JP6766430B2 - 通信モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光信号や電気信号が入出力される通信モジュールに関するものである。

ネットワークスイッチやサーバなどの通信機器や伝送装置（以下“通信機器”と総称する。）は、通信ケーブルを介して他の通信機器と接続されることがある。例えば、通信ケーブルの一端に設けられている通信モジュールが一方の通信機器に接続され、通信ケーブルの他端に設けられている通信モジュールが他方の通信機器に接続される。具体的には、一方の通信モジュールは一方の通信機器のフロントパネルやリアパネルなどに設けられているスロットに挿入され、他方の通信モジュールは他方の通信機器のフロントパネルやリアパネルなどに設けられているスロットに挿入される。それぞれのスロットに挿入された通信モジュールは、スロットの先に設けられているコネクタに接続される。以下の説明では、通信モジュールが挿抜されるスロットが設けられている通信機器のフロントパネルやリアパネルなどを“パネル”と総称する場合がある。

ここで、さらなる高性能化や低消費電力化を実現するために、通信機器に対して高密度実装の実現が強く求められている。かかる背景の下、通信機器にこれまでよりも多くの通信モジュールを装着可能とすることが求められている。つまり、通信機器のパネル上に、これまでよりも多くのスロットを設けることが求められている。

特開２０１６−９６６８号公報 特開２００７−４１４４４号公報

通信機器のパネル上であって上記スロットの周囲には、通信機器と通信モジュールとの接続状態や両者間における信号の送受信状態などを示す表示ランプが設けられることがある。かかる表示ランプには、一般的にＬＥＤランプが用いられ、ＬＥＤランプの点灯・消灯や点滅などによって接続状態や信号の送受信状況などが表示される。

しかし、通信機器のパネル上にこれまでよりも多くのスロットを設けると、隣接するストッロ間の隙間が狭くなり、上記表示ランプを設けるスペースが確保できないか、確保することが困難になる。また、表示ランプを設けるスペースが確保できたとしても、パネル上に通信モジュールが高密度に配置される結果、表示ランプが通信モジュールの陰になって視認し難くなる虞がある。

本発明の目的は、通信機器のパネル上に通信モジュールが高密度配置された場合にも表示ランプを容易かつ確実に視認可能とすることである。

本発明の通信モジュールは、通信機器の基板に設けられているケージに抜き差しされる通信モジュールである。この通信モジュールは、金属製の筐体と、前記筐体の第１面に設けられ、前記通信機器が備えるコネクタに接続されるモジュールコネクタと、前記基板に設けられている光源から出射され、前記ケージに設けられている貫通孔を通して前記ケージの内部に進入した光を案内するライトガイドと、を有する。前記ライトガイドは、前記ケージの内部に進入した光が入射する入射部と、前記入射部から入射した光が出射される出射部と、前記入射部から入射した光を前記出射部に導く導光部と、を含む。前記入射部は、前記貫通孔が設けられている前記ケージの底面と対向する前記筐体の第２面に配置され、前記出射部は、前記第１面と対向する前記筐体の第３面に配置され、前記導光部は、前記第２面に沿って伸びて前記入射部と前記出射部とに跨っている。

本発明の一態様では、前記出射部が前記第３面の一辺に沿って伸びる細長形状を有する。

本発明の他の態様では、前記入射部には、前記ケージの内部に進入した光を収束させるレンズ面が形成され、前記出射部には、前記導光部によって導かされた光を外部に拡散させる複数の凹凸が形成される。

本発明の他の態様では、異なる光源から出射された光を案内する複数の前記ライトガイドが設けられる。

本発明の他の態様では、２つの前記ライトガイドが設けられ、一方の前記ライトガイドの前記出射部は、前記第３面の一辺に沿って伸びる細長形状を有し、他方の前記ライトガイドの前記出射部は、前記第３面の他の一辺に沿って伸びる細長形状を有する。

本発明によれば、通信機器のパネル上に通信モジュールが高密度配置された場合にも表示ランプを容易かつ確実に視認することができる。

通信機器が備えるケージとそのケージに抜き差しされる通信モジュールの斜視図である。 通信モジュールの斜視図である。 通信モジュールの断面図である。 （ａ）はライトガイドの斜視図であり、（ｂ）はライトガイド内における光の振る舞いを模式的に示す断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態の一変形例を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態の他の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る通信モジュール１は、筐体１０と筐体１０に接続された通信ケーブル（光ファイバケーブル）２０とを有する。通信モジュール１は、サーバやネットワークスイッチなどの通信機器５０が備えるケージ５１に抜き差しされる。ケージ５１に差し込まれた、つまり通信機器５０に接続された通信モジュール１は、光信号を電気信号に変換したり、電気信号を光信号に変換したりする。そのため、通信モジュール１の筐体１０には光電変換部が内蔵されている。光電変換部は、発光素子（例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser））および受光素子（例えばＰＤ（Photodiode））や、発光素子を駆動するための駆動用ＩＣおよび受光素子から出力される電気信号を増幅するための増幅用ＩＣなどから構成される。図１では、光ファイバケーブル２０の一端が接続された筐体１０のみが図示されているが、実際には、光ファイバケーブル２０の他端も同様の筐体に接続されており、その筐体内にも光電変換部が内蔵されている。つまり、本実施形態に係る通信モジュール１は、一般的に光アクティブケーブル（ＡＯＣ（Active Optical Cable））と呼ばれる通信モジュールである。

ケージ５１は、通信機器５０の基板（ホストボード５２）に設けられている。ケージ５１は板金によって箱状に形成されており、その開口部５３は通信機器５０のパネル５４に設けられているスロット５５と連通している。通信モジュール１（筐体１０）はスロット５５を通してケージ５１に差し込まれ、また、スロット５５を通してケージ５１から引き抜かれる。

通信モジュール１にはモジュールコネクタとしてのプラグコネクタが設けられており、ケージ５１の内部にはレセプタクルコネクタが設けられている。通信モジュール１がケージ５１に挿入されると、プラグコネクタがレセプタクルコネクタに嵌合し、両者が接続される。すなわち、通信モジュール１と通信機器５０とが接続される。

ホストボード５２には通信用半導体チップが実装されており、通信機器５０に接続された通信モジュール１は、ホストボード５２に形成されている電気配線を介して通信用半導体チップと接続される。また、ホストボード５２には、図示されているケージ５１と同様のケージが複数設けられており、パネル５４にはそれぞれのケージに対応するスロットが設けられている。

図２に示されるように、通信モジュール１は、ケージ５１（図１）に抜き差し可能な形状および寸法を有する金属製の筐体１０を有する。筐体１０の長手方向一方端面にはプラグコネクタ１１が設けられており、筐体１０の長手方向他方端面には光ファイバケーブル２０が接続されている。つまり、本実施形態では、筐体１０の長手方向一方端面が、モジュールコネクタ（プラグコネクタ１１）が設けられている筐体１０の第１面であり、筐体１０の長手方向他方端面が、第１面と対向する筐体１０の第３面である。換言すれば、プラグコネクタ１１が設けられている筐体１０の一面が第１面であり、光ファイバケーブル２０が接続されている筐体１０の他の一面が第３面である。以下の説明では、プラグコネクタ１１が設けられている筐体１０の一面を“第１面１０ａ”または“前面１０ａ”と呼ぶ場合がある。また、光ファイバケーブル２０が接続されている筐体１０の他の一面を“第３面１０ｃ”または“背面１０ｃ”と呼ぶ場合がある。

図２に示されているプラグコネクタ１１は、筐体１０の内部に収容されているモジュール基板の一辺に形成されたカードエッジコネクタであって、筐体１０の前面１０ａから前方に突出している。光ファイバケーブル２０の一端は、筐体１０の背面１０ｃから筐体１０の内部に引き入れられている。筐体１０の内部に引き入れられている光ファイバケーブル２０の一端側には、筐体１０の内外に跨るブーツ２１が装着されている。図１に示されるように、ブーツ２１の一部は筐体１０の背面１０ｃから後方に突出している。

図２に示されるように、筐体１０の両側面には係合穴１２が設けられている。一方、図１に示されるように、ケージ５１の両側壁には係止片５６が設けられている。通信モジュール１（筐体１０）がケージ５１に挿入されると、ケージ５１に設けられている係止片５６が筐体１０に設けられている係合穴１２に係合する。つまり、係止片５６と係合穴１２とが係合し、通信モジュール１（筐体１０）がケージ５１から引き抜けなくなる。

図２に示されるように、筐体１０の両側面にはスライド部材１３が設けられている。このスライド部材１３がスライド操作されると、係止片５６と係合穴１２との係合が解除され、通信モジュール１（筐体１０）をケージ５１から引き抜けるようになる。具体的には、スライド部材１３を後方にスライドさせると、スライド部材１３の先端部によって係止片５６が係合穴１２から押し出され、係止片５６と係合穴１２との係合が解除される。尚、それぞれのスライド部材１３は連結部１４によって互いに連結されており、一体となって前後にスライドする。また、実際には、連結部１４には手で引っ張りやすいように摘みが付けられている。

図３に示されるように、通信機器５０のホストボード５２には光源としてのＬＥＤランプ５７が実装されている。このＬＥＤランプ５７は、通信機器５０と通信モジュール１との接続状態や両者間における信号の送受信状況などを示す表示ランプとして機能する。具体的には、ＬＥＤランプ５７は、通信機器５０と通信モジュール１とが接続され、通信モジュール１が通信機器５０に正しく認識されると点灯し、通信機器５０と通信モジュール１との接続が解除されると消灯する。より具体的には、ＬＥＤランプ５７は、通信モジュール１のプラグコネクタ１１が通信機器５０のレセプタクルコネクタに嵌合されると点灯し、通信モジュール１のプラグコネクタ１１が通信機器５０のレセプタクルコネクタから引き抜かれると消灯する。または、通信機器５０と通信モジュール１とが接続されているときに、通信モジュール１を通して行われる信号（パケット）の送受信の状況に応じて点滅するように設定される場合もある。

ＬＥＤランプ５７はケージ５１の下に配置されており、ケージ５１の底面５１ａによって覆われている。もっとも、ケージ５１の底面５１ａには貫通孔５８が設けられており、ＬＥＤランプ５７は貫通孔５８の直下に配置されている。よって、ＬＥＤランプ５７から発せられた光は、貫通孔５８を通してケージ５１の内部に進入する。

通信モジュール１には、ケージ５１に設けられている貫通孔５８を通してケージ５１の内部に進入した光を案内するライトガイド６０が設けられている。ライトガイド６０は、ケージ５１の内部に進入した光が入射する入射部６１と、入射部６１から入射した光が出射される出射部６２と、入射部６１と出射部６２とに跨り、入射部６１から入射した光を出射部６２に導く導光部６３と、を含んでいる。もっとも、入射部６１，出射部６２，導光部６３という区別は説明の便宜上の区別であり、入射部６１，出射部６２および導光部６３は光学プラスチックによって一体成形されている。

ライトガイド６０についてさらに詳しく説明する。図４（ａ），（ｂ）に示されるように、ライトガイド６０の入射部６１には外側に向かって膨出するレンズ面６１ａが形成されている。導光部６３は、傾斜した反射面６３ａと一対の反射面６３ｂ，６３ｃとを含んでいる。出射部６２は、反射面６３ｂ，６３ｃに対して垂直な出射面６２ａを含んでおり、この出射面６２ａには複数の凹凸が形成されている。

図４（ｂ）に示されるように、入射部６１のレンズ面６１ａは凸面であって、入射した光を収束させる凸レンズとして機能する。導光部６３の傾斜した反射面６３ａは、レンズ面６１ａの焦点位置またはその近傍に設けられており、入射した光を反射面６３ｂに向けて反射する。導光部６３の一対の反射面６３ｂ，６３ｃは互いに対向しており、反射面６３ｂは入射した光を反射面６３ｃに向けて反射し、反射面６３ｃは入射した光を反射面６３ｂに向けて反射する。換言すれば、反射面６３ａ，６３ｂ，６３ｃは、入射する光との関係で全反射条件を満たしている。以下の説明では、導光部６３の反射面６３ａを“光路変換面６３ａ”と呼び、導光部６３の反射面６３ｂ，６３ｃを“全反射面６３ｂ，６３ｃ”と呼ぶ場合がある。

再び図３を参照する。ライトガイド６０は、その入射部６１がケージ５１の底面５１ａと対向する筐体１０の第２面１０ｂに配置され、その出射部６２が筐体１０の第３面（背面）１０ｃに配置され、その導光部６３が筐体１０の第２面１０ｂに沿って伸びて入射部６１と出射部６２とに跨るように、筐体１０に装着されている。以下の説明では、ケージ５１の底面５１ａと対向する筐体１０の第２面１０ｂを“底面１０ｂ”と呼ぶ場合がある。

筐体１０の角部には、周囲よりも一段低く形成された位置決め凹部が設けられており、この位置決め凹部にライトガイド６０が嵌め込まれている。図３に示されるように、位置決め凹部にライトガイド６０が嵌め込まれると、入射部６１のレンズ面６１ａがケージ５１の底面５１ａに設けられている貫通孔５８の真上に位置する。また、図１に示されるように、出射部６２の出射面６２ａが筐体１０の背面１０ｃの一隅において該背面１０ｃと面一または略面一となる。また、図３に示されるように、導光部６３の全反射面６３ｂが筐体１０の底面１０ｂと面一または略面一となる。

図４（ｂ）に示されるように、貫通孔５８を通してケージ５１の内部に進入した光は、レンズ面６１ａによって光路変換面６３ａに集光される。光路変換面６３ａに集光された光は、該光路変換面６３ａによって全反射面６３ｂに向けて反射され、全反射面６３ｂに入射する。全反射面６３ｂに入射した光は、該全反射面６３ｂによって全反射面６３ｃに向けて反射され、全反射面６３ｃに入射する。以後、光は、全反射面６３ｂと全反射面６３ｃとの間で反射を繰り返しながら出射面６２ａに至る。つまり、全反射面６３ｂ，６３ｃは、光を反射させながら出射面６２ａに導く。出射面６２ａに導かれた光は、該出射面６２ａから外部に出射される。このとき、出射面６２ａから出射される光は、該出射面６２ａに形成されている複数の凹凸の作用によって拡散される。

以上のようにして、通信機器５０のホストボード５２上に設けられているＬＥＤランプ５７から発せられた光が通信モジュール１（筐体１０）の背面１０ｃまで導かれる。したがって、通信機器５０のパネル５４上に表示ランプとしてのＬＥＤランプ５７を設けるためのスペースを確保する必要がなくなり、通信機器５０のパネル５４上に複数の通信モジュール１を高密度で配置することが可能となる。また、通信機器５０のパネル５４に設けられるスロット５５に通信モジュール１が挿入された際に、該スロット５５の外に位置する通信モジュール１の背面（筐体１０の背面１０ｃ）にライトガイド６０の出射面６２ａが設けられているので、複数の通信モジュール１が高密度配置された場合であってもそれぞれの出射面６２ａから出射される光を容易かつ確実に視認することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図４（ａ）に示されているライトガイド６０は直線的な形状を有しているが、ライトガイド６０の形状は図４（ａ）に示される形状に限定されるものではない。そこで、図５（ａ）にライトガイド６０の一変形例を示す。図示されているライトガイド６０では、出射部６２が筐体１０の背面１０ｃの一辺に沿って伸びる細長形状を有する。この結果、ライトガイド６０は、側面視において略Ｌ字形の外形を呈している。図示されているライトガイド６０の出射面６２ａは、上記実施形態におけるライトガイド６０の出射面６２ａよりも面積が大きいので、出射面６２ａから出射される光の視認性が向上する。さらに、図示されているライトガイド６０の出射面６２ａは、筐体１０の背面１０ｃの一辺に沿って伸びる細長形状を有している。このため、出射面６２ａの一部が光ファイバケーブル２０や光ファイバケーブル２０に装着されているブーツ２１の陰になり、当該部分から出射される光の視認が妨げられるような状況であっても、出射面６２ａの他の一部から出射される光の視認が可能である。また、当該通信モジュール１の出射面６２ａの一部が隣接する他の通信モジュール１の陰になるような状況下においても、当該通信モジュール１の出射面６２ａから出射される光の視認が可能となる。さらに、出射部６２は背面１０ｃの一辺の全長に亘って延びており、出射部６２の端面は筐体１０の上面に達している。よって、筐体１０の上方からも光を視認することができる。かかる視認性の向上は、複数の通信モジュール１が上下２段以上に重ねて配置されている場合であっても、それぞれの通信モジュール１の出射面６２ａから出射される光の容易かつ確実な視認を可能とする。加えて、かかる視認性の向上は、上下を反転させた２つの通信モジュール１の一方が下段のストッロに挿入され、２つの通信モジュール１の他方が上段のストッロに挿入される場合において特に有効である。また、かかる視認性の向上は、出射面６２ａの一部が筐体１０に連結されているプルタブの陰になる場合にも有効である。

また、ライトガイド６０の数にも特に制限はない。例えば、通信機器５０のホストボード５２上に異なる２つ以上の光源が設けられる場合には、それら異なる光源から出射された光をそれぞれ案内する複数のライトガイド６０を設けることもできる。例えば図５（ｂ）に示されるように、同図（ａ）に示されるライトガイド６０を２つ設けることもできる。このように２つ以上のライトガイド６０を設けることによって視認性をさらに向上させることができる。さらに、図５（ｂ）に示されている形態では、一方のライトガイド６０の出射部６２は、筐体１０の背面１０ｃの一辺に沿って伸びる細長形状を有し、他方のライトガイド６０の出射部６２は、筐体１０の背面１０ｃの他の一辺に沿って伸びる細長形状を有する。加えて、一方のライトガイド６０の出射部６２が沿っている一辺と他方のライトガイド６０の出射部６２が沿っている他の一辺とは、光ファイバケーブル２０を挟んで対向している。したがって、上下方向および左右方向に複数の通信モジュール１が近接配置されている場合であっても、それぞれの通信モジュール１の出射面６２ａから出射される光を容易かつ確実に視認することができる。

もちろん、図４（ａ）に示されるライトガイド６０やその他のライトガイドを２つ以上設けることもできる。さらには、形状の異なる２つ以上のライトガイドを組み合わせて用いることもできる。また、ライトガイド６０の反射面６３ａ，６３ｂ，６３ｃの全部または一部には金属膜などの反射膜を形成してもよい。

本明細書では、光アクティブケーブルを例にとって本発明の実施形態の一例について説明した。しかし、本発明は光アクティブケーブル以外の通信モジュールに適用することもでき、その場合にも上記と同様の効果が得られる。例えば、本発明は、光ファイバケーブルの先端に設けられている光コネクタを挿抜可能な挿入口（レセプタクル）を有する光トランシーバに適用することもできる。また、本発明は、メタルケーブル（電線）の両端にＳＦＰ＋等の規格に準じたコネクタモジュールが設けられているダイレクトアタッチケーブル（ＤＡＣ（Direct Attach Cable））に適用することもできる。つまり、本発明は、筐体に通信ケーブルが固定されている通信モジュールにも、筐体に通信ケーブルを着脱可能な通信モジュールにも適用することができる。また、本発明は、光源変換機能を備える通信モジュールにも、光電変換機能を備えていない通信モジュールにも適用することができる。

１ 通信モジュール
１０ 筐体
１０ａ 第１面（前面）
１０ｂ 第２面（底面）
１０ｃ 第３面（背面）
１１ プラグコネクタ
１２ 係合穴
１３ スライド部材
１４ 連結部
２０ 通信ケーブル（光ファイバケーブル）
２１ ブーツ
５０ 通信機器
５１ ケージ
５１ａ 底面
５２ ホストボード
５３ 開口部
５４ パネル
５５ スロット
５６ 係止片
５７ ＬＥＤランプ
５８ 貫通孔
６０ ライトガイド
６１ 入射部
６１ａ レンズ面
６２ 出射部
６２ａ 出射面
６３ 導光部
６３ａ 反射面（光路変換面）
６３ｂ，６３ｃ 反射面（全反射面）

Claims (4)

1. 通信機器の基板に設けられているケージに抜き差しされる通信モジュールであって、
   金属製の筐体と、
   前記筐体の第１面に設けられ、前記通信機器が備えるコネクタに接続されるモジュールコネクタと、
   前記基板に設けられている光源から出射され、前記ケージに設けられている貫通孔を通して前記ケージの内部に進入した光を案内するライトガイドと、を有し、
   前記ライトガイドは、前記ケージの内部に進入した光が入射する入射部と、前記入射部から入射した光が出射される出射部と、前記入射部から入射した光を前記出射部に導く導光部と、を含み、
   前記入射部は、前記貫通孔が設けられている前記ケージの底面と対向する前記筐体の第２面に配置され、
   前記出射部は、前記第１面と対向する前記筐体の第３面に配置され、
   前記導光部は、前記第２面に沿って伸びて前記入射部と前記出射部とに跨っていて、
   前記入射部には、前記ケージの内部に進入した光を収束させるレンズ面が形成され、
   前記出射部には、前記導光部によって導かされた光を外部に拡散させる複数の凹凸が形成されている、
   通信モジュール。
2. 請求項１に記載の通信モジュールにおいて、
   前記出射部が前記第３面の一辺に沿って伸びる細長形状を有する、
   通信モジュール。
3. 請求項１または２に記載の通信モジュールにおいて、
   異なる光源から出射された光を案内する複数の前記ライトガイドを有する、
   通信モジュール。
4. 請求項３に記載の通信モジュールにおいて、
   ２つの前記ライトガイドを有し、
   一方の前記ライトガイドの前記出射部は、前記第３面の一辺に沿って伸びる細長形状を有し、他方の前記ライトガイドの前記出射部は、前記第３面の他の一辺に沿って伸びる細長形状を有する、
   通信モジュール。

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