光データリンク
【課題】簡単な構造で外部へのノイズ放射を効果的に低減できる光データリンク(光トランシーバ)を提供する。
【解決手段】光データリンクは、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリ1a、1bと、この光サブアセンブリ1a、1bを実装した回路基板2、3とを、ベースカバー9とトップカバー10かなる筐体内に収納保持している。トップカバー9の後部内側には櫛歯状導電部材11が設けられている。この櫛歯状導電部材11の櫛歯の間隔は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満に形成にしてあり、櫛歯状導電部材11はトップカバー9と一体に形成されていてもよく、別体に形成されて筺体に固着されていてもよい。
【解決手段】光データリンクは、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリ1a、1bと、この光サブアセンブリ1a、1bを実装した回路基板2、3とを、ベースカバー9とトップカバー10かなる筐体内に収納保持している。トップカバー9の後部内側には櫛歯状導電部材11が設けられている。この櫛歯状導電部材11の櫛歯の間隔は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満に形成にしてあり、櫛歯状導電部材11はトップカバー9と一体に形成されていてもよく、別体に形成されて筺体に固着されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光信号によるデータ通信に用いられる光トランシーバ等の光データリンクに関する。
【背景技術】
【0002】
光通信に用いられる光データリンクは、光トランシーバの内部、もしくは光信号を送信する送信用光サブアセンブリ(TOSA:Transmitter Optical Sub-Assembly)、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ(ROSA:Receiver Optical Sub-Assembly)、または、光信号を送受信の双方の構成を持つ送受信用光サブアセンブリ等の光サブアセンブリを、多数の電子部品を実装した回路基板と共に金属製の筐体内に収納保持して構成される。この場合、送受信の双方の機能を備えるものは、一般にプラガブル型光トランシーバ(以下、光トランシーバという。)とも言われる。
【0003】
図13は、従来の光トランシーバ100の一例を説明する図であり、例えば、光トランシーバ100は、光レセプタクル106の後部が断面矩形状の金属製の筐体105で囲われた長方形体で形成されている。光トランシーバ100は、ホスト装置のフロントパネル103に設けられたパネル開口103aを通して、ホスト基板104上に載置されたケージ102内に挿抜自在に嵌めこまれ、ケージ102の奥部に配された電気コネクタ(図示せず)により電気的に接続される。また、光レセプタクル106内には光ファイバコネクタ107が挿入され、光トランシーバ100に実装されている発光素子および受光素子と光学的に接続され、光信号の送受信が行われる。
【0004】
このような光トランシーバでは、光トランシーバの内部、もしくはホスト装置の内部から外部への電磁放射(EMI)を抑え、また放熱を促進するために、光トランシーバ100の金属製の筐体105を、接地されているケージ102またはホスト装置のフロントパネルの開口103aに電気的に接触させて電磁的にシールドすることなどが一般的に行われている。
【0005】
例えば、特許文献1には、光トランシーバを覆う金属カバーに設けた弾性フィンガが、光コネクタが挿入された状態のときに、金属カバーの外方に突き出されてケージ内面に電気的に接触されてEMIシールドを形成し、光コネクタが挿入されていないときは、弾性フィンガは、ケージと無接触となってモジュールの着脱を容易にしたものが開示されている。また、特許文献2には、光ファイバコネクタを挿入するための挿入口とレセプタクル部との隙間を塞ぐ金属製の遮蔽部を設けた光送受信モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−233261号公報
【特許文献2】特開2003−270492号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般に、EMIシールドを考慮した光トランシーバの実装は、ホスト装置のフロントパネルとケージ間、並びに光トランシーバ筐体とケージ間を、複数のフィンガ(又はタブ)により複数の電気接続パスを形成して接地電位の安定化を図るとともに、外部への漏洩口となるパネル開口付近の隙間となる部分小さくする努力が払われ、上記の特許文献に開示されるような種々の提案がなされてきた。
【0008】
しかしながら、近年は、信号の伝送量が増大に加えて伝送速度が高速化し、動作周波数が高くなっているため、外部への電磁放射が僅かな隙間からでも生じる。例えば、フロントパネル開口とケージとの間の隙間、ケージと光トランシーバ筐体との間の隙間は、外向きと内向きのフィンガで部分的には塞ぐことが可能であるが、フィンガ間の間隙が隙間として残るため、この隙間を通してシールド漏れが生じる恐れがある。
【0009】
また、小型の光トランシーバにおいては、光ファイバコネクタの挿入口と光レセプタクル部との隙間といった小さなスペースに、効果的にノイズ遮蔽用の部品を配置することは難しい。このように、光トランシーバ内部で発生するノイズの周波数が高いほど、より小さな隙間でも漏洩が発生するため、隙間を塞ぐことによってノイズを抑制する方式のみでは、ノイズ放射の低減面で限度があった。
【0010】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で外部へのノイズ放射を効果的に低減できる光データリンク(光トランシーバ)を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明による光データリンクは、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを、ベースカバーとトップカバーからなる筐体内に収納保持した光データリンクであって、筐体内部に櫛歯状導電部材を有することを特徴とする。上記の櫛歯状導電部材の櫛歯の間隔は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満に形成にしてあり、櫛歯状導電部材はトップカバーと一体に形成されていてもよく、筺体と別体に形成されて筺体に固着されていてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、光トランシーバの筐体内部に櫛歯状導電部材を設けたことにより、筺体の内部空間を伝搬する電磁ノイズを櫛歯状導電部材によって減衰させることができ、外部へのノイズ放射を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る光トランシーバの一例の斜視図である。
【図2】図1の光トランシーバをケージに組み込んだ状態での断面図である。
【図3】櫛歯状導電部材の例を説明するための図である。
【図4】櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバの電磁ノイズに対する等価回路を示す図である。
【図5】本発明に係る光トランシーバの電磁ノイズの測定環境を説明するための図である。
【図6】導波管内のノイズ伝搬シミュレーションに用いたモデルを示す図である。
【図7】シミュレーション結果を示す図である。
【図8】櫛歯状導電部材の他の例を説明するための図である。
【図9】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図10】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図11】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図12】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図13】従来の光トランシーバを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、光データリンクとして光トランシーバを例に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係る光トランシーバの一例の斜視図である。ここで、図1(A)は、トップカバーを開いた状態を示す図であり、図1(B)はトップカバーを閉じるとともに接地フィンガを組みつけた状態を示す図である。また、図2は、図1に光トランシーバをケージに組み込んだ状態での断面図である。
【0015】
図において、1aはTOSA、1bはROSA、2は第1の回路基板、3は第2の回路基板、4,5はフレキシブル基板(FRP)、6は基板ホルダ、7は金属製の保持部材、8はレセプタクル部材、9はベースカバー、10はトップカバー、11は櫛歯状導電部材、13は接地シールド部材を示す。
【0016】
光信号を送信する光サブアセンブリ1a(TOSA)と光信号を受信する光サブアセンブリ1b(ROSA)とは、互いに幅方向(X軸方向)に並列状態にしてレセプタクル部材8により一体的に組み付けてサブアセンブリユニットとされる。これらのTOSA1a及びROSA1bには、それぞれ光電変換素子である発光素子及び受光素子が搭載される。
【0017】
TOSA1aとROSA1bのための電気信号処理、制御等は、第1の回路基板2および第2の回路基板3に実装された電子回路部品群からなる電子回路で行われる。TOSA1aとROSA1bは、フレキシブル基板4(FRP)を介して第1の回路基板2に電気的に接続される。第1の回路基板2と第2の回路基板3とは、基板ホルダ6により上下方向(Y軸方向)に組み付け一体化されて配置され、フレキシブル基板5(FRP)介して電気的に接続される。
【0018】
第1の回路基板2は、例えば、主回路基板として光トランシーバの主たる制御を行う回路装置に用い、IC回路等の発熱部品を搭載する基板とすることができる。また、第2の回路基板3は、付加機能を追加することで第1の回路基板2だけでは収めることができない制御回路や電子部品を搭載する基板とすることができる。しかし、第1と第2の回路基板に、どの制御回路・電子部品を搭載しなければならないというものではなく、1つの回路基板で収まる場合は、第2の回路基板3を設ける必要はない。なお、第1の回路基板2の後方には、光トランシーバをホスト装置に電気的に接続するための、コネクタ部2aが設けられる。
【0019】
保持部材7は金属製で、例えば、TOSA1a,ROSA1bの前部(Z軸方向)に嵌合して前端部側の隙間部分からの電磁波をシールドする嵌合孔を有するフロントシールド部と、TOSA1a、ROSA1bの本体部を上下方向から把持するU字状の把持部を有している。
【0020】
ベースカバー9の前部には、光コネクタを挿着するためのレセプタクル部材8が結合されている。レセプタクル部材8は、金属材や絶縁樹脂の成型により形成され、光コネクタが挿入され挿着される一対のソケット孔8aを有し、TOSA1a、ROSA1bのスリーブ部分に連通している。
【0021】
ベースカバー9は、放熱とシールド機能を有する金属材で形成され、底壁と一対の側壁からなる。ベースカバー9内には、レセプタクル部材8の内端に保持部材7のフロントシールド部が接する状態で収納され、また、第1の回路基板2、第2の回路基板3が基板ホルダ6と共に位置決めされて収納されている。また、ベースカバー9の側壁の後端には、トップカバー10の一方の端部10aを回動可能に係止する係止部9aが設けられている。
【0022】
トップカバー10は、ベースカバー9の上部の開口を塞ぐ蓋形状で、ベースカバー9と同様に、放熱とシールド機能を有する金属材で形成することができる。トップカバー10の前部側の内面には、TOSA1a、ROSA1bを上方から押えて、保持固定するための保持部が設けられていて、トップカバー10が閉じられたときにTOSA1a、ROSA1bを保持固定するようになっている。また、トップカバー10の後部内面には後述する櫛歯状導電部材11が設けられている。
【0023】
図1(B)に示す接地シールド部材13は、弾性を有する金属板から形成される。接地シールド部材13は、光トランシーバをホスト装置のケージ20内に挿入したとき、ケージ20内面に筐体を電気的に接触させて接地し、金属製の筐体にシールド機能を持たせるためのものである。
【0024】
上述のように、光トランシーバは、Z軸方向に延びる内部空間を有しており、少なくともその内面が金属からなるベースカバー9とトップカバー10とからなる筺体を備える。このため、筐体の内部空間はZ軸方向に延びる導波管と同様の構造となっている。したがって、その内部空間の寸法で定まる遮断周波数以上の周波数を有するノイズは、筺体の内部空間をZ軸方向に伝搬することになる。
【0025】
図3は、本発明における櫛歯状導電部材の例を説明するための図であり、図3(A)は斜視図、図3(B)は断面図である。
図3に示す櫛歯状導電部材11は、トップカバー10と同等の金属材で一体に形成されている。櫛歯状導電部材11は、光トランシーバの長手方向(Z軸方向)に対して直交する方向に複数の略平行な櫛歯12を有しており、この複数の櫛歯12が筐体内の電磁ノイズを減衰させる作用を有する。抑制対象となる電磁ノイズの波長をλとするとき、櫛歯状導電部材11の各櫛歯12の間隔aは波長λの1/4未満となるようにしている。
【0026】
図4は、櫛歯状導電部材11を設けた筺体の電磁ノイズに対する等価回路である。等価回路は、左端から入力された電磁ノイズが右端から出力される一種の導波管フィルタを構成している。そして、櫛歯と櫛歯の間隔aを変更することにより、等価回路における容量の大きさが変わり、これによって、周波数特性が変化することになる。なお、櫛歯の高さは筺体内部の高さの約1/3以上の高さがあることが望ましい。
【0027】
図5は、本発明に係る光トランシーバの電磁ノイズの測定環境を説明するための図である。
電磁ノイズの測定は、電波吸収体31を5面に形成した電波暗室30内で行い、ターンテーブル32の上にノイズ放射減となる光トランシーバ40を置き、3m離れた位置に設けたアンテナ33によって測定した。
【0028】
測定に用いた光トランシーバ40は、櫛歯状導電部材11を設けないものと、櫛歯状導電部材11を設けたものを準備し、図2に示すようにケージ内に挿入した状態で測定を行った。ここで、櫛歯状導電部材11を設けた光トランシーバ40は、筺体の高さ(Y軸方向)が7.3mm、筐体の幅(X方向)が13.6mmであり、櫛歯12の枚数が8枚(内、1枚は短い)、櫛歯12の厚みが0.6mm、櫛歯12の間隔が0.6mm、櫛歯12の高さが2.65mmのものを用いた。そして、光トランシーバ40は10Gbpsで動作させた。
【0029】
表1は放射ノイズの測定値の最大値を示すものであり、20.625GHzでノイズの.最大値が現れた。測定では、櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバの方が、櫛歯状導電部材を設けなかった光トランシーバに比べて、4.3dB(約37%)放射ノイズが小さくなった。なお、放射ノイズの最大値は、櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバと櫛歯状導電部材を設けなかった光トランシーバの両者とも光コネクタ挿入口がアンテナ33の方向に向いたとき、すなわちケージの開口側がアンテナ33側に向いたときに得られた。
【表1】
【0030】
また、本発明の櫛歯状導電部材の効果をさらに確認するためのシミュレーションを行った。
図6は導波管内のノイズ伝搬シミュレーションに用いたモデルを示す図である。
シミュレーションに用いたモデルは、内部の高さ(Y軸方向)5.28mm、幅(X軸方向)23.06mm、長さ(Z軸方向)141.1mmの金属からなる内部が真空の導波管50とし、内部に導体の厚み(Z軸方向)0.1mm、高さ(Y軸方向)3.71mmの櫛歯12を10.1mmの間隔で設けたものとした。なお、ノイズの周波数は、6.56GHzとした。
【0031】
図7にシミュレーションの結果を示す。図7では、導波管50の一方の開口部から入力した電磁波が、反対側の開口から出力として得られる際にどの程度減衰しているかについて、櫛歯12を設けない場合の減衰率をゼロとして図示している。このシミュレーション結果から、櫛歯12の数が多いほど電磁波の減衰率が大きくなることが分かる。なお、シミュレーションは導波管50および櫛歯12が導体損失ゼロの理想的な金属であるとして行っているため、実測した場合と誤差を生じる可能性はあるが、櫛歯の数に対する減衰率の傾向は実測した場合と変わることはない。
【0032】
図8は櫛歯状導電部材の他の例を説明するための図である。
図8に示す櫛歯状導電体11は、櫛歯12と櫛歯12の間隔を順次a1、a2,a3・・・anとした際に、a1>a2>a3>・・・>anとなるように間隔の大きさを連続的に変化させている。ここで、間隔a1は抑制対象とする電磁ノイズの基本波長λに対して1/4未満となるようにしている。これにより、抑制対象となる電磁ノイズが高調波を含む広帯域なノイズであった場合でも、効果的にノイズ放射を抑制することができる。
【0033】
図9は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図9に示す櫛歯状導電体11は、櫛歯12と櫛歯12の間隔がa1である第1の櫛歯群111と、歯12と櫛歯12の間隔がa2の第2の櫛歯群112を備えている。ここで、間隔a1は抑制対象とする電磁ノイズの基本波長λに対して1/4未満であり、a1>a2の関係となるようにしている。櫛歯群の数は図9の例では2つであるが、3つ以上としてもよい。これにより、予め光トランシーバ内で発生する電磁ノイズの周波数が特定できる場合は、複数の周波数の電磁ノイズを効果的に抑制することができる。
【0034】
図10は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図であり、図10(A)は斜視図、図10(B)は断面図である。
図10に示す櫛歯状導電部材11は、図3に示す櫛歯状導電部材11と同様に、トップカバー10と同等の金属材で一体に形成されているが、櫛歯12と櫛歯12の間隔に位置するトップカバー10に外部に開口する貫通孔14を設けている。この貫通孔14は高周波の電磁ノイズに対して閉じているため、貫通孔14を通してノイズが外部に放射されることはない。これにより、トップカバーの軽量化と光トランシーバの対流による放熱効果を高めることができる。
【0035】
図11は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図11はトップカバー10の内側から櫛歯状導電部材11を見た図であり、櫛歯状導電部材11の櫛歯12は断面が曲線状の箇所を有している。櫛歯12と櫛歯12との間隔aは抑制対象となる電磁ノイズの波長を波長λの1/4未満となるようにしている点は、図3に示した櫛歯状導電部材11と同じであり、電磁ノイズに対する作用も図3に示した櫛歯状導電部材11と同様である。
【0036】
図12は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図12に示す櫛歯状導電部材11は、トップカバー10と別体に形成された金属などの導電体からなり、トップカバー10に固着されている。櫛歯12と櫛歯12の間隔や櫛歯12の形状は先述した種々のものが適用できる。トップカバー10と一体に櫛歯状導電部材11を形成したものでは、光トランシーバの駆動周波数に応じて櫛歯間隔の異なるトップカバーを準備する必要があるが、図12に示す櫛歯状導電部材11では、櫛歯間隔や寸法の異なるものを複数準備しておき、種々の動作周波数を有する光トランシーバに適したものをトップカバーに固着するだけで、簡単に電磁ノイズの放射を抑制することができる。
【0037】
以上、本実施の形態では、櫛歯状導電部材をトップカバーの後部(ホスト装置とのコネクタ側)に設けた例を示したが、光トランシーバ内にスペースがあれば、櫛歯状導電部材をトップカバーの前部(レセブタクル側)あるいは全面に設けてもよく、さらに、ベースカバーに設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0038】
1a…光サブアセンブリ(TOSA)、1b…光サブアセンブリ(ROSA),2…第1の回路基板、3…第2の回路基板、4,5…フレキシブル基板(FRP)、6…基板ホルダ、7…保持部材、8…レセプタクル部材、9…ベースカバー、10…トップカバー、11…櫛歯状導電部材、12…櫛歯、13…接地シールド部材20…ケージ、30…電波暗室31…電波吸収体、32…ターンテーブル、33…アンテナ、40…光トランシーバ、50…導波管、100…光トランシーバ、102…ケージ、103…フロントパネル、104…ホスト基板、105…筺体、106…光レセプタクル、107…光コネクタ。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光信号によるデータ通信に用いられる光トランシーバ等の光データリンクに関する。
【背景技術】
【0002】
光通信に用いられる光データリンクは、光トランシーバの内部、もしくは光信号を送信する送信用光サブアセンブリ(TOSA:Transmitter Optical Sub-Assembly)、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ(ROSA:Receiver Optical Sub-Assembly)、または、光信号を送受信の双方の構成を持つ送受信用光サブアセンブリ等の光サブアセンブリを、多数の電子部品を実装した回路基板と共に金属製の筐体内に収納保持して構成される。この場合、送受信の双方の機能を備えるものは、一般にプラガブル型光トランシーバ(以下、光トランシーバという。)とも言われる。
【0003】
図13は、従来の光トランシーバ100の一例を説明する図であり、例えば、光トランシーバ100は、光レセプタクル106の後部が断面矩形状の金属製の筐体105で囲われた長方形体で形成されている。光トランシーバ100は、ホスト装置のフロントパネル103に設けられたパネル開口103aを通して、ホスト基板104上に載置されたケージ102内に挿抜自在に嵌めこまれ、ケージ102の奥部に配された電気コネクタ(図示せず)により電気的に接続される。また、光レセプタクル106内には光ファイバコネクタ107が挿入され、光トランシーバ100に実装されている発光素子および受光素子と光学的に接続され、光信号の送受信が行われる。
【0004】
このような光トランシーバでは、光トランシーバの内部、もしくはホスト装置の内部から外部への電磁放射(EMI)を抑え、また放熱を促進するために、光トランシーバ100の金属製の筐体105を、接地されているケージ102またはホスト装置のフロントパネルの開口103aに電気的に接触させて電磁的にシールドすることなどが一般的に行われている。
【0005】
例えば、特許文献1には、光トランシーバを覆う金属カバーに設けた弾性フィンガが、光コネクタが挿入された状態のときに、金属カバーの外方に突き出されてケージ内面に電気的に接触されてEMIシールドを形成し、光コネクタが挿入されていないときは、弾性フィンガは、ケージと無接触となってモジュールの着脱を容易にしたものが開示されている。また、特許文献2には、光ファイバコネクタを挿入するための挿入口とレセプタクル部との隙間を塞ぐ金属製の遮蔽部を設けた光送受信モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−233261号公報
【特許文献2】特開2003−270492号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般に、EMIシールドを考慮した光トランシーバの実装は、ホスト装置のフロントパネルとケージ間、並びに光トランシーバ筐体とケージ間を、複数のフィンガ(又はタブ)により複数の電気接続パスを形成して接地電位の安定化を図るとともに、外部への漏洩口となるパネル開口付近の隙間となる部分小さくする努力が払われ、上記の特許文献に開示されるような種々の提案がなされてきた。
【0008】
しかしながら、近年は、信号の伝送量が増大に加えて伝送速度が高速化し、動作周波数が高くなっているため、外部への電磁放射が僅かな隙間からでも生じる。例えば、フロントパネル開口とケージとの間の隙間、ケージと光トランシーバ筐体との間の隙間は、外向きと内向きのフィンガで部分的には塞ぐことが可能であるが、フィンガ間の間隙が隙間として残るため、この隙間を通してシールド漏れが生じる恐れがある。
【0009】
また、小型の光トランシーバにおいては、光ファイバコネクタの挿入口と光レセプタクル部との隙間といった小さなスペースに、効果的にノイズ遮蔽用の部品を配置することは難しい。このように、光トランシーバ内部で発生するノイズの周波数が高いほど、より小さな隙間でも漏洩が発生するため、隙間を塞ぐことによってノイズを抑制する方式のみでは、ノイズ放射の低減面で限度があった。
【0010】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で外部へのノイズ放射を効果的に低減できる光データリンク(光トランシーバ)を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明による光データリンクは、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを、ベースカバーとトップカバーからなる筐体内に収納保持した光データリンクであって、筐体内部に櫛歯状導電部材を有することを特徴とする。上記の櫛歯状導電部材の櫛歯の間隔は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満に形成にしてあり、櫛歯状導電部材はトップカバーと一体に形成されていてもよく、筺体と別体に形成されて筺体に固着されていてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、光トランシーバの筐体内部に櫛歯状導電部材を設けたことにより、筺体の内部空間を伝搬する電磁ノイズを櫛歯状導電部材によって減衰させることができ、外部へのノイズ放射を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る光トランシーバの一例の斜視図である。
【図2】図1の光トランシーバをケージに組み込んだ状態での断面図である。
【図3】櫛歯状導電部材の例を説明するための図である。
【図4】櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバの電磁ノイズに対する等価回路を示す図である。
【図5】本発明に係る光トランシーバの電磁ノイズの測定環境を説明するための図である。
【図6】導波管内のノイズ伝搬シミュレーションに用いたモデルを示す図である。
【図7】シミュレーション結果を示す図である。
【図8】櫛歯状導電部材の他の例を説明するための図である。
【図9】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図10】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図11】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図12】櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
【図13】従来の光トランシーバを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、光データリンクとして光トランシーバを例に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係る光トランシーバの一例の斜視図である。ここで、図1(A)は、トップカバーを開いた状態を示す図であり、図1(B)はトップカバーを閉じるとともに接地フィンガを組みつけた状態を示す図である。また、図2は、図1に光トランシーバをケージに組み込んだ状態での断面図である。
【0015】
図において、1aはTOSA、1bはROSA、2は第1の回路基板、3は第2の回路基板、4,5はフレキシブル基板(FRP)、6は基板ホルダ、7は金属製の保持部材、8はレセプタクル部材、9はベースカバー、10はトップカバー、11は櫛歯状導電部材、13は接地シールド部材を示す。
【0016】
光信号を送信する光サブアセンブリ1a(TOSA)と光信号を受信する光サブアセンブリ1b(ROSA)とは、互いに幅方向(X軸方向)に並列状態にしてレセプタクル部材8により一体的に組み付けてサブアセンブリユニットとされる。これらのTOSA1a及びROSA1bには、それぞれ光電変換素子である発光素子及び受光素子が搭載される。
【0017】
TOSA1aとROSA1bのための電気信号処理、制御等は、第1の回路基板2および第2の回路基板3に実装された電子回路部品群からなる電子回路で行われる。TOSA1aとROSA1bは、フレキシブル基板4(FRP)を介して第1の回路基板2に電気的に接続される。第1の回路基板2と第2の回路基板3とは、基板ホルダ6により上下方向(Y軸方向)に組み付け一体化されて配置され、フレキシブル基板5(FRP)介して電気的に接続される。
【0018】
第1の回路基板2は、例えば、主回路基板として光トランシーバの主たる制御を行う回路装置に用い、IC回路等の発熱部品を搭載する基板とすることができる。また、第2の回路基板3は、付加機能を追加することで第1の回路基板2だけでは収めることができない制御回路や電子部品を搭載する基板とすることができる。しかし、第1と第2の回路基板に、どの制御回路・電子部品を搭載しなければならないというものではなく、1つの回路基板で収まる場合は、第2の回路基板3を設ける必要はない。なお、第1の回路基板2の後方には、光トランシーバをホスト装置に電気的に接続するための、コネクタ部2aが設けられる。
【0019】
保持部材7は金属製で、例えば、TOSA1a,ROSA1bの前部(Z軸方向)に嵌合して前端部側の隙間部分からの電磁波をシールドする嵌合孔を有するフロントシールド部と、TOSA1a、ROSA1bの本体部を上下方向から把持するU字状の把持部を有している。
【0020】
ベースカバー9の前部には、光コネクタを挿着するためのレセプタクル部材8が結合されている。レセプタクル部材8は、金属材や絶縁樹脂の成型により形成され、光コネクタが挿入され挿着される一対のソケット孔8aを有し、TOSA1a、ROSA1bのスリーブ部分に連通している。
【0021】
ベースカバー9は、放熱とシールド機能を有する金属材で形成され、底壁と一対の側壁からなる。ベースカバー9内には、レセプタクル部材8の内端に保持部材7のフロントシールド部が接する状態で収納され、また、第1の回路基板2、第2の回路基板3が基板ホルダ6と共に位置決めされて収納されている。また、ベースカバー9の側壁の後端には、トップカバー10の一方の端部10aを回動可能に係止する係止部9aが設けられている。
【0022】
トップカバー10は、ベースカバー9の上部の開口を塞ぐ蓋形状で、ベースカバー9と同様に、放熱とシールド機能を有する金属材で形成することができる。トップカバー10の前部側の内面には、TOSA1a、ROSA1bを上方から押えて、保持固定するための保持部が設けられていて、トップカバー10が閉じられたときにTOSA1a、ROSA1bを保持固定するようになっている。また、トップカバー10の後部内面には後述する櫛歯状導電部材11が設けられている。
【0023】
図1(B)に示す接地シールド部材13は、弾性を有する金属板から形成される。接地シールド部材13は、光トランシーバをホスト装置のケージ20内に挿入したとき、ケージ20内面に筐体を電気的に接触させて接地し、金属製の筐体にシールド機能を持たせるためのものである。
【0024】
上述のように、光トランシーバは、Z軸方向に延びる内部空間を有しており、少なくともその内面が金属からなるベースカバー9とトップカバー10とからなる筺体を備える。このため、筐体の内部空間はZ軸方向に延びる導波管と同様の構造となっている。したがって、その内部空間の寸法で定まる遮断周波数以上の周波数を有するノイズは、筺体の内部空間をZ軸方向に伝搬することになる。
【0025】
図3は、本発明における櫛歯状導電部材の例を説明するための図であり、図3(A)は斜視図、図3(B)は断面図である。
図3に示す櫛歯状導電部材11は、トップカバー10と同等の金属材で一体に形成されている。櫛歯状導電部材11は、光トランシーバの長手方向(Z軸方向)に対して直交する方向に複数の略平行な櫛歯12を有しており、この複数の櫛歯12が筐体内の電磁ノイズを減衰させる作用を有する。抑制対象となる電磁ノイズの波長をλとするとき、櫛歯状導電部材11の各櫛歯12の間隔aは波長λの1/4未満となるようにしている。
【0026】
図4は、櫛歯状導電部材11を設けた筺体の電磁ノイズに対する等価回路である。等価回路は、左端から入力された電磁ノイズが右端から出力される一種の導波管フィルタを構成している。そして、櫛歯と櫛歯の間隔aを変更することにより、等価回路における容量の大きさが変わり、これによって、周波数特性が変化することになる。なお、櫛歯の高さは筺体内部の高さの約1/3以上の高さがあることが望ましい。
【0027】
図5は、本発明に係る光トランシーバの電磁ノイズの測定環境を説明するための図である。
電磁ノイズの測定は、電波吸収体31を5面に形成した電波暗室30内で行い、ターンテーブル32の上にノイズ放射減となる光トランシーバ40を置き、3m離れた位置に設けたアンテナ33によって測定した。
【0028】
測定に用いた光トランシーバ40は、櫛歯状導電部材11を設けないものと、櫛歯状導電部材11を設けたものを準備し、図2に示すようにケージ内に挿入した状態で測定を行った。ここで、櫛歯状導電部材11を設けた光トランシーバ40は、筺体の高さ(Y軸方向)が7.3mm、筐体の幅(X方向)が13.6mmであり、櫛歯12の枚数が8枚(内、1枚は短い)、櫛歯12の厚みが0.6mm、櫛歯12の間隔が0.6mm、櫛歯12の高さが2.65mmのものを用いた。そして、光トランシーバ40は10Gbpsで動作させた。
【0029】
表1は放射ノイズの測定値の最大値を示すものであり、20.625GHzでノイズの.最大値が現れた。測定では、櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバの方が、櫛歯状導電部材を設けなかった光トランシーバに比べて、4.3dB(約37%)放射ノイズが小さくなった。なお、放射ノイズの最大値は、櫛歯状導電部材を設けた光トランシーバと櫛歯状導電部材を設けなかった光トランシーバの両者とも光コネクタ挿入口がアンテナ33の方向に向いたとき、すなわちケージの開口側がアンテナ33側に向いたときに得られた。
【表1】
【0030】
また、本発明の櫛歯状導電部材の効果をさらに確認するためのシミュレーションを行った。
図6は導波管内のノイズ伝搬シミュレーションに用いたモデルを示す図である。
シミュレーションに用いたモデルは、内部の高さ(Y軸方向)5.28mm、幅(X軸方向)23.06mm、長さ(Z軸方向)141.1mmの金属からなる内部が真空の導波管50とし、内部に導体の厚み(Z軸方向)0.1mm、高さ(Y軸方向)3.71mmの櫛歯12を10.1mmの間隔で設けたものとした。なお、ノイズの周波数は、6.56GHzとした。
【0031】
図7にシミュレーションの結果を示す。図7では、導波管50の一方の開口部から入力した電磁波が、反対側の開口から出力として得られる際にどの程度減衰しているかについて、櫛歯12を設けない場合の減衰率をゼロとして図示している。このシミュレーション結果から、櫛歯12の数が多いほど電磁波の減衰率が大きくなることが分かる。なお、シミュレーションは導波管50および櫛歯12が導体損失ゼロの理想的な金属であるとして行っているため、実測した場合と誤差を生じる可能性はあるが、櫛歯の数に対する減衰率の傾向は実測した場合と変わることはない。
【0032】
図8は櫛歯状導電部材の他の例を説明するための図である。
図8に示す櫛歯状導電体11は、櫛歯12と櫛歯12の間隔を順次a1、a2,a3・・・anとした際に、a1>a2>a3>・・・>anとなるように間隔の大きさを連続的に変化させている。ここで、間隔a1は抑制対象とする電磁ノイズの基本波長λに対して1/4未満となるようにしている。これにより、抑制対象となる電磁ノイズが高調波を含む広帯域なノイズであった場合でも、効果的にノイズ放射を抑制することができる。
【0033】
図9は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図9に示す櫛歯状導電体11は、櫛歯12と櫛歯12の間隔がa1である第1の櫛歯群111と、歯12と櫛歯12の間隔がa2の第2の櫛歯群112を備えている。ここで、間隔a1は抑制対象とする電磁ノイズの基本波長λに対して1/4未満であり、a1>a2の関係となるようにしている。櫛歯群の数は図9の例では2つであるが、3つ以上としてもよい。これにより、予め光トランシーバ内で発生する電磁ノイズの周波数が特定できる場合は、複数の周波数の電磁ノイズを効果的に抑制することができる。
【0034】
図10は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図であり、図10(A)は斜視図、図10(B)は断面図である。
図10に示す櫛歯状導電部材11は、図3に示す櫛歯状導電部材11と同様に、トップカバー10と同等の金属材で一体に形成されているが、櫛歯12と櫛歯12の間隔に位置するトップカバー10に外部に開口する貫通孔14を設けている。この貫通孔14は高周波の電磁ノイズに対して閉じているため、貫通孔14を通してノイズが外部に放射されることはない。これにより、トップカバーの軽量化と光トランシーバの対流による放熱効果を高めることができる。
【0035】
図11は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図11はトップカバー10の内側から櫛歯状導電部材11を見た図であり、櫛歯状導電部材11の櫛歯12は断面が曲線状の箇所を有している。櫛歯12と櫛歯12との間隔aは抑制対象となる電磁ノイズの波長を波長λの1/4未満となるようにしている点は、図3に示した櫛歯状導電部材11と同じであり、電磁ノイズに対する作用も図3に示した櫛歯状導電部材11と同様である。
【0036】
図12は櫛歯状導電部材のさらに他の例を説明するための図である。
図12に示す櫛歯状導電部材11は、トップカバー10と別体に形成された金属などの導電体からなり、トップカバー10に固着されている。櫛歯12と櫛歯12の間隔や櫛歯12の形状は先述した種々のものが適用できる。トップカバー10と一体に櫛歯状導電部材11を形成したものでは、光トランシーバの駆動周波数に応じて櫛歯間隔の異なるトップカバーを準備する必要があるが、図12に示す櫛歯状導電部材11では、櫛歯間隔や寸法の異なるものを複数準備しておき、種々の動作周波数を有する光トランシーバに適したものをトップカバーに固着するだけで、簡単に電磁ノイズの放射を抑制することができる。
【0037】
以上、本実施の形態では、櫛歯状導電部材をトップカバーの後部(ホスト装置とのコネクタ側)に設けた例を示したが、光トランシーバ内にスペースがあれば、櫛歯状導電部材をトップカバーの前部(レセブタクル側)あるいは全面に設けてもよく、さらに、ベースカバーに設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0038】
1a…光サブアセンブリ(TOSA)、1b…光サブアセンブリ(ROSA),2…第1の回路基板、3…第2の回路基板、4,5…フレキシブル基板(FRP)、6…基板ホルダ、7…保持部材、8…レセプタクル部材、9…ベースカバー、10…トップカバー、11…櫛歯状導電部材、12…櫛歯、13…接地シールド部材20…ケージ、30…電波暗室31…電波吸収体、32…ターンテーブル、33…アンテナ、40…光トランシーバ、50…導波管、100…光トランシーバ、102…ケージ、103…フロントパネル、104…ホスト基板、105…筺体、106…光レセプタクル、107…光コネクタ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを、ベースカバーとトップカバーからなる筐体内に収納保持した光データリンクであって、前記筐体内部に櫛歯状導電部材を有することを特徴とする光データリンク。
【請求項2】
前記筐体が導電体より形成され、前記櫛歯状導電部材が前記トップカバーと一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光データリンク。
【請求項3】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯と櫛歯の間に位置する前記トップカバーに、外部に開口する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の光データリンク。
【請求項4】
前記筐体が導電体より形成され、前記櫛歯状導電部材が前記筐体と別体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光データリンク。
【請求項5】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯の断面が、曲線状の部分を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項6】
前記櫛歯状導電部材の隣接する櫛歯が略平行であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項7】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯の間隔が、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項8】
前記櫛歯状導電部材における櫛歯間の間隔が等しいことを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項9】
前記櫛歯状導電部材における櫛歯間の間隔が連続的に変化していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項10】
前記櫛歯状導電部材が、少なくとも所定の櫛歯間隔を有する第1の櫛歯群と、該第1の櫛歯群の櫛歯間隔とは異なる第2の櫛歯間隔を有する第2の櫛歯群とからなることを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項1】
光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを、ベースカバーとトップカバーからなる筐体内に収納保持した光データリンクであって、前記筐体内部に櫛歯状導電部材を有することを特徴とする光データリンク。
【請求項2】
前記筐体が導電体より形成され、前記櫛歯状導電部材が前記トップカバーと一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光データリンク。
【請求項3】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯と櫛歯の間に位置する前記トップカバーに、外部に開口する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の光データリンク。
【請求項4】
前記筐体が導電体より形成され、前記櫛歯状導電部材が前記筐体と別体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光データリンク。
【請求項5】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯の断面が、曲線状の部分を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項6】
前記櫛歯状導電部材の隣接する櫛歯が略平行であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項7】
前記櫛歯状導電部材の櫛歯の間隔が、抑制対象となる電磁ノイズの波長の1/4未満であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項8】
前記櫛歯状導電部材における櫛歯間の間隔が等しいことを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項9】
前記櫛歯状導電部材における櫛歯間の間隔が連続的に変化していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【請求項10】
前記櫛歯状導電部材が、少なくとも所定の櫛歯間隔を有する第1の櫛歯群と、該第1の櫛歯群の櫛歯間隔とは異なる第2の櫛歯間隔を有する第2の櫛歯群とからなることを特徴とする請求項1から7のいずれか1に記載の光データリンク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2012−134207(P2012−134207A)
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−282719(P2010−282719)
【出願日】平成22年12月20日(2010.12.20)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年12月20日(2010.12.20)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】
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