TWI830793B - 航空電子可插拔主動光學連接器 - Google Patents

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Abstract

一種被配置以作用為一可插拔主動光學連接器之設備是以一或多個通道模組化的，並且轉換電氣信號成為光學信號，而且反之亦然。所述設備在一側具有一可插拔電氣介面至一線路可更換單元(LRU)；所述設備在另一側具有一可插拔光學介面側至一飛機光纖線路束。所述設備是可插拔到不同類型的LRU，其包含安裝於機架且螺栓固定的LRU。所述設備包含足以完全在一標準尺寸的飛機連接器之內致能電氣/光學轉換的電子及光子的構件。所述設備適配於各種的資料通訊協定，並且具有彈性以被用在單光纖或是雙光纖的雙向資料鏈結。

Description

航空電子可插拔主動光學連接器
在此揭露的技術大致有關於致能在電性構件之間的通訊的光纖網路。尤其，在此揭露的技術是有關於藉由一光學航空電子資料匯流排互連的電氣航空電子系統。
用於高速的航空電子資料網路之光纖纜線的使用而不是電氣線路，可以導致重量、成本、電磁效應、以及電氣線路的整合複雜度的顯著的降低。在現代的飛機中，線路可更換單元(line replaceable unit, LRU)(例如，航空電子電腦及感測器單元)通常包含一殼體，其包含一收發器以致能和其它LRU的光纖通訊。在LRU殼體上的一光學連接器致能一外部的光纖纜線能夠連接至所述LRU。
更明確地說，每一個連接至一光學航空電子資料匯流排的LRU通常包含一光電媒體轉換器)，其具有一電氣-光學發送器以及一光學-電氣接收器(在以下整體被稱為一“光電雙向的收發器”)以致能和其它LRU的光纖通訊。所述電氣-光學發送器轉換電氣信號成為光學信號；所述光學-電氣接收器轉換光學信號成為電氣信號。在LRU的一殼體上的一光學連接器致能一光纖纜線能夠連接至所述LRU。
典型的飛機建造製程亦需要在LRU以及飛機電線束之間的製造中斷(直插式連接器)。當一現有的光電LRU從一機架被移除時，光學接點被曝露到灰塵及濕氣的環境，其需要在將其插回到機架中之前的清潔及檢查。為了一LRU介接到飛機光纖，供應商必須學得新功能以重新設計及嵌入新的收發器、光學線路、以及光學連接器在LRU之內。所述學習曲線是困難的，並且設計、建構及驗證新的具有光學介面的LRU的成本是高的。再者，新的LRU光學設計在LRU及供應商之間並非一致的，因為飛機製造商並不決定在LRU之內為何，而是只能夠定義至飛機線路的光學介面。
藉由一光學航空電子資料匯流排互連，但是並不受害於以上提及的缺點的一種電氣航空電子系統的設計將會由於各種原因而為有利的，其包含消除和具有一內建收發器的LRU的設計及再設計相關的成本。
在以下稍微詳細揭露的標的是針對於一種被配置以作用為一可插拔主動光學連接器(pluggable active optical connector, PAOC)之設備，其是以一或多個通道模組化的，並且轉換電氣信號成為光學信號，而且反之亦然。所述PAOC在一側具有一可插拔電氣介面至一線路可更換單元(LRU)；所述設備在另一側具有一可插拔光學介面至一飛機光纖線路束。所述PAOC是可插拔到不同類型的LRU，其包含安裝於機架且螺栓固定的LRU。所述PAOC包含足以完全在一飛機連接器之內致能電氣/光學轉換的電子及光子的構件。此外，所述設備適配於各種的資料通訊協定，並且具有彈性以被用在單光纖或是雙光纖的雙向資料鏈結。此類型的一可插拔主動光學連接器消除和具有內建的收發器的LRU的設計及再設計相關的缺點。
如同在此所用的，所述術語“可插拔”當被使用作為一形容詞以描述一第一構件的一功能的特徵時，其表示所述構件可以耦接至一第二構件，並且之後從第二構件解除耦接，其藉由將所述第一及第二構件中之一的公部分(例如，接腳或插頭)插入所述第一及第二構件的另一個的個別的母部分(例如，插孔或插座)。例如，一PAOC可以具有被插入到一LRU配接的連接器的電氣插座中的電氣接腳、或是所述PAOC可以具有所述LRU配接的連接器的電氣接腳被插入於其中的電氣插座。在兩種實例中，所述PAOC都是“被插入到”所述LRU配接的連接器中。
儘管一種可插拔主動光學連接器的各種實施例將會在以下稍微詳細加以描述，但是那些實施例中的一或多個的特徵可以是在於以下的特點中的一或多個。
在以下詳細揭露的標的之一特點是可插拔主動光學連接器，其包括：一連接器殼體；一內含在所述連接器殼體之內的印刷電路板；複數個電連接器，其電耦接至所述印刷電路板並且藉由所述印刷電路板來加以支承；一雙向的光學子組件，其包括電耦接至所述印刷電路板的一雷射裝置以及一光檢測器；一被安裝至所述印刷電路板的殼體，所述殼體包括一被配置以包含所述雙向的光學子組件的第一插座、以及一被配置以接收端接一光纖電纜的一終端的一端的第二插座。所述第一雷射裝置電耦接至所述第一複數個電連接器的一第一對電連接器，並且被配置以響應於經由所述第一複數個電連接器的第一對電連接器接收到的電氣信號來發送光穿過所述殼體至所述第一光纖的一端。所述第一光檢測器電耦接至所述第一複數個電連接器的一第二對電連接器，並且被配置以響應於光從所述第一光纖的所述端的接收來傳送電氣信號至所述第一複數個電連接器的第二對電連接器。
在以下詳細揭露的標的之另一特點是一種資料傳送系統，其包括：一光纖網路；複數個電子裝置；複數個配接的連接器，其分別附接及電耦接至所述複數個電子裝置，每一個配接的連接器具有複數個電連接器；以及複數個可插拔主動光學連接器，其分別附接及電耦接至所述複數個配接的連接器並且光學耦合至所述光纖網路，其中所述複數個可插拔主動光學連接器的每一個包括一個別的光電雙向的收發器、以及分別電耦接至一個別的配接的連接器的電連接器之複數個電連接器。根據一提出的實施方式，所述電子裝置是安裝在一飛機上的線路可更換單元。
在以下詳細揭露的標的之另一特點是一種用於組裝一航空電子資料傳送系統之方法，所述方法包括：(a)連接第一複數個電連接器至在一印刷電路板上的電路；(b)連接一光電雙向的收發器的一光學子組件的一雷射裝置以及一光檢測器至在所述印刷電路板上的所述電路；(c)在一飛機上，在一面對所述光電雙向的收發器的所述光學子組件的位置設置一光纖網路的一光纖纜線的一端；以及(d)連接所述第一複數個電連接器至一附接至在所述飛機上的一線路可更換單元的配接的連接器的第二複數個電連接器。
根據在上一個段落中敘述的方法的一實施例，步驟(c)包括：在一終端中端接所述光纖纜線的所述端；以及將所述終端插入在一被安裝至所述印刷電路板的殼體的內部，直到所述光纖纜線的一端面是在一指定的距離之內並且光學耦合至所述光電雙向的收發器的光學子組件為止。此外，步驟(d)包括：對準所述第一複數個電連接器與所述第二複數個電連接器；以及在維持所述第一及第二複數個電連接器對準下，朝向所述線路可更換單元來移動所述印刷電路板。
可插拔主動光學連接器的其它特點被揭示在以下。
可插拔主動光學連接器的舉例說明的實施例是在以下稍微詳細地加以描述。然而，並非一實際的實施方式的所有特點都在此說明書中被描述。熟習此項技術者將會體認到在任何此種實際的實施例的開發中，許多實施方式特有的決策必須加以做成以達成開發者的特定目標，例如符合系統相關及商業相關的限制條件，其將會是在不同實施方式之間變化的。再者，將會體認到的是此種開發努力可能是複雜且耗時的，但對於具有此揭露內容的助益的所述技術中具有通常技能者而言將還是從事一例行工作而已。
一用於致能在飛機上的線路可更換單元之間的光學通訊之光纖網路的各種實施例將會在以下為了說明之目的來加以詳細地描述。然而，在此揭露的光纖網路的實施方式並不只限於飛機的環境，而是可被利用在其它類型的車輛上的光纖網路中、或是其它類型的光纖網路(例如，長距離地面、資料中心、以及光纖至家庭/辦公室的應用)。
光纖網路具有優於銅導線網路的更高速、更低重量、以及抗電磁干擾性的優點。為了尺寸、重量及功率的減低，許多機型的商用飛機都具有光纖網路。將一些線路可更換單元(LRU)彼此連接以達成在航空電子系統之內的通訊是常見的實務。例如，在一交通工具(例如，一飛機)的前段中的一些LRU已經經由一航空電子資料匯流排來連接至在所述交通工具的尾段中的一些LRU。
圖1是描繪包括一飛機102的一網路環境100。一飛機102是其中在此揭露的連接器可被利用的一平台的一個例子。在圖1描繪的例子中，飛機102具有附接至一機身108的右機翼104以及左機翼106。飛機102亦包含一附接至右機翼104的引擎110、以及一附接至左機翼106的引擎112。飛機102亦具有一機鼻區段114以及一機尾區段116。所述機尾區段116包含一右水平尾翼118、一左水平尾翼120、以及一垂直尾翼122。
在圖1中描繪的飛機102進一步包含一機上資料通訊及處理系統124，其包括一光纖網路126以及複數個裝置127，例如是飛行甲板顯示器128、飛行控制電腦130、以及其它構件，其連接(及光學耦合)至光纖網路126。其它類型的裝置127可以具有LRU 132、134、136、138、140、142、144、146及148的形式。這些LRU可以具有各種的形式。例如，所述LRU可以是一電腦、一感測器、一機上娛樂系統、以及其它適當類型的裝置。裝置127內部是使用電氣信號，因而透過光纖網路126發送的光學信號通常是透過光電媒體轉換器(未顯示在圖1中)的使用而被轉換成為電氣信號。這些光電媒體轉換器(在以下稱為“光電雙向的收發器”)可以是在所述LRU的內部或外部。
在具有一或多個被納入在LRU殼體內的光電收發器的LRU(在以下稱為“光電LRU”)的情形中，所述光電LRU可以藉由一機械式組件而被安裝到在飛機上的一機架，所述機械式組件提供支撐及自動分度給所述LRU。每一個光電LRU包含一內部的光電雙向的收發器，其藉由一配接的連接器來光學耦合至光纖網路126的一光學航空電子資料匯流排，所述配接的連接器是機械式地耦接至所述LRU殼體。所述配接的連接器提供光學連接至飛機系統以及用於所述LRU的結構的支撐。
圖2是代表一典型的光電LRU 10a的圖，其具有一LRU殼體12、一機械式地耦接至且內含在LRU殼體12之內的底板連接器14、一機械式地耦接至一光學底板連接器14的印刷電路板8a、以及一機械式地耦接至LRU殼體12的LRU配接的光學連接器16。在圖2描繪的例子中，所述LRU配接的光學連接器16具有一對終端26a以及26b，其端接被設置在LRU殼體12內並且是在底板連接器14的一側之光纖纜線22a及22b的個別的末端。光纖纜線22a及22b的另一末端是藉由個別的光學連接器30a及30b來光學耦合至在LRU殼體12內並且是在底板連接器14的另一側之光纖纜線24a及24b的個別的末端。所述光學連接器30a及30b被固定至底板連接器14。
在圖2中描繪的光電LRU 10a進一步包含一對光電雙向的收發器2a及2b(兩個是用以提供冗餘)，其被安裝及電耦接至印刷電路板8a。光電雙向的收發器2a及2b的每一個包含一電氣-光學發送器以及一光學-電氣接收器(未顯示在圖2中)。光電雙向的收發器2a是光學耦合至光纖纜線24a的另一端；光電雙向的收發器2b是光學耦合至光纖纜線24b的另一端。
圖2進一步描繪一飛機線束(harness)光學連接器18，其具有一對在光電LRU 10a的外部位置處端接一光纖網路的光纖纜線20a及20b的個別的末端之終端28a及28b。當LRU配接的光學連接器16以及飛機線束光學連接器18配接時，在光電LRU 10a外部的光纖纜線20a及20b分別光學耦合至在光電LRU 10a內的光電雙向的收發器2a及2b。
根據在圖2中描繪的配置，光電雙向的收發器2a及2b是被安裝在印刷電路板8a上，並且被設置在每一個LRU之內的相關的光纖纜線及光學連接器是由不同的供應商各式各樣地客製化的。此種配置亦需要光纖管理裝置控制在LRU介面之彎曲半徑及光學連接器。
對照在圖2中描繪的光電LRU 10a，圖3是展示一電氣LRU 10b(不具有內部的光電收發器)，其藉由一可插拔主動光學連接器32來光學耦合至在電氣LRU 10b外部的光纖纜線20a及20b。如同在此所用的，所述術語“主動”是表示所述光學連接器具有光電構件(例如，一光電雙向的收發器)。在此揭露的可插拔主動光學連接器(PAOC)是被設計以用於並不具有內部的光電收發器的電氣LRU。
在圖3中描繪的電氣LRU 10b具有一LRU殼體12、一被安裝在LRU殼體12內的印刷電路板8a、以及一機械式地耦接至LRU殼體12的LRU配接的電連接器34。在圖3描繪的例子中，LRU配接的電連接器34是在一導線束側具有複數個電氣接腳62、並且在一LRU側具有電線64的一電氣介面。電氣接腳62至電線64有一對一的對應性。每一個電氣接腳62導電地連接至一個別的電線64以形成複數個平行的電氣導體，其載有代表經由所述光纖網路從其它LRU接收到、或是發送至其它LRU的資訊的電氣信號。
圖3進一步描繪一可插拔主動光學連接器32，其具有一對在電氣LRU 10b外部的位置處端接一導線束組件的光纖纜線20a及20b的個別的末端之終端28a及28b。可插拔主動光學連接器32包含一連接器殼體38，其在一LRU側具有複數個電氣插座60以用於在LRU配接的電連接器34以及可插拔主動光學連接器32配接時接收複數個電氣接腳62。可插拔主動光學連接器32進一步包含一對雙向的光電收發器(未顯示在圖3中，但是其分別可具有在圖4中描繪的結構)。當LRU配接的電連接器34以及可插拔主動光學連接器32配接時(圖3是展示未配接的這些構件)，電氣LRU 10b是經由電氣插座60以及一印刷電路板(未顯示在圖3中)來電耦接至被納入在可插拔主動光學連接器32中的光電雙向的收發器。
圖4是指出根據一提出的實施方式的一光電雙向的收發器2的某些構件的方塊圖。光電雙向的收發器2具有單光纖全雙工的雙向的收發器設計，其中光電雙向的收發器2是經由同一光纖纜線28(未顯示在圖4中，但可見於圖8中的光纖20a或20b)發送具有一第一波長λ1的光，並且接收具有一不同於第一波長λ1的第二波長λ2的光。光電雙向的收發器2包含一雙向的光學子組件4(在以下“OSA 4”)，其被安裝到一印刷電路板40。印刷電路板40進一步具有被安裝於其上的各種電氣構件、以及將所述電氣構件彼此連接以及連接到端子的印刷電路。
在圖4中描繪的雙波長單光纖電氣雙向的收發器2包含一雷射裝置44以及一光檢測器48。雷射裝置44是藉由一雷射驅動器42，響應於在資料輸入端子56經由發送電氣信號線(未顯示在圖4中)接收的來自一相關的線路可更換單元(未顯示)的差動發送信號而被驅動以發射具有一波長λ1的光。[如同在此所用的，在同調雷射光的上下文中的術語“波長”是表示雷射光的中心波長具有一窄頻譜寬度。]雷射驅動器42包括轉換那些電氣差動信號成為代表將藉由雷射裝置44發送的資料的電氣數位信號之電路。相反地，光檢測器48接收具有波長λ2的光，並且轉換所偵測到的光成為被提供至一接收電路的電氣信號，所述接收電路包含一放大所述偵測器信號的跨阻抗放大器50、以及一執行所述輸出信號的數位化的限制放大器52。所述接收電路轉換那些電氣信號成為代表接收到的資料的數位電氣差動接收信號。所述電氣差動接收信號是經由資料輸出端子54而被發送至在所述線路可更換單元中的其它電路，並且接收電氣信號線並未顯示在圖4中。
在圖4描繪的例子中，雙向的收發器2包含一雷射裝置44以及一光檢測器48。雷射裝置44可以利用單模分佈反饋式雷射、一多模法布立-佩羅(Fabry-Perot)雷射、或是一用於高的光學輸出功率以及低模態雜訊的垂直腔面發射雷射來實施。光檢測器48可以利用一高響應度p型本徵n型(接腳)光二極體、或是一崩潰光二極體以提供高的接收器靈敏度來加以實施。在圖4中描繪的雙向的收發器2進一步包含一LC插座，其被製作尺寸並且配置以接收一光纖(未顯示在圖4中，但可見於圖8中的光纖20a或20b)的終端。
在圖4中描繪的光電雙向的收發器2能夠單光纖操作，因為其在其光學前端中配備有一波長分波多工(WDM)濾波器46(在以下稱為“WDM濾波器46”)，其通過來自雷射裝置44的在一波長λ1的光學信號，並且在一不同的波長λ2反射所接收到的光學信號朝向光檢測器48。在光電雙向的收發器的2內的WDM濾波器46是根據一種高的串音隔離技術所設計的一波長選擇帶通濾波器。此種隔離的使用確保來自本地的雷射裝置44的光學信號A並不被在同一個雙向的收發器中的光檢測器48偵測到，並且藉由光檢測器48偵測到的光學信號B並不被雷射裝置44接收到的。
在圖4中描繪的光電雙向的收發器2進一步包含一光學子組件4，其被安裝至印刷電路板40。光學子組件4具有一殼體(在以下稱為“OSA殼體”)，其是由兩個一體成型的插座所組成，其包含接收一端接的光纖的LC插座75、以及包含將被光學耦合至所述端接的光纖的光學構件的第二插座。
如同見於圖5中，OSA殼體74包含一LC插座75，其具有一被製作尺寸以接收一終端28的一第一端區段92的第一圓形的圓柱形通道96、以及一光學構件插座73，其具有一第二圓形的圓柱形通道98(其具有一直徑大於第一圓形的圓柱形通道96的直徑)。OSA殼體74的光學構件插座73被製作尺寸以接收一發送/接收電晶體外形(TO)罐72，其容置雷射裝置44、WDM濾波器46以及光檢測器48。LC插座75以及光學構件插座73可以是一體成型的、或是彼此剛性固定的。
所述終端28進一步包括一主體90以及一第二端區段94。終端28的第二端區段94具有一圓形的圓柱形電纜線通道76，其接收在圖6中描繪的光纖纜線20的一有護套的部分86。終端28的主體90及第一端區段92具有一共同的圓形的圓柱形光纖通道78，其接收光纖纜線20的光纖88的一無護套的部分。因此，若在圖6中所示的光纖纜線20的部分被插入在圖5中以橫截面展示的終端28中，則光纖88的端面將會對準且面對一被安裝在發送/接收TO罐72中所形成的一窗口(未顯示在圖5)中的透鏡。此實體配置將雷射裝置44及光檢測器48(參見圖4)光學地耦合至光纖88(參見圖6)。OSA殼體74是由金屬的材料(例如，不銹鋼)所做成的。終端28可以是由半剛性熱塑性材料或是金屬的材料(例如，不銹鋼)所做成的。一市售的光纖纜線20包含一光纖88，其包括一聚合物核心及氟化聚合物包層(cladding)以及一由聚乙烯所做成的護套86。
圖7及8是代表根據一實施例的一種用於連接一光纖網路至一電氣LRU之連接器系統6的個別的三維的視圖。連接器系統6包含一LRU配接的連接器34以及一可插拔主動光學連接器32，其在圖7及8中被展示為對準的，但是尚未配接。圖9A是代表LRU配接的連接器34的側視圖；圖9B是代表可插拔主動光學連接器32的側視圖。如同在圖7、8、9A及9B中可見的，LRU配接的連接器34包含一殼體35，並且可插拔主動光學連接器32包含一連接器殼體38。殼體35及38是被製作尺寸及成形以符合在現有的飛機標準ARINC 801中所載明的要求。(ARINC 801規格涵蓋針對適合用於商用飛機上的光纖互連組件的光纖互連構件及測試程序之尺寸、效能及品質保證標準。)殼體35及38的每一個都具有所述光纖可被插入其中的開口。
此外，殼體35及38具有個別組的開口，以用於各種的電氣介面構件穿過其的通過。如同在圖7中最清楚可見的，LRU配接的連接器34包含在LRU配接的連接器34的LRU側的複數個外部的電線64。所述電線64電連接至LRU配接的連接器34的輸入/輸出印刷電路板8b。如同在圖8中最清楚可見的，LRU配接的連接器34進一步包含在LRU配接的連接器34的飛機側的複數個電氣接腳62。所述電氣接腳62被配置以電耦接至(例如，被插入)在可插拔主動光學連接器32中所納入的對應的複數個電氣插座60(在圖7中所示)。可插拔主動光學連接器32的連接器殼體38在LRU側具有複數個對準電氣插座60的開口，並且在飛機側具有一對開口，其容許一光纖網路的個別的光纖纜線20a及20b的通過。LRU配接的連接器34以及可插拔主動光學連接器32可以藉由將複數個電氣接腳62插入對應的複數個電氣插座60中來加以電耦接。
圖10A及11A是分別代表在圖9A中描繪的LRU配接的連接器的俯視及側視圖，其中所述殼體(藉由虛線指出)被移除。如同在圖10A及11A中可見的，每一個電線64是藉由一個別的第一電連接器82、一個別的電線84、以及一個別的第二電連接器80來電連接至一對應的電氣接腳62。每一個第一電連接器82連接一個別的電線84的一端至一個別的電線64；每一個第二電連接器80連接所述個別的電線84的另一端至一個別的電氣接腳62。圖12A是代表LRU配接的連接器34的電氣介面的一個三維的視圖，其中殼體35(藉由虛線指出)被移除。連接所述電氣介面的電線84亦未被展示。
圖10B、11B及12B是分別代表顯示在圖9B中描繪的可插拔主動光學連接器32的組裝的內部構件的俯視、側視及三維的視圖，其中連接器殼體(藉由虛線指出)被移除。可插拔主動光學連接器32的內部的構件包含一對印刷電路板68及70，其經由電氣插座60來和LRU電子式通訊。可插拔主動光學連接器32的內部的構件進一步包含一被安裝到印刷電路板68的第一OSA殼體74a、以及一被安裝到印刷電路板70的第二OSA殼體74b。第一及第二LC插座74a及74b的每一個可以具有和在圖5中描繪的OSA殼體74相同的結構。可插拔主動光學連接器32的內部的構件進一步包含一端接一第一光纖纜線20a的第一終端28a、以及一端接一第二光纖纜線20b的第二終端28b。第一及第二終端28a及28b的每一個可以具有和在圖5中描繪的終端28相同的結構。當終端28a的遠端被插入到OSA殼體74a中時，光纖纜線20a光學耦合至內含在OSA殼體74a之內的發送/接收TO罐72(參見圖5)內的光學構件。類似地，當終端28b的遠端被插入到OSA殼體74b中時，光纖纜線20b光學耦合至內含在所述OSA殼體74b之內的發送/接收TO罐72(參見圖5)內的光學構件。在每一個TO罐72內的雙向的收發器的光學構件包含如同在圖4中所繪的一雷射裝置44、一光檢測器48以及一WDM濾波器46。圖13展示在圖12B中描繪的可插拔主動光學連接器32的組裝的內部構件的側視圖，而圖14及15展示在圖12B中描繪的可插拔主動光學連接器32的組裝的內部構件之個別的三維的視圖。
圖16是指出根據一提出的實施方式的一種用於組裝一航空電子資料傳送系統之方法150的步驟的流程圖。方法150是以藉由箭頭所指出的順序來執行所列的步驟。然而，在替代的實施方式中，所述步驟可以根據一替代的排序來加以執行。接著在下一段落中的說明將會以藉由在圖16中的箭頭所指出的順序來描述方法150的步驟。然而，所述各種步驟的替代的順序將會在適當的時點加以描述。
參考圖16，第一複數個電連接器連接至在一印刷電路板上的電路(步驟152)。在步驟152之後，一光電雙向的收發器的一雷射裝置以及一光檢測器連接至在所述印刷電路板上的所述電路(步驟154)。(在替代方案中，步驟154可以在步驟152之前執行。)在步驟154之後，在一飛機上的一光纖網路的一光纖纜線的一端被端接在一終端中(步驟156)。(在替代方案中，步驟156可以在步驟154之前執行)在步驟156之後，所述終端被插入在一被安裝至所述印刷電路板的插座內，直到所述光纖纜線的一端面是在所述光電雙向的收發器的一指定的距離之內並且在一面對所述光電雙向的收發器的位置為止(步驟158)。在步驟158之後，所述第一複數個電連接器對準一被附接至在所述飛機上的一線路可更換單元的配接的連接器的第二複數個電連接器(步驟160)。在步驟160之後，所述印刷電路板是在維持所述第一及第二複數個電連接器對準時，朝向所述線路可更換單元來加以移動(步驟162)，藉此連接所述第一複數個電連接器至所述第二複數個電連接器。(在替代方案中，步驟160及162可以在步驟158之前執行。)
可插拔主動光學連接器32可以直接被插入具有一相符可插拔主動光學連接器32的電氣腳位配置圖定義的電氣介面的LRU中。為了考量具有一不同的電連接器以及腳位配置圖定義(例如，電氣接腳需要來自兩個連接器)的LRU，可插拔主動光學連接器32可以被軌裝到靠近所述LRU處，並且一短的電氣線路線束可以適配至不同的連接器。
圖17是代表根據一替代實施例的一電氣LRU 10b的圖，其能夠在兩個LRU側的連接器34a及34b利用一短的跳線器電纜線66來電耦接至一飛機側的可插拔主動光學連接器32時，從一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線20a及20b接收資料，並且傳送資料至光纖纜線20a及20b。連接器34a、34b及32以及跳線器電纜線66在圖17中是以未配接的狀態被展示。跳線器電纜線66是一種電纜線，其在一端具有一般的(不合規的)連接器(其未被展示，因為其可以是與一現有的LRU連接器類型配接的任意類型)，並且在另一端具有配接至可插拔主動光學連接器32之特定的連接器。
一將會產生較短且較簡單的模組的替代方案是用一短長度的光學豬尾式接頭(永久地環氧樹脂膠合光纖至OSA)來取代所述可插拔光學接觸。一豬尾式接頭的替代方案的缺點是豬尾式接頭光纖本身的失效可能會導致整個模組被丟棄。
圖18是代表根據另一替代實施例的一電氣LRU 10b的圖，其能夠在一LRU側的連接器34以及一具有環氧樹脂膠合至其的豬尾式接頭58a及58b的飛機側的可插拔主動光學連接器32配接時，從一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線20a及20b接收資料，並且傳送資料至光纖纜線20a及20b。所述連接器在圖18中是以一未配接的狀態而被展示。一豬尾式接頭是一種光纖纜線，其永久對準及附接(藉由環氧樹脂)至OSA 4(未顯示在圖18中，但是可見於圖4)，而不需要一插座連接器(不需要插入及拔出，因而在所述OSA連接並沒有終端)。在所述豬尾式接頭的另一端有一終端(未顯示在圖式中)，以用於飛機的直插式連接。
儘管可插拔主動光學連接器已經參考各種實施例來加以敘述，但是熟習此項技術者將會理解到的是可以對於其之元件做成各種改變，並且等同物可以替代其之元件，而不脫離在此的教示。此外，可以做成許多修改以調適在此揭露的實務的概念及簡約至一特定的情況。於是，所欲的是由請求項所涵蓋的標的並不受限於所揭露的實施例。
除非請求項的語言明確地指定或陳述指出那些步驟中的某些或全部被執行所用的一特定順序的狀況，否則在以下闡述的方法請求項不應該被解釋為需要在其中所闡述的步驟用字母順序(在請求項中的任何字母順序只是為了參照先前闡述的步驟之目的而被使用)、或是用其中它們被闡述的順序來加以執行。所述方法請求項也不應該被解釋為排除兩個或多個步驟的任何部分被同時或交替地執行，除非請求項的語言明確地陳述排除此種解釋的狀況。
註釋：以下的段落描述此揭露內容的進一步的特點。
A1.一種用於組裝一資料傳送系統之方法，所述方法包括： (a)連接第一複數個電連接器至在一印刷電路板上的電路； (b)連接一光電雙向的收發器的一光學次組件的一雷射裝置以及一光檢測器至在所述印刷電路板上的所述電路； (c)將在一飛機上的一光纖網路的一光纖纜線的一端設置在一面對所述光電雙向的收發器的所述光學子組件的位置；以及 (d)連接所述第一複數個電連接器至被附接到在所述飛機上的一線路可更換單元的一配接的連接器的第二複數個電連接器。
A2.如同段落A1所述之方法，其中步驟(d)包括將所述第二複數個電連接器分別插入所述第一複數個電連接器中。
A3.如同段落A1-A2所述之方法，其中步驟(d)包括： 對準所述第一複數個電連接器與所述第二複數個電連接器；以及 在維持所述第一及第二複數個電連接器對準時，朝向所述線路可更換單元來移動所述印刷電路板。
A4.如同段落A1-A3所述之方法，其中所述印刷電路板是朝向所述線路可更換單元而被移動，直到第一及第二複數個電連接器中的複數個完全被插入所述第一及第二複數個電連接器中的其它複數個內為止。
A5.如同段落A1-A4所述之方法，其中步驟(c)包括： 在一終端中端接所述光纖纜線的所述端；以及 將所述終端插入在一被安裝至所述印刷電路板的插座內，直到所述光纖纜線的一端面是在一指定的距離之內並且面對所述光電雙向的收發器的所述光學子組件的一窗口為止。
2:光電雙向的收發器 2a:光電雙向的收發器 2b:光電雙向的收發器 4:雙向的光學子組件 6:連接器系統 8a:印刷電路板 8b:輸入/輸出印刷電路板 10a:光電LRU 10b:電氣LRU 12:LRU殼體 14:底板連接器 16:LRU配接的光學連接器 18:飛機線束光學連接器 20a:第一光纖纜線 20b:第二光纖纜線 22a:光纖纜線 22b:光纖纜線 26a:終端 26b:終端 28:光纖纜線 28a:第一終端 28b:第二終端 30a:光學連接器 30b:光學連接器 32:可插拔主動光學連接器 34a、34b:連接器 35:殼體 38:連接器殼體 40:印刷電路板 42:雷射驅動器 44:雷射裝置 46:波長分波多工(WDM)濾波器 48:光檢測器 50:跨阻抗放大器 52:限制放大器 54:資料輸出端子 56:資料輸入端子 58a、58b:豬尾式接頭 60:電氣插座 62:電氣接腳 64:電線 66:跳線器電纜線 68:印刷電路板 70:印刷電路板 72:發送/接收電晶體外形(TO)罐 73:光學構件插座 74:OSA殼體 74a:第一OSA殼體 74b:第二OSA殼體 75:LC插座 76:圓柱形電纜線通道 78:圓柱形光纖通道 80:第二電連接器 82:第一電連接器 84:電線 86:有護套的部分 88:光纖 90:主體 92:第一端區段 94:第二端區段 96:第一圓形的圓柱形通道 98:第二圓形的圓柱形通道 100:網路環境 102:飛機 104:右機翼 106:左機翼 108:機身 110:引擎 112:引擎 114:機鼻區段 116:機尾區段 118:右水平尾翼 120:左水平尾翼 122:垂直尾翼 124:機上資料通訊及處理系統 126:光纖網路 127:裝置 128:飛行甲板顯示器 130:飛行控制電腦 132、134、136、138、140、142、144、146、148:LRU 150:方法 152:步驟 154:步驟 156:步驟 158:步驟 160:步驟 162:步驟
在前述段落中論述的特點、功能及優點可以獨立地在各種實施例中加以達成、或是可以在另外其它實施例中加以結合。各種的實施例將會為了描繪上述及其它特點之目的而在以下參考圖式來加以敘述。在此段落中簡短敘述的圖式都沒有按照比例繪製。 圖1是代表在一飛機上的一資料處理系統之三維剖面視圖，所述資料處理系統包含一光學資料通訊網路。 圖2是代表一具有內部的收發器的典型的光電LRU的圖，其可以在一LRU側的連接器以及一飛機側的連接器配接時，光學耦合至一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線。(所述連接器在圖2中是以一未配接的狀態而被展示。) 圖3是代表根據一實施例的一電氣LRU的圖，其能夠在一LRU側的連接器以及一飛機側的可插拔主動光學連接器配接時，經由所述PAOC以從一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線接收資料，並且傳送資料至所述匯流排。(所述連接器在圖3中是以一未配接的狀態而被展示。) 圖4是指出根據一提出的實施方式的一光電雙向的收發器的某些構件的方塊圖。 圖5是代表根據一實施例的一終端/插座組件的截面圖。 圖6是代表為了光學耦合一光纖至一發送/接收TO罐之目的而可被插入在圖5中描繪的終端內的一光纖纜線的一部分的側視圖。 圖7及8是代表對準但是尚未配接的一LRU配接的連接器以及一可插拔主動光學連接器之個別的三維視圖。 圖9A是代表在圖7及8中描繪的LRU配接的連接器的側視圖。 圖9B是代表在圖7及8中描繪的可插拔主動光學連接器的側視圖。 圖10A及11A分別代表在圖9A中描繪的LRU配接的連接器的俯視及側視圖，其中所述殼體(藉由虛線指出)被移除。 圖10B及11B分別代表在圖9B中描繪的可插拔主動光學連接器的俯視及側視圖，其中所述連接器殼體(藉由虛線指出)被移除。 圖12A是代表在圖9A中描繪的LRU配接的連接器的電氣介面的一個三維的視圖，其中所述殼體(藉由虛線指出)被移除。連接所述電氣介面的線路亦未被展示。 圖12B是代表在圖9B中描繪的可插拔主動光學連接器的組裝的內部構件的一個三維的視圖，其中所述連接器殼體(藉由虛線指出)被移除。 圖13是代表在圖12B中描繪的可插拔主動光學連接器的組裝的內部構件的側視圖。 圖14及15是代表在圖12B中描繪的可插拔主動光學連接器的組裝的內部構件之個別的三維的視圖。 圖16是指出根據一實施例的一種用於組裝一航空電子資料傳送系統之方法的步驟的流程圖。 圖17是代表根據一替代實施例的一電氣LRU的圖，其能夠在一LRU側的連接器以及一飛機側的可插拔主動光學連接器利用一短的跳線器(jumper)電纜線電耦接時，從一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線接收資料，並且傳送資料至所述光纖纜線。為了簡化起見，所述跳線器電纜線的配接的電氣接腳及插座未被展示。(所述連接器及跳線器電纜線在圖17中是以未配接的狀態而被展示。) 圖18是代表根據另一替代實施例的一電氣LRU的圖，其能夠在一LRU側的連接器以及一具有用環氧樹脂膠合至其的豬尾式接頭(pigtail)的飛機側的可插拔主動光學連接器配接時，從一光學航空電子資料匯流排的光纖纜線接收資料，並且傳送資料至所述光纖纜線。(所述連接器在圖18中是以未配接的狀態而被展示。) 在以下將會參考到所述圖式，其中在不同圖式中的類似元件具有相同的元件符號。
20a:第一光纖纜線
20b:第二光纖纜線
28a:第一終端
28b:第二終端
32:可插拔主動光學連接器
38:連接器殼體
60:電氣插座
68:印刷電路板
70:印刷電路板
74a:第一OSA殼體
74b:第二OSA殼體

Claims (12)

  1. 一種可插拔主動光學連接器，其包括：連接器殼體；第一印刷電路板，其內含在所述連接器殼體之內；第一複數個電連接器，其電耦接至所述第一印刷電路板，並且藉由所述第一印刷電路板來加以支承；第一雙向的光學子組件，其包括電耦接至所述第一印刷電路板的第一雷射裝置以及第一光檢測器；被安裝至所述第一印刷電路板的第一殼體，所述第一殼體包括被配置以包含所述第一雙向的光學子組件的第一插座、以及被配置以接收端接第一光纖電纜的第一終端的一端的第二插座；第二印刷電路板，其內含在所述連接器殼體之內；第二複數個電連接器，其電耦接至所述第二印刷電路板，並且藉由所述第二印刷電路板來加以支承；第二雙向的光學子組件，其包括電耦接至所述第二印刷電路板的第二雷射裝置以及第二光檢測器；被安裝至所述第二印刷電路板的第二殼體，所述第二殼體包括被配置以包含所述第二雙向的光學子組件的第一插座、以及被配置以接收端接第二光纖電纜的第二終端的一端的第二插座，其中所述第一雷射裝置電耦接至所述第一複數個電連接器的第一對電連接器，並且被配置以響應於經由所述第一複數個電連接器的所述第一對電連接器接收到的電氣信號來發送光穿過所述第一殼體至第一光纖的一端；其中所述第一光檢測器電耦接至所述第一複數個電連接器的第二對電連接器，並且被配置以響應於光從所述第一光纖的所述端的接收來傳送電氣信號至 所述第一複數個電連接器的所述第二對電連接器；其中所述第二雷射裝置電耦接至所述第二複數個電連接器的第一對電連接器，並且被配置以響應於經由所述第二複數個電連接器的所述第一對電連接器接收到的電氣信號來發送光穿過所述第二殼體至第二光纖的一端；並且其中所述第二光檢測器電耦接至所述第二複數個電連接器的第二對電連接器，並且被配置以響應於光從所述第二光纖的所述端的接收來傳送電氣信號至所述第二複數個電連接器的所述第二對電連接器。
  2. 如請求項1所述之可插拔主動光學連接器，其中所述第一複數個電連接器是電氣插座。
  3. 如請求項1所述之可插拔主動光學連接器，其中所述第一雙向的光學子組件進一步包括波長分波多工濾波器，其光學耦合至所述第一雷射裝置以及所述第一光檢測器。
  4. 如請求項1所述之可插拔主動光學連接器，其中所述第一雙向的光學子組件進一步包括：第一波長分波多工濾波器，其光學耦合至所述第一雷射裝置以及所述第一光檢測器；以及第二波長分波多工濾波器，其光學耦合至所述第二雷射裝置以及所述第二光檢測器。
  5. 如請求項1所述之可插拔主動光學連接器，其進一步包括被設置在所述連接器殼體內的橡膠密封，所述橡膠密封被配置以在所述第一終端及所述第二終端分別被插入所述第一殼體及所述第二殼體中時圍繞所述第一光纖及所述第二光纖的個別的部分。
  6. 一種資料傳送系統，其包括：光纖網路； 複數個電子裝置；複數個配接的連接器，其分別附接且電耦接至所述複數個電子裝置，每一個配接的連接器具有複數個電連接器；以及複數個如請求項1所述之可插拔主動光學連接器，其分別附接且電耦接至所述複數個配接的連接器並且光學耦合至所述光纖網路。
  7. 如請求項6所述之資料傳送系統，其中所述光纖網路包括複數個光纖纜線，並且每一個可插拔主動光學連接器的所述第一雙向的光學子組件及所述第二雙向的光學子組件光學耦合至所述複數個光纖纜線的個別的光纖纜線。
  8. 如請求項6所述之資料傳送系統，其中所述電子裝置是線路可更換單元。
  9. 如請求項8所述之資料傳送系統，其中所述線路可更換單元被安裝在飛機上。
  10. 如請求項6所述之資料傳送系統，其中所述第一雙向的光學子組件進一步包括波長分波多工濾波器，其光學耦合至所述第一雷射裝置以及所述第一光檢測器。
  11. 如請求項10所述之資料傳送系統，其中所述第一雙向的光學子組件進一步包括：一對資料輸入端子，其電耦接至所述複數個配接的連接器的其中一個配接的連接器的個別的電連接器；以及雷射驅動器，其電耦接至所述一對資料輸入端子以及所述第一雷射裝置。
  12. 如請求項11所述之資料傳送系統，其中所述第一雙向的光學子組件進一步包括：一對資料輸出端子，其電耦接至所述複數個配接的連接器的所述其中一個 配接的連接器的個別的電連接器；以及跨阻抗放大器，其電耦接至所述一對資料輸出端子以及所述第一光檢測器。
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