特許 7203257 ＳＦＰトランシーバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-28

(45)【発行日】2023-01-12

(54)【発明の名称】ＳＦＰトランシーバ

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/00 20060101AFI20230104BHJP

【ＦＩ】

H04B3/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022044017

(22)【出願日】2022-03-18

【審査請求日】2022-03-18

(31)【優先権主張番号】111106426

(32)【優先日】2022-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】500513697

【氏名又は名称】佳必▲き▼國際股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】孫積賢

(72)【発明者】

【氏名】張旭峰

(72)【発明者】

【氏名】劉清弘

(72)【発明者】

【氏名】鄭杰明

【審査官】浦口 幸宏

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第８９８２９０６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第７３６０９５４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーブル接続部とネットワーク機器とを結合するように構成されるＳＦＰトランシーバであって、
前記ケーブル接続部によって提供される信号源を送受信するための第１ポートと、
前記信号源のレートを指示するための帯域幅指示ピンを有し、前記第１ポートに結合され、前記信号源をイーサネットフレームに変換するための変換ユニットと、
前記帯域幅指示ピンに結合される検出ピンを有し、前記変換ユニットに結合され、前記イーサネットフレームを双方向に伝送するための送受信ユニットと、
前記送受信ユニットに結合され、ネットワーク機器と嵌合するための第２ポートと、を含み、
前記検出ピンは、前記レートが有効速度であることに基づいて第１の電圧レベルに調整し、前記レートが無効速度であることに基づいて第２の電圧レベルに調整するように用いられ、
前記送受信ユニットは、前記検出ピンが提供する第１の電圧レベルに基づいて正常状態で動作し、又は前記検出ピンが提供する第２の電圧レベルに基づいて異常状態で動作するように構成され、
前記検出ピンが接地点に結合され、前記帯域幅指示ピンは、前記信号源が銅ケーブルタイプの信号源であることに基づいて、前記レートを前記無効速度として指示し、前記検出ピンは、前記接地点に結合されて接地されることにより、前記無効速度に基づいて前記第１の電圧レベルを提供する、
ＳＦＰトランシーバ。

【請求項2】

前記検出ピンと前記接地点との間に介在して結合され、前記検出ピンから前記接地点への電流を制限するための抵抗をさらに含む、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項3】

前記送受信ユニットは、物理層送受信チップであり、前記検出ピンが前記接地点に結合されていることに基づいて、前記銅ケーブルタイプの信号源に対応している、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項4】

前記変換ユニットは、ポート物理層チップである、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項5】

前記銅ケーブルタイプの信号源の前記レートは１０Ｇｂｐｓ以下であり、前記有効速度は１０Ｇｂｐｓ以上である、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項6】

前記第１の電圧レベルが０．８Ｖ以下であり、前記第２の電圧レベルが２．４Ｖ以上である、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項7】

前記第１ポートは、ＲＪ－４５、ＳＣ、ＳＴ、ＭＴ－ＲＪ、又はＬＣである、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項8】

前記ケーブル接続部は、銅ケーブル又はツイストペアケーブルに結合されている、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項9】

前記ネットワーク機器は、ルータ、スイッチ、光トランシーバ、又は光回線終端装置である、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【請求項10】

前記ＳＦＰトランシーバは、前記ネットワーク機器内に配置されるように構成されているか、又は前記ネットワーク機器の外部に独立して配置されるように構成されている、
請求項１に記載のＳＦＰトランシーバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳＦＰトランシーバに関し、特に銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のネットワーク機器分野では、重要なネットワークシステム（例えば、サーバー、中央制御システムなど）の普及が進み、ネットワークシステムにおける信号伝送配置はますます重要視されている。特に、光ファイバ伝送は、ファイバ内で全反射することで光を伝送する光伝導により、伝送速度が速いという利点がある。このため、光ファイバ伝送のための送受信装置が開発された。その中でも、ＳＦＰトランシーバ（ｓｍａｌｌ ｆｏｒｍ－ｆａｃｔｏｒ ｐｌｕｇｇａｂｌｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）が業界の注目を集めている。ＳＦＰトランシーバは、小型で活線挿抜が可能な光トランシーバであり、電気通信やデータ通信における光通信に適用され、主にスイッチやルータなどの装置のホストボード及び光ファイバ又はＵＴＰケーブルの光ファイバ伝送に用いられる。

【0003】

しかしながら、ＳＦＰトランシーバは、一般に銅製ケーブルには適用できない。この理由は、銅製ケーブルの伝送速度（通常１０Ｇｂｐｓ以下）が光ファイバケーブルの伝送速度（通常１０Ｇｂｐｓ以上）よりもはるかに低いため、高伝送速度のＳＦＰトランシーバ１００には適用できないことにある。銅製ケーブルには通常、安定した信頼性の高い構造と低価格という利点がある。伝送速度があまり高くない場合、信号伝送として銅製ケーブルを使用した方がコストパフォーマンスに優れている。しかし、ＳＦＰトランシーバは銅製ケーブルに対応できないため、銅製ケーブルを使用して接続するためにＳＦＰトランシーバを他のトランシーバとして交換する必要があり、対応性が悪い状態になることがよくある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、銅ケーブルタイプの信号源に対応できるため、銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバをどのように設計するかが、本願発明者によって検討された重要な課題である。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰ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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係るＳＦＰトランシーバは、ケーブル接続部とネットワーク機器とを結合するように構成され、前記ケーブル接続部によって提供される信号源を送受信するための第１ポートと、前記信号源のレートを指示するための帯域幅指示ピンを有し、前記第１ポートに結合され、前記信号源をイーサネットフレームに変換するための変換ユニットと、前記帯域幅指示ピンに結合される検出ピンを有し、前記変換ユニットに結合され、前記イーサネットフレームを双方向に伝送するための送受信ユニットと、前記送受信ユニットに結合され、ネットワーク機器と嵌合するための第２ポートと、を含み、前記検出ピンは、前記レートが有効速度であることに基づいて第１の電圧レベルに調整し、前記検出ピンが接地点に結合され、前記レートが無効速度であることに基づいて第２の電圧レベルに調整するように用いられ、前記送受信ユニットは、前記検出ピンが提供する第１の電圧レベルに基づいて正常状態で動作し、又は前記検出ピンが提供する第２の電圧レベルに基づいて異常状態で動作するように構成され、前記帯域幅指示ピンは、前記信号源が銅ケーブルタイプの信号源であることに基づいて、前記レートを前記無効速度として指示し、前記検出ピンは、前記接地点に結合されて接地されることにより、前記無効速度に基づいて前記第１の電圧レベルを提供する。

【0007】

一実施形態において、前記ＳＦＰトランシーバは、前記検出ピンと前記接地点との間に介在して結合され、前記検出ピンから前記接地点への電流を制限するための抵抗をさらに含む。

【0008】

一実施形態において、前記送受信ユニットは、物理層送受信チップであり、前記検出ピンが前記接地点に結合されていることに基づいて、前記銅ケーブルタイプの信号源に対応している。

【0009】

一実施形態において、前記変換ユニットは、ポート物理層チップである。

【0010】

一実施形態において、前記銅ケーブルタイプの信号源の前記レートは、１０Ｇｂｐｓ以下であり、前記有効速度は、１０Ｇｂｐｓ以上である。

【0011】

一実施形態において、前記第１の電圧レベルが０．８Ｖ以下であり、前記第２の電圧レベルが２．４Ｖ以上である。

【0012】

一実施形態において、前記第１ポートは、ＲＪ－４５、ＳＣ、ＳＴ、ＭＴ－ＲＪ、又はＬＣである。

【0013】

一実施形態において、前記ケーブル接続部は、銅ケーブル又はツイストペアケーブルに結合されている。

【0014】

一実施形態において、前記ネットワーク機器は、ルータ、スイッチ、光トランシーバ、又は光回線終端装置である。

【0015】

一実施形態において、前記ＳＦＰトランシーバは、前記ネットワーク機器内に配置されるように構成されているか、又は前記ネットワーク機器の外部に独立して配置されるように構成されている。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るＳＦＰトランシーバによれば、検出ピンが接地点に結合されていることにより、銅製ケーブルがＳＦＰトランシーバに嵌合する場合、帯域幅指示ピンは銅ケーブルタイプの信号源に基づいてレートが無効速度であることを指示するが、検出ピンは無効速度に基づいて第１の電圧ベルを提供することができ、ＳＦＰトランシーバは、銅ケーブルタイプの信号源に対応できるようになる。

【0017】

本発明の目的を達成するためになされた本発明の技術、手段、及び効果をより良く理解するために、本発明の目的及び特徴は、本発明の詳細な説明及び添付図面を参照することによってより良く理解されると考えられるが、添付図面は、参照及び説明のみを提供するものであり、本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバの外観を示す概略図である。

【図2】本発明に係る銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバの構造を示す概略図である。

【図3A】本発明に係るＳＦＰトランシーバの第１実施例の配置を示す概略図である。

【図3B】本発明に係るＳＦＰトランシーバの第２実施例の配置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の技術内容及び詳細な説明について、図面を参照しながら以下に説明する。

【0020】

図１は、本発明に係る銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバの外観を示す概略図である。ＳＦＰトランシーバ（ｓｍａｌｌ ｆｏｒｍ－ｆａｃｔｏｒ ｐｌｕｇｇａｂｌｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１００は、ケーブル接続部２００とネットワーク機器３００とを結合するように構成され、ケーブル接続部２００は、ケーブル２００Ａに結合されている。ＳＦＰトランシーバ１００は、主に電気通信及びデータ通信における光通信のために適用され、データ／信号をケーブル２００Ａとネットワーク機器３００との間で双方向に送受信するように構成されている。ここで、ネットワーク機器は、ルータ、スイッチ、光トランシーバ、又は光回線終端装置などのネットワーク通信装置であってもよく、ケーブル２００Ａは、銅ケーブル又はツイストペアケーブルなどの銅製ケーブルであってもよい。ツイストペアケーブルは、例えば、一般的なＬＡＮケーブルであってもよいが、これに限定されない。銅ケーブルは、例えば、アクティブＤＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｔｔａｃｈ Ｃａｂｌｅ）又はＤＡＣであってもよいが、これらに限定されない。

【0021】

また、ＳＦＰトランシーバ１００は、主に光トランシーバである。従来技術では、ＳＦＰトランシーバ１００は、光ファイバケーブルの光信号を双方向に送信できるように、通常光ファイバケーブルに結合されている。ただし、ＳＦＰトランシーバ１００は、一般に銅製ケーブルには適用できない。この理由は、銅製ケーブルの伝送速度（通常１０Ｇｂｐｓ以下）が光ファイバケーブルの伝送速度（通常１０Ｇｂｐｓ以上）よりもはるかに低いため、高伝送速度のＳＦＰトランシーバ１００には適用できないことにある。ＳＦＰトランシーバ１００は、光ファイバケーブルに嵌合される場合、嵌合されたケーブル２００Ａが光ファイバケーブルであることを認識して正常状態で動作し、データ／信号の送受信を正常に行うことができる。一方、ＳＦＰトランシーバ１００は、銅製ケーブルに嵌合される場合、嵌合されたケーブル２００Ａを認識することができず、異常状態で動作し、データ／信号の送受信を正常に行うことができない。

【0022】

図２は、本発明に係る銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバの構造を示す概略図である。図１を併せて参照すると、ＳＦＰトランシーバ１００は、第１ポート１と、変換ユニット２と、送受信ユニット３と、第２ポート４とを含む。第１ポート１は、ケーブル接続部２００に嵌合してケーブル２００Ａに結合され、ケーブル接続部２００によって提供される信号源Ｓｓを送受信する。ここで、第１ポート１は、ケーブル接続部２００のコネクタタイプに応じて、ＲＪ－４５、ＳＣ、ＳＴ、ＭＴ－ＲＪ、又はＬＣのいずれかであってもよい。変換ユニット２は、第１ポート１に結合され、帯域幅指示ピン（例えばＬＥＤ＿ＬＩＮＫ１００、ＬＥＤ＿ＬＩＮＫ１０００であってもよい、これらに限定されない）２Ａを有している。変換ユニット２は、ＰＨＹ（Ｐｏｒｔ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ、ポート物理層とも呼ばれる）チップであり、信号源Ｓｓをイーサネット（登録商標）フレーム（ｆｒａｍｅ、イーサネットワークのデータフレームとも呼ばれる）Ｆｅに変換するために用いられる。変換ユニット２は、イーサネットフレームＦｅを送受信することができ、帯域幅指示ピン２Ａは、ケーブル２００Ａとのマッチングができた場合、信号源Ｓｓのレートを指示する（即ち、伝送速度に対応するレート信号Ｓｉを提供する）ために用いられる。つまり、光ファイバケーブルをＳＦＰトランシーバ１００に嵌合する場合、ＳＦＰトランシーバ１００とケーブル２００Ａとのマッチングができ、帯域幅指示ピン２Ａは、信号源Ｓｓのレート（例えば、１５Ｇｂｐｓ又は２０Ｇｂｐｓであってもよいが、これらに限定されない）を指示する。一方、銅製ケーブルをＳＦＰトランシーバ１００に嵌合する場合、ＳＦＰトランシーバ１００とケーブル２００Ａとのマッチングができず、帯域幅指示ピン２Ａは、信号源Ｓｓのレートを指示できないため、低電圧レベルとなる。

【0023】

送受信ユニット３は、変換ユニット２に結合され、検出ピン（Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ；ＬＯＳ）３Ａを有している。送受信ユニット３は、ＳＦＰトランシーバ１００の送受信チップであり、主に光ファイバ送受信に適用される物理層送受信チップあり、変換ユニット２とネットワーク機器３００との間でイーサネットフレームＦｅを双方向に伝送するために用いられる。検出ピン３Ａは、帯域幅指示ピン２Ａに結合されて、帯域幅指示ピン２Ａからの指示を受ける。具体的に、検出ピン３Ａは、帯域幅指示ピン２Ａによって信号源Ｓｓのレートが有効速度（即ち、レートが１０Ｇｂｐｓ以上）であることを指示する場合に、自ピンの電圧レベルを第１の電圧レベル（例えば、低電圧レベルであるが、これに限らない）に調整する。一方、検出ピン３Ａは、帯域幅指示ピン２Ａによって信号源Ｓｓのレートが無効速度（即ち、ＳＦＰトランシーバ１００とケーブル２００Ａとのマッチングができず、帯域幅指示ピン２Ａが低電圧レベルとなる）であることを指示する場合に、自ピンの電圧レベルを第２の電圧レベル（例えば、高電圧レベルであるが、これに限らない）に調整する。第２ポート４は、送受信ユニット３に結合され、ネットワーク機器３００に嵌合するために用いられ、その結果、送受信ユニット３及びネットワーク機器３００は、イーサネットフレームＦｅを双方向に伝送する。

【0024】

送受信ユニット３は、検出ピン３Ａが自ピンの電圧レベルを第１の電圧レベルに調整した場合、正常状態で動作して正常にデータ／信号の送受信を行う。一方、送受信ユニット３は、検出ピン３Ａが自ピンの電圧レベルを第２の電圧レベルに調整した場合、異常状態で動作して正常にデータ／信号の送受信を行わない。なお、検出ピン３Ａは、第１の電圧レベルが通常０．８Ｖ以下であり、第２の電圧レベルが通常２．４Ｖ以上である。

【0025】

本発明は、検出ピン３Ａが接地点ＧＮＤに結合されていることを特徴とする。銅製ケーブルがＳＦＰトランシーバ１００に嵌合する場合、帯域幅指示ピン２Ａは、信号源Ｓｓが銅ケーブルタイプの信号源（そのレートが通常１０Ｇｂｐｓ以下）であることに基づいて、レートが無効速度であることを指示する。ここで、検出ピン３Ａは接地されるため、無効速度に基づいて第１の電圧レベルを提供する（即ち、検出ピン３Ａは、本来、高電圧レベルに調整すべきであるが、接地されているために強制的に低電圧レベルとなる）。したがって、送受信ユニット３がＰＨＹ送受信チップ（物理層送受信チップ）であるにもかかわらず、検出ピン３Ａが接地点ＧＮＤに結合されているため、物理層送受信チップは、銅ケーブルタイプの信号源に対応することができる。

【0026】

このようにして、従来銅製ケーブルには適用できなかったＳＦＰトランシーバ１００を、銅ケーブル伝送を支援する機能を有するようにすることができる（光ファイバケーブルを用いた光通信に適用する機能はそのまま残っている）。一方、銅製ケーブルは、光ファイバケーブルに比べて破断しにくく、構造が強固であり、価格も比較的安価であるという利点があるので、本発明は、従来のＳＦＰトランシーバに比べて、ネットワークシステム全体の構成コストを低減するとともに、システムの信頼性を向上させる効果を達成することができる。なお、一実施形態において、ＳＦＰトランシーバ１００は、検出ピン３Ａと接地点ＧＮＤとの間に介在して結合される抵抗Ｒをさらに含んでもよい。これにより、検出ピン３Ａから接地点ＧＮＤへの電流を制限して、ピンの耐電流を超えることに起因するチップの故障を回避することができる。

【0027】

図３Ａは、本発明に係るＳＦＰトランシーバの第１実施例の配置を示す概略図であり、図３Ｂは、本発明に係るＳＦＰトランシーバの第２実施例の配置を示す概略図である。図１及び図２を併せて参照する。図３Ａにおいて、ＳＦＰトランシーバ１００は、ネットワーク機器３００とモジュール化するため、ネットワーク機器３００内に配置されるように構成されており、ユーザは、ケーブル２００Ａをネットワーク機器３００に接続するだけでよい。図３Ｂにおいて、ＳＦＰトランシーバ１００は、ネットワーク機器３００の外部に独立して配置されるように構成されており、ユーザは、ネットワーク機器３００の需要に応じてＳＦＰトランシーバ１００及びケーブル２００Ａの配置を調整することができる。

【0028】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもなく、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の全ての範囲は以下の特許請求の範囲に基づくものであり、本発明の特許請求の範囲に合致する精神とその類似の変形例は、本発明の範囲に含まれるべきであり、当業者であれば、本発明の技術的範囲内において、容易に思いつくことができ、また、その変形例や修正例も、以下の特許請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0029】

１ 第１ポート
２ 変換ユニット
２Ａ 帯域幅指示ピン
３ 送受信ユニット
３Ａ 検出ピン
４ 第２ポート
１００ ＳＦＰトランシーバ
２００ ケーブル接続部
２００Ａ ケーブル
３００ ネットワーク機器
Ｆｅ イーサネットフレーム
ＧＮＤ 接地点
Ｒ 抵抗
Ｓｉ レート信号
Ｓｓ 信号源

【要約】

【課題】銅ケーブル伝送を支援する機能を有するＳＦＰトランシーバを提供する。
【解決手段】ＳＦＰトランシーバは、ケーブル接続部とネットワーク機器とを結合するように構成され、第１ポートと、変換ユニットと、送受信ユニットと、第２ポートとを含む。変換ユニットは、帯域幅指示ピンを有し、送受信ユニットは検出ピンを有する。送受信ユニットは、検出ピンに基づいて第１の電圧レベルを提供して正常状態で動作する、検出ピンに基づいて第２の電圧レベルを提供して異常状態で動作するように構成される。帯域幅指示ピンは、第１ポートによって受信した信号源が銅ケーブルタイプの信号源であることに基づいて、信号源のレートを無効速度として指示し、検出ピンは、接地点に結合されて接地されることにより、無効速度に基づいて第１の電圧レベルを提供する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】