JP3113384U - 光トランシーバモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品、インタフェース、管理機能および管理インタフェースのすべてが、遠距離通信の親システムに対して差し込み（プラグイン）及び取り外し自在の単一モジュールに一体化されている、光ファイバトランシーバの提供。
【解決手段】光トランシーバモジュール（１）は、内部に配置された送信機と受信機を有するハウジング（２）を備える。ハウジングはさらに、ハウジングの両側に配置された一対のレール（６）を備え、適切に構成されたボード（３５）に対するモジュールのプラグインを可能にする。このモジュールは基本的には１０ギガビットのシリアル光システムにおいて使用するよう設計されるが、ＷＤＭ用途においても、また他の速度及び波長においても等しく適用可能である。
【選択図】図２

Description

本考案は、遠距離通信システムに使用される新規な光ファイバトランシーバに関する。特に本考案は、光学部品、インタフェース、管理機能および管理インタフェースのすべてが、遠距離通信の親システムに対して差し込み（プラグイン）及び取り外し自在の単一モジュールに一体化されている、光ファイバトランシーバに関する。

速度と容量の増大に対する要求に対応するために、データが１０ギガビット／秒という速度で送られる光遠隔通信システムが開発されてきた。１０ギガビットシステムの展開のためには、光モジュールから顧客のシステムへと高周波信号をインタフェースするという、基本的な問題を克服する必要がある。１０ギガビット動作に適したコネクタは、高価であるとともに使い方が難しい。

図１は、レールタイプの構成を介して遠隔通信システム（図示せず）に接続される、公知の光トランシーバモジュールを示している。ここではトランシーバ１００がシャーシ１０１に挿入されるが、このシャーシ１０１は最初に、ベースプレート１０２に取り付けられねばならない。この現在の構成は高価であり、電磁的な（ＥＭＩ）シールドが不十分であるという欠点がある。

１０ギガビットのシステムについて明らかになっている標準は、１０ギガビット集積回路（ＩＣ）と、適当な合波器、分波器およびフレームなどの機能をうまく一体化することを必要とする。これは単独でも、１０ギガビットの光学的ソリューションの実現に対して立ちはだかる相当の技術的な課題である。その上顧客は、トランシーバモジュールが着脱可能であることを必要とする。これはこの分野で「ホットプラグイン」性能として知られる。管理インタフェースを介した管理機能の追加が含められた場合には、結果的に得られるモジュールの実施形態は、大きく高価になるとともに、電力利用の面からも非効率的になる。

現在のシステムは、１０ギガビットのシリアル、又は１０ギガビット信号を多数の低速度信号に分波する波長分割多重（ＷＤＭ）トランシーバモジュールを使っている。これらの低速度信号は次いで、さらに高い機能的な要求を持つシステムボードにインタフェースされる。これらのシステムは通常、インタフェースの問題を許容可能なレベルに低減させるため、８から１６個の低速度信号を必要とする。これは多くの実施形態において、モジュール内、および顧客のボード上において多数の信号トレースを配線するという技術的な問題を発生する。さらにこれらのシステムは、顧客のそれぞれに特有のものとなる傾向を有し、達成できる性能は、使われる集積回路（ＩＣ）の特定の組み合わせに依存する。

従って、本考案の課題は、上述した技術的な問題を克服、あるいは少なくとも緩和することにある。

本考案によれば、内部に配置された送信機と受信機を有するハウジングを備え、このハウジングがさらに、ハウジングの両側に配置された一対のレールを備え、これらのレールが、適切に構成されたボードに対してモジュールを着脱自在に挿入することを可能にするよう配置された、複数のバネ状フィンガを備えていることを特徴とする光トランシーバモジュールが提供される。

本考案の他の側面によれば、上記したモジュールを含む光トランシーバシステムが提供され、このシステムはさらに、上記適切に構成されたボードを内部に配置して有するシャーシと、上記したモジュールの電気接続手段を受容するよう配置された、シャーシの電気接続手段とを有する。

本考案は、必要とされる部品の全てを、動作可能な親システムに対してプラグイン又は取り外し可能な単一モジュールへと一体化することによって、上記の課題を解決する。特別に設計された構成部品を、定まった環境において使用することにより、１０ギガビットの実施形態に対し、使用が簡単で効率的なソリューションがもたらされる。本考案は、ＷＤＭ、シリアル、シングルモードおよびマルチモードといった、高速光トランシーバの全ての実施形態をカバーする。本考案は、１０ギガビット以外の速度で動作するトランシーバに適用することも可能である。かくして得られる本考案によるトランシーバの一団は何れも、定まった性能のモジュールに対して顧客がアクセスすることを可能にすると共に、モジュールのタイプを交換することによってシステムの構成をアップグレード又は変更するという融通性を有している。

業界標準であるＸＡＵＩインタフェースは、各々が通常３．１２５ギガビット／秒で動作する４個のデータチャンネルを用いる。こうした速度で動作するよう設計されたＰＣＢコネクタを利用することにより、本考案によるモジュールは、システムボードと容易にインタフェース可能であると同時に、必要とされるＰＣＢトレースと相互接続の数を大きく低減させることができる。

上記においては本考案の基本的な利点と特徴について説明したが、本考案のより良い理解と認識は、例示としてのみ提示される、好ましい実施例の図面と詳細な説明を参照することによって得られるであろう。

本考案によれば、光学部品、インタフェース、管理機能および管理インタフェースなどのすべてが、単一のモジュールに一体化されている光トランシーバが提供される。この光トランシーバモジュールは親システムに対して差し込み（プラグイン）及び取り外し自在であり、良好な電気接続と、優れた拡張性及び交換可能性をもたらす。

図２において、本考案による光ファイバトランシーバモジュール１は、ハウジング２、ベゼル３、開口４及び５、レール手段６、およびモジュールＰＣＢコネクタ手段７からなるものとして示されている。ハウジングとベゼルは、金属製であることが好ましい。しかしながら、適宜充填されたポリマーのような、他の適当な材料を使うこともできる。ハウジングは、列状に配置されてヒートシンクとして働く一連のフィン９を備えて構成されている。開口は、モジュールの内部部品に対するアクセスをもたらす。開口４は、光信号受信機（図示せず）に対するアクセスをもたらし、開口５は、光信号送信機（図示せず）に対するアクセスをもたらす。代替的には、開口４が送信機に対するアクセスを、開口５が受信機に対するアクセスをもたらす。

図２に示された好ましい実施例において、開口４、５は、ＳＣ型のコネクタが装着された光ファイバを受け入れるのに適したタイプである。しかしながら、ＬＣ型のような他の型式のコネクタも、本考案の範囲から逸脱することなしに使用可能である。

レール手段６は、レール手段がガイドとして働いて、モジュールをマザーボードに挿入できるように、ハウジングの両側に配置されている。このレール手段はまた、シャーシに挿入されたモジュールを支持するように作用してもよい。明らかなように、別のレール手段（図２では見えない）が、ハウジングの反対側に配置されている。

ＰＣＢコネクタ手段７は、モジュールの後部に配置されている。ＰＣＢコネクタ手段は、モジュールと親システムの間に電気接続を確立するように機能する。

図２に示されているものと同じ部材には同じ参照番号が使われている図３と図４において、ＰＣＢコネクタ手段は、フィン９と同じくより明瞭に示されている。ＰＣＢコネクタ手段はまた、シャーシに挿入されている間にモジュールに対する機械的なサポートを提供するように機能することができる。

図４から看取されるように、モジュール１は上部半体１１０と下部半体１１２からなる。組み立て時に、上下の半体は一体に重ね合わせられ、ネジ１１８のような適当な接続手段によって一緒に保持される。ＥＭＩガスケットとして技術的に知られた導電性のガスケット１１５が、上下の半体の間に配置される。ＥＭＩガスケットは、二つの半体の間に良好な電気接続を保証するように機能する。ここで示されている実施例において、モジュールはほぼ１０．１６ｃｍ（４インチ）の長さと、３．８１ｃｍ（１．５インチ）の幅と、２．５４ｃｍ（１インチ）の高さを有する。しかしながら、本考案の範囲から逸脱することなしに、モジュールが他の寸法を有してもよいことが理解されるであろう。

光トランシーバの分野においては、最適なシステム性能を得るために、良好な電気接地接続が必須であることが知られている。良好な電気接地接続の確保と維持は、本考案の鍵となる側面である。

図５は、前部プレート３２に接続されたベースプレート３１を含むシャーシ３０を示している。前部プレートは、本考案によるモジュールを受け入れるのに適した開口３３、３４を備えている。シャーシはまた、ベースプレートに接続されると共に、モジュールのシャーシへの挿入時にレール手段６を受け入れるように配置されたマザーボード３５を備えている。モジュールの挿入後、マザーボードはモジュールに対するサポートを提供するように機能する。図５に示されているマザーボードは、二つのモジュールを受け入れるように構成されている。しかしながら、このマザーボードは、システムの設計に応じ、任意の数のモジュールを受け入れるように構成できることが理解されるであろう。

シャーシの後方に配置されているシステムＰＣＢコネクタ３７は、モジュールＰＣＢコネクタ７を受容し、モジュールと親システムの間に電気接続を確立するように配置されている。ＰＣＢコネクタ７、３７は、多極エッジコネクタであることが好ましい。

システムＰＣＢコネクタ３７の両側には、シールド手段３６が配置されている。シールド手段は金属製であり、ＰＣＢ接続の部分から発生される電磁放射線の量を低減させるように配置されている。

シャーシのベースプレートと前部プレートは、金属製であることが好ましい。

前部プレートは、そこに設けられた複数の小開口３９を備えている。これらの小開口は開口３３、３４の周囲に配置され、モジュールをその場でシャーシに固定するのを可能にするよう機能する。

図５に示されているシャーシは、二つの開口３３、３４を有し、二つのモジュールを挿入するのに適している。しかしながら、マザーボードに従って、シャーシは親システムの要求に応じ、いかなる数のモジュールを受け入れるようにも構成できる。例えば、図２から図５に示された部材に同じ参照番号が付してある図６においては、シャーシ３０は、シャーシの開口３４に挿入された単一のモジュールと共に示されている。この実施例において、開口３３は、挿入されたモジュールを持たず、ダミープレート４０によって覆われている。代替的にはダミーモジュールを用いて、空気流特性を保持するようにしても良い。モジュール１とダミープレート４０は両方とも、固定ファスナ４１によって所定の位置に取り付けられる。

図２と図６に最も良く示されている本考案の別の側面によれば、モジュール１のベゼル３は、このベゼルの対角をなす角からそれぞれ突き出している上部アーム２０と下部アーム２２を備えている。ベゼルをこのように構成することによって、複数のモジュールを接近した間隔でシャーシに挿入することができ、それにより、所定数のモジュールに必要なシャーシの全体の大きさが低減される。その上、ベゼルを図２及び図６に示されているように構成することによって、固定ファスナ４１に対するアクセスが改良され、システムへのモジュールの挿入及び取り出しの容易性がさらに大きく改善される。

図３と図６にもっとも良く示されているように、追加のＥＭＩガスケット２４０が、ベゼルの裏側に配置されている。この追加のＥＭＩガスケットは、モジュールが所定位置に保持される際にベゼル３と前部プレート３２の間に良好な電気接続を確立し、それによってシステム全体の電気接地の改善を補助する。

前述したように、また図２から図６と同じ部材には同じ参照番号が付されている図７、図８および図９においてここで詳細に示すように、レール手段６は、介在体２６２に対して可撓的に取り付けられた複数のバネ状フィンガ２６０を備えている。バネ状フィンガと介在体は好ましくは金属製であり、単一の部材を形成する。モジュールの反対側には、実質的に同一のレール手段が配置されていることが理解されるであろう。

レール手段は、ハウジングに形成された溝２７０に挿入される。バネ状フィンガは、モジュールを所定の位置に固定しつつ、ある範囲内で異なる厚みを有するマザーボードを受け入れるように配置されている。バネ状フィンガは例えば、２ｍｍから３．１ｍｍの範囲の厚みのマザーボードを受け入れるように配置される。

本考案のさらに他の特徴として、マザーボードは複数の取り付けピラー２５０に支持される。このようにマザーボードを配置することによって、空気がモジュールの上下を流れることができ、モジュールの冷却を有利に改善することができる。

図１０と図１１に示されるように、モジュールＰＣＢコネクタ手段７は、システムＰＣＢコネクタ手段３７に差し込まれている。シールド手段３６がコネクタ７と３７を覆って配置され、電磁放射を閉じ込めるとともに、システムの電気接地をさらに改善するのを補助する。シールド手段は、モジュールがシャーシに完全に挿入された場合に、ハウジングの後方から突出部分４２５に圧力を加える、複数の弾性フィンガ４２０を含むことができる。これらの弾性フィンガは、シールド手段とモジュールの間に良好な電気接続を確保するよう機能する。

図１１においては、コネクタ７と３７が良く見えるように、シールド３６の一部が切除されている。多極型のコネクタにおいて知られているように、コネクタ７の高さは、接続が行われるように、コネクタ３７と精密に合わせられねばならない。全体としてはレール手段が、また具体的に見ればバネ状フィンガが、モジュールのコネクタ７を正確な高さとするよう機能し、システムのコネクタ３７と確実な接続が行われるようにする。

本考案の他の実施例においては、図１０に見られるように、金又は他の適当な金属の薄層４００が、モジュール１が挿入されている辺りでマザーボード上に配置されている。斜線のパターン４００によって示されている金の層の存在により、レール手段と、シャーシの前部プレート及びベースプレートの間に電気接続が確保される。好ましくは、シールド手段３６は金の層にはんだ付けされる。このようにして、モジュールを取り囲んで電気接続領域が確立されるが、次いでこれを顧客自身の接地接続へと接続するのは容易である。

有利なことに、本考案によるモジュールは、シャーシに対する挿入及び取り出しが容易である。さらにまた、追加のモジュールや交換用のモジュールを容易に挿入できるので、完全に着脱自在なシステムが構成される。

上述のモジュールとシャーシは、１０ギガビットシリアル光イーサネット（登録商標）システムにおいて動作するように構成するのが好ましい。このためには、モジュールは、１０キロメートルのシングルモード光ファイバリンクにわたって動作するのに十分なパワーで、１３００ｎｍの波長において動作する光トランシーバとして構成される。しかしながら、本考案のモジュールの概念は、他の速度や他の波長での使用についても等しく適用可能であり、また異なる距離や異なるタイプの光ファイバについても等しく適用可能である。

本考案の別の実施例において、モジュールは、１０ギガビットトランシーバに必要なすべての機能的な制御を行うことができる。この機能的な制御には好ましくは、ＸＡＵＩインタフェース、管理機能、および管理インタフェースが含まれる。管理インタフェースは、ＭＤＩＯインタフェースであることが好ましい。ＸＡＵＩインタフェースと管理機能を、モジュール内に配置されたＡＳＩＣによって実現して、１０ギガビットＭＩＩ（媒体に依存しないインタフェース）に対する直接接続を可能にするのが好ましい。

好ましくはさらに、モジュールは二つのサブアセンブリを有する。すなわち直接変調されるレーザを備えた光送信サブアセンブリと、フォトダイオードとトランスインピーダンス増幅器とを備えた光受信サブアセンブリである。レーザ駆動、ＭＵＸ（合波）受信機の後置増幅およびＤＥＭＵＸ（分波）機能は、カスタムＡＳＩＣを用いることによって達成される。

有利には、モジュールは全二重ＸＡＵＩ電気信号を全二重光信号に変換可能である。トランシーバと光リンクの管理は、ＭＤＩＯを介して行われる。ＸＡＵＩインタフェースは３．１２５ギガボーで動作し、電気接続はホットプラグイン可能なコネクタを経由する。

レールタイプの構成を介して遠隔通信システムに接続される、従来の光トランシーバモジュールを示す。 本考案のモジュールの一例を示す斜視図である。 図２のモジュールの後方からの斜視図である。 図２のモジュールの長手方向に沿った側面図である。 図１から図４に示されているモジュールを受け入れるのに適したシャーシの斜視図である。 モジュールが挿入された図５のシャーシの斜視図である。 モジュールの長手方向に沿った図６のシャーシの側面図である。 図７におけるモジュールとシャーシの詳細を示す側面図である。 図７におけるモジュールとシャーシの詳細を示す斜視図である。 モジュールが挿入された状態での図５のシャーシの後方からの斜視図である。 図１０のモジュールが挿入されたシャーシの後方からの詳細を示す図である。

符号の説明

１ モジュール
２ ハウジング
３ ベゼル
６ レール
７、３７ 電気接続手段
９ フィン
２０、２２ アーム
３０ シャーシ
３５ ボード
３６ シールド手段
１１０ 上部半体
１１２ 下部半体
１１５ ガスケット
２５０ 取り付け手段
２６０、４２０ フィンガ
４００ 導電材料層

Claims (13)

1. 内部に配置された送信機と受信機を有するハウジング（２）を備える光トランシーバモジュール（１）において、前記ハウジングがさらに前記ハウジングの両側に水平に配置された一対のレール（６）を備え、前記レールが適切に構成されたボード（３５）に対する前記光トランシーバモジュールの着脱自在な挿入を可能にするように前記レール内に配置された複数のバネ状フィンガ（２６０）を有することを特徴とする、光トランシーバモジュール。
2. 電気接続手段（７）が前記光トランシーバモジュールの後端に配置されている、請求項１の光トランシーバモジュール。
3. 前記ハウジングが、前記光トランシーバモジュールの温度制御を容易にするよう構成配置された複数のフィン（９）を含む、請求項１又は２の光トランシーバモジュール。
4. 前記光トランシーバモジュールが、前記光トランシーバモジュールの前端に配置されたベゼル（３）を含み、前記ベゼルが、前記ベゼルの対角線上で向かい合った角からそれぞれ延びる一対のアーム（２０、２２）を有する、請求項１から３のいずれか１つの光トランシーバモジュール。
5. 前記ハウジングが、重ね合わせられる上部半体（１１０）及び下部半体（１１２）と、それらの間に配置されて前記上下の半体の間での電気接続を容易にする導電性ガスケット（１１５）を備える、請求項１から４のいずれか１つの光トランシーバモジュール。
6. 請求項１から５のいずれか１つの光トランシーバモジュールを備え、内部に配置された前記適切に構成されたボード（３５）を有するシャーシ（３０）と、前記光トランシーバモジュールの電気接続手段（７）を受け入れるよう配置されたシャーシの電気接続手段（３７）とをさらに備える、光トランシーバシステム。
7. 前記適切に構成されたボード（３５）は、空気が前記光トランシーバモジュールの上下を通過できるように、前記シャーシ内部で複数の取り付け手段（２５０）上に配置されている、請求項６の光トランシーバシステム。
8. 前記光トランシーバシステムが、前記光トランシーバモジュール及び前記光トランシーバシステムの電気接続手段を実質的に取り囲むように配置され、前記光トランシーバモジュールから前記適切に構成されたボードへの電気接続をもたらすシールド手段（３６）をさらに備える、請求項６又は７の光トランシーバシステム。
9. 前記シールド手段が、前記ハウジングに圧力を加えるよう配置され、前記ハウジングと前記シールド手段との間の電気接続を改良する複数の弾性フィンガ（４２０）を含む、請求項８の光トランシーバシステム。
10. 導電性材料の層（４００）が、前記光トランシーバモジュールを実質的に包囲する領域において前記適切に構成されたボード（３５）に配置され、前記光トランシーバモジュールと前記シャーシとの間の電気接続をさらに改良する、請求項６から９のいずれか１つの光トランシーバシステム。
11. 前記導電性材料の層が金である、請求項１０の光トランシーバシステム。
12. 前記光トランシーバモジュール（１）、前記シャーシ（３０）、および前記適切に構成されたボード（３５）が電気接地されている、請求項７から１１のいずれか１つの光トランシーバシステム。
13. 請求項１から５のいずれか１つの光トランシーバモジュール又は請求項６から１２のいずれか１つの光トランシーバシステムを備えた、遠距離通信光ネットワーク。

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