JP5416269B2 - Parallel optical transmission equipment - Google Patents
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本発明は、光信号を並列伝送する並列光伝送装置に関し、特に高周波の差動信号を入出力させる複数組の信号入出力端子のレイアウトを改善した並列光伝送装置に関する。 The present invention relates to a parallel optical transmission apparatus that transmits optical signals in parallel, and more particularly to a parallel optical transmission apparatus that improves the layout of a plurality of sets of signal input / output terminals that input and output high-frequency differential signals.
近年、スーパーコンピュータ等のハイエンドなシステム装置においては、複数のＣＰＵ（中央処理装置）の並列動作により情報通信の大容量化と高速化を実現する傾向にあり、このシステム装置内のポートおよびシステム装置間では、大容量で高速高密度な情報信号伝送が要求されている。
情報信号を電気信号で伝送する電気伝送方式だけでは、伝送速度や伝送損失等の観点から限界を迎えつつあるために、光伝送を利用した光インターコネクション方式による信号伝送が実用化されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式に比較してはるかに広帯域な信号伝送を行うことが可能であるとともに、小型かつ低消費電力の光モジュールを使用した信号伝送システムを構築できるという利点がある。
In recent years, high-end system devices such as supercomputers tend to achieve large capacity and high speed of information communication by parallel operation of a plurality of CPUs (central processing units). Ports and system devices in this system device There is a demand for high-capacity, high-speed and high-density information signal transmission.
Only the electrical transmission system that transmits information signals as electrical signals is reaching a limit from the viewpoint of transmission speed, transmission loss, and the like, so that signal transmission by an optical interconnection system using optical transmission has been put into practical use. The optical interconnection system has an advantage that a signal transmission system using an optical module having a small size and low power consumption can be constructed while being able to perform signal transmission in a much wider band than the electrical transmission system.
この光インターコネクション方式では、複数の光素子と電子素子を有する光モジュールがプリント配線基板（ＰＣＢ）に実装されており、例えばＰＣＢから入力された電気信号が光モジュールにより光信号に変換されて、光ファイバに出力される。光素子としては、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：面発光型半導体レーザ素子）アレイが使用される（非特許文献１参照）。 In this optical interconnection system, an optical module having a plurality of optical elements and electronic elements is mounted on a printed wiring board (PCB). For example, an electrical signal input from the PCB is converted into an optical signal by the optical module, Output to optical fiber. As the optical element, for example, a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) array is used (see Non-Patent Document 1).
この非特許文献１には、１チャネル当たり１０Ｇｂｐｓで１２チャネル伝送（10Gbps/1ch×12ch伝送）を行う並列光伝送モジュールが開示されている。この光モジュールの基板上には、MEG-Array（登録商標）コネクタと接続される側の面に、ＶＣＳＥＬアレイを駆動するドライバＩＣへ高周波の差動信号を入力する信号線で、２本の信号線を１組とする１２組の高周波信号線にそれぞれ接続された１２組の信号入出力端子が設けられている（図１１（Ａ），（Ｂ）参照）。図１１（Ａ）には、１２組の信号入出力端子のうち、一つのチャネル（ｃｈ）の信号入出力端子ｓ１，ｓ２とこのｃｈに隣接するｃｈの信号入出力端子ｓ３，ｓ４のみを示している。また、２つの端子を１組とする各ｃｈの信号入出力端子、例えば信号入出力端子ｓ１，ｓ２は、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように１０個のグランド端子Ｇで囲まれている。そして、このような配置を有する各ｃｈの信号入出力端子が、光モジュールの基板の一面上に２次元的に配置されている。
Non-Patent
ところで、上記非特許文献１に開示された従来技術では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すような基本構成をそれぞれ有する各ｃｈの信号入出力端子が、チャネル数だけ光モジュールの基板の一面上に２次元的に配置されているので、光モジュールの基板に配置する電気端子数、特に各ｃｈの信号入出力端子を囲むグランド端子の数が多い。これと共に、光モジュールの基板が実装される電気基板において、各ｃｈの信号入出力端子から高周波の差動信号を入出力させる各ｃｈの高周波信号線を外周部に引き出す際に、外側にあるグランド端子が邪魔になり、電気基板において、各ｃｈの高周波信号線を容易に引き出すのが難しい。これらの問題は、チャネル数を増やしマルチチャネルにした場合に顕著になる。
By the way, in the prior art disclosed in
このように上記従来技術では、光モジュール外部のインターフェース設計／構成が複雑になる。例えば、光モジュールが実装される電気基板（プリント配線基板）の多層化が必要になり、製造コストが増大する。高周波信号線などの配線の細線化が必要になり、そのために高価な特定材料（プリント配線板用積層材料）を基板作製に用いる必要があり、これによっても製造コストが増大する。 As described above, in the prior art, the interface design / configuration outside the optical module becomes complicated. For example, it is necessary to increase the number of electric boards (printed wiring boards) on which optical modules are mounted, which increases manufacturing costs. Thinning of wiring such as a high-frequency signal line is required, and therefore, it is necessary to use an expensive specific material (laminated material for a printed wiring board) for manufacturing a substrate, which also increases the manufacturing cost.
本発明は、このような従来の問題点に着目して為されたもので、光モジュール外部のインターフェース設計／構成を簡単にし、光モジュール外部の電気基板の製造コストを低減し、かつ光モジュールの小型化を図れる並列光伝送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, simplifying the interface design / configuration outside the optical module, reducing the manufacturing cost of the electric board outside the optical module, and An object of the present invention is to provide a parallel optical transmission device that can be miniaturized.
上記課題を解消するために、本発明の第１の態様は、複数の電気端子を備える電気基板と、前記電気基板上に位置決めされて固定され、複数の接続端子部を備える電気プラガブルソケットと、前記電気プラガブルソケットに収納される光モジュールと、前記光モジュールを収納した状態で前記電気プラガブルソケットの上部に固定される押さえ板と、を備え、光信号を並列伝送する並列光伝送装置であって、前記光モジュールは、複数の光素子と、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、前記複数の光素子および前記電子素子が一方の面に実装されたモジュール基板と、を備え、前記モジュール基板の他方の面には、前記電子素子へ高周波の差動信号を入力し或いは電子素子から前記差動信号を出力する信号線で、２本の信号線を１組とする複数組の高周波信号線にそれぞれ接続された２つの端子を１組とする複数組の信号入出力端子が設けられており、前記複数組の信号入出力端子は、各組の前記信号入出力端子が前記モジュール基板の外周端部に位置しかつ該外周端部に沿って並ぶように配置され、前記各組の信号入出力端子は、前記２つの端子の一方である第１の端子が前記モジュール基板の外周端部側に位置し、かつ前記２つの端子の他方である第２の端子が前記一方の端子よりも内側に位置するように配置され、前記各組の信号入出力端子の周囲には、第１の端子と第２の端子を結ぶ直線上であって、前記第２の端子よりもさらに内側に配置された１つと、前記第１の端子の両側に前記モジュール基板の外周端部に沿って並ぶように配置された２つの計３つのグランド端子のみが配置されており、前記押さえ板を前記電気プラガブルソケットに固定することにより、前記光モジュールの他方の面に備えられた前記信号入出力端子および前記グランド端子と前記電気基板に備えられた前記複数の電気端子とが、前記電気プラガブルソケットに備えられた複数の前記接続端子部を介して電気的に接続され、前記複数の接続端子部は、所定の押圧力を受けるとコイル状のバネ部が収縮して上部コンタクトピンと下部コンタクトピンとが電気的に接続されるように構成されたバネ状の端子であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention includes an electric board including a plurality of electric terminals, an electric pluggable socket including a plurality of connection terminal portions that are positioned and fixed on the electric board, and A parallel optical transmission device for transmitting optical signals in parallel, comprising: an optical module stored in the electric pluggable socket; and a pressing plate fixed to an upper portion of the electric pluggable socket in a state in which the optical module is stored. The optical module includes a plurality of optical elements, an electronic element electrically connected to the plurality of optical elements, and a module substrate on which the plurality of optical elements and the electronic element are mounted on one surface. A signal line for inputting a high-frequency differential signal to the electronic element or outputting the differential signal from the electronic element on the other surface of the module substrate. A plurality of sets of signal input / output terminals each including two terminals connected to a plurality of sets of high-frequency signal lines as one set are provided. The signal input / output terminals are arranged at the outer peripheral end of the module substrate and arranged along the outer peripheral end, and each set of signal input / output terminals is one of the two terminals. The terminal is located on the outer peripheral end side of the module substrate, and the second terminal, which is the other of the two terminals, is arranged inside the one terminal, and the signal input / output of each set Around the terminal, there is one arranged on a straight line connecting the first terminal and the second terminal and further inside than the second terminal, and the module substrate on both sides of the first terminal. Two in total, arranged in line along the outer edge of the Only the ground terminal is arranged, and the signal input / output terminal and the ground terminal provided on the other surface of the optical module and the electric board are provided by fixing the pressing plate to the electric pluggable socket. The plurality of electrical terminals are electrically connected via the plurality of connection terminal portions provided in the electric pluggable socket, and the plurality of connection terminal portions are coiled when receiving a predetermined pressing force. It is a spring-like terminal configured such that the spring portion contracts and the upper contact pin and the lower contact pin are electrically connected.
この構成によれば、各組の信号入出力端子をモジュール基板の外周端部に位置させかつ該外周端部に沿って並ぶように配置したので、モジュール基板において各組の信号入出力端子より外周端部側にはグランド端子が無くなる。このため、モジュール基板において１チャネルあたりの電気端子数、つまり、１チャネルの信号入出力端子（２つの信号入出力端子）に対して配置するグランド端子数が減るので、チャネル数を増やしマルチチャネルにした場合でも、光モジュールを小型化できる。これと共に、光モジュールが実装される外部の電気基板側に形成する複数組の信号入出力端子は、モジュール基板側の複数組の信号入出力端子と同様の配置になり、電気基板において各組の信号入出力端子より外周端部側にはグランド端子が無くなるので、電気基板において各組の信号入出力端子から高周波の差動信号を入出力させる高周波信号線を外周部に容易に引き出すことができる。
従って、チャネル数を増やしマルチチャネルにした場合でも、光モジュールを小型化でき、光モジュール外部のインターフェース設計／構成が簡単になると共に、光モジュール外部の電気基板の製造コストを低減することができる。
According to this configuration, the signal input / output terminals of each set are positioned at the outer peripheral end of the module substrate and arranged so as to be aligned along the outer peripheral end. There is no ground terminal on the end side. For this reason, the number of electrical terminals per channel on the module substrate, that is, the number of ground terminals arranged for one signal input / output terminal (two signal input / output terminals) is reduced. Even in this case, the optical module can be reduced in size. At the same time, the plurality of sets of signal input / output terminals formed on the external electric board side on which the optical module is mounted are arranged in the same manner as the plurality of sets of signal input / output terminals on the module board side. Since there is no ground terminal on the outer peripheral end side from the signal input / output terminal, a high-frequency signal line for inputting / outputting a high-frequency differential signal from each set of signal input / output terminals on the electric board can be easily drawn to the outer peripheral part. .
Therefore, even when the number of channels is increased and the number of channels is increased, the optical module can be downsized, the interface design / configuration outside the optical module can be simplified, and the manufacturing cost of the electric board outside the optical module can be reduced.
また、前記各組の信号入出力端子は、前記２つの端子の一方が前記モジュール基板の外周端部側に位置し、かつ前記２つの端子の他方が前記一方の端子よりも内側に位置するように配置されているため、モジュール基板の外周端部に、各組の信号入出力端子の第１の端子がその外周端部に沿って並ぶ形態になるので、通常矩形の形態を有するモジュール基板の各辺の寸法を小さくすることができる。これにより、モジュール基板が小さくなり、並列光伝送装置を更に小型化することができる。 The signal input / output terminals of each set are such that one of the two terminals is positioned on the outer peripheral end side of the module substrate and the other of the two terminals is positioned on the inner side of the one terminal. Since the first terminals of the signal input / output terminals of each set are arranged along the outer peripheral edge at the outer peripheral edge of the module board, the module board having a generally rectangular shape is arranged. The dimension of each side can be reduced. Thereby, a module board becomes small and a parallel optical transmission apparatus can be further reduced in size.
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、前記各組の信号入出力端子の周囲には、少なくとも３つのグランド端子がコの字に配置されていることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that at least three ground terminals are arranged in a U-shape around each set of signal input / output terminals.
この構成によれば、光モジュールを、電気プラガブルソケットを介して電気基板に実装する場合には、電気プラガブルソケットに設けられ、押圧力を受けると電気的に接続状態になるばね状の端子で、光モジュール側の電気端子と電気基板側の電気端子を電気的に接続する複数の接続端子に均等な押圧力を付与することができ、信頼性の高い電気的接続を得ることができる。また、光モジュールを電気基板上に直接半田実装する場合でも、安定した半田付けが可能になり、半田付け作業でのエラーリスクが起きにくい。 According to this configuration, when the optical module is mounted on the electric board via the electric pluggable socket, the spring-like terminal provided in the electric pluggable socket and electrically connected when receiving a pressing force, An equal pressing force can be applied to the plurality of connection terminals that electrically connect the electrical terminals on the optical module side and the electrical terminals on the electrical board side, and a highly reliable electrical connection can be obtained. In addition, even when the optical module is directly solder-mounted on the electric board, stable soldering is possible, and an error risk in the soldering operation hardly occurs.
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、前記各組の信号入出力端子が、モジュール基板の中心線に関して対称に配置されていることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that the signal input / output terminals of each set are arranged symmetrically with respect to the center line of the module substrate.
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、前記押さえた板は、前記電気プラガブルソケットにねじで固定されることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that the pressed plate is fixed to the electric pluggable socket with a screw.
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、前記電気プラガブルソケットは、前記光モジュールを収容するモジュール収容凹部を有し、前記光モジュールは前記モジュール収容凹部に収容されることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that the electric pluggable socket has a module housing recess for housing the optical module, and the optical module is housed in the module housing recess. .
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、電気基板は、単層からなることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that the electric substrate is formed of a single layer.
本発明の他の態様に係る並列光伝送装置は、前記光モジュールにはテープファイバを備える光コネクタが接続されることを特徴とする。 The parallel optical transmission apparatus according to another aspect of the present invention is characterized in that an optical connector having a tape fiber is connected to the optical module.
本発明によれば、光モジュール外部のインターフェース設計／構成を簡単にし、光モジュール外部の電気基板の製造コストを低減し、かつ光モジュールの小型化を図れる並列光伝送装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a parallel optical transmission device that simplifies interface design / configuration outside an optical module, reduces the manufacturing cost of an electric board outside the optical module, and can reduce the size of the optical module.
次に、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る並列光伝送装置１の概略構成を図１に基づいて説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of a parallel
（一実施形態に係る並列光伝送装置）
並列光伝送装置１は、図１に示すように、電気基板１０と、電気プラガブルソケット２０と、光モジュール３０と、押さえ板４０と、光コネクタ５０と、光学部品６０とを備えている。この並列光伝送装置１は、一例として、電気信号を光信号に変換し、その光信号を複数のチャネル、例えば１２チャネル（１２ｃｈ）で１２本の光ファイバを介して並列伝送（10Gbps/1ch×12ch伝送）する送信用の並列光伝送装置である。
(Parallel optical transmission apparatus according to an embodiment)
As shown in FIG. 1, the parallel
そのため、この並列光伝送装置１の光モジュール３０は、図２（Ａ），（Ｂ）および図３に示すように、複数（本例では１２個）の面発光型半導体レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）からなるＶＣＳＥＬアレイ（複数の光素子）３１と、ＶＣＳＥＬアレイ３１の各ＶＣＳＥＬを駆動するドライバＩＣ（電子素子）３２と、ＶＣＳＥＬアレイ３１およびドライバＩＣ３２が一方の面（上面）に実装されたモジュール基板３３と、モジュールカバー３４とを備えている。モジュール基板３３上には、ノイズ除去用のコンデンサ３５が実装されている。
Therefore, the
ＶＣＳＥＬアレイ３１は、図２（Ａ）に示すように、モジュール基板３３の凹部３３ａ内に配置されている。ドライバＩＣ３２は、モジュール基板３３の一方の面上に、フリップチップボンディング（ＦＣＢ:Flip Chip Bonding）により或いはワイヤボンディングにより実装されている。ＶＣＳＥＬアレイ３１とドライバＩＣ３２は、２本の信号線を１組とする複数組（本例では１２組、２４本）の高周波信号線（図示省略）により電気的に接続されており、各組の高周波信号線を介してドライバＩＣ３２からＶＣＳＥＬアレイ３１の各ＶＣＳＥＬへ差動信号が供給されるようになっている。
The
電気基板１０の表面および裏面には、複数の電気端子と、各電気端子と接続された配線パターン（図示省略）とが形成されている。配線パターンには、外部からドライバＩＣ３２へ差動信号を供給するための信号線で、２本の信号線を１組とする複数組（１２組）の高周波信号線と、ドライバＩＣ３２を制御するための複数の制御信号線と、複数のモニタ信号線とが形成されている。また、複数の電気端子として、１２組の高周波信号線にそれぞれ接続された端子で、２つの端子を１組とする１２組の信号入出力端子、複数の制御信号線に接続された複数の端子、および複数のモニタ信号線に接続された複数の端子が形成されている。
A plurality of electrical terminals and a wiring pattern (not shown) connected to each electrical terminal are formed on the front and back surfaces of the
光モジュール３０は、電気基板１０上に位置決めされてネジで固定される電気プラガブルソケット２０のモジュール収容凹部２１（図１参照）内に装着される。光モジュール３０をモジュール収容凹部２１内に装着し、モジュールカバー３４の上から押さえた板４０を電気プラガブルソケット２０にねじで固定すると、光モジュール３０の各電気端子と電気基板１０の各電気端子とが、電気プラガブルソケット２０の複数の接続端子部２２を介して電気的に接続されるようになっている。複数の接続端子部２２は、所定の押圧力を受けるとコイル状のバネ部（図示省略）が収縮して上部コンタクトピンと下部コンタクトピンとが電気的に接続されるように構成されたバネ状の端子である。
The
光コネクタ５０は、図１に示すように、複数本（本例では１２本）の光ファイバが一列に配置されたテープファイバ５１と、複数本の光ファイバを保持したコネクタ部（フェルール）５２と、ＶＣＳＥＬ３１の各ＶＣＳＥＬからそれぞれ垂直な方向に出射される光（光信号）を９０度曲げた後複数本の光ファイバの各端面に光結合させる光学部品６０とを有する。コネクタ部５２は、多心用のフェルール型コネクタ（ＭＴコネクタ）である。テープファイバ５１は、別の光コネクタ５３に接続され、光モジュール３０との間で光信号を並列に伝送する。
As shown in FIG. 1, the
（光モジュール３０における信号入出力端子のレイアウト）次に、上記並列光伝送装置１の光モジュール３０における、高周波の差動信号を入出力させる複数組（１２組）の信号入出力端子のレイアウトについて説明する。
まず、光モジュール３０のドライバＩＣ３２とこれに接続された１２組の高周波信号線との接続関係を、図３に基づいて説明する。図３は、ドライバＩＣ３２とＶＣＳＥＬアレイ３１が一方の面上に実装された光モジュール３０のモジュール基板３３を透視的に示している。このモジュール基板３３は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスからなる７つの層と、各層の両面に形成された８つのパターン面とを有する多層基板で構成されている。
(Layout of Signal Input / Output Terminals in Optical Module 30) Next, a layout of a plurality of sets (12 sets) of signal input / output terminals for inputting and outputting high-frequency differential signals in the
First, the connection relationship between the
図３に示すように、ドライバＩＣ３２は、ＶＣＳＥＬアレイ３１における１２個のＶＣＳＥＬと１２チャネル（１２組、２４本）の高周波信号線２により電気的に接続されており、各チャネル（ｃｈ）の２本の高周波信号線２、２を介してドライバＩＣ３２からＶＣＳＥＬアレイ３１の各ＶＣＳＥＬへ差動信号が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
ドライバＩＣ３２は、モジュール基板３３の最上層パターン面上にワイヤボンディングにより実装されている。その最上層パターン面には、複数の電気端子と、各電気端子と接続された配線パターンとが形成されている。この配線パターンには、１２ｃｈ（１２組、２４本）の高周波信号線と、ドライバＩＣ３２を制御するための複数の制御信号線と、複数のモニタ信号線とが形成される。図３では、１２ｃｈの高周波信号線のうち、ｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２のみを示している。ドライバＩＣ３２は、ｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２とワイヤボンディングにより電気的に接続されている。ドライバＩＣ３２は、他のｃｈの各高周波信号線にもｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２と同様に接続されている。
The
一方、モジュール基板３３の他方の面（裏面）、つまり最下層パターン面には、図３および図６に示すように、１２ｃｈの高周波信号線７１，７２にそれぞれ接続された１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）が設けられている。図３には、ｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２に接続されたｃｈ１の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）、ｃｈ５の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ）およびｃｈ６の信号入出力端子ｐ６（Ａ，Ｂ）のみを示している。そして、図３において、ｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２は、それぞれモジュール基板３３内部を異なる経路を通って延び、信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）、ｐ５（Ａ，Ｂ）および信号入出力端子ｐ６（Ａ，Ｂ）と電気的に接続されている。他のｃｈの各高周波信号線７１，７２も、ｃｈ１、ｃｈ５およびｃｈ６の各高周波信号線７１，７２と同様に、それぞれモジュール基板３３内部を異なる経路を通って延び、対応する信号入出力端子と電気的に接続されている。
On the other hand, on the other surface (back surface) of the
図４（Ａ）は、モジュール基板３３の最下層パターン面に形成された１２組の信号入出力端子のうち、１組（ｃｈ５）の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ）のみを示している。図５は、最下層パターン面に形成された１２組の信号入出力端子のうち、２組（ｃｈ５とｃｈ６）の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ），ｐ６（Ａ，Ｂ）のみを示している。そして、図６は、最下層パターン面に形成された端子レイアウトの全体構成を示している。
4A shows only one set (ch5) of signal input / output terminals p5 (A, B) among the 12 sets of signal input / output terminals formed on the lowermost pattern surface of the
モジュール基板３３の最下層パターン面において、各組の信号入出力端子ｐ１〜ｐ１２は、図４（Ａ）に示すように、モジュール基板３３の外周端部に配置されている。また、各組の信号入出力端子ｐ１〜ｐ１２は、図５および図６に示すように、モジュール基板３３の外周端部に沿って並ぶように配置されている。具体的には、ｃｈ１〜ｃｈ４の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ４（Ａ，Ｂ）は、図６に示すように、矩形のモジュール基板３３の一辺３３ａの近くに（外周端部）に配置され、かつ一辺３３ａに沿って（外周端部に沿って）並ぶように配置されている。ｃｈ５〜ｃｈ８の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ）〜ｐ８（Ａ，Ｂ）は、図６に示すように、矩形のモジュール基板３３の一辺３３ｂの近くに（外周端部）に配置され、かつ一辺３３ｂに沿って（外周端部に沿って）並ぶように配置されている。また、ｃｈ９〜ｃｈ１２の信号入出力端子ｐ９（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）は、図６に示すように、矩形のモジュール基板３３の一辺３３ｃの近くに（外周端部）に配置され、かつ一辺３３ｃに沿って（外周端部に沿って）並ぶように配置されている。このように、各組の信号入出力端子ｐ１〜ｐ１２は、モジュール基板３３の最下層パターン面において、コの字に配置されている（図６参照）。
On the lowermost pattern surface of the
また、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）は、図４乃至図６に示すように、２つの端子Ａ，Ｂの一方（第１の端子Ａ）がモジュール基板３３の外周端部側に位置し、かつ２つの端子Ａ，Ｂの他方（第２の端子Ｂ）が第１の端子Ａよりも内側に位置するように配置されている。
また、図４（Ａ），（Ｂ）、図５および図６に示すように、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の周囲で、モジュール基板３３の外周端部側を除く領域に複数のグランド端子Ｇがコの字状に（同軸ライクに）配置されている。つまり、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の第１の端子Ａより外周端部側にはグランド端子が無い構成になっている。
Each set of signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) has one of the two terminals A and B (first terminal A) as shown in FIGS. It is located on the outer peripheral end side of the
Also, as shown in FIGS. 4A, 4B, 5 and 6, the
また、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の周囲には、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、３つのグランド端子Ｇがコの字状に配置されている。つまり、各組の信号入出力端子（Ａ，Ｂ）において、第１の端子Ａの両側にグランド端子Ｇが一つずつ配置され、第２の端子Ｂの外側にもう一つのグランド端子Ｇが配置されている。
そして、図６に示すように、１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）は、矩形のモジュール基板３３の中心線Ｃ１に関して対称に形成されている。
さらに、モジュール基板３３の最下層パターン面には、図６に示すように、上述した複数の制御信号線に接続された複数の制御用端子３６、および上述した複数のモニタ信号線に接続された複数のモニタ用端子３７等が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, around the signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) of each group, three ground terminals G are U-shaped. Arranged in a shape. That is, in each set of signal input / output terminals (A, B), one ground terminal G is arranged on both sides of the first terminal A, and another ground terminal G is arranged outside the second terminal B. Has been.
As shown in FIG. 6, the 12ch signal input / output terminals p <b> 1 (A, B) to p <b> 12 (A, B) are formed symmetrically with respect to the center line C <b> 1 of the
Further, as shown in FIG. 6, the lowermost pattern surface of the
次に、電気基板１０の一方の面、つまり、電気プラガブルソケット２０が装着される側の面で、モジュール基板３３の最下層パターン面と電気プラガブルソケット２０を介して対向する面に形成される配線パターンと複数の端子について、図７を参照して説明する。
Next, the wiring formed on one surface of the
電気基板１０の一方の面には、図７に示すように、モジュール基板３３の最下層パターン面に形成された１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）とそれぞれ対向する位置に、１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）が形成されている。図７では、１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）のうち、ｃｈ３の信号入出力端子ｐ１０３（Ａ，Ｂ）、ｃｈ４の信号入出力端子ｐ１０４（Ａ，Ｂ）、ｃｈ１１の信号入出力端子ｐ１１１（Ａ，Ｂ）およびｃｈ１２の信号入出力端子ｐ１１２（Ａ，Ｂ）のみを拡大して示してある。
As shown in FIG. 7, 12ch signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) formed on the lowermost pattern surface of the
１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）は、モジュール基板３３の最下層パターン面に形成された各ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）と同様に、２つの端子Ａ，Ｂの一方（第１の端子Ａ）が電気基板１０の外周端部側に位置し、かつ２つの端子Ａ，Ｂの他方（第２の端子Ｂ）が第１の端子Ａよりも内側に位置するように配置されている。
The 12ch signal input / output terminals p101 (A, B) to p112 (A, B) are the signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A) of each channel formed on the lowermost pattern surface of the
１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）からは、１２ｃｈ（１２組、２４本）の高周波信号線７３，７４が外周部側へ引き出されている。図７の領域７５は、１２ｃｈ（１２組、２４本）の高周波信号線７３，７４が形成されている領域を示している。
また、電気基板１０の一方の面には、図７に示すように、１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）および１２ｃｈの高周波信号線７３，７４の他、複数の制御信号線およびモニタ信号線が領域７６に、これらの信号線に接続された複数の端子が中央の領域７７にそれぞれ形成されている。
From the 12ch signal input / output terminals p101 (A, B) to p112 (A, B), 12ch (12 sets, 24) high
Further, on one surface of the
上記構成を有する並列光伝送装置１では、光モジュール３０が実装される電気基板（ＰＣＢ）１０側に形成された１２ｃｈの高周波信号線７３，７４からそれぞれ入力された高周波の差動信号（電気信号）は、信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）、電気プラガブルソケット２０の複数の接続端子部２２、モジュール基板３３における１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）および１２ｃｈの高周波信号線７１，７２を介してドライバＩＣ３２に入力される。ドライバＩＣ３２からＶＣＳＥＬアレイ３１の各ＶＣＳＥＬには、各ＶＣＳＥＬを変調するための差動信号が入力される。これにより、各ＶＣＳＥＬは電気信号を光信号に変換し、各ＶＣＳＥＬから出力される光（光信号）が、テープファイバ５１における１２本の光ファイバで並列に伝送され、さらに、光コネクタ５３を介して他の光モジュールへ伝送される。
In the parallel
このような構成を有する一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）をモジュール基板３３の外周端部に位置させかつ外周端部に沿って並ぶように配置したので、モジュール基板３３において各組の信号入出力端子より外周端部側にはグランド端子が無くなる（図６参照）。
このため、モジュール基板３３において１チャネルあたりの電気端子数、つまり、１チャネルの信号入出力端子（２つの信号入出力端子）に対して配置するグランド端子Ｇの数が減るので、チャネル数を増やしマルチチャネルにした場合でも、光モジュール３０自体を小型化できる。
According to an embodiment having such a configuration, the following operational effects are obtained.
Since each set of signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) is positioned at the outer peripheral end of the
For this reason, the number of electrical terminals per channel in the
・光モジュール３０が実装される外部の電気基板１０側に形成する１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）は、モジュール基板３３側の１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）と同様の配置になり、電気基板１０において各組の信号入出力端子より外周端部側にはグランド端子が無くなる（図７参照）。このため、電気基板１０において各組の信号入出力端子から高周波の差動信号を入出力せる高周波信号線７３，７４を外周部に容易に引き出すことができる。
The 12ch signal input / output terminals p101 (A, B) to p112 (A, B) formed on the external
・チャネル数を増やしマルチチャネルにした場合でも、光モジュール自体を小型化でき、光モジュール外部のインターフェース設計／構成が簡単になると共に、光モジュール外部の電気基板１０の製造コストを低減することができる。
・光モジュール外部のインターフェース設計／構成が簡単になるので、電気基板１０の多層化が不要になり電気基板１０の製造コストを低減できる。また、電気基板１０において配線の細線化が不要になるので、一般の低コストなＦＲ４（プリント配線板用材料）で電気基板１０の作製が可能になり、電気基板１０の製造コストを低減できる。
Even when the number of channels is increased and multi-channel is used, the optical module itself can be reduced in size, the interface design / configuration outside the optical module can be simplified, and the manufacturing cost of the
Since the interface design / configuration outside the optical module is simplified, it is not necessary to make the
・光モジュール外部のインターフェース設計／構成が簡単になるので、設計時間を短縮することができる。
・電気基板１０の多層化が不要になるので、配線パターン幅のバラツキや、配線層の違いに起因するチャネル間の特性バラツキを低減することができる。
・電気基板１０の多層化が不要になるので、特性インピーダンス（例えば１００Ω）のマッチングが容易になる。
・電気基板１０の多層化が不要になるので、チャネル間の伝送特性バラツキを低減することができる。
-Since the interface design / configuration outside the optical module is simplified, the design time can be reduced.
-Since it is not necessary to make the
-Since it is not necessary to make the
-Since it is not necessary to make the
・各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）をモジュール基板３３の外周端部に位置させかつ外周端部に沿って並ぶように配置したので、各ｃｈの信号入出力端子を光モジュールの基板の一面上に２次元的に配置した上記従来技術と比べて、モジュール基板３３において各組の信号入出力端子の内側、つまり中央部に空きスペースができ、このスペースに他の端子等を配置することができる。これにより、光モジュール外部の電気基板１０の設計自由度が増え、光モジュール外部のインターフェース設計／構成が更に簡単になる。
Since each set of signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) is positioned at the outer peripheral end of the
・各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の周囲には、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、３つのグランド端子Ｇがコの字状に配置されている。このように、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の周囲で、モジュール基板３３の外周端部側を除く領域に３つのグランド端子Ｇをコの字状に（同軸ライクに）配置した構成により、図８のグラフにおける曲線８０で示すような伝送特性が得られる。図８のグラフから、−１ｄＢで１０．７ＧＨｚ、−３ｄＢで１３．４ＧＨｚと十分な帯域があり、１０Ｇｂｐｓでの並列伝送に十分対応できることが分かる。
-Around the signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) of each set, as shown in FIGS. 4A and 4B, three ground terminals G are U-shaped. Is arranged. As described above, the three ground terminals G are formed in a U-shape around the signal input / output terminals p1 (A, B) to p12 (A, B) of each set in the region excluding the outer peripheral end side of the
・図６に示すように、１２ｃｈの信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）は、矩形のモジュール基板３３の中心線Ｃ１に関して対称に形成されている。この構成により、モジュール基板３３の外周端部に、各組の信号入出力端子の第１の端子Ａがその外周端部に沿って並ぶ形態になるので、通常矩形の形態を有するモジュール基板３３の各辺の寸法を小さくすることができる。これにより、モジュール基板３３が小さくなり、光モジュール自体を更に小型化することができる。
As shown in FIG. 6, the 12ch signal input / output terminals p <b> 1 (A, B) to p <b> 12 (A, B) are formed symmetrically with respect to the center line C <b> 1 of the
（光モジュール３０における信号入出力端子のレイアウトの別例）
図９（Ａ），（Ｂ）、および図１０は、光モジュール３０における信号入出力端子のレイアウトの別例を示している。図９（Ａ），（Ｂ）は、モジュール基板３３の最下層パターン面に形成された１２組の信号入出力端子のうち、１組（ｃｈ５）の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ）のみを示している。また、図１０は、１２組の信号入出力端子のうち、ｃｈ５の信号入出力端子ｐ５（Ａ，Ｂ）とｃｈ６の信号入出力端子ｐ６（Ａ，Ｂ）のみを示している。本例では、各組の信号入出力端子ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）の周囲には、図９（Ａ），（Ｂ）、および図１０に示すように、７つのグランド端子Ｇがコの字状に配置されている。
(Another example of signal input / output terminal layout in the optical module 30)
9A, 9B, and 10 show another example of the layout of signal input / output terminals in the
このようにモジュール基板３３の外周端部側を除く領域に７つのグランド端子Ｇをコの字状に（同軸ライクに）配置した構成により、上記一実施形態で得られる伝送特性（図８のグラフ参照）よりも優れた伝送特性が得られ、１０Ｇｂｐｓ以上の並列伝送に十分対応できる。
As described above, the transmission characteristics (graph of FIG. 8) obtained by the above-described embodiment are obtained by arranging the seven ground terminals G in a U-shape (coaxially like) in the region excluding the outer peripheral end portion side of the
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
上記一実施形態では、電気信号を光信号に変換する機能を有する送信用の光モジュール３０を用いているが、光信号を電気信号に変換する機能を有する受信用の光モジュールを用いた並列光伝送装置にも本発明は適用可能である。この構成では、複数の光素子として複数のフォトダイオードを有するフォトダイオードアレイを用い、電子素子としてドライバＩＣ３３に代えて、各フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅するTIA（Transimpedance Amplifier）機能を備えた増幅用ＩＣを用いる。
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In the above-described embodiment, the transmission
１：並列光伝送装置、２：高周波信号線、１０：電気基板、３０：光モジュール、３１：ＶＣＳＥＬアレイ（複数の光素子）、３２：ドライバＩＣ（電子素子）、
３３：モジュール基板、７１，７２：高周波信号線、
ｐ１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１２（Ａ，Ｂ）：信号入出力端子、
Ａ：一方の端子（第１の端子）、Ｂ：他方の端子（第２の端子）、
Ｇ：グランド端子、Ｃ１：中心線、
ｐ１０１（Ａ，Ｂ）〜ｐ１１２（Ａ，Ｂ）：電気基板側の信号入出力端子
1: parallel optical transmission device, 2: high frequency signal line, 10: electric board, 30: optical module, 31: VCSEL array (a plurality of optical elements), 32: driver IC (electronic element),
33: Module substrate, 71, 72: High-frequency signal line,
p1 (A, B) to p12 (A, B): signal input / output terminals,
A: one terminal (first terminal), B: the other terminal (second terminal),
G: Ground terminal, C1: Center line,
p101 (A, B) to p112 (A, B): signal input / output terminals on the electric board side
Claims (6)
前記光モジュールは、複数の光素子と、前記複数の光素子と電気的に接続された電子素子と、前記複数の光素子および前記電子素子が一方の面に実装されたモジュール基板と、を備え、
前記モジュール基板の他方の面には、前記電子素子へ高周波の差動信号を入力し或いは電子素子から前記差動信号を出力する信号線で、２本の信号線を１組とする複数組の高周波信号線にそれぞれ接続された２つの端子を１組とする複数組の信号入出力端子が設けられており、
前記複数組の信号入出力端子は、各組の前記信号入出力端子が前記モジュール基板の外周端部に位置しかつ該外周端部に沿って並ぶように配置され、
前記各組の信号入出力端子は、前記２つの端子の一方である第１の端子が前記モジュール基板の外周端部側に位置し、かつ前記２つの端子の他方である第２の端子が前記一方の端子よりも内側に位置するように配置され、
前記各組の信号入出力端子の周囲には、第１の端子と第２の端子を結ぶ直線上であって、前記第２の端子よりもさらに内側に配置された１つと、前記第１の端子の両側に前記モジュール基板の外周端部に沿って並ぶように配置された２つの計３つのグランド端子のみが配置されており、
前記押さえ板を前記電気プラガブルソケットに固定することにより、前記光モジュールの他方の面に備えられた前記信号入出力端子および前記グランド端子と前記電気基板に備えられた前記複数の電気端子とが、前記電気プラガブルソケットに備えられた複数の前記接続端子部を介して電気的に接続され、
前記複数の接続端子部は、所定の押圧力を受けるとコイル状のバネ部が収縮して上部コンタクトピンと下部コンタクトピンとが電気的に接続されるように構成されたバネ状の端子であることを特徴とする並列光伝送装置。 An electrical board having a plurality of electrical terminals, an electrical pluggable socket positioned and fixed on the electrical board and having a plurality of connection terminal portions, an optical module housed in the electrical pluggable socket, and housing the optical module A holding plate fixed to the upper part of the electric pluggable socket, and a parallel optical transmission device that transmits optical signals in parallel,
The optical module includes a plurality of optical elements, an electronic element electrically connected to the plurality of optical elements, and a module substrate on which the plurality of optical elements and the electronic element are mounted on one surface. ,
The other surface of the module substrate is a signal line for inputting a high-frequency differential signal to the electronic element or outputting the differential signal from the electronic element. A plurality of sets of signal input / output terminals, each having two terminals connected to a high-frequency signal line, are provided.
The plurality of sets of signal input / output terminals are arranged such that each set of the signal input / output terminals is located at an outer peripheral end of the module substrate and aligned along the outer peripheral end,
In each set of signal input / output terminals, a first terminal which is one of the two terminals is located on the outer peripheral end side of the module substrate, and a second terminal which is the other of the two terminals is the Arranged to be located inside one terminal,
Around each of the signal input / output terminals of each set, there is one on the straight line connecting the first terminal and the second terminal and disposed further inside than the second terminal; Only two total three ground terminals arranged so as to be arranged along the outer peripheral edge of the module substrate are arranged on both sides of the terminal,
By fixing the pressing plate to the electric pluggable socket, the signal input / output terminal and the ground terminal provided on the other surface of the optical module, and the plurality of electric terminals provided on the electric board, Electrically connected via the plurality of connection terminal portions provided in the electric pluggable socket;
The plurality of connection terminal portions are spring-like terminals configured such that when a predetermined pressing force is applied, the coil-like spring portion contracts and the upper contact pin and the lower contact pin are electrically connected. A characteristic parallel optical transmission device.
6. The parallel optical transmission device according to claim 1, wherein an optical connector including a tape fiber is connected to the optical module.
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