JP5926212B2

JP5926212B2 - 通信装置

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Publication number: JP5926212B2
Application number: JP2013052277A
Authority: JP
Inventors: 淳志馬場
Original assignee: Alaxala Networks Corp
Current assignee: Alaxala Networks Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2033-03-14
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Description

本発明は、データを送受信する通信装置に関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末などの普及に伴い、インターネットトラフィック量は増加の一途をたどり、ネットワーク通信装置への高速化や広帯域化の要求が高まっている。この要求を実現するために、ネットワーク通信装置内の各種処理を行う回路基板ユニット間の信号伝送速度を高速化する取組みが行われている。

回路基板ユニット間の信号伝送速度に関して、特許文献１の電子装置が開示されている。特許文献１の電子装置は、電子装置から取り外し可能な複数の回路基板ユニットと、電子装置内に設置された回路基板ユニット間を電気的に接続する中継用回路基板と、電子装置内に設置された回路基板ユニット間を、電気的に接続するケーブルまたは光的に接続する光ファイバケーブル、またはその両方を、備える。特許文献１の電子装置は、高速な信号をケーブルに通すことにより、回路基板ユニット間における信号伝送速度の向上を図る。

特許文献１の電子装置のようなバックプレーン構造を採る通信装置においては、前面側から後面側に向かって挿入される回路基板ユニットの奥にバックプレーンとなる中継用回路基板が設置される。バックプレーンには冷却風を通す通気口がないため、特許文献１の電子装置は、左右吸排気方式を前提とした構造である。

特開２０１１−１４６４７０号公報

近年、通信装置の冷却構造として、通信事業者向け通信機器の基準であるＮＥＢＳ（ＮｅｔｗｏｒｋＥｑｕｉｐｍｅｎｔＢｕｉｌｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に準拠すべく、前後吸排気方式の冷却構造を採るべき要求が高まっている。したがって、特許文献１の電子装置は、ＮＥＢＳに準拠していない。

特許文献１の電子装置を前後吸排気方式の冷却構造にするために、バックプレーンに冷却風を通す通気口を設けた場合、バックプレーン後面に回路基板ユニット間を電気的にまたは光的に接続するケーブルが配置されることになる。したがって、ケーブルが通気口を塞ぎ、冷却風の通過を妨げてしまうという問題がある。

また、冷却風がケーブルに当たると、ケーブルが揺れるため、ケーブルとコネクタ間の接触が不安定になる場合がある。また、電気的に接続するケーブルの場合、接触不良や電気抵抗の増大による誤動作の危険性がある。光的に接続するケーブルの場合は、光軸ずれや接続角度ずれによる損失増加の影響を受けやすくなる。冷却風の通過を妨げないために必要以上に光ケーブルを曲げると、光ケーブルが損傷したり、特性が劣化するという問題がある。

本発明は、ケーブルの信号伝送に影響を受けないケーブル配置を備えた装置を提供することを一つの目的とする。

本願において開示される発明の一側面となる通信装置は、複数の回路基板と、前記複数の回路基板が挿入され、第１の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面に対向する第２の面から外部に排出される方向、または、前記第２の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面から外部に排出される方向であって、前記複数の回路基板が挿入または抜脱される方向を、通気方向とする筐体と、前記筐体内の前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記第１の面側の第１の空間と前記第２の面側の第２の空間とを連通させる通気口を有し、前記第１の面と対向する第３の面において前記複数の回路基板が接続される接続板と、前記第２の面と対向する第４の面において回路基板どうしが通信可能となるように前記複数の回路基板を接続し、前記第２の空間のうち前記第２の面に対し前記通気口を前記通気方向に投影した第３の空間を除く第４の空間において引き回されるケーブルと、を有する。

本発明の代表的な実施の形態によれば、ケーブルの信号伝送に影響を受けないケーブル配置を備えた通信装置を提供することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

複数の回路基板とそれらの接続関係の一例を示すブロック図である。複数の回路基板とそれらの接続関係の他の例を示すブロック図である。実施例１にかかる通信装置の分解斜視図である。実施例１にかかる通信装置の正面図および側断面図である。実施例１にかかるバックプレーンの正面図である。実施例１にかかるバックプレーンの背面図である。固定部材と固定部材により固定されたケーブルを示す側面図である。ケーブルの揺動抑制手段の他の例を採用した場合の通信装置の分解斜視図である。変形例１にかかる回路基板間の接続関係を立体的に示した説明図である。変形例１にかかるバックプレーンの背面図である。変形例２にかかる通信装置の分解斜視図である。変形例２にかかるバックプレーンの正面図である。変形例２にかかるバックプレーンの背面図である。変形例３にかかる回路基板間の接続関係を立体的に示した説明図である。変形例３にかかるバックプレーンの背面図である。変形例４にかかる通信装置の分解斜視図である。変形例４にかかるバックプレーンの背面図である。変形例５にかかるバックプレーンの背面図である。

本発明にかかる通信装置の冷却構造は、バックプレーンに冷却風を通す通気口を設けた前後吸排気方式の冷却構造である。まず、通信装置の冷却構造を説明する前に、通信装置内に存在する回路基板について説明する。

＜複数の回路基板とそれらの接続関係＞
図１は、複数の回路基板とそれらの接続関係の一例を示すブロック図である。複数の回路基板１００は、複数の基本制御ユニット１０１と、複数のパケットプロセッシングユニット１０２と、複数のスイッチファブリックユニット１０３と、を含む。

基本制御ユニット１０１は、メインＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１１１およびメインメモリ１１２を搭載する。基本制御ユニット１０１は、装置管理、経路情報管理、プロトコル処理、およびインターフェース制御を行う。基本制御ユニット１０１は、複数のパケットプロセッシングユニット１０２、複数のスイッチファブリックユニット１０３、および後述する電源ユニットに、上述した制御のための制御信号を入出力する。

パケットプロセッシングユニット１０２は、パケットの解析や転送を行う。パケットプロセッシングユニット１０２は、転送エンジン１２１、パケットバッファ１２２、ヘッダバッファ１２３、検索エンジン１２４、経路検索用ＣＡＭ（ＣｏｎｔｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２５、ＡＲＰ（ＡｄｄｒｅｓｓＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）検索用ＣＡＭ１２６、フィルタ・ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）処理用ＣＡＭ１２７、ローカルスイッチ１２８およびネットワークインターフェース（ＮＩＦ）ユニット１２９を搭載する。

スイッチファブリックユニット１０３は、クロスバスイッチ１３１を搭載する。クロスバスイッチ１３１は、バックプレーンを介して、パケットプロセッシングユニット１０２に搭載されているローカルスイッチ１２８と相互接続される。これにより、クロスバスイッチ１３１を介して接続されたパケットプロセッシングユニット１０２間のバックプレーン伝送が行われる。

ＮＩＦユニット１２９は、各パケットプロセッシングユニット１０２に搭載される。ＮＩＦユニット１２９は、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク網に接続される入出力ポートである。具体的には、ＮＩＦユニット１２９は、回線アダプタ１９１およびＰＨＹ（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）チップ１９２を搭載する。ＰＨＹチップ１９２は、物理接続の確立／維持／解放等の物理層処理を行う。

基本制御ユニット１０１、パケットプロセッシングユニット１０２、およびスイッチファブリックユニット１０３は、通常は回路基板として構成され、バックプレーンを介して相互接続される。ＮＩＦユニット１２９はパケットプロセッシングユニット１０２内の一要素として構成される場合と、回路基板として独立に構成される場合があるが、本例では前者の構成が採用される。また、転送エンジン１２１、検索エンジン１２４、ローカルスイッチ１２８、クロスバスイッチ１３１等は、必要な機能を集積したＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として構成される。

次に、通信装置内のパケット処理の流れを簡単に説明する。外部インターフェースからパケットがＮＩＦユニット１２９に到着すると、パケットは回線アダプタ１９１、ＰＨＹチップ１９２を介して、転送エンジン１２１に送られる。転送エンジン１２１は、パケット内に含まれるデータ情報をパケットバッファ１２２に、ヘッダ情報をヘッダバッファ１２３に格納する。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標、以下同じ）パケットのヘッダ部には、同期用プリアンブル、スタートフレーム、受信先及び送信先ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス、データ長等の情報が含まれる。

検索エンジン１２４は、転送エンジン１２１からヘッダ情報を受け取り、各種テーブルを参照してパケット転送の制御に必要な情報を取得する。検索エンジン１２４が参照するテーブルとしては、経路テーブル、ＡＲＰテーブル、フィルタ・ＱｏＳテーブルがあるが、ここでは経路テーブル、フィルタ・ＱｏＳテーブルが参照される。経路テーブルは、経路検索処理を行うためのテーブルであり、経路検索用ＣＡＭ１２５に格納されている。フィルタ・ＱｏＳテーブルは、パケットのフィルタリング条件、廃棄条件、通信装置内の転送処理優先度等の情報であり、フィルタ・ＱｏＳ処理用ＣＡＭ１２７に格納される。これらの検索結果は、転送エンジン１２１に戻される。

転送エンジン１２１は、検索結果からパケットが転送されるべき入出力ポートを指定し、ローカルスイッチ１２８、スイッチファブリックユニット１０３に搭載されているクロスバスイッチ１３１へと転送する。更に、クロスバスイッチ１３１は、該当するパケットプロセッシングユニット１０２へ転送し、ローカルスイッチ１２８から転送エンジン１２１に送られる。転送エンジン１２１は、受信したパケットをパケットバッファ１２２、ヘッダバッファ１２３に格納する。検索エンジン１２４は、転送エンジン１２１からヘッダ情報を受け取り、ＡＲＰ検索用ＣＡＭ１２６に格納されているＡＲＰテーブルからＭＡＣアドレスを取得する。

ＡＲＰテーブルは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ通信のために用いられるＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスとＭＡＣアドレスの対照表であり、ＭＡＣアドレスで表される装置が接続されるポート番号の情報が格納されている。この検索結果は、転送エンジン１２１に戻され、特定された入出力ポートを持つＮＩＦユニット１２９からパケットを外部インターフェースへ送出する。このように、通信装置内では、複数の回路基板１００間でデータ伝送が行われる。

近年、回路基板１００間でのデータ伝送では、バスをシリアル化して高速でデータ伝送するＳｅｒＤｅｓ（Ｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ／Ｄｅｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ）が用いられる。通信装置内のバックプレーンでは、ＳｅｒＤｅｓを用いて高速なデータ伝送を行うことが多く、伝送線路で生じる高周波損失や符号間干渉により、受信側でデータを正しく受信できなくなるという問題が生じてしまう。この高周波損失や符号間干渉に起因する問題を補償する技術として、等化技術が広く用いられている。等化技術として、以下の２つが挙げられる。

・デエンファシス（データ送信側で行う等化技術）
・イコライジング（データ受信側で行う等化技術）

デエンファシスは、伝送線路における伝送損失の周波数特性に応じてデータ送信側で出力バッファの出力電圧レベルを強調し、入力バッファが受信する信号振幅を均一にする等化技術である。イコライジングは、伝送線路における伝送損失の周波数特性に応じてデータ受信側で入力バッファの利得特性を特定周波数帯のみ高くし、入力バッファが受信する信号振幅を均一にする等化技術である。通信装置では、装置立ち上げ時にトレーニング処理が行なわれ、出力バッファ内のデエンファシス回路の強調値が最適化され、入力バッファ内の増幅回路の利得特性が特定周波数帯で最適化され、その後に装置運用が開始される。これにより、通信品質が確保される。

なお、回路基板１００間を相互接続するバックプレーンは、回路基板または電気ケーブルで構成されるのが一般的であるが、高周波損失によって電気伝送の限界が見え始めているため、光ケーブルも採用される。

図２は、複数の回路基板１００とそれらの接続関係の他の例を示すブロック図である。図２では、各パケットプロセッシングユニット１０２において、ローカルスイッチ１２８に接続される光デバイス１２０が搭載される。また、各スイッチファブリックユニット１０３において、クロスバスイッチ１３１に接続される光デバイス１３０が搭載される。これにより、パケットプロセッシングユニット１０２の光デバイス１２０とスイッチファブリックユニット１０３の光デバイス１３０とが接続され、光伝送が可能となる。

つぎに、上述した回路基板１００を搭載した通信装置の冷却構造について説明する。上述したように、本発明にかかる通信装置の冷却構造は、バックプレーンに冷却風を通す通気口を設けた前後吸排気方式の冷却構造である。なお、以下の実施例では、一例として図２の回路基板１００の接続関係を例に挙げて説明する。

＜実施例１＞
図３は、実施例１にかかる通信装置の分解斜視図であり、図４は、実施例１にかかる通信装置の正面図および側断面図である。通信装置３００は、筐体３０１と、バックプレーン３０２と、背面板３０３と、を有する。また、図３中、太矢印は冷却風の風向である。筐体３０１内には、図１に示した複数の回路基板１００が設けられる。複数の回路基板１００は、筐体３０１の前面から水平な状態で挿入される。筐体３０１内には複数の回路基板１００の一例として、上段から１段目に基本制御ユニット１０１、２段目、３段目、６段目、および７段目にパケットプロセッシングユニット１０２、４段目および５段目にスイッチファブリックユニット１０３が挿入される。なお、８段目および９段目（最下段）には、電源ユニット３０６が挿入される。電源ユニット３０６も回路基板１００の一種である。

筐体３０１の前面には、前面板３０４が設けられる。前面板３０４は、筐体３０１内に冷却風を通すメッシュ状の通気口３０５を有する。これにより、前面板３０４から筐体３０１内に冷却風が吸気される。また、前面板３０４には、各回路基板１００の回線アダプタ１９１が表出する。これにより、冷却風を通しつつ、外部のインターフェースと回線アダプタ１９１とが接続可能となる。

バックプレーン３０２は、複数の回路基板１００を接続する基板（接続板）である。バックプレーン３０２の一方の面である前面３０２ａには、複数のコネクタ３２０が設けられ、各コネクタ３２０は各回路基板１００と接続される。また、バックプレーン３０２には、複数の通気口３２１が形成される。バックプレーン３０２に接続された各回路基板１００は、対応する通気口３２１の一部を塞ぐように配置される。冷却風を通過させるため、各回路基板１００は、対応する通気口３２１のすべては塞がない。

これにより、回路基板１００を通過する冷却風が通気口３２１を通過する。また、回路基板１００間を電気的または光的に接続するケーブル４００は、コネクタ３２０を介して他方の面である後面３０２ｂ側に引き回されて接続される。これにより、回路基板１００間の信号の伝送及び給電が実行される。なお、これらの回路基板１００の搭載数は、本図での搭載数に限らない。

また、上述したように、通信装置３００の信頼性を高めるため、筐体３０１には、複数の電源ユニット３０６が挿入され、通信装置３００の冗長化が実現される。複数の電源ユニット３０６は通信装置３００の前面から水平状態に挿入される。通信装置３００に供給される電源としては、ＡＣ機ではＡＣ１００［Ｖ］またはＡＣ２００［Ｖ］が、ＤＣ機ではＤＣ４８［Ｖ］が用いられることが多く、これらが電源ユニット３０６に印加される。電源ユニット３０６は、ＡＣ／ＤＣ変換処理またはＤＣ／ＤＣ変換処理によりＤＣ４８［Ｖ］またはＤＣ１２［Ｖ］を出力する。

電源ユニット３０６は、コネクタ３２０の一例である電源ユニットコネクタ３２２によってバックプレーン３０２と接続され、バックプレーン３０２を介して各回路基板１００へＤＣ４８［Ｖ］またはＤＣ１２［Ｖ］が給電される。なお、電源ユニット３０６の搭載数は、本図での搭載数に限らない。

背面板３０３には、複数の冷却ファン３３０が搭載される。冷却ファン３３０は回路基板の積載方向に沿って設けられる。冷却ファン３３０により、通信装置３００は、通信装置３００の前面板３０４から冷却風を強制的に吸気し、回路基板１００、通気口３２１を通ってきた冷却風を排気させる。冷却ファン３３０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。

このように、バックプレーン３０２は、筐体３０１の内部の空間を、複数の回路基板１００が接続される前面３０２ａ側の第１の空間と、ケーブル４００が引き回される後面３０２ｂ側の第２の空間とに分断する。第１の空間と第２の空間は、通気口３２１により連通される。また、ケーブル４００は、第２の空間のうち、後面３０２ｂに対し通気口３２１を冷却風の通気方向に投影した第３の空間を除く第４の空間において引き回される。

これにより、筐体３０１の前面からの冷却風がケーブル４００に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、ケーブル４００の揺れが抑制される。したがって、ケーブル４００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル４００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

図５は、実施例１にかかるバックプレーン３０２の正面図であり、図６は、実施例１にかかるバックプレーン３０２の背面図である。図６中、太矢印は風向きである。バックプレーン３０２は、正面となる前面３０２ａにおいて、筐体３０１に固定するための９か所のネジ穴５００、２列１８個の通気口３２１、基本制御ユニット１０１の制御信号用コネクタ５０１、パケットプロセッシングユニット１０２の制御信号用コネクタ５０２、スイッチファブリックユニット１０３の制御信号用コネクタ５０３、電源ユニットコネクタ３２２、高速信号用コネクタ５０４を有している。コネクタ３２０（５０１〜５０４）間を結ぶ線は、バックプレーン３０２に敷設された信号線である。この信号線は、制御信号など比較的低速なデータ伝送を行う信号を伝送する。高速なデータ伝送を行う信号は、背面となる後面３０２ｂ側に引き回したケーブル４００により伝送される。

制御信号用コネクタ５０１〜５０３と高速信号用コネクタ５０４とは、前面３０２ａにおいて通気口３２１を挟んで分離して配置される。具体的には、図６に示したように、バックプレーン３０２は、後面３０２ｂにおいて、高速信号用直交型コネクタ６０４を有する。各高速信号用直交型コネクタ６０４はそれぞれ、真裏にある前面３０２ａの高速信号用コネクタ５０４と接続される。高速信号用直交型コネクタ６０４間は、電気的にまたは光的に接続するケーブル４００により接続される。

ケーブル４００は、前面３０２ａからみて、通気口３２１と重複しないように配置される。すなわち、ケーブル４００は、後面３０２ｂにおいて、後面３０２ｂのうち通気口３２１を除いた領域からはみ出さないように配置される。これにより、筐体３０１前面からの冷却風がケーブル４００に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、ケーブル４００の揺れが抑制される。したがって、ケーブル４００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル４００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

また、ケーブル４００の揺動抑制手段の一例として、固定部材６０１が用いられる。固定部材６０１は、ケーブル４００を後面３０２ｂに固定する。固定部材６０１は、複数本のケーブル４００を束ねて後面３０２ｂに固定してもよい。ケーブル４００の揺動抑制手段の他の例として、遮蔽板８００を用いてもよい。遮蔽板８００は、図３に示した背面板３０３の冷却ファン３３０が搭載される面に設けられる。遮蔽板８００は背面板３０３の板面に直交する。２枚の遮蔽板８００は、バックプレーン３０２に接続されたケーブル４００と通気口３２１との間に設けられ、ケーブル４００を冷却風から遮蔽する。なお遮蔽板８００と固定部材６０１は、両方ともに設けてもよく、少なくとも一方設けてもよい。

これにより、ケーブル４００は冷却風を受けなくなるため、ケーブル４００の揺れが抑制される。したがって、ケーブル４００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル４００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

図７は、固定部材６０１と固定部材６０１により固定されたケーブル４００を示す側面図である。高速信号用直交型コネクタ６０４間を接続するケーブル４００は、その中途部７００が後面３０２ｂ側に曲げられ、固定部材６０１により固定される。このときのケーブル４００の曲げ半径Ｒは、所定の曲げ半径以上とする。所定の曲げ半径とは、ケーブル４００の通信品質が劣化しない曲げ半径の最小値である。具体的には、たとえば、曲げ半径Ｒは、ケーブル４００の外径Ｄに対して、電気ケーブル４００の場合は５倍〜１０倍、光ケーブル４００の場合は１０倍〜２０倍が好ましい。したがって、ケーブル４００の曲げ半径を緩やかに保つことができ、ケーブル４００が損傷や特性の劣化を抑制することができる。これにより、前後吸排気方式の冷却構造を採りながらも、冷却風の影響を受けないケーブル配置を採用することができ、信号の伝送速度の向上を図ることができる。

図８は、ケーブル４００の揺動抑制手段の他の例を採用した場合の通信装置３００の分解斜視図である。図８では、揺動抑制手段の他の例として、遮蔽板８００が採用される。遮蔽板８００は、背面板３０３の冷却ファン３３０が搭載される面に設けられる。遮蔽板８００は背面板３０３の板面に直交する。２枚の遮蔽板８００は、バックプレーン３０２に接続されたケーブル４００と通気口３２１との間に設けられ、ケーブル４００を冷却風から遮蔽する。

つぎに、実施例１の変形例１について説明する。変形例１では、実施例１との相違点についてのみ説明し、実施例１との共通点については説明を省略する。実施例１では、制御信号などの低速なデータ伝送を行う信号については、バックプレーン３０２に敷設された信号線により伝送する例を説明したが、変形例１では、当該信号についても、ケーブルによるデータ伝送を行う。

図９は、変形例１にかかる回路基板１００間の接続関係を立体的に示した説明図である。図９では、説明の簡略化のため、パケットプロセッシングユニット１０２を１枚にして説明する。基本制御ユニット１０１は２枚搭載される。各基本制御ユニット１０１は、パケットプロセッシングユニット１０２およびスイッチファブリックユニット１０３にケーブル９００により接続される。基本制御ユニット１０１からの制御信号は、比較的低速な信号である場合が多い。パケットプロセッシングユニット１０２とスイッチファブリックユニット１０３との間は、通信装置３００内で特に高いスループットが要求される部位であり、ＳｅｒＤｅｓを用いてケーブル４００により接続される。

変形例１にかかるバックプレーン３０２の正面となる前面３０２ａには、実施例１と異なり、信号線が敷設されていない。そのほかの構成は、図５と共通である。

図１０は、変形例１にかかるバックプレーン３０２の背面図である。図１０において、バックプレーン３０２の背面となる後面３０２ｂには、高速信号用直交型コネクタ６０４と、制御信号用後面側コネクタ１００１〜１００３と、が設けられる。高速信号用直交型コネクタ６０４間は、実施例１と同様、ケーブル４００（以下、第１のケーブル４００）により接続される。

実施例１との相違点は、制御信号用後面側コネクタ１００１〜１００３が設けられる点である。制御信号用後面側コネクタ１００１〜１００３間は、比較的低速なデータ伝送を行うケーブル１０００（以下、第２のケーブル１０００）により接続される。第２のケーブル１０００についても、前面３０２ａからみて、通気口３２１と重複しないように配置される。すなわち、第２のケーブル１０００は、後面３０２ｂにおいて、後面３０２ｂのうち通気口３２１を除いた領域からはみ出さないように配置される。

これにより、筐体３０１の前面からの冷却風が第２のケーブル１０００に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、第２のケーブル１０００の揺れが抑制される。したがって、第２のケーブル１０００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、第２のケーブル１０００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

また、第２のケーブル１０００の揺動抑制手段の一例として、固定部材１００４が用いられる。固定部材１００４は、第２のケーブル１０００を後面３０２ｂに固定する。固定部材１００４は、複数本の第２のケーブル１０００を束ねて後面３０２ｂに固定してもよい。

このように、変形例１では、制御信号のデータ伝送を第２のケーブル１０００で行う構成とすることにより、バックプレーン３０２は、配線パターンがなく、かつ、各回路基板１００への給電層だけを設けた基板となる。したがって、製造コストを抑制することができ、その分、低廉なバックプレーン３０２を提供することができる。

また、筐体３０１前面からの冷却風がケーブル４００に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、ケーブル４００の揺れが抑制される。したがって、ケーブル４００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル４００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

つぎに、実施例１の変形例２について説明する。変形例２では、実施例１との相違点についてのみ説明し、実施例１との共通点については説明を省略する。実施例１では、スイッチファブリックユニット１０３は、バックプレーン３０２の前面３０２ａ側に挿入されたが、変形例２では、バックプレーン３０２の後面３０２ｂ側にスイッチファブリックユニット１０３が設けられる。これにより、筐体３０１内のスペースを有効利用するとともに、回路基板１００が積載される高さが、スイッチファブリックユニット１０３が抜けた分短くなるため、筐体３０１の高さを低く抑えることができる。したがって、通信装置３００の小型化を実現することができる。

図１１は、変形例２にかかる通信装置３００の分解斜視図である。通信装置３００は、筐体３０１と、バックプレーン３０２と、背面板３０３と、を有する。筐体３０１内には、複数の回路基板１００が設けられる。複数の回路基板１００は、筐体３０１の前面から水平な状態で挿入される。筐体３０１内には一例として、上段から１段目に基本制御ユニット１０１、２段目〜５段目にパケットプロセッシングユニット１０２、６段目および７段目（最下段）には、電源ユニット３０６が挿入される。

スイッチファブリックユニット１０３は、バックプレーン３０２の後面３０２ｂ側に挿入される。スイッチファブリックユニット１０３は、他の回路基板１００に対し直角に挿入される。スイッチファブリックユニット１０３は、通気口３２１を塞がない位置に挿入される。基本制御ユニット１０１およびパケットプロセッシングユニット１０２と、スイッチファブリックユニット１０３とは、バックプレーン３０２を挟んでコネクタを介して接続される。

図１２は、変形例２にかかるバックプレーン３０２の正面図であり、図１３は、変形例２にかかるバックプレーン３０２の背面図である。変形例２でのバックプレーン３０２は、正面となる前面３０２ａにおいて、スイッチファブリックユニット１０３の制御信号用コネクタ５０３は、設けない。

一方、高速なデータ伝送を行う信号の接続には、高速信号用直交型コネクタ６０４が用いられる。この場合、回路基板の信号線やケーブルを介さず、バックプレーン３０２のスルーホール１３０４を介して前面３０２ａ側の回路基板（パケットプロセッシングユニット１０２）と後面３０２ｂ側の回路基板（スイッチファブリックユニット１０３）とが直接接続される。また、スイッチファブリックユニット１０３は、制御信号用後面側コネクタ１００３により、バックプレーン３０２の後面３０２ｂ側から接続される。その他の構成は、実施例１の図５と同様である。

このように、変形例２の構造によれば、前後吸排気方式の冷却構造を採りながらも、高速なデータ伝送を行う前面３０２ａ側の回路基板１０１，１０２，３０６と後面３０２ｂ側のスイッチファブリックユニット１０３とがバックプレーン３０２のスルーホール１３０４を介して接続される。したがって、信号の伝送速度の向上を図ることができる。また、実施例１のようにケーブル４００が存在しないため、冷却風によりケーブル４００が揺動することはない。したがって、接触不良や電気抵抗、光軸ずれや接続角度ずれによる損失が生じることはない。

つぎに、実施例１の変形例３について説明する。変形例３では、変形例２との相違点についてのみ説明し、変形例２との共通点については説明を省略する。変形例３は、変形例２に変形例１を適用した構造である。変形例２では、制御信号などの低速なデータ伝送を行う信号については、バックプレーン３０２に敷設された信号線により伝送する例を説明したが、変形例３では、当該信号についても、第２のケーブル１０００によるデータ伝送を行う。

図１４は、変形例３にかかる回路基板１００間の接続関係を立体的に示した説明図である。図１４では、説明の簡略化のため、パケットプロセッシングユニット１０２を１枚にして説明する。基本制御ユニット１０１は２枚搭載される。各基本制御ユニット１０１は、パケットプロセッシングユニット１０２およびスイッチファブリックユニット１０３に第２のケーブル１０００により接続される。基本制御ユニット１０１からの制御信号は、比較的低速な信号である場合が多い。パケットプロセッシングユニット１０２とスイッチファブリックユニット１０３との間は、通信装置３００内で特に高いスループットが要求される部位であり、バックプレーン３０２のスルーホール１３０４を介して接続される。

変形例２に比べると、パケットプロセッシングユニット１０２とスイッチファブリックユニット１０３との距離が近くなるため、変形例２の通信装置３００では、第２のケーブル１０００のケーブル長を短くすることができる。このように、変形例２と違い、２段分のスイッチファブリックユニット１０３が筐体３０１の前面から挿入されていない。これにより、筐体３０１の高さを低くすることができ、通信装置３００の小型化を図ることができる。

また、変形例３にかかるバックプレーン３０２の正面となる前面３０２ａには、変形例２や実施例１と異なり、信号線が敷設されていない。

図１５は、変形例３にかかるバックプレーン３０２の背面図である。図１５において、バックプレーン３０２の背面となる後面３０２ｂには、高速信号用直交型コネクタ６０４と、制御信号用後面側コネクタ１００１，１００２と、が設けられる。高速信号用直交型コネクタ６０４間は、変形例２と同様、バックプレーン３０２のスルーホール１３０４を介して前面３０２ａ側の回路基板と後面３０２ｂ側の回路基板とが直接接続される。

変形例２との相違点は、制御信号用後面側コネクタ１００１，１００２が設けられる点である。制御信号用後面側コネクタ１００１，１００２間は、比較的低速なデータ伝送を行うケーブル１０００により接続される。当該ケーブル１０００は、前面３０２ａからみて、通気口３２１と重複しないように配置される。すなわち、ケーブル１０００は、後面３０２ｂにおいて、後面３０２ｂのうち通気口３２１を除いた領域からはみ出さないように配置される。

これにより、筐体３０１の前面からの冷却風がケーブル１０００に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、ケーブル１０００の揺れが抑制される。したがって、ケーブル１０００が電気ケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル１０００が光ケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

また、ケーブル１０００の揺動抑制手段の一例として、固定部材１００４が用いられる。固定部材１００４は、ケーブル１０００を後面３０２ｂに固定する。固定部材１００４は、複数本のケーブル１０００を束ねて後面３０２ｂに固定してもよい。

このように、変形例３では、制御信号のデータ伝送をケーブル１０００で行う構成とすることにより、バックプレーン３０２は、配線パターンがなく、かつ、各回路基板ユニットへの給電層だけを設けた基板となる。したがって、製造コストを抑制することができ、その分、低廉なバックプレーン３０２を提供することができる。

また、変形例２のようにケーブル４００が存在しないため、冷却風によりケーブル４００が揺動することはない。したがって、接触不良や電気抵抗、光軸ずれや接続角度ずれによる損失が生じることはない。

つぎに、実施例１の変形例４について説明する。変形例４では、変形例２との相違点についてのみ説明し、変形例２との共通点については説明を省略する。変形例４は、変形例２の構造において、電源ユニット３０６の配置を変更した構造である。

変形例２では、電源ユニット３０６は、バックプレーン３０２の前面３０２ａ側に挿入されたが、変形例４では、バックプレーン３０２の後面３０２ｂ側にスイッチファブリックユニット１０３とともに電源ユニット３０６が設けられる。これにより、筐体３０１内のスペースを有効利用するとともに、回路基板１００が積載される高さが、電源ユニット３０６が抜けた分短くなるため、筐体３０１の高さを低く抑えることができる。したがって、通信装置３００の小型化を実現することができる。

図１６は、変形例４にかかる通信装置３００の分解斜視図である。通信装置３００は、筐体３０１と、バックプレーン３０２と、背面板３０３と、を有する。筐体３０１内には、複数の回路基板１００が設けられる。複数の回路基板１００は、筐体３０１の前面から水平な状態で挿入される。筐体３０１内には一例として、上段から１段目に基本制御ユニット１０１、２段目〜５段目（最下段）にパケットプロセッシングユニット１０２が挿入される。

スイッチファブリックユニット１０３は、図１１と同様の位置に配置される。電源ユニット３０６は、バックプレーン３０２の後面３０２ｂ側に挿入される。電源ユニット３０６は、前面３０２ａ側の他の回路基板１００に対し直角に挿入される。電源ユニット３０６は、通気口３２１を塞がない位置に挿入される。電源ユニット３０６は、電源ユニットコネクタ３２２によって後面３０２ｂ側からバックプレーン３０２と接続される。電源ユニット３０６は、そのほかの構成は上述の実施例と同様である。

変形例４にかかるバックプレーン３０２は、正面となる前面３０２ａにおいて、図１２と異なり、電源ユニットコネクタ３２２の位置には、高速信号用コネクタ５０４が配置される。また、図１２と異なり通気口に対して高速信号用コネクタ５０４が配置される側と反対側に、パケットプロセッシングユニット１０２の制御信号用コネクタ５０２が配置される。他の構成は、図１２の構成と共通する。

変形例２との相違点は、変形例４では、電源ユニット３０６がバックプレーン３０２の後面３０２ｂ側に配置される。このため、筐体３０１の高さも短くなり、かつ、電源ユニット３０６用の通気口３２１が不要となり、その分、バックプレーン３０２の高さが短くなった点である。これにより、通信装置３００の小型化が実現される。

図１７は、変形例４にかかるバックプレーン３０２の背面図である。また、変形例２の図１３との相違点は、変形例４では、図１７において、電源ユニット３０６がバックプレーン３０２の後面３０２ｂ側に配置されるため、電源ユニットコネクタ３２２がバックプレーン３０２の後面３０２ｂに搭載される点である。これにより、電源ユニット３０６からバックプレーン３０２を介して、各回路基板１００に給電される。また、電源ユニット３０６は、バックプレーン３０２の後面３０２ｂにおいて、通気口３２１とは重ならない左右両端縁に配置される。したがって、電源ユニット３０６は通気口３２１を遮蔽しないため、冷却効率の低減を防止することができる。

このように、変形例４の構造によれば、前後吸排気方式の冷却構造を採りながらも、高速なデータ伝送を行う前面３０２ａ側の回路基板と後面３０２ｂ側の回路基板とが直接接続される。したがって、信号の伝送速度の向上を図ることができる。また、電源ユニット３０６をバックプレーン３０２の後面３０２ｂ側に配置したため、回路基板が積層される高さを短くすることができ、通信装置３００の小型化を実現することができる。

つぎに、実施例１の変形例５について説明する。変形例５では、変形例４との相違点についてのみ説明し、変形例４との共通点については説明を省略する。変形例５は、変形例４に変形例１を適用した構造である。変形例４では、制御信号などの低速なデータ伝送を行う信号については、バックプレーン３０２に敷設された信号線により伝送する例を説明したが、変形例５では、当該信号についても、ケーブルによるデータ伝送を行う。変形例５にかかるバックプレーンの正面となる前面３０２ａは、信号線が敷設されていない。その他は変形例４と同様の構成の前面である。

図１８は、変形例５にかかるバックプレーン３０２の背面図である。図１８において、バックプレーン３０２の背面となる後面３０２ｂには、高速信号用直交型コネクタ６０４と、制御信号用後面側コネクタ１００２と、給電用後面側コネクタ１８００と、が設けられる。高速信号用直交型コネクタ６０４間は、変形例４と同様、バックプレーン３０２のスルーホール１３０４を介して前面３０２ａ側の回路基板１００と後面３０２ｂ側の回路基板１００とが直接接続される。

変形例４との相違点は、制御信号用後面側コネクタ１００２が設けられる点である。制御信号用後面側コネクタ１００２間は、比較的低速なデータ伝送を行うケーブル１０００により接続される。当該ケーブル１０００についても、前面３０２ａからみて、通気口３２１と重複しないように配置される。すなわち、ケーブル１０００は、後面３０２ｂにおいて、後面３０２ｂのうち通気口３２１を除いた領域からはみ出さないように配置される。

また、変形例４との相違点は、給電用後面側コネクタ１８００が設けられる点である。給電用後面側コネクタ１８００と、制御信号用後面側コネクタ１００１とは、電源制御用のケーブル１８０１により接続される。当該ケーブル１８０１についても、前面３０２ａからみて、通気口３２１と重複しないように配置される。すなわち、ケーブル１８０１は、後面３０２ｂにおいて、後面３０２ｂのうち通気口３２１を除いた領域からはみ出さないように配置される。

これにより、筐体３０１の前面からの冷却風がケーブル１０００，１８０１に当たりにくくなるため、冷却風の通過を妨げない。また、冷却風が当たりにくくなるため、ケーブル１０００，１８０１の揺れが抑制される。したがって、ケーブル１０００，１８０１が電気的に接続するケーブルの場合、接触不良や電気抵抗が抑制され、誤動作を抑制することができる。また、ケーブル１０００，１８０１が光的に接続するケーブルの場合、光軸ずれや接続角度ずれによる損失を低減することができる。

また、ケーブル１０００，１８０１の揺動抑制手段の一例として、固定部材１００４が用いられる。固定部材１００４は、ケーブル１０００，１８０１を後面３０２ｂに固定する。固定部材１００４は、複数本のケーブル１０００，１８０１を束ねて後面３０２ｂに固定してもよい。

このように、変形例５では、制御信号のデータ伝送をケーブル１０００で行い、電源制御をケーブル１８０１で行う構成とすることにより、バックプレーン３０２は、配線パターンがなく、かつ、各回路基板１００への給電層だけを設けた基板となる。したがって、製造コストを抑制することができ、その分、低廉なバックプレーン３０２を提供することができる。

以上説明したように、本実施例にかかる通信装置によれば、ケーブルに冷却風が当たって揺れてしまった場合に懸念される、電気ケーブルで接続した場合の接触不良や電気抵抗の増大による誤動作及び光ケーブルで接続した場合の光軸ずれや接続角度ずれによる損失増加の影響を低減することができる。また、ケーブルの損傷や特性劣化を防ぐ緩やかな曲げ半径を保つことができ、信号の伝送速度の向上を図ることができる。

また、通信装置において、バックプレーンに敷設された信号線を含む配線層をなくし、各回路基板への給電層だけを設けたバックプレーンとすることにより、バックプレーンの製造コストの低減化を図ることができる。

また、上述した実施例では、通信装置３００の前面のメッシュ状の通気口３０５から冷却風を吸気し、バックプレーン３０２の通気口３２１を通り、通信装置の後面へ排気される方式を採っているが、冷却ファン３３０をプッシュ型の冷却ファンとすることにより、通信装置３００の後面から吸気し、通信装置３００の前面へ排気することとしてもよい。

また、上述した実施例では、通信装置３００の前面から水平に電源ユニット３０６を挿入したが、通信装置３００の後面から水平に挿入することとしてもよい。また、変形例４および変形例５では、通信装置３００の後面から垂直に電源ユニット３０６を挿入したが、通信装置３００の前面から垂直に挿入することとしてもよい。

また、上述した通信装置３００では、冷却ファン３３０を搭載した例について説明したが、冷却ファン３３０は通信装置３００に搭載せずに、通信装置３００外の背面板３０３の後方に配置することとしてもよい。これにより、通信装置３００の小型化を図ることができる。

また、上述した通信装置３００は、複数台配列させてもよい。この場合、各通信装置３００は、冷却風の通気方向に直交する方向に配列させる。たとえば、通信装置３００を上下または左右に配列させる。これにより、どの通信装置３００も、他の通信装置３００から排気された冷却風を吸気することなく、冷却することができる。

また、上述した実施例では、通信装置を前提としているが、サーバのような情報処理装置においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適用可能である。

以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。

１００回路基板
１０１基本制御ユニット
１０２パケットプロセッシングユニット
１０３スイッチファブリックユニット
３００通信装置
３０１筐体
３０２バックプレーン
３０２ａ前面
３０２ｂ後面
３０３背面板
３０４前面板
３０５通気口
３０６電源ユニット
３２０コネクタ
３２１通気口
３３０冷却ファン
４００ケーブル
７００中途部
８００遮蔽板

Claims

複数の回路基板と、
前記複数の回路基板が挿入され、第１の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面に対向する第２の面から外部に排出される方向、または、前記第２の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面から外部に排出される方向であって、前記複数の回路基板が挿入または抜脱される方向を、通気方向とする筐体と、
前記筐体内の前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記第１の面側の第１の空間と前記第２の面側の第２の空間とを連通させる通気口を有し、前記第１の面と対向する第３の面において前記複数の回路基板が接続される接続板と、
前記第２の面と対向する第４の面において回路基板どうしが通信可能となるように前記複数の回路基板を接続し、前記第２の空間のうち前記第２の面に対し前記通気口を前記通気方向に投影した第３の空間を除く第４の空間において引き回されるケーブルと、
を有することを特徴とする通信装置。
前記第３の空間を流れる空気による前記ケーブルの揺動を抑制する揺動抑制手段を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記揺動抑制手段は、前記ケーブルの中途部を前記第４の面に固定する固定部材であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記固定部材は、前記ケーブルの曲げ半径を所定の曲げ半径以上で前記中途部を固定することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
前記揺動抑制手段は、前記第２の空間から前記第３の空間を隔離する板部材であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記接続板は、回路基板間で前記ケーブルを伝送する第１の信号よりも伝送速度が遅い第２の信号が通信可能となるように接続させる配線層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の通信装置。
前記第２の面と対向する前記第４の面において回路基板間で前記ケーブルを伝送する第１の信号よりも伝送速度が遅い第２の信号が通信可能となるように接続させ、前記第４の空間において引き回される他のケーブルを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の通信装置。
パケットを処理する複数の回路基板と、
前記複数の回路基板が挿入され、第１の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面に対向する第２の面から外部に排出される方向、または、前記第２の面から入る空気が前記複数の回路基板を介して前記第１の面から外部に排出される方向であって、前記複数の回路基板が挿入または抜脱される方向を、通気方向とする筐体と、
前記筐体内の前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記第１の面側の第１の空間と前記第２の面側の第２の空間とを連通させる通気口を有し、前記第１の面と対向する第３の面において前記回路基板を接続し、前記第２の面と対向する第４の面においてケーブルを接続することにより、前記ケーブルを経由して前記複数の回路基板間でデータ伝送可能に接続する接続板と、
前記第２の面に対し前記通気口を前記通気方向に投影した第３の空間を前記第２の空間から隔離する板部材で構成され、前記ケーブルの揺動を抑制する揺動抑制手段と、
を有することを特徴とする通信装置。
前記複数の回路基板を制御する制御回路基板と、前記接続板に接続され、前記回路基板に対して電力を前記接続板を介して供給する電力供給回路基板と、を有し、
前記接続板は、前記第３の面において前記制御回路基板を接続することにより、前記回路基板及び前記電力供給回路基板に対し前記制御回路基板からの制御信号を伝送可能に接続することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
前記回路基板に対し制御信号をケーブルを介して伝送する制御回路基板を有することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。