KR20190110447A - 통합된 광섬유 커플러를 가진 단일-파장 양방향 트랜시버 - Google Patents

통합된 광섬유 커플러를 가진 단일-파장 양방향 트랜시버 Download PDF

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KR20190110447A
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Abstract

스위칭 네트워크에서 플러그가능한 단일-파장 양방향 트랜시버로서 기능하도록 구성된 기구. 이 기구는: 2x1 융합 커플러; 2x1 융합 커플러에 모두 연결된 입력/출력 광섬유, 디텍터 옵티컬 서브어셈블리(OSA) 섬유 및 레이저 OSA 섬유; 및 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판(PWB) 및 트랜시버 전자회로 PWB에 전기적으로 결합된 레이저 및 디텍터 OSA들을 포함하는 트랜시버;를 포함한다. 레이저 OSA는 레이저 OSA 섬유에 광을 송신하도록 위치한 레이저를 포함하는 한편, 디텍터 OSA는 디텍터 OSA 섬유로부터 광을 수신하도록 위치한 광디텍터를 포함한다. 트랜시버 전자회로 PWB는 또한 PWB의 하나의 플러그가능한 단부에 배열된 복수의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 포함한다.

Description

통합된 광섬유 커플러를 가진 단일-파장 양방향 트랜시버{SINGLE-WAVELENGTHBIDIRECTIONAL TRANSCEIVER WITH INTEGRATED OPTICAL FIBER COUPLER}
본 발명은 일반적으로 전기적 구성요소들 간의 통신을 가능하게 하는 섬유 광학적 네트워크(fiber optical network)들에 관한 것이다.
사이즈, 무게, 및 전력 감소를 위해 구리 케이블을 대체하기 위하여 섬유 광학 양방향 트랜시버들이 항공전자기기 네트워크들에서 성공적으로 활용되어 왔다. 게다가, 비행기 내에서 많은 수의 단일-섬유 양방향 광학적 링크들을 이용하는 미래 세대의 비행기들을 위해 대규모 고속(예컨대, 1 Gbits/sec보다 큼) 스위치 네트워크들이 제안되었다.
몇몇 항공전자기기 네트워크들에서 이용된 기존의 양방향 트랜시버들은 작동하기 위하여 2개의 파장들을 필요로 했다. 이것은 각각의 섬유 광학적 링크 내에서 정확한 매칭 파장 쌍(matching wavelength pair)들을 가진 양방향 트랜시버들을 계속 파악하기(keep track of) 위하여 대규모 스위치 네트워크 시스템들의 설계자들 및 설치자들에 부담을 준다. 항공전자기기 시스템들에서 사용하기 위해 설계된 몇몇 대규모 스위치 네트워크들에 대해 매칭 파장 쌍을 계속 파악하는 것은 잘못된 파장 트랜시버가 비행기의 광학적 링크 내에 설치된 때에 빈번한 재작업을 필요로 하는 노동집약적이고 시간소모적인 공정이다.
송신 및 수신 광학적 신호들이 동일한 파장을 가지는 다른 양방향 트랜시버가 제안되었다. 이러한 제안된 트랜시버는 광학적 서브어셈블리(optical subassembly: OSA)에 설치된 빔 스플리터를 가지지만, 이러한 설계는 로컬 레이저의 반사를 줄이기 위하여 흡수체(absorber)를 이용할 필요가 있다. OSA 내의 광학적 반사의 큰 크로스토크(cross-talk) 및 산란은 양방향 광학적 링크 동작을 불능으로(disable) 만들 것이다. 그러므로, 이러한 빔 스플리터 설계를 기초로 하여 양방향 트랜시버를 생산하는 것은 바람직하지 않을 것이다.
이하에서 상세하게 공개된 주제(subject matter)는 높은 데이터 전송 속도(예컨대, 1 Gbits/sec보다 큼)로 (라인 교체가능 유닛들과 같이) 전기적 구성요소들 간의 통신을 가능하게 하는 (빔 스플리터 대신에) 통합된 융합 커플러를 가진 플러그가능한 단일-파장, 양방향 (즉, 단일한 섬유) 트랜시버를 지향한다. 이하에서 상세하게 공개된 주제는 낮은 비용으로 쉽게 구할 수 있는 표준의 2개-섬유 고속 SFP 트랜시버의 패키징(packaging)을 변형하는 것을 기초로 하는 제작 프로세스(fabrication process)를 추가로 지향한다.
하나의 실시예에 따라서, 2x1 다중-모드(multi-mode) 유리 광학적 융합 커플러(이하, "2x1 융합 커플러")가 SFP 트랜시버 패키지 안으로 통합된다. 2x1 융합 커플러는 융합 프로세스(fusion process)에 의해 형성된다. 2x1 융합 커플러를 이용함으로써, 빔 스플리터(이것은 패키징하기 위해 비용이 많이 듬)의 이용이 회피될 수 있다. 빔 스플리터 접근법과는 달리, 2x1 융합 커플러는 매우 낮은 후방반사(back reflection)(-40 dB이하)를 가진다. 2x1 융합 커플러는 트랜시버의 프론트 엔드(front end)에서 OSA로부터 멀리 떨어져 있어서, 이로써 로컬 송신 레이저와 로컬 수신 광디텍터 사이의 크로스토크를 제거한다. 이러한 통합된 유리 커플러 특징을 가지고, 본 명세서에서 제안된 단일-파장 양방향 트랜시버 설계는 큰 광학적 링크 마진(optical link margin)을 가지고 대규모 스위칭 네트워크 내의 100 미터의 에러-없는 GbPOF 링크의 동작을 가능하게 한다.
본 명세서에서 공개된 구체적인 실시예들에서, 단일-파장, 양방향 트랜시버는 SFP(small form-factor pluggable) 트랜시버이고, 이것은 Small Form Factor Committee의 후원으로 산업 표준 MSA(multi-source agreement)에 의해 특정된 것과 같은 폼 팩터(form-factor)(치수(dimensions)를 포함함)를 가진다. SFP 트랜시버들은 다양한 섬유 광학 네트워킹 표준들에 쉽게 맞춰질 수 있고, 1 Gbits/sec보다 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있는 광섬유(플라스틱 또는 유리)를 채용하는 항공전자기기 시스템들 내의 대규모 스위치 네트워크들에서 쉽게 통합될 수 있다. 하지만, 본 명세서에서 공개된 신규한 기술적인 특징들은 플러그가능 트랜시버(pluggable transceiver)들의 치수가 임의의 구체적인 SFP 사양을 준수하는지 여부에 의존적이지 않다. 본 명세서에서 공개된 개념들을 적용함으로써, SFP 사양을 준수하지 않는 플러그가능 트랜시버들이 구성될 수 있다.
통합된 융합 커플러를 가진 플러그가능한 단일-파장, 양방향 트랜시버의 다양한 실시예들이 이하에서 상세하게 기술될 것이지만, 이러한 실시예들 중의 하나 이상은 이하의 양태들 중의 하나 이상에 의해서 특징지어질 수 있다.
이하에서 상세하게 논의되는 주제의 하나의 양태는 기구(apparatus)이며, 이 기구는: 2x1 융합 커플러(fusion coupler); 2x1 융합 커플러에 연결된 입력/출력 광섬유; 2x1 융합 커플러에 연결된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유(detector optical subassembly fiber); 2x1 융합 커플러에 연결된 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유(laser optical subassembly fiber); 및 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판(transceiver electronic circuit printed wiring board), 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 레이저 옵티컬 서브어셈블리, 및 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리를 포함하는 트랜시버(transceiver);를 포함한다. 레이저 옵티컬 서브어셈블리는 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유에 광(light)을 송신하도록 위치한 레이저를 포함한다. 디텍터 옵티컬 서브어셈블리는 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유로부터 광을 수신하도록 위치한 광디텍터를 포함한다. 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판은 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 하나의 단부(one end)에 배열된 복수의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트(transceiver input/output metal contact)들을 포함한다.
몇몇 실시예들에 따라서, 기구는 금속 베이스(metal base) 및 금속 커버(metal cover)를 더 포함하고, 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 및 금속 커버는 금속 베이스에 부착되고, 금속 커버가 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 노출시키기 위하여 하나의 단부에서 개방되어 있음으로써, 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 하나의 단부가 애플리케이션 하드웨어에 플러그인(plug into)될 때, 애플리케이션 하드웨어 상의 상응하는 금속 콘택트들이 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들과 접촉할 수 있게 한다. 하나의 제안된 구현에서, 금속 베이스는 금속 베이스의 하나의 단부로부터 돌출한 섬유 노우즈 튜브(fiber nose tube)를 포함하고, 입력/출력 광섬유는 섬유 노우즈 튜브를 관통해서 지나간다(pass through). 기구는 섬유 노우즈 튜브의 원위 단부(distal end)를 넘어서 돌출한 입력/출력 광섬유의 일부분 및 섬유 노우즈 튜브를 둘러싸는 섬유 부트(fiber boot)를 더 포함한다.
이하에서 상세하게 논의되는 주제의 다른 양태는 데이터 전송 시스템이며, 이 데이터 전송 시스템은: 기가비트 광섬유(gigabit optical fiber)를 포함하는 광케이블; 광케이블의 양쪽 단부(opposite end)들에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 2x1 융합 커플러들; 제1 2x1 융합 커플러에 각각 광학적으로 결합된 제1 레이저 및 제1 광디텍터를 포함하는 제1 트랜시버; 및 제2 2x1 융합 커플러에 각각 광학적으로 결합된 제2 레이저 및 제2 광디텍터를 포함하는 제2 트랜시버;를 포함한다. 제1 및 제2 레이저들은 동일한 파장을 갖는 레이저 광선(beam)들을 방출하도록 구성된다.
이하에서 상세하게 논의되는 주제의 추가적 양태는 플러그가능 트랜시버 패키지를 조립하기 위한 방법이며, 이 방법은: 2x1 융합 커플러를 제작하는 단계; 입력/출력 광섬유, 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유, 및 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유를 2x1 융합 커플러에 연결하는 단계; 금속 베이스의 하나의 단부로부터 돌출한 섬유 노우즈 튜브 안에 입력/출력 광섬유를 삽입하는 단계; 2x1 융합 커플러를 금속 베이스에 부착하는 단계; 각각의 플렉스 회로들에 의하여 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 연결하는 단계; 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유의 하나의 단부를 디텍터 옵티컬 서브어셈블리의 내부로 삽입하는 단계; 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유의 하나의 단부를 레이저 옵티컬 서브어셈블리의 내부로 삽입하는 단계; 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 금속 베이스에 부착하는 단계; 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판과 금속 베이스 사이에서 2x1 융합 커플러를 가진 금속 베이스 위에 있도록 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판을 배치하는 단계; 및 금속 베이스 상에서 보유 함몰부(retaining recess)들을 가진 복수의 인쇄배선기판 지지 포스트들(support post)에 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판을 부착하는 단계;를 포함한다.
통합된 융합 커플러들을 가진 플러그가능한 단일-파장, 양방향 트랜시버들의 다른 양태들이 이하에서 기술된다.
앞 부분에서 논의된 특징들, 기능들, 및 이점들은 다양한 실시예들에서 독립적으로 달성될 수 있고, 또는 다른 실시예들에서 조합될 수 있다. 다양한 실시예들이 상술한 양태들 및 다른 양태들을 도시할 목적으로 도면들을 참조하여 이하에서 기술될 것이다. 이 섹션에서 간략하게 기술된 도면들 중의 어느 것도 일정한 비율로 도시되지 않는다.
도 1은 트랜시버가 동일한 파장의 광을 송신 및 수신하는 이중-섬유(dual-fiber) 양방향 SFP 트랜시버 설계의 몇몇 특징들을 식별시키는 블록도이다.
도 2는 LRU들의 각각의 세트들이 연결된 광학적 네트워크 스위치들 간에 양방향 데이터 통신을 가능하게 하기 위하여 GbPOF 링크들을 가진 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버들을 갖는 양방향 데이터 전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 GbPOF 및 SFP 트랜시버들을 이용하는 대규모 광학적 네트워크의 하나의 예를 도시하는 블록도이다.
도 4는 단일-파장 단일-섬유 SFP 트랜시버를 형성하기 위하여 2x1 융합 커플러를 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버에 연결하는 것을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에서 도시된 트랜시버의 단일-파장 동작의 제안된 설계를 입증하기 위하여 이용된 실험적인 셋업(experimental set-up)을 도시하는 블록도이다.
도 6 내지 15는 하나의 실시예에 따라서 플러그가능한 단일-파장 양방향 트랜시버의 조립시의 다양한 단계들을 도시하는 도면들이다.
이하에서 이상의 도면들을 참조할 것이며, 상이한 도면들에서 유사한 엘리먼트(element)들은 동일한 참조번호를 가진다.
광섬유는 그 축을 따라서 광을 전송하는 원통형 유전체 도파관이다. 이 섬유는 튜명한 클래딩 레이어(이하, "클래딩(cladding)")에 의해 둘러싸이는 투명한 코어로 이루어지고, 양쪽 모두는 유전체 물질들로 만들어진다. 광은 내부전반사 현상에 의해 코어 내에 유지된다. 광학적 신호를 코어 내에 가두기 위하여 코어의 굴절률(refractive index)은 클래딩의 굴절률보다 크다. 코어와 클래딩 간의 경계는 계단형 굴절률 섬유(step-index fiber)에서와 같이 급격하거나(abrupt), 또는 언덕형 굴절률 섬유(graded-index fiber)에서와 같이 점진적(gradual)일 수 있다. 광섬유들은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
플라스틱 광섬유(plastic optical fiber: POF)를 이용한 광학적 네트워킹은 무게, 사이즈, 대역폭, 전력, 및 전자기 내성(electromagnetic immunity)에 있어서 구리 배선에 비하여 이점을 가진다. POF는 취급, 설치, 및 유지보수의 편의성에 있어서 유리 광섬유(glass optical fiber: GOF)에 비하여 이점을 가진다. POF 코어 물질은 아크릴레이트(acrylate)에서 과불소화 폴리머(perfluorinated polymer)까지 다양할 수 있다. POF 굴절률 프로파일(index profile)은 계단형 굴절률에서 언덕형 굴절률까지 다양할 수 있다. POF 기하구조는 단일 코어에서 다중-코어까지 다양할 수 있다. POF를 이용하는 것은 주목할만한 무게 절감을 낳을 수 있다. 무게 절감은 비행기들과 같은 비히클들에 탑재된 네트워크들에 대해 현저할 수 있는데, 여기서 무게 절감은 감소된 연료 소모 및 더 적은 배출물(emission)들을 낳을 수 있다.
섬유 광학 시스템에서, 연속적인 광학 섬유 길이를 제공하기 위하여 2개의 광학 섬유들이 엔드-투-엔드(end-to-end) 배열로 융합되는(fused) 것이 전형적이다. 광학 섬유들이 사이드-바이-사이드(side-by-side) 배열로 융합되는 것도 흔한데, 여기서는 광학적 신호들이 융합된 섬유들 간에 전송되도록 하기 위하여 하나의 광학 섬유의 세장형 섹션(elongate section)이 다른 광학 섬유의 세장형 섹션에 융합된다. 본 명세서에서 "2x1 융합 커플러(2x1 fusion coupler)"라고 지칭될 이러한 사이드-바이-사이드 융합된 광학적 인터페이스는 융합된 광섬유들 사이에서 광학적 신호들의 낮은 삽입 손실, 낮은 반사, 및 동일한 분배(splitting)를 가능하게 한다.
항공전자기기 시스템 내에서 통신을 달성하기 위하여 다수의 라인 교체가능 유닛(line replaceable unit: LRU)들을 서로 연결하는 것이 통례이다. 예를 들어, 비히클(예컨대, 비행기)의 전방(forward) 섹션에 있는 다수의 LRU들은 비히클의 후방(aft) 섹션에 있는 다수의 LRU들에 연결되었다. 각각의 LRU를 모든 다른 LRU에 연결하는 것은 불합리하게 많은 수의 연결들을 낳을 수 있을 것이다. 부가적으로, LRU들 간의 연결들 중의 많은 것들은 길어서, 광학적 손실을 낳을 수 있다.
섬유 광학 네트워크들은 구리 네트워크들에 비하여 더 높은 속력, 더 낮은 무게, 및 전자기 간섭 내성의 이점들을 가진다. 상업용 비행기들 중의 많은 모델들이 사이즈, 무게, 및 전력 감소를 위해 섬유 광학 네트워크들을 가진다. 몇몇 경우들에 있어서, 비행기 내의 많은 수의 GOF 케이블들은 높은 제조 비용의 원인이 되는 중요한 요인이다. 비행기에서 섬유 광학 네트워크를 설치하기 위한 비용을 줄이기 위하여, 비행기들에서 사용되는 섬유 광학 케이블들의 수를 감소시킬 필요가 있다.
섬유 광학 양방향 트랜시버들은 사이즈, 무게, 및 전력 감소를 위해 구리 케이블을 대체하기 위하여 항공전자기기 네트워크들에서 성공적으로 활용되어 왔다. 저손실(low-loss) 및 저후방반사(low-back-reflection) 광섬유 커플러를 수정된 SFP(small form factor pluggable) 단일-파장 양방향 트랜시버에 통합시키기는 설계 및 제작 프로세스가 본 명세서에서 공개된다. 본 명세서에서 공개된 단일-파장 양방향 트랜시버들은 1 Gbits/sec보다 더 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있는 광섬유(플라스틱 또는 유리)를 채용하는 항공전자기기 시스템 내의 대규모 스위치 네트워크들에서 통합될 수 있다. 이러한 플라스틱 광섬유는 "기가비트 플라스틱 광섬유"(gigabit plastic optical fiber: GbPOF)라고 본 명세서에서 지칭될 것이다. 기가비트 플라스틱 광섬유는 연성인(ductile) 과불소화 폴리머로 만들어지고, 타이트한 케이블 벤딩(tight cable bending) 동안 끊기지 않는다. 하나의 예시적인 GbPOF는 55-미크론 코어 지름 및 500-미크론 클래딩 지름을 가진다. 상술한 유리 광섬유는 "기가비트 유리 광섬유"(gigabit glass optical fiber: GbGOF)라고 본 명세서에서 지칭될 것이다. GbGOF의 하나의 예는 50-미크론 코어 지름 및 125-미크론 클래딩 지름을 갖는 OM4 다중모드 유리 광섬유이다. 이러한 GbGOF는 400 미터까지의 거리에 대해서 10 Gbits/sec를 위한 대역폭을 가진다. 본 명세서에서 제안된 트랜시버 설계는 적어도 100 미터의 광학적 링크 거리를 가지고 GbPOF 네트워크를 지원할 수 있는 것으로 실험적으로 입증되었다.
통합된 융합 커플러들을 가진 플러그가능한 단일-파장, 양방향 트랜시버들의 예시적인 실시예들이 이하에서 상세하게 기술된다. 하지만, 실제적인 구현의 모든 특징들이 본 명세서에서 기술되지는 않는다. 통상의 기술자는 임의의 이러한 실제적인 실시예의 개발에 있어서 구현에 따라 달라질, 시스템-관련 및 사업-관련 제약사항들의 준수와 같은 개발자의 특정한 목표들을 달성하기 위하여 수많은 구현-특유의(implementation-specific) 결정들이 이루어져야 한다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 혜택을 받는 통상의 기술자에게는 일상적인 일일 것이라는 점이 이해될 것이다.
높은 데이터 전송 속도(예컨대, 1 Gbits/sec보다 큼)로 비행기 상의 라인 교체가능 유닛들 간의 광학적 통신을 가능하게 하는 섬유 광학적 네트워크의 다양한 실시예들이 예시의 목적으로 이하에서 상세하게 기술될 것이다. 하지만, 본 명세서에서 공개된 섬유 광학적 네트워크들의 구현은 비행기의 환경으로만 제한되지 않고, 다른 타입의 비히클들에 탑재된 섬유 광학적 네트워크들 또는 다른 타입의 섬유 광학적 네트워크들(예컨대, 장거리 지상 데이터 센터(long-distance terrestrial, data center) 및 파이버-투-더-홈/오피스(fiber-to-the-home/office) 애플리케이션들)에서 이용될 수 있다. 게다가, 이하에서 상세하게 기술된 구체적인 예시적인 실시예는 GbPOF를 채용하지만, 대안적인 실시예들이 GbGOF를 채용할 수 있다.
고속(1 Gbits/sec를 넘음) 단일-파장 트랜시버의 하나의 타입은 송신 (Tx) 출력 광학적 신호를 위한 하나의 섬유 및 수신 (Rx) 입력 광학적 신호를 위한 다른 섬유를 가진다. 송신기는 레이저 구동기 및 송신기 (Tx) 집적회로에 연결된 고속 레이저 다이오드를 가진다. 수신기는 증폭기 및 수신기 (Rx) 집적회로에 연결된 고대역폭(high-bandwidth) 디텍터를 가진다.
도 1은 동일한 파장 λ1의 광을 송신 및 수신하는 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)의 몇몇 특징들을 식별시키는 도면이다. [본 명세서에서 사용될 때, 코히런트(coherent) 레이저 광의 맥락에서 "파장(wavelehgth)"이라는 용어는 좁은 스펙트럼 폭(narrow spectral width)을 갖는 레이저 광의 중심 파장을 의미한다.] 이러한 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)는 SFP 사양을 준수하도록 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)는 레이저(4) 및 광디텍터(8)를 포함한다. 레이저(4)는 높은 광학적 출력 전력 및 낮은 모달 노이즈(modal noise)를 위해 단일-모드 DFB(distributed feedback) 레이저들, 다중-모드 FP(Fabry-Perot) 레이저들 또는 VCSEL(vertical cavity surface-emitting laser: 수직 캐비티 표면 광방출 레이저)들을 가지고 구현될 수 있다. 광디텍터(8)는 높은 수신기 민감도를 제공하기 위하여 고응답도(high-responsivity) PIN(p-type intrinsic n-type) 광다이오드 또는 애벌런치(avalanche) 광다이오드를 가지고 구현될 수 있다.
레이저(4)는 송신 전기 신호 라인들(12a 및 12b) 각각을 통하여 관련 라인 교체가능 유닛(도시되지 않음)으로부터의 차동 송신 신호(differential transmit signal)들 Tx+ 및 Tx-의 수신에 응답하여 레이저 구동기 및 송신 회로(6)에 의해 파장 λ1의 광을 방출하도록 구동된다. 레이저 구동기 및 송신 회로(6)는 이러한 차동 신호들을, 레이저(4)에 의해 전송될 데이터를 나타내는 디지털 신호들로 변환하는 전기 회로망을 포함한다.
역으로, 광디텍터(8)는 파장 λ1의 광을 수신하고, 그 검출된 광을, 디텍터 증폭기 및 수신 회로(10)에 제공되는 전기 디지털 신호들로 변환한다. 그리고, 디텍터 증폭기 및 수신 회로(10)는 이러한 전기 디지털 신호들을, 수신된 데이터를 나타내는 전기 차동 수신 신호(electrical differential receive signal)들 Rx+ 및 Rx-로 변환하는 전기 회로망을 포함한다. 전기 차동 수신 신호들 Rx+ 및 Rx-은 각각 수신 전기 신호 라인들(14a 및 14b)을 통하여 라인 교체가능 유닛 내의 다른 회로망으로 전송된다.
레이저(4)는 유리 광섬유(18a)에 광학적으로 결합되는 한편, 광디텍터(8)는 유리 광섬유(18b)에 광학적으로 결합된다. 유리 광섬유들(18a 및 18b) 양쪽 모두는 섬유의 길이를 따라 전송되고 있는 파장 λ1의 임의의 광에 대한 광학적 손실을 최소화하도록 선택된 굴절률을 갖는 동일한 물질로 만들어진 코어들을 전형적으로 가진다. 도 1에 도시된 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)는 트랜시버 전력 공급 라인(16)을 통하여 전압 Vcc를 갖는 전력을 수신한다.
도 1에 도시된 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)는 약 5.8 cm x 1 cm x 1 cm의 치수를 갖는 산업 MSA(multi-source-agreement) 표준에 따라서 패키징될 수 있다. 레이저 구동기 및 송신 회로(6)와 디텍터 증폭기 및 수신 회로(10)는 양면(double-sided) 인쇄배선기판(printed wiring board: PWB)(도 1에서 도시되지 않음)에 표면실장되는데(surface mounted), 이것은 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)로 하여금 LRU에 연결된 스위칭 네트워크의 기가비트 이더넷(gigabit Ethernet: GBE) 스위치와 같은 애플리케이션 하드웨어 안으로 플러그가능(pluggable)하게 한다.
하나의 차세대 항공전자기기 시스템 설계는 사이즈, 무게, 및 전력 감소를 위해서 무겁고, 부피가 크고(bulky), 값이 비싼 구리 케이블들을 대체하기 위하여 기가비트 플라스틱 광섬유(GbPOF) 연결들을 가진 대규모 고속 스위칭 네트워크들을 이용할 것이다. 이러한 시스템 요구사항을 지원하는 핵심 구성요소는 많은 수의 LRU들의 광학적 상호연결을 제공하는 대규모 스위칭 네트워크의 스위치 안으로 플러그인될 수 있는 고속 트랜시버이다.
도 2는 LRU들의 각각의 세트들(22a 및 22b)(이하, "복수의 LRU들(22a 및 22b)")이 연결되는 네트워크 스위치들(20a 및 20b) 간의 양방향 데이터 통신을 가능하게 하기 위해 GbPOF 링크들(32)을 가진 4개의 단일-파장 이중-섬유 트랜시버들(2a-2d)을 갖는 양방향 데이터 전송 시스템을 위한 설계 개념을 도시한다. 이 예에서, 각각의 GbPOF 링크(32)의 하나의 단부는 각각의 커넥터(24) 및 각각의 유리 광섬유(18a)를 통하여 각각의 레이저(4)에 광학적으로 결합되고, 각각의 GbPOF 링크(32)의 다른 하나의 단부는 각각의 커넥터(26) 및 각각의 유리 광섬유(18b)를 통하여 각각의 광디텍터(8)에 광학적으로 결합된다.
하지만, 도 2에 도시된 타입의 대규모 스위칭 네트워크에서, LRU 연결들을 위해 매우 많은 수의 스위치들이 있을 것이다. GbPOF 링크들 및 SFP 트랜시버들을 이용하는 대규모 스위칭 네트워크(34)의 하나의 예가 도 3에서 도시된다. 이러한 대규모 스위칭 네트워크(34)는 제1 복수의 LRU들(22a)에 전기적으로 결합된 플러그인된(plugged-in) SFP 트랜시버들(36a-36c)을 가진 제1 복수의 스위치들, 제2 복수의 LRU들(22b)에 전기적으로 결합된 플러그인된 SFP 트랜시버들(38a-38c)을 가진 제2 복수의 스위치들, 및 플러그인된 SFP 트랜시버들(36a-36c 및 38a-38c)을 가진 제1 및 제2 복수의 스위치들에 광학적으로 결합된 플러그인된 SFP 트랜시버들(40a-40d)을 가진 제3 복수의 스위치들을 포함한다.
도 3에 도시된 타입의 대규모 스위칭 네트워크(34)에서, 트랜시버 당 2개의 섬유들에서 1개의 섬유로의 섬유 개수(count) 감소는 2개-섬유 시스템을 단일-섬유 양방향 시스템으로 변경함으로써 설치 및 노동 비용을 반으로 절감할 것이다. 본 명세서에서 공개된 단일-파장 양방향 플러그가능 트랜시버는 이러한 단일-파장 양방향 시스템을 실현가능하게 한다. 이하에서 상세하게 공개되는 설계 및 구현 프로세스는 GbPOF 애플리케이션을 위해 최적화된 단일-파장, 단일-섬유 양방향 플러그가능 트랜시버를 제공한다. GbPOF를 사용하는 것은 값이 비싸고 깨지기 쉬운 유리 광섬유의 사용을 대체할 것이고, 이것은 비행기 상의 섬유 광학 스위치 네트워크의 설치 및 재작업 비용을 더욱더 감소시킨다.
도 4는 단일-파장 양방향(즉, 단일-섬유) 트랜시버(102)를 형성하기 위하여 낮은 광학적 손실 및 낮은 후방반사를 갖는 2x1 융합 커플러(64)의 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)에 대한 연결을 나타내는 블록도이다. 더욱 구체적으로는, 2x1 융합 커플러(64)는: (1) GbPOF 링크(도 4에 도시되지 않음)에 연결되고 광학적으로 결합된 입력/출력 광섬유(66); 커넥터(44)에 의해 유리 광섬유(18b)(그리고 이것은 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)의 광디텍터(8)에 광학적으로 결합됨)에 연결되고 광학적으로 결합된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리(OSA) 섬유(68); 및 (3) 커넥터(42)에 의해 유리 광섬유(18a)(그리고 이것은 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)의 레이저(4)에 광학적으로 결합됨)에 연결되고 광학적으로 결합된 레이저 옵티컬 서브어셈블리(OSA) 섬유(70);를 포함한다. 이와 달리, 레이저 및 디텍터 OSA 섬유들(70 및 68)은 이 섬유들이 동일한 타입의 다중-모드 유리 광섬유이기 때문에 유리 광섬유들(18a 및 18b)을 이용하지 않고 레이저(4) 및 디텍터(8)에 직접 결합될 수 있다.
비행기의 전방(forward) 섹션에 있는 트랜시버들을 비행기의 후방(aft) 섹션에 있는 트랜시버들에 연결하는 섬유 광학적 경로들 중의 일부의 긴 길이로 인하여, 복수의 더 짧은-길이의 광섬유들을 직렬로 광학적으로 결합시키기 위하여 커넥터들을 이용하는 것이 흔하다. 많은 상이한 타입의 광섬유 커넥터들이 존재하고, 상업적으로 입수가능하다. 따라서, 도 4는 임의의 구체적인 구성 또는 타입의 광섬유 커넥터를 도시하는 것을 추구하지 않는다. 커넥터들(42 및 44) 각각은 대체로 원형의 원통형 구조를 가질 수 있다. 게다가, 몇몇 커넥터들은 2개의 섬유 광학 디바이스들의 단부(end)들이 서로 접촉하도록 밀기 위한 스프링들 및 관련 구조물을 포함한다는 점이 잘 알려져 있다. 이러한 스프링들 및 관련 구조물 또한 도 4에서 도시되지 않는다.
플러그가능한 패키지(도 4에서 도시되지 않지만, 도 14에서 보임) 내에 통합될 때, 2x1 융합 커플러(64) 및 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)는 네트워크 스위치 안으로 플러그가능한 단일-파장 양방향 트랜시버(102)를 형성한다. 2개의 이러한 단일-파장 양방향 트랜시버들(102)은 직렬로 연결된 하나 이상의 GbPOF 링크들로 이루어진 GbPOF 케이블을 통하여 서로 연결되고 광합적으로 결합된 그들 각각의 입력/출력 광섬유들(66)을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 연결된 2개의 단일-파장 양방향 트랜시버들(102)은 항공전자기기 시스템 내의 각각의 LRU들이 서로 통신할 수 있게 할 것이다.
도 4에 도시된 설계는 적어도 100 미터의 광학적 링크 거리를 가지고 GbPOF 네트워크를 지원할 수 있는 것으로 실험적으로 증명되었다. 이러한 융합 커플러 접근법의 하나의 이점은 몇몇 다른 단일-파장 단일-섬유 트랜시버들에서 빔 스플리터가 사용될 때 일어날 수 있는, 로컬 레이저로부터 로컬 디텍터로의 산란하는 광학적 신호의 제거이다. 2x1 융합 커플러(64)로부터의 광학적 신호들의 후방반사 또한 매우 낮다(-40 dB 아래). 이러한 2개의 요인들은 단일-파장 및 단일-섬유 구성을 실현가능하게 한다.
도 5는 각각의 매체 변환기들(46a 및 46b)에 플러그인되는 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버들(도 5에서 보이지 않음)과 함께 외부의 2x1 융합 커플러들(64a 및 64b)을 이용해서 단일-파장 양방향 트랜시버 동작의 개념을 테스트하기 위해 이용된 실험적인 셋업을 도시하기 위한 블록도이다. 2x1 융합 커플러들(64a 및 64b)은 도 4에서 도시된 방식으로 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버들에 광학적으로 결합되었다. 더욱 구체적으로는, 2x1 융합 커플러(64a)의 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유(68)는 매체 변환기(46a) 안으로 플러그인되는 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버의 광디텍터(8)에 광학적으로 결합되는 한편, 2x1 융합 커플러(64a)의 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유(70)는 동일한 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버의 레이저(4)에 광학적으로 결합된다. 유사하게, 2x1 융합 커플러(64b)의 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유(68)는 매체 변환기(46b) 안으로 플러그인되는 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버의 광디텍터(8)에 광학적으로 결합되는 한편, 2x1 융합 커플러(64b)의 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유(70)는 동일한 단일-파장 이중-섬유 SFP 트랜시버의 레이저(4)에 광학적으로 결합된다. 게다가, 2x1 융합 커플러(64a)의 입력/출력 광섬유(66)는 커넥터(24)에 의해 GbPOF 링크(32a)에 연결되고 광학적으로 결합되고; 2x1 융합 커플러(64b)의 입력/출력 광섬유(66)는 커넥터(26)에 의해 GbPOF 링크(32b)에 연결되고 광학적으로 결합되고; GbPOF 링크들(32a 및 32b)은 커넥터(25)에 의해 서로 연결되고 광학적으로 결합된다.
도 5에서 도시된 셋업을 이용해서 수행된 실험에서, 2개의 이중-섬유 SFP 트랜시버들이 각각 2개의 2x1 융합 커플러들(64a 및 64b)에 연결되었고, 100-미터 GbPOF 루프(loop)가 2x1 융합 커플러들(64a 및 64b)의 입력/출력 섬유들(66a 및 66b)에 연결되었다. 이중-섬유 SFP 트랜시버들은 2개의 CAT 5 케이블들(98a 및 98b)에 의해 컴퓨터로-제어되는(computer-controlled) GBE 테스터(48)에 인터페이싱된(interfaced) 2개의 기가비트 이더넷(GBE) 매체 변환기들(46a 및 46b) 안으로 플러그인되었다. 이러한 광학적 링크 동작 동안, GBE 테스터(48)는 양방향 GBE 패킷들을 보내고 받았고, 비트 에러(bit error)들 및 누락된 패킷(missing packet)들이 있는지 점검했다. 실험적인 결과들은 에러-없는 GBE 동작이 도 4에 도시된 단일-파장 설계에 의해 수행되었다는 것을 보였다. 더욱 구체적으로, 테스트 결과들은 10억 개가 넘는 GBE 패킷들이 임의의 패킷의 손실 없이 그리고 0개의 비트 에러를 가지고 100-미터 GbPOF 링크를 통해서 통신되었다는 것을 보였다.
도 4는 단일-파장 양방향 트랜시버(102)를 형성하기 위하여 외부의 2x1 융합 커플러(64)가 단일-파장 이중-섬유 트랜시버(2)와 결합되어 있는 설계를 도시한다. 이러한 설계는, 예컨대, SFP 타입의 플러그가능한 패키지에서 구체화될 수 있다. 2x1 융합 커플러(64)를 SFP 타입의 단일-파장 이중-섬유 트랜시버 안으로 통합하기 위한 하나의 방법이 도 6 내지 15에서 도시된다. 이러한 통합된 플러그가능한 단일-파장 양방향 트랜시버를 조립하기 위한 단계들 및 원리들이 도 6 내지 도 15를 참조하여 이제 기술될 것이다.
도 6은 하나의 실시예에 따른 플러그가능 트랜시버를 위한 금속 베이스(50)의 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 이러한 금속 베이스(50)는 바람직하게는 저비용 다이 캐스트 몰딩 프로세스(die cast molding process)에 의해 형성된다. 금속 베이스(50)는 다음의 특징들을 포함하도록 설계된다: 4개의 PWB 지지 포스트(support post)들(52a-52d); 수신 OSA 홀더(54); 송신 OSA 홀더(56); PWB 스크류 포스트(screw post)(58); 섬유 노우즈 튜브(fiber nose tube)(60); 및 커플러 홀더(62). PWB 지지 포스트들(52a-52d)은 PWB(도 6에서 도시되지 않지만, 도 10에서 트랜시버 전자회로 PWB(74)가 보임)가 PWB의 "플러그인 및 제거(plugging-in and removal)" 동작을 가능하게 하도록 안착될(seated) 특별하게 설계된 함몰부 슬롯들을 가진다. PWB 스크류 포스트(58)는 금속 베이스(50) 상으로 PWB를 견고하게 장착하는(securely mount) 데에 이용된다. 금속 베이스(50)는 또한 2x1 융합 커플러(도 6에서 도시되지 않지만, 도 7에서 2x1 융합 커플러(64)가 보임)의 입력/출력 섬유를 삽입하기 위한 섬유 노우즈 튜브(60)를 가진다. 금속 베이스(50)의 중간부(middle)는 금속 베이스(50) 상의 적절한 위치에서 2x1 융합 커플러를 장착하기 위한 커플러 홀더(62)를 가진다.
도 7은 금속 베이스(50) 상으로 장착하기 위한 준비시의 2x1 융합 커플러(64)의 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 하나의 제안된 구현에 따라서, 도 7에서 표시된 바와 같이, 금속 베이스(50)는 55.5 mm의 길이 및 12.8 mm의 폭을 가지는 한편, 2x1 융합 커플러(64)는 25 mm의 길이 및 1.5 mm의 지름을 가진다. 2x1 융합 커플러(64)의 이러한 소형화는 2x1 융합 커플러(64)가 SFP 트랜시버 안에 내장될 수 있게 한다.
도 7에서 보이는 바와 같이, 2x1 융합 커플러(64)의 하나의 단부는 입력/출력 광섬유(66)에 연결되고 광학적으로 결합되는 한편, 다른 단부는 분할되고(split), 분할된 단부들은 2x1 융합 커플러(64)의 입력 섬유들인 디텍터 OSA 섬유(68) 및 레이저 OSA 섬유(70)에 연결되고 광학적으로 결합된다. 레이저 OSA 섬유(70)는 디텍터 OSA 섬유(68) 보다 더 짧다. 입력/출력 광섬유(66)는 단일-파장 양방향 트랜시버의 입력 및 출력 광학적 신호들을 광학적으로 결합시킨다. 모든 섬유들의 단부 면(end face)들은 결함-없는 마감(defect-free finish)이 되도록 클리브된다(cleaved).
도 8은 금속 베이스(50) 상으로의 2x1 융합 커플러(64)의 부착 및 섬유 노우즈 튜브(60) 상으로 슬라이딩되게 하는 섬유 부트(72)의 배치를 보이는 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 더욱 구체적으로, 2x1 융합 커플러(64)의 입력/출력 광섬유(66)는 금속 베이스(50)의 섬유 노우즈 튜브(60) 안으로 삽입된다. 동시에, 2x1 융합 커플러(64)는 금속 베이스(50)의 중간부에서 커플러 홀더(62) 상으로 배치된다. 2x1 융합 커플러(64)는 스페이스 그레이드 에폭시(space grade epoxy)를 이용해서 커플러 홀더(62)에 부착된다. 이 위치에서, 디텍터 OSA 섬유(68)의 원위 단부 섹션은 수신 OSA 홀더(54) 위에 배치되는 한편, 레이저 OSA 섬유(70)의 원위 단부 섹션은 송신 OSA 홀더(56) 위에 배치된다. 이후, 금속 베이스(50)의 노우즈 튜브(60)의 지름에 정합하는(conform) 섬유 부트(72)가 섬유 노우즈 튜브(60) 상으로의 슬라이딩을 위해 준비된다. 섬유 부트(72)가 섬유 노우즈 튜브(60) 상으로 슬라이딩될 때, 도 9에서 도시된 바와 같이, 입력/출력 광섬유(66)의 원위 단부는 섬유 부트(72)를 넘어서 돌출할 것이다.
도 9는 금속 베이스(50), 2x1 융합 커플러(64), 및 섬유 부트(72)를 포함하는 광학적 어셈블리(100)의 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 이 도면은 섬유 부트(72)가 섬유 노우즈 튜브(60) 상으로 슬라이딩된 후의 광학적 어셈블리(100)의 상태를 도시하고, 입력/출력 광섬유(66)가 섬유 부트(72)를 관통해서 공급되어서 전자(former)의 원위 단부(distal end)가 후자(latter)의 단부(end)를 넘어서 돌출한다. 섬유 부트(72)는 스페이스 그레이드 에폭시를 이용해서 금속 베이스(50)에 부착된다. 섬유 부트(72)는 입력/출력 광섬유(66)를 위한 스트레인 릴리프(strain relief)를 제공하고, 또한, 과도한 구부림(excessive bending)으로 인한 파손을 막기 위하여 입력/출력 광섬유(66)를 위한 구부림 반경 리미터(bend radius limiter)를 제공한다.
도 10은 도 9에 도시된 광학적 어셈블리(100)에 장착되도록 설계된 PBW 어셈블리(도 10에 도시되지 않으나, 도 11에서 PBW 어셈블리(92)가 보임)의 (조립 전의) 구성요소들의 3차원 분해 시각화를 나타내는 도면이다. 도 10에 도시된 구성요소들은 이하를 포함한다: (a) 인쇄된 송신 및 수신 회로망 및 관련 부착된 전자 칩(electronic chip)들을 갖는 트랜시버 전자회로 PWB(74); (b) 트랜시버 전자회로 PWB(74)에 연결된 하나의 단부 및 복수의 디텍터 솔더 홀(detector solder hole)들(77a)을 가진 다른 단부를 갖는 플렉스 회로(76); (c) 트랜시버 전자회로 PWB(74)에 연결된 하나의 단부 및 복수의 레이저 솔더 홀(laser solder hole)들(77b)을 가진 다른 단부를 갖는 플렉스 회로(78); (d) 플러그인 후에 애플리케이션 하드웨어와의 전기 콘택트(electrical contact)을 만들기 위한 트랜시버 전자회로 PWB(74)의 플러그가능한 단부에 배열된 복수(예컨대, 20개)의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들(80); (e) 트랜시버 전자회로 PWB(74) 내에 형성된 스크류 관통-홀(screw through-hole)(82); (f) TO(transistor outline) 캔(can)(84) 내의 디텍터; (g) TO 캔(84) 내의 디텍터가 수용될 디텍터 하우징(86); (h) TO 캔(84) 내의 디텍터의 베이스(base)에 연결된 복수의 디텍터 솔더 핀(detector solder pin)들(87a); (i) TO 캔(88) 내의 레이저; (j) TO 캔(88) 내의 레이저가 수용될 레이저 하우징(90); 및 (k) TO 캔(88) 내의 레이저의 베이스(base)에 연결된 복수의 레이저 솔더 핀(laser solder pin)들(87b). 2개의 플렉스 회로들(76 및 78)은 디텍터 및 레이저 솔더 핀들(87a 및 87b)과의 고대역폭 연결들을 위해 제작된다. 플렉스 회로들(76 및 78)은 트랜시버 전자회로 PWB(74) 상의 송신기 및 수신기 전자장치에 대한 레이저 및 디텍터의 전기적 연결을 만들기 위한 솔더 홀들을 가진 원형 패드(pad)들을 가지고 준비된다. 레이저의 바람직한 파장은 1270 내지 1310 nm의 범위에 있고, 여기서 GbPOF의 광학적 손실이 최소이다.
도 11은 PBW 어셈블리(92)의 3차원 분해 시각화를 나타내는 도면이다. 조립 방법(도 11에 도시되지 않음)은 이하의 단계들을 포함한다: (a) 디텍터 OSA(101)를 형성하기 위하여 TO 캔(84) 내의 디텍터가 디텍터 하우징(86) 내부에 설치됨; (b) 디텍터 OSA(101)의 복수의 디텍터 솔더 핀들(87a)이 플렉스 회로(76) 내에 형성된 복수의 디텍터 솔더 홀들(77a)에 각각 삽입되도록 디텍터 OSA(101)가 배치됨; (c) 이후, 디텍터 OSA(101)의 복수의 디텍터 솔더 핀들(87a)이 플렉스 회로(76) 내의 복수의 디텍터 솔더 홀들(77a)에 납땜됨; (d) 레이저 OSA(103)를 형성하기 위하여 TO 캔(88) 내의 레이저가 레이저 하우징(90) 내부에 설치됨; (e) 레이저 OSA(103)의 복수의 레이저 솔더 핀들(87b)이 플렉스 회로(78) 내에 형성된 복수의 레이저 솔더 홀들(77b)에 각각 삽입되도록 레이저 OSA(103)가 배치됨; 그리고 (f) 이후, 레이저 OSA(103)의 복수의 레이저 솔더 핀들(87b)이 플렉스 회로(78) 내의 복수의 레이저 솔더 홀들(77b)에 납땜됨.
도 12에서 도시된 바와 같이, 완성된 PWB 어셈블리(92)는 2x1 융합 커플러(64)가 담긴(populated) 금속 베이스(50)에 부착되도록 준비된다. PWB 어셈블리(92)를 광학적 어셈블리(100)에 고정하기 위해 금속 베이스(50) 상의 PWB 스크류 포스트(58) 안으로 스크류되도록(screwed) 준비된 금속 PWB 스크류(94)가 도시된다. 더욱 구체적으로, 어셈블리 방법(도 12에 도시되지 않음)은 이하의 단계들을 포함한다: (a) 우선, 소량의 스페이스 그레이드 에폭시가 4개의 PWB 지지 포스트들(52a-52d)의 함몰부들 및 금속 베이스(50)의 수신 OSA 홀더(54) 및 송신 OSA 홀더(56)의 함몰부들에 발라진다. (b) 이후, 레이저 OSA 섬유(70) 및 디텍터 OSA 섬유(68)는 레이저 OSA(103) 및 디텍터 OSA(101) 안으로 각각 삽입된다. (c) 다음으로, 트랜시버 전자회로 PWB(74) 아래에 배치된 2x1 융합 커플러(64)를 가진 금속 베이스(50) 상으로 PWB 어셈블리(92)가 장착된다. 레이저 OSA(103) 및 디텍터 OSA(101)는 수신 OSA 홀더(54) 및 송신 OSA 홀더(56)의 에폭시-코팅된(epoxy-coated) 함몰부들 상에 각각 안착된다. 게다가, 트랜시버 전자회로 PWB(74)는 4개의 PWB 지지 포스트들(52a-52d)의 에폭시-코팅된 함몰부들 상에 안착된다. 4개의 PWB 지지 포스트들(52a-52d)의 함몰부들 상의 스페이스 그레이드 에폭시는 트랜시버 전자회로 PWB(74)를 금속 베이스(50)에 부착하는 데에 이용되는 한편, 수신 OSA 홀더(54) 및 송신 OSA 홀더(56)의 함몰부들 상의 스페이스 그레이드 에폭시는 레이저 OSA(103) 및 디텍터 OSA(101)를 금속 베이스(50)에 각각 부착하는 데에 이용된다. (d) 이후, PWB 스크류(94)는 PWB 스크류 관통-홀(82)을 통해서 삽입되고, 금속 베이스(50)의 PWB 스크류 포스트(58) 안으로 견고하게 스크류된다(securely screwed). PWB 어셈블리(92)는 이제 도 13에서 도시된 바와 같이 단일-파장 양방향 트랜시버(102)의 "플러깅 앤 제거(plugging and removal)" 기능을 수행하기 위하여 견고하게 금속 베이스(50)에 부착된다.
도 13은 앞의 문단에서 기술된 조립 방법의 완료시에 트랜시버 전자회로 PWB(74) 아래에 배치된 2x1 융합 커플러(64)를 가진 금속 베이스(50)에 부착된 PBW 어셈블리(92)의 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 이러한 조립 방법으로부터 얻어지는 제품은 단일-파장 양방향 트랜시버(102)이다.
트랜시버 조립 프로세스(transceiver assembly process)의 완료 후에, 단일-파장 양방향 트랜시버(102)는 도 14에 도시된 금속 커버(96)에 의해 부분적으로 덮힐 수 있다. 금속 커버(96)는 단일-파장 양방향 트랜시버(102)의 형상 및 치수에 정합하지만(conform), 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들(80)을 노출하기 위하여 하나의 단부에서 개방되어 있다. 이것은 단일-파장 양방향 트랜시버(102)가 애플리케이션 하드웨어에 플러그인(plug into)될 때 애플리케이션 하드웨어 상의 상응하는 금속 콘택트들이 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들(80)과 접촉하는 것을 가능하게 한다.
도 15는 스페이스 그레이드 에폭시를 이용해서 금속 베이스(50)의 옆면들에 부착된 금속 커버(96)의 3차원 시각화를 나타내는 도면이다. 금속 커버(96)는 단일-파장 양방향 트랜시버(102)에 환경적 및 전자기적 보호를 제공한다. 이 단계 후에 트랜시버 조립 프로세스가 완료된다. 단일-파장 양방향 트랜시버(102)는 이제 플러그가능하고 애플리케이션 하드웨어(예컨대, 스위칭 네트워크의 스위치)로부터 제거가능하다(removable). 단일-파장 양방향 트랜시버(102)의 치수는 SFP 사양과 정합할(conform) 수 있다.
결론적으로, 본 발명은 낮은 후방반사 및 낮은 크로스토크를 가진 다중-모드 2x1 유리 광섬유 융합 커플러의 기존의 2개-섬유 SFP 트랜시버로의 하이브리드 통합을 이용하는 것을 제안했다. 이러한 접근법은 결과적으로 얻어지는 단일-파장 양방향 트랜시버 설계가 충분히 정착된(well-established) 이중-섬유 SFP 트랜시버의 유익한 특성들 모두를 보유할 수 있게 하면서, 로컬 송신기와 로컬 수신기 간의 크로스토크 문제를 제거한다. 제안된 제작 프로세스는 낮은 비용이 들고, 미래 세대의 연료-효율적인 비행기들의 대규모 스위칭 네트워크 요구사항들을 지원하도록 제조가능하다. 게다가, 비행기 내의 섬유 광학 케이블 수를 줄여서 얻어지는 엄청난 비용 절감 때문에 본 명세서에서 공개된 기술적인 특징들은 유익하다.
상술한 시스템은 대안적으로 모두 유리 광섬유를 이용해서 구현될 수 있다. GbPOF의 이용은 유리 섬유가 비행기 설치를 위해 문제인 경우의 특별한 애플리케이션(또는 해결책)이다. 하지만, 많은 장거리 지상 데이터 센터 및 파이버-투-더-홈/오피스(fiber-to-the-home/office) 애플리케이션(비-항공우주(non-aerospace))에 대해서, 유리 광섬유 설치는 주요한 문제가 아니다.
다양한 실시예들을 참조하여 광학적 네트워킹 시스템들이 기술되었지만, 본 명세서의 교시(teaching)들을 벗어나지 않고 다양한 변경들이 만들어질 수 있고 등가물들이 그 엘리먼트들을 위해 대체될 수 있다는 점이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 게다가, 구체적인 상황에 맞추어 본 명세서에서 공개된 내용을 실시하기 위하여 개념들 및 적응(reduction)들을 적용하도록 다수의 변형들이 만들어질 수 있다. 따라서, 청구항들에 의해 커버되는 주제는 본 명세서에서 공개된 실시예들에 한정되지 않는 것으로 의도된다.
이하에서 제시되는 방법 청구항들은, 그 단계들의 일부 또는 모두가 수행되는 구체적인 순서를 가리키는 조건들을 청구항 문언이 명시적으로 특정하거나 서술하지 않으면, 언급된 단계들은 알파벳 순서로(청구항들에서의 임의의 알파벳순 순서지정은 이전에 언급된 단계들을 참조하는 목적으로만 이용됨) 또는 이들이 언급되는 순서로 수행될 것을 요하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 또한, 방법 청구항들은, 청구항 문언이 이러한 해석을 배제하는 조건을 명시적으로 서술하지 않으면 2개 이상의 단계들 중의 임의의 부분들이 동시에 또는 교대로 수행되는 것을 배제하는 것으로 고려되지 않아야 한다.
노트: 이하의 문단들은 본 발명의 추가적 양태들을 기술한다:
A1. 플러그가능 트랜시버 패키지(pluggable transceiver package)를 조립하기 위한 방법으로서,
2x1 융합 커플러를 제작하는 단계;
입력/출력 광섬유, 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유, 및 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유를 상기 2x1 융합 커플러에 연결하는 단계;
금속 베이스의 하나의 단부로부터 돌출한 섬유 노우즈 튜브 안에 상기 입력/출력 광섬유를 삽입하는 단계;
상기 2x1 융합 커플러를 상기 금속 베이스에 부착하는 단계;
각각의 플렉스 회로들에 의하여 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 연결하는 단계;
상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유의 하나의 단부를 디텍터 옵티컬 서브어셈블리의 내부로 삽입하는 단계;
상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유의 하나의 단부를 레이저 옵티컬 서브어셈블리의 내부로 삽입하는 단계;
상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 상기 금속 베이스에 부착하는 단계;
상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판과 금속 베이스 사이에서 2x1 융합 커플러를 가진 금속 베이스 위에 있도록 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판을 배치하는 단계; 및
상기 금속 베이스 상에서 보유 함몰부(retaining recess)들을 가진 복수의 인쇄배선기판 지지 포스트들에 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판을 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
A2. 문단 A1에 있어서,
상기 섬유 노우즈 튜브 상으로 섬유 부트를 슬라이딩시키는(sliding) 단계; 및
상기 섬유 부트를 상기 금속 베이스 상의 섬유 노우즈 튜브에 부착하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
A3. 문단 A1에 있어서,
상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들 및 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 위에 금속 커버를 배치하는 단계; 및
상기 금속 커버를 상기 금속 베이스에 부착하는 단계;
를 더 포함하고,
상기 금속 커버가 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 상의 복수의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 노출시키기 위하여 하나의 단부에서 개방되어 있음으로써, 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 개방되어 있는 상기 단부가 애플리케이션 하드웨어에 플러그인(plug into)될 때, 상기 애플리케이션 하드웨어 상의 상응하는 금속 콘택트들이 상기 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들과 접촉할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 방법.

Claims (16)

  1. 2x1 융합 커플러(fusion coupler);
    상기 2x1 융합 커플러에 연결된 입력/출력 광섬유;
    상기 2x1 융합 커플러에 연결된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유(detector optical subassembly fiber);
    상기 2x1 융합 커플러에 연결된 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유(laser optical subassembly fiber); 및
    트랜시버(transceiver);
    를 포함하는 기구로서,
    상기 트랜시버는 트랜시버 전자회로(transceiver electronic circuit) 인쇄배선기판(printed wiring board: PWB), 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 레이저 옵티컬 서브어셈블리, 및 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리를 포함하고,
    상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리는 상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유에 광(light)을 송신하도록 위치한 레이저를 포함하고,
    상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리는 상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유로부터 광을 수신하도록 위치한 광디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판은 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 하나의 단부(one end)에 배치된 복수의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트(transceiver input/output metal contact)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    금속 베이스(metal base) 및 금속 커버(metal cover)를 더 포함하고,
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 및 상기 금속 커버는 상기 금속 베이스에 부착되고,
    상기 금속 커버가 상기 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 노출시키기 위하여 하나의 단부에서 개방되어 있음으로써, 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 상기 하나의 단부가 애플리케이션 하드웨어에 플러그인(plug into)될 때, 상기 애플리케이션 하드웨어 상의 상응하는 금속 콘택트들이 상기 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들과 접촉할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    금속 베이스를 더 포함하고,
    상기 2x1 융합 커플러는 상기 금속 베이스와 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 사이에 배치되고, 상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들과 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판이 상기 금속 베이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 기구.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 각각 전기적으로 연결시키는 한 쌍의 플렉스 회로(flex circuit)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 베이스는 상기 금속 베이스의 하나의 단부로부터 돌출한 섬유 노우즈 튜브(fiber nose tube)를 포함하고,
    상기 입력/출력 광섬유는 상기 섬유 노우즈 튜브를 관통해서 지나가고(pass through),
    상기 섬유 노우즈 튜브의 원위 단부(distal end)를 넘어서 돌출한 상기 입력/출력 광섬유의 일부분 및 상기 섬유 노우즈 튜브를 둘러싸는 섬유 부트(fiber boot)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 2x1 융합 커플러, 상기 입력/출력 광섬유, 상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유, 및 상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유는 유리로 만들어진 것을 특징으로 하는 기구.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 2x1 융합 커플러는 약 25 mm의 길이 및 약 1.5 mm의 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 기구.
  9. 데이터 전송 시스템으로서,
    기가비트 광섬유(gigabit optical fiber)를 포함하는 광케이블;
    상기 광케이블의 양쪽 단부(opposite end)들에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 2x1 융합 커플러들;
    상기 제1 2x1 융합 커플러에 각각 광학적으로 결합된 제1 레이저 및 제1 광디텍터를 포함하는 제1 트랜시버; 및
    상기 제2 2x1 융합 커플러에 각각 광학적으로 결합된 제2 레이저 및 제2 광디텍터를 포함하는 제2 트랜시버;
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 레이저들은 동일한 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기가비트 광섬유는 플라스틱으로 만들어진 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 및 제2 2x1 융합 커플러들은 유리로 만들어지고, 약 25 mm의 길이 및 약 1.5 mm의 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 트랜시버에 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 스위치에 연결된 제1 라인 교체가능 유닛(line replaceable unit: LRU);
    상기 제2 트랜시버에 연결된 제2 스위치; 및
    상기 제2 스위치에 연결된 제2 라인 교체가능 유닛;
    을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 라인 교체가능 유닛들은 상기 제1 및 제2 스위치들이 닫힐(closed) 때 상기 광케이블, 상기 제1 및 제2 2x1 융합 커플러들, 및 상기 제1 및 제2 트랜시버들에 의하여 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 2x1 융합 커플러에 연결된 입력/출력 광섬유;
    상기 제1 2x1 융합 커플러에 연결된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유; 및
    상기 제1 2x1 융합 커플러에 연결된 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유;
    를 더 포함하고,
    상기 제1 트랜시버는:
    트랜시버 전자회로 인쇄배선기판;
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 레이저 옵티컬 서브어셈블리; 및
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 전기적으로 결합된 디텍터 옵티컬 서브어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리는 상기 레이저 옵티컬 서브어셈블리 섬유에 광을 송신하도록 위치한 레이저를 포함하고,
    상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리는 상기 디텍터 옵티컬 서브어셈블리 섬유로부터 광을 수신하도록 위치한 광디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판은 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 하나의 단부에 배열된 복수의 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 포함하고,
    금속 베이스 및 금속 커버를 더 포함하고,
    상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 및 상기 금속 커버는 상기 금속 베이스에 부착되고,
    상기 금속 커버가 상기 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들을 노출시키기 위하여 하나의 단부에서 개방되어 있음으로써, 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판의 상기 하나의 단부가 애플리케이션 하드웨어에 플러그인(plug into)될 때, 상기 애플리케이션 하드웨어 상의 상응하는 금속 콘택트들이 상기 트랜시버 입력/출력 금속 콘택트들과 접촉할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    금속 베이스를 더 포함하고,
    상기 제1 2x1 융합 커플러는 상기 금속 베이스 및 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판 사이에 배치되고,
    상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들과 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판은 상기 금속 베이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 레이저 및 디텍터 옵티컬 서브어셈블리들을 상기 트랜시버 전자회로 인쇄배선기판에 각각 전기적으로 연결시키는 한 쌍의 플렉스 회로들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
KR1020190030261A 2018-03-20 2019-03-18 통합된 광섬유 커플러를 가진 단일-파장 양방향 트랜시버 KR102592524B1 (ko)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11491651B2 (en) 2020-03-03 2022-11-08 The Boeing Company Data communication network with gigabit plastic optical fiber for robotic arm system
US11178473B1 (en) * 2020-06-05 2021-11-16 Marvell Asia Pte, Ltd. Co-packaged light engine chiplets on switch substrate
US11165509B1 (en) 2020-06-05 2021-11-02 Marvell Asia Pte, Ltd. Method for co-packaging light engine chiplets on switch substrate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009164308A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Opnext Japan Inc 光送受信モジュール
US20120027415A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Chan Eric Y Burst mode optical media converter with fast analog conversion

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317440A (en) 1990-05-21 1994-05-31 Hughes Aircraft Company Single wavelength bidirectional optical fiber communication link
JPH04217209A (ja) 1990-12-19 1992-08-07 Nec Corp 光モジュール
US5285512A (en) 1992-06-24 1994-02-08 Litton Systems, Inc. Fiber optic transceiver with integrated coupler
AU7006796A (en) * 1995-08-02 1997-02-26 Cts Corporation Detachable fiber optic connector with improved optical sub-assembly and nose block
US6815828B1 (en) * 2000-07-18 2004-11-09 Northrop Grumman Corporation Large multi-function integrated circuit device
US7171081B1 (en) 2002-03-14 2007-01-30 Lightech Fiberoptics, Inc. Plug-in coupler to convert the transceiver (transmitter/receiver, tx/rx) transmission into a bi-directional fiber
JP2006113455A (ja) 2004-10-18 2006-04-27 Sanyo Electric Co Ltd 光トランシーバモジュールの取付構造
US20060215568A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 Honeywell International, Inc. System and method for data collection in an avionics network
US7359592B2 (en) 2006-03-21 2008-04-15 The Boeing Company Single fiber links for full duplex aircraft data network
US7965913B2 (en) 2008-04-11 2011-06-21 The Boeing Company Optical star coupler
US8554032B2 (en) 2011-12-12 2013-10-08 The Boeing Company Optical star coupler for plastic optical fibers
US8807846B2 (en) * 2012-03-02 2014-08-19 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Pluggable optical transceiver
US10572423B2 (en) * 2013-05-17 2020-02-25 The Boeing Company Systems and methods of data communication
US10564357B2 (en) 2013-07-30 2020-02-18 The Boeing Company Plastic optical fiber bus network using tapered mixing rods
US20160085027A1 (en) 2013-07-30 2016-03-24 The Boeing Company Tapered optical mixing rods
US9791644B2 (en) 2014-11-05 2017-10-17 The Boeing Company Data bus-in-a-box (BiB) system design and implementation
US9438338B1 (en) 2015-04-13 2016-09-06 The Boeing Company System for bidirectional free-space laser communication of gigabit Ethernet telemetry data
US9778419B1 (en) 2016-06-23 2017-10-03 The Boeing Company Fiber optical system with fiber end face area relationships
JP6784586B2 (ja) * 2016-12-19 2020-11-11 日本ルメンタム株式会社 プリント回路基板、光モジュール、及び光伝送装置
US20180375574A1 (en) * 2017-06-27 2018-12-27 Afl Telecommunications Llc Optical power measurement apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009164308A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Opnext Japan Inc 光送受信モジュール
US20120027415A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Chan Eric Y Burst mode optical media converter with fast analog conversion

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