＢ２４０への電気的接続を容易にするために、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０の端の近くに配置される。ＰＣＢ２４０から電気コネクタ２１０への接続を、例えば、カードエッジ・コネクタまたはフレックス回路をＰＣＢ２４０へのコネクタとともに使用することで実現することができる。

図５は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、図２の開示されたデータＢｉＢ２００の例示的なＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０を示す図である。本図は、一方の側においてＯＭＣタイル２３０で埋められたＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０の概念図を示す。ＰＣＢ２４０はＯＭＣタイル２３０のアレイに分割され、（電気から光への変換を実施するための）全ての送信タイル２３０はＰＣＢ２４０の片側にあり、（光から電気への変換を実施するための）全ての受信タイル２３０はＰＣＢ２４０の他の側にある。当該設計により、容易に、送信と受信に対して別々にＰＯＦを経路付け、送信回路と受信回路の間のクロストークを最小化し、他の構成要素に対するＰＣＢ２４０物的財産を増加することができる。

ＯＭＣタイルの全て（即ち、送信ＯＭＣタイルと受信ＯＭＣタイル）２３０は互いに電気的に隔離されていることに留意されたい。さらに、ＯＭＣタイル（即ち、送信ＯＭＣタイルと受信ＯＭＣタイル）２３０のうち少なくとも１つが故障したとき、残りのＯＭＣタイル２３０は当該故障の影響を受けない（即ち、故障したＯＭＣタイル２３０はデータ・バス上の残りのＯＭＣタイル２３０の通信に影響を及ぼさない）。

１つまたは複数の実施形態では、例えば、各ＯＭＣ ＰＣＢタイル２３０の次元は１．２×２．２であり、したがって、各ＯＭＣタイル２３０の両側（即ち、送信側と受信側）の領域は５．２８平方インチであり、これは、ＯＭＣ電子要素と捩れＯＳＡ２５０に十分な空間を提供する。１つまたは複数の実施形態では、例えば、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０の次元は７．２×１１である。４ＭＣＵサイズのボックスの側面の次元は７．６×１２．７５であるので、４ＭＣＵサイズのボックス内に包含されたとき、ＰＣＢ２４０のマージンは深さが１．７５であり、高さが０．４である。

１つまたは複数の実施形態では、ＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）２４０は上端ガイド・レール２９２と下端ガイド・レール２９５を備え、その両方とも、データＢｉＢ２００の内部のＰＣＢ２４０を保護するために使用される。幾つかの実施形態では、ＰＣＢ２４０はエッジ・コネクタ２９７を備える。エッジ・コネクタ２９７は、ＰＣＢ２４０から電気コネクタ２１０への電気的接続を容易にするために使用される。

１つまたは複数の実施形態では、送信ＯＭＣタイル２３０は少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイル２３０を含み、受信ＯＭＣタイル２３０は少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイル２３０を含むことに留意されたい。また、電気コネクタ２１０は少なくとも１つのスペア電気コネクタ２１０を含む。送信ＯＭＣタイル２３０および／または受信ＯＭＣタイル２３０の少なくとも１つが故障すると、少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイル２３０および／または少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイル２３０は少なくとも１つのスペア電気コネクタ２１０に接続される。

図６は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従う、データＢｉＢ（例えば、図２乃至５のデータＢｉＢ２００）を用いた通信のための開示された方法６００を示す流れ図を表す。方法６００の初めに、少なくとも１つの第１の受信信号が、当該データＢｉＢの一方の側に配置された少なくとも１つの光コネクタから受信カップラ（例えば、星型カップラ）の小端に送信される（６２０）。次に、少なくとも１つの第２の受信信号が当該受信カップラ（例えば、星型カップラ）の大端からデータＢｉＢ内に包含されたＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）の受信側に配置された少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルに送信される（６３０）。少なくとも１つの第１の送信信号は、当該データＢｉＢ内に包含されたＰＣＢ（例えば、マザー・ボード）の送信側に配置された少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルから送信カップラ（例えば、星型カップラ）の大端に送信される（６４０）。次に、少なくとも１つの第２の送信信号は、送信カップラ（例えば、星型カップラ）の小端から当該光コネクタの少なくとも１つおよび受信カップラの小端に送信される（６５０）。次に、方法６００が終了する（６６０）。

特定の実施形態を図示および説明したが、以上の説明はこれらの諸実施形態の範囲を限定しようとするものではないことは理解される。本発明の多数の態様の諸実施形態および変形を本明細書で開示し説明したが、かかる開示は説明および例示の目的でのみ提供されている。したがって、特許請求の範囲から逸脱することなく様々な変更や修正を行ってもよい。

上述の方法は特定の事象が特定の順序で発生することを示すが、本開示の利益を有する当業者には、当該順序を修正してもよく、かかる修正は本開示の変形に従うことは理解される。さらに、方法の一部を可能なときは並列なプロセスで実施し、逐次的に実施してもよい。さらに、当該方法のより多くまたはより少ない部分を実施してもよい。

したがって、諸実施形態は、特許請求の範囲に入る代替物、修正物、および均等物を例示しようとするものである。

特定の例示的な諸実施形態および方法を本明細書で開示したが、開示された技術の真の趣旨と範囲から逸脱せずにかかる諸実施形態および方法の変形と修正を行いうることは以上の開示から当業者には明らかである。開示された技術の他の多数の例が存在し、夫々は細部の事項でのみ他のものと異なる。したがって、開示された技術は、添付の特許請求の範囲ならびに適用可能な法律の規則と原理で必要とされる範囲にのみ限定されるものである。

注記：以下の段落は本発明のさらなる態様を示す。

Ａ１：データ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）を用いて通信するための方法であって、少なくとも１つの第１の受信信号を、当該データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタから受信カップラに送信するステップと、少なくとも１つの第２の受信信号を、当該受信カップラから、当該データＢｉＢ内に包含されたマザー・ボードの受信側に配置された少なくとも１つの受信光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルに送信するステップと、少なくとも１つの第１の送信信号を、当該データＢｉＢ内に包含されたマザー・ボードの送信側に配置された少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルから送信カップラに送信するステップと、少なくとも１つの第２の送信信号を、当該送信カップラから、当該少なくとも１つの光コネクタのうち少なくとも１つに送信するステップとを含む、方法。

Claims (15)

1. データ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）のためのシステムであって、
   電気ボックスと、
   前記ボックスの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタと、
   前記ボックスの内部に包含され、送信側と受信側を備えた少なくとも１つのマザー・ボードであって、前記送信側は電気から光への変換を実施するための少なくとも１つの伝送光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルを備え、前記受信側は光から電気への変換を実施するための少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルを備える、少なくとも１つのマザー・ボードと、
   複数の第１の受信光ファイバであって、前記第１の受信光ファイバの各々は前記少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルのうち１つから受信カップラへ接続される、複数の第１の受信光ファイバと、
   第２の受信光ファイバであって、前記第２の受信光ファイバは前記受信カップラから前記少なくとも１つの光コネクタのうち１つへ接続される、第２の受信光ファイバと、
   複数の第１の送信光ファイバであって、前記第１の送信光ファイバの各々は前記少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルのうち１つから送信カップラへ接続される、複数の第１の送信光ファイバと、
   第２の送信光ファイバであって、前記第２の送信光ファイバは前記送信カップラから前記少なくとも１つの光コネクタのうち１つへ接続される、第２の送信光ファイバと、
   を備える、システム。
2. 前記ボックスの前記側の少なくとも１つに配置された少なくとも１つの電気コネクタと、
   前記マザー・ボードから前記少なくとも１つの電気コネクタのうち１つに接続された少なくとも１つの電線と、
   をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. データ・バス・イン・ア・ボックス（ＢｉＢ）であって、
   前記データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された少なくとも１つの光コネクタと、
   前記データＢｉＢの内部に包含され、送信側と受信側を備えた少なくとも１つのマザー・ボードであって、前記送信側は電気から光への変換を実施するための少なくとも１つの伝送光メディア・コンバータ（ＯＭＣ）タイルを備え、前記受信側は光から電気への変換を実施するための少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルを備える、少なくとも１つのマザー・ボードと、
   複数の第１の受信光ファイバであって、前記第１の受信光ファイバの各々は前記少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルのうち１つから受信カップラへ接続される、複数の第１の受信光ファイバと、
   第２の受信光ファイバであって、前記第２の受信光ファイバは前記受信カップラから前記少なくとも１つの光コネクタのうち１つへ接続される、第２の受信光ファイバと、
   複数の第１の送信光ファイバであって、前記第１の送信光ファイバの各々は前記少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルのうち１つから送信カップラへ接続される、複数の第１の送信光ファイバと、
   第２の送信光ファイバであって、前記第２の送信光ファイバは前記送信カップラから前記少なくとも１つの光コネクタのうち１つへ接続される、第２の送信光ファイバと、
   を備える、データＢｉＢ。
4. 前記データＢｉＢの前記側の少なくとも１つに配置された少なくとも１つの電気コネクタと、
   前記マザー・ボードから前記少なくとも１つの電気コネクタの１つに接続された少なくとも１つの電線と、
   をさらに備える、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
5. 前記少なくとも１つの電気コネクタと前記少なくとも１つの光コネクタは前記データＢｉＢの同じ側に配置された、請求項４に記載のデータＢｉＢ。
6. 前記少なくとも１つの電気コネクタと前記少なくとも１つの光コネクタは前記データＢｉＢの異なる側に配置された、請求項４に記載のデータＢｉＢ。
7. 前記少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルは少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイルを含み、
   前記少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルは少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイルを含み、
   前記少なくとも１つの電気コネクタは少なくとも１つのスペア電気コネクタを含み、
   前記少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルと少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルのうち少なくとも１つが故障したとき、前記少なくとも１つのスペア送信ＯＭＣタイルおよび前記少なくとも１つのスペア受信ＯＭＣタイルの少なくとも１つが前記少なくとも１つのスペア電気コネクタの少なくとも１つに接続される、
   請求項４に記載のデータＢｉＢ。
8. 前記受信カップラは先細り星型カップラであり、前記送信カップラは先細り星型カップラである、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
9. 前記データＢｉＢの内部の少なくとも一部は熱伝導フォームを含む、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
10. 前記少なくとも１つの送信ＯＭＣタイルの各々は光サブアセンブリ（ＯＳＡ）を含み、さらに前記ＯＳＡは捩れＯＳＡである、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
11. 前記少なくとも１つの受信ＯＭＣタイルの各々は光サブアセンブリ（ＯＳＡ）を含む、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
12. 前記データＢｉＢは３ＭＣＵサイズのボックスと４ＭＣＵサイズのボックスのうち１つである、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
13. 前記マザー・ボードは両面プリント回路基板（ＰＣＢ）である、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
14. 前記データＢｉＢはさらに、前記データＢｉＢの少なくとも１つの側に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）故障指示灯を備える、請求項３に記載のデータＢｉＢ。
15. 前記送信カップラはマルチコア・プラスチック・光ファイバ（ＰＯＦ）から製造され、前記受信カップラはマルチコア・プラスチック・光ファイバ（ＰＯＦ）から製造される、請求項３に記載のデータＢｉＢ。

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