特許 7324599 光ファイバカプラが組み込まれた単一波長双方向トランシーバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-02

(45)【発行日】2023-08-10

(54)【発明の名称】光ファイバカプラが組み込まれた単一波長双方向トランシーバ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/42 20060101AFI20230803BHJP

【ＦＩ】

G02B6/42

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019049481

(22)【出願日】2019-03-18

(65)【公開番号】P2019197207

(43)【公開日】2019-11-14

【審査請求日】2022-03-14

(31)【優先権主張番号】15/926,308

(32)【優先日】2018-03-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チャン， エリック ワイ．

(72)【発明者】

【氏名】コーシンツ， デニス ジー．

(72)【発明者】

【氏名】トルオン， テュオン ケー．

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００２７４１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１６４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７１７１０８１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－１１３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８２２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２１５５６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－９９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－８２５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／２６－６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
２×１溶融カプラと、
前記２×１溶融カプラに接続された入力／出力光ファイバと、
前記２×１溶融カプラに接続された検出器光学サブアセンブリファイバと、
前記２×１溶融カプラに接続されたレーザ光学サブアセンブリファイバと、
トランシーバ電子回路プリント配線板、前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気結合されたレーザ光学サブアセンブリ、及び前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気結合された検出器光学サブアセンブリを備えるトランシーバと、
金属ベースと、を備え、
前記２×１溶融カプラは、前記金属ベースと前記トランシーバ電子回路プリント配線板との間に配置され、更に、前記レーザ光学サブアセンブリ及び前記検出器光学サブアセンブリ、前記トランシーバ電子回路プリント配線板、並びに前記２×１溶融カプラが、前記金属ベースに取り付けられ、
前記レーザ光学サブアセンブリは、前記レーザ光学サブアセンブリファイバに光を送信する位置に設けられたレーザを備え、前記検出器光学サブアセンブリは、前記検出器光学サブアセンブリファイバから光を受信する位置に設けられた光検出器を備える、
装置。

【請求項2】

前記トランシーバ電子回路プリント配線板は、前記トランシーバ電子回路プリント配線板の一端に配置された複数のトランシーバ入力／出力金属接点を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

金属カバーを更に備え、前記金属カバーは前記金属ベースに取り付けられ、前記金属カバーが前記トランシーバ入力／出力金属接点を露出させるように一端において開いていることにより、前記トランシーバ電子回路プリント配線板の前記一端がアプリケーションハードウェアにプラグ装着されたときに当該アプリケーションハードウェアの対応する金属接点が前記トランシーバ入力／出力金属接点と接触することが可能となる、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

フレックス回路のペアを更に備え、前記フレックス回路はそれぞれ、前記レーザ光学サブアセンブリ及び前記検出器光学サブアセンブリを前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気的に接続する、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記金属ベースは当該金属ベースの一端から突出するファイバ先端チューブを備え、前記入力／出力光ファイバは前記ファイバ先端チューブを通り、前記装置はファイバブートを更に備え、前記ファイバブートは、前記ファイバ先端チューブと、前記ファイバ先端チューブの遠位端を超えて突出する前記入力／出力光ファイバの一部とを取り囲む、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記２×１溶融カプラ、前記入力／出力光ファイバ、前記検出器光学サブアセンブリファイバ、及び前記レーザ光学サブアセンブリファイバはガラス製である、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記２×１溶融カプラは、長さ約２５ｍｍ、及び直径約１．５ｍｍである、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

データ送信システムであって、
ギガビット光ファイバを備える光ケーブルと、
前記光ケーブルの両端に光結合された第１及び第２の２×１溶融カプラと、
前記第１の２×１溶融カプラにそれぞれ光結合された第１のレーザ及び第１の光検出器を備える第１のトランシーバと、
前記第１のトランシーバに接続された第１のスイッチと、
前記第１のスイッチに接続された第１の列線交換ユニットと、
前記第２の２×１溶融カプラにそれぞれ光結合された第２のレーザ及び第２の光検出器を含む第２のトランシーバと、
前記第２のトランシーバに接続された第２のスイッチと、
前記第２のスイッチに接続された第２の列線交換ユニットと、を備え、
前記第１及び第２のレーザは、同一の波長を有する光を放射するように構成され、
前記第１の列線交換ユニットと第２の列線交換ユニットは、前記第１及び第２のスイッチが閉じられたときに前記光ケーブル、前記第１及び第２の２×１溶融カプラ、並びに前記第１及び第２のトランシーバを経由して通信可能である、
データ送信システム。

【請求項9】

前記ギガビット光ファイバは、プラスチック製である、請求項８に記載のデータ送信システム。

【請求項10】

前記第１及び第２の２×１溶融カプラは、ガラス製であり、長さ約２５ｍｍ及び直径約１．５ｍｍである、請求項８に記載のデータ送信システム。

【請求項11】

前記第１の２×１溶融カプラに接続された入力／出力光ファイバと、
前記第１の２×１溶融カプラに接続された検出器光学サブアセンブリファイバと、
前記第１の２×１溶融カプラに接続されたレーザ光学サブアセンブリファイバと、
を更に備え、
前記第１のトランシーバは、
トランシーバ電子回路プリント配線板と、
前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気的に結合されたレーザ光学サブアセンブリと、
前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気的に結合された検出器光学サブアセンブリと
を備え、
前記レーザ光学サブアセンブリは、前記レーザ光学サブアセンブリファイバに光を送信する位置に設けられたレーザを備え、前記検出器光学サブアセンブリは、前記検出器光学サブアセンブリファイバからの光を受信する位置に設けられた光検出器を備える、請求項８に記載のデータ送信システム。

【請求項12】

前記トランシーバ電子回路プリント配線板は、当該トランシーバ電子回路プリント配線板の一端に配置された複数のトランシーバ入力／出力金属接点を備え、前記データ送信システムは金属ベース及び金属カバーを更に備え、前記トランシーバ電子回路プリント配線板及び前記金属カバーは前記金属ベースに取り付けられ，前記金属カバーが前記トランシーバ入力／出力金属接点を露出させるように一端において開いていることにより、前記トランシーバ電子回路プリント配線板の前記一端がアプリケーションハードウェアにプラグ装着されたときに、当該アプリケーションハードウェアの対応する金属接点が前記トランシーバ入力／出力金属接点と接触することが可能となる、請求項１１に記載のデータ送信システム。

【請求項13】

金属ベースを更に備え、前記第１の２×１溶融カプラは、前記金属ベースと前記トランシーバ電子回路プリント配線板との間に配置され、更に、前記レーザ光学サブアセンブリ及び前記検出器光学サブアセンブリ、並びに前記トランシーバ電子回路プリント配線板は前記金属ベースに取り付けられる、請求項１１に記載のデータ送信システム。

【請求項14】

フレックス回路のペアを更に備え、前記フレックス回路は、それぞれ前記レーザ光学サブアセンブリ及び前記検出器光学サブアセンブリを前記トランシーバ電子回路プリント配線板に電気的に接続する、請求項１３に記載のデータ送信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で開示される技術は、概して、電気コンポーネント間での通信を可能にする光ファイバネットワークに関する。

【0002】

光ファイバ双方向トランシーバは、アビオニクスネットワークにおいて展開され、サイズ、重量、及び電力を低減するために銅線ケーブルに取って代わることに成功してきた。更に、次世代の飛行機のため、多数の単芯ファイバ双方向光リンクを飛行機内で使用する大規模高速（例えば、１ギガビット／秒を上回る）スイッチネットワークが提案されてきた。

【0003】

一部のアビオニクスネットワークで使用される既存の双方向トランシーバでは、作動のために２つの波長が必要とされる。これにより、大規模スイッチネットワークシステムの設計者及び設置者には、各光ファイバリンクにおける波長ペアが合致した状態を保つように双方向トランシーバについて注意を払い続けなければならないという負担がかかる。アビオニクスシステムでの使用向けに設計された一部の大規模スイッチネットワークにおいて、波長のペアが合致するように注意を払い続けることは、誤った波長のトランシーバが飛行機の光リンクに設置された際には頻繁な作業のやり直しが必要となり、手間と時間のかかるプロセスである。

【0004】

同一波長を有する光信号を送受信する、別の双方向トランシーバが提案されてきた。提案されたこのトランシーバは、光学サブアセンブリ（ＯＳＡ）に設置されたビームスプリッタを有しているが、本設計では吸収材を用いてローカルレーザの反射を低減することが必要である。ＯＳＡにおける光反射のクロストーク及び拡散が大きいと、双方向光リンク作動が機能しなくなる場合がある。したがって、このビームスプリッタ設計に基づく双方向トランシーバを製造するのは得策ではない。

【発明の概要】

【0005】

以下でやや詳細に開示する主題は、列線交換ユニットなどの電気コンポーネント間における高速データ送信（例えば、１ギガビット／秒を上回る）での通信を可能にする、ビームスプリッタの代替として溶融カプラが組み込まれたプラグ装着可能な単一波長双方向（すなわち単芯ファイバ）トランシーバを対象とする。以下に開示する主題は更に、低コストで広く利用可能な標準的二芯ファイバ高速ＳＦＰトランシーバのパッケージングを変更することに基づく作製プロセスを対象とする。

【0006】

一実施形態によれば、２×１マルチモードのガラス製溶融光カプラ（以下、「２×１溶融カプラ」と呼ぶ）がＳＦＰトランシーバパッケージの内側に組み込まれる。２×１溶融カプラは、溶融プロセスにより形成される。２×１溶融カプラを用いることにより、パッケージングが高額となるビームスプリッタの使用が回避されうる。２×１溶融カプラは、ビームスプリッタ手法と異なり、戻り反射光が－４０ｄＢ以下と非常に少ない。２×１溶融カプラは、トランシーバの前端にあるＯＳＡから離れていることにより、ローカル送信レーザとローカル受信光検出器との間のクロストークをなくす。この組み込み型ガラス製カプラという特徴により、本明細書で提案する単一波長双方向トランシーバ設計は、大規模スイッチングネットワークにおいて光リンクマージンの大きい１００メートルエラーフリーＧｂＰＯＦリンクの作動を可能にする。

【0007】

本明細書で開示する特定の実施形態では、単一波長双方向トランシーバは、スモールフォームファクターコミッティーの後援の下、工業用標準マルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）により規定されたフォームファクター（寸法を含む）を有するスモールフォームファクタープラグ装着可能（ＳＦＰ）トランシーバである。ＳＦＰトランシーバは、様々な光ファイバネットワーキング規格に対し容易に適合され、かつ、１ギガビット／秒よりも速い速度でデータを送信することができる光ファイバ（プラスチック又はガラス製）を採用するアビオニクスシステムの大規模スイッチネットワークに容易に組み込まれうる。しかしながら、本明細書で開示する新規な技術的特徴は、プラグ装着可能トランシーバの寸法が任意の特定のＳＦＰ仕様に準拠するか否かに依存するものではない。本明細書に開示する概念を適用するにあたり、ＳＦＰ仕様に準拠しないプラグ装着可能トランシーバが構築される場合もある。

【0008】

溶融カプラが組み込まれたプラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの様々な実施形態を以下でやや詳細に記載するが、それら実施形態の一又は複数は、下記の態様の一又は複数によって特徴づけられうる。

【0009】

以下で詳細に開示する主題の一態様は、２×１溶融カプラと、２×１溶融カプラに接続された入力／出力光ファイバと、２×１溶融カプラに接続された検出器光学サブアセンブリファイバと、２×１溶融カプラに接続されたレーザ光学サブアセンブリファイバと、トランシーバ電子回路プリント配線板、トランシーバ電子回路プリント配線板に電気結合されたレーザ光学サブアセンブリ、及びトランシーバ電子回路プリント配線板に電気結合された検出器光学サブアセンブリを備えるトランシーバとを備える装置である。レーザ光学サブアセンブリは、レーザ光学サブアセンブリファイバに光を送信する位置に設けられたレーザを備える。検出器光学サブアセンブリは、検出器光学サブアセンブリファイバからの光を受信する位置に設けられた光検出器を備える。トランシーバ電子回路プリント配線板は、トランシーバ電子回路プリント配線板の一端に設けられた複数のトランシーバ入力／出力金属接点を備える。

【0010】

いくつかの実施形態によれば、装置は、金属ベース及び金属カバーを更に備え、トランシーバ電子回路プリント配線板及び金属カバーは金属ベースに取り付けられ、金属カバーは、トランシーバ入力／出力金属接点を露出させるように一端において開いていることにより、トランシーバ電子回路プリント配線板の一端がアプリケーションハードウェアにプラグ装着されたときに当該アプリケーションハードウェアの対応する金属接点がトランシーバ入力／出力金属接点と接触することが可能となる。提案される一実装形態では、金属ベースは、金属ベースの一端から突出するファイバ先端チューブを備え、入力／出力光ファイバは、ファイバ先端チューブを通る。装置は、ファイバ先端チューブと、ファイバ先端チューブの遠位端を超えて突出する入力／出力光ファイバの一部とを取り囲むファイバブートを更に備える。

【0011】

以下で詳細に開示する主題の別の態様は、ギガビット光ファイバを備える光ケーブルと、光ケーブルの両端に光結合された第１及び第２の２×１溶融カプラと、第１の２×１溶融カプラにそれぞれ光結合された第１のレーザ及び第１の光検出器を備える第１のトランシーバと、第２の２×１溶融カプラにそれぞれ光結合された第２のレーザ及び第２の光検出器を含む第２のトランシーバとを備えるデータ送信システムである。第１及び第２のレーザは、同一の波長を有するレーザビームを放射するように構成される。

【0012】

以下で詳細に開示する主題の更なる態様は、プラグ装着可能トランシーバパッケージを組み立てるための方法であって、２×１溶融カプラを作製することと、入力／出力光ファイバ、検出器光学サブアセンブリファイバ、及びレーザ光学サブアセンブリファイバを２×１溶融カプラに接続することと、金属ベースの一端から突出するファイバ先端チューブ内に入力／出力光ファイバを挿入することと、２×１溶融カプラを金属ベースに取り付けることと、レーザ光学サブアセンブリ及び検出器光学サブアセンブリを、それぞれのフレックス回路を用いてトランシーバ電子回路プリント配線板に接続することと、検出器光学サブアセンブリファイバの一端を検出器光学サブアセンブリの内側に挿入することと、レーザ光学サブアセンブリファイバの一端をレーザ光学サブアセンブリの内側に挿入することと、レーザ光学サブアセンブリ及び検出器光学サブアセンブリを金属ベースに取り付けることと、２×１溶融カプラがトランシーバ電子回路プリント配線板と金属ベースとの間に位置するように、トランシーバ電子回路プリント配線板を金属ベースの上に位置付けることと、トランシーバ電子回路プリント配線板を、金属ベース上の保持窪み部を有する複数のプリント配線板支柱に取り付けることとを含む方法である。

【0013】

溶融カプラが組み込まれたプラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの他の態様を以下に開示する。

【0014】

上記の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において個別に実現することが可能であるか、又は更に別の実施形態において組み合わせることが可能である。上記の態様及び他の態様を例示するため、図面を参照して様々な実施形態について以下に記載する。本節で簡潔に記載されている図面はいずれも、原寸に比例しない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】同一波長の光を送受信する二芯ファイバ双方向ＳＦＰトランシーバ設計のいくつかの特徴を特定するブロック図である。

【図2】ＬＲＵのそれぞれのセットが接続される光ネットワークスイッチ間の双方向データ通信を可能にするためのＧｂＰＯＦリンクを用いた単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバを有する双方向データ送信システムを表す図である。

【図3】ＧｂＰＯＦ及びＳＦＰトランシーバを用いた大規模光ネットワークの一実施例を示すブロック図である。

【図4】単一波長単芯ファイバＳＦＰトランシーバを形成するために、２×１溶融カプラを単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバに接続した状態を表すブロック図である。

【図5】図４に示すトランシーバの単一波長作動の提案された設計を検証するために使用される、実験的構成を示すブロック図である。

【図6】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図7】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図8】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図9】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図10】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図11】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図12】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図13】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図14】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【図15】一実施形態に係る、プラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの組み立てにおける様々な段階を示す図である。

【0016】

以下では図面を参照するが、異なる図面中の類似の要素には同一の参照番号が付されている。

【発明を実施するための形態】

【0017】

光ファイバは、その軸に沿って光を送信する円筒状の誘電体導波管である。ファイバは、透明なクラッド層（以下、「クラッド」と呼ぶ）によって取り囲まれる透明なコアから構成され、これらは両方とも誘電材料で作られる。光は、内部全反射現象によってコアの中に保たれる。光信号をコア内に封じ込めるため、当該コアの屈折率はクラッドの屈折率よりも大きい。コアとクラッドとの境界面は、ステップインデックスファイバに見られるように急峻であるか、又はグレーデッドファイバに見られるように斬進的でありうる。光ファイバは、ガラスまたはプラスチック製であり得る。

【0018】

プラスチック製光ファイバ（ＰＯＦ）を用いた光ネットワーキングは、重量、サイズ、帯域幅、電力、及び電磁イミュニティの点で銅線よりも有利である。ＰＯＦは、取り扱い、設置、及びメンテナンスの容易性の点でガラス製光ファイバ（ＧＯＦ）よりも有利である。ＰＯＦコアの材料は、アクリレートからパーフルオロポリマーまで多岐にわたりうる。ＰＯＦインデックスプロファイルは、ステップインデックスからグレーデッドインデックスまで多岐にわたりうる。ＰＯＦの幾何学形状は、単芯から多芯まで多岐にわたりうる。ＰＯＦを使用することで、相当な軽量化につながりうる。軽量化は、重量が軽くなることで燃料消費の低減及び排気の抑制につながりうる飛行機などのビークル搭載型ネットワークにとって重要でありうる。

【0019】

光ファイバシステムにおいては、２つの光ファイバを溶融して縦並び構成とし、つながった長さの光ファイバを提供するのが典型的である。また、１つの光ファイバの伸長部分を別の光ファイバの伸長部分に溶融し、溶融したファイバ間に光信号が伝送されるよう、光ファイバ同士を横並び構成となるように溶融するのも一般的である。本明細書で「２×１溶融カプラ」と称する、このような横並び構成の溶融光インターフェースにより、溶融光ファイバ間での光信号の低挿入損失、低反射、及び均等分割が可能となる。

【0020】

任意の数の列線交換ユニット（ＬＲＵｓ）を互いに接続して、アビオニクスシステム内の通信を実現することが一般的に行われている。例えば、飛行機などのビークルの前方部分にある任意の数のＬＲＵは、ビークルの後方部分にある任意の数のＬＲＵに接続されている。各ＬＲＵを他のあらゆるＬＲＵに接続することで、極端に多くの接続が生じうる。更に、ＬＲＵ間の接続の多くが長いことで、光の損失につながる場合がある。

【0021】

光ファイバネットワークは、高速、低重量、及び電磁干渉イミュニティといった、銅線ネットワークに優る利点を有している。民間飛行機の多くの型は、サイズ、重量、及び電力の低減のために光ファイバネットワークを有する。いくつかの場合において、飛行機のＧＯＦケーブルが多数であることは、製造コストの高さに影響を与える重要なファクターである。飛行機に光ファイバネットワークを設置するコストを低減するためには、飛行機で使用する光ファイバケーブルの数を減らす必要がある。

【0022】

光ファイバ双方向トランシーバは、アビオニクスネットワークにおいて展開され、サイズ、重量、及び電力を低減するために銅線ケーブルに取って代わることに成功してきた。本明細書では、変更したスモールフォームファクタープラグ装着可能（ＳＦＰ）単一波長双方向トランシーバに低損失低反射戻り光ファイバカプラを組み込む設計及び作製プロセスが開示される。本明細書で開示される単一波長双方向トランシーバは、１ギガビット／秒よりも速い速度でデータを送信することができる光ファイバ（プラスチック又はガラス製）を採用するアビオニクスシステムの大規模スイッチネットワークに組み込まれうる。本明細書では、このようなプラスチック製光ファイバを「ギガビットプラスチック製光ファイバ」（ＧｂＰＯＦ）と呼ぶ。ギガビットプラスチック製光ファイバは、延性のパーフルオロポリマーで作られ、ケーブルがきつく曲げられている間も破損しない。ＧｂＰＯＦの一実施例は、５５ミクロンのコア径と５００ミクロンのクラッド径とを有する。本明細書では、上述のガラス製光ファイバのことを「ギガビットガラス製光ファイバ」（ＧｂＧＯＦ）と呼ぶ。ＧｂＧＯＦの一実施例は、５０ミクロンのコア径と１２５ミクロンのクラッド径を有するＯＭ４マルチモードガラス製光ファイバである。このＧｂＧＯＦは、最大４００メートルまでの距離にわたり、１０ギガビット／秒の帯域幅を有する。本明細書で提案するトランシーバの設計は、少なくとも１００メートルの光リンクの距離を有するＧｂＰＯＦネットワークをサポートできることが実験により実証されている。

【0023】

溶融カプラが組み込まれたプラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバの例示的な実施形態を、以下でやや詳細に説明する。しかしながら、本明細書中には、実際の実装形態の特徴が全て記載されているわけではない。こうした実際の実施形態の開発においては、実装形態によって異なるシステム関連及び事業関連の制約の順守といった、開発者の特定の目的を達成するために、複数の実装形態ごとに固有の判断を行う必要があることは、当業者に理解されるであろう。さらに、こうした開発に伴う努力は、複雑で時間のかかる可能性もあるが、本開示から恩恵を受ける当業者にとって、所定の日常業務であることは、理解されるであろう。

【0024】

飛行機の列線交換ユニット間における高速データ送信（例えば、１ギガビット／秒を上回る）での光通信を可能にするための光ファイバネットワークの様々な実施形態を、説明のため以下に詳細に記載する。しかしながら、本明細書で開示する光ファイバネットワークの実装は、飛行機の環境のみに限定されず、他の種類のビークルに搭載される光ファイバネットワーク、又は他の種類の光ファイバネットワーク（例えば、地上における長距離のデータセンターとファイバー・トゥ・ザ・ホーム／オフィス（ｆｉｂｅｒ－ｔｏ－ｔｈｅ－ｈｏｍｅ／ｏｆｆｉｃｅ）との間の用途）で利用することができる。更に、以下でやや詳細に開示する特定の例示的な実施形態はＧｂＰＯＦを採用するが、代替的な実施形態ではＧｂＧＯＦを採用してもよい。

【0025】

１ギガビット／秒超の高速単一波長トランシーバの一種は、送信（Ｔx）出力光信号用の１つのファイバと、受信（Ｒx）入力光信号用の別のファイバとを有する。送信機は、レーザドライバ及び送信機（Ｔx）集積回路に接続された高速レーザダイオードを有する。受信機は、増幅器及び受信機（Ｒx）集積回路に接続された高帯域幅検出器を有する。

【0026】

図１は、同一波長λ_１の光を送受信する単一波長二芯ファイバトランシーバ２のいくつかの特徴を特定する図である。［本明細書で使用する場合、コヒーレントレーザ光の文脈における「波長」という用語は、分光幅の狭いレーザ光の中心波長を意味する。］この単一波長二芯ファイバトランシーバ２は、ＳＦＰ仕様に準拠するように構成されうる。

【0027】

図１に示す実施例では、単一波長二芯ファイバトランシーバ２は、レーザ４と光検出器８とを含む。レーザ４には、高光出力及び低モーダルノイズのための、シングルモード分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ、マルチモードファブリペロー（ＦＰ）レーザ、又は垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を実装することができる。光検出器８には、受信機の感度を高くするため、高応答性ｐ型真性ｎ型（ＰＩＮ）フォトダイオード又はアバランシェフォトダイオードを実装することができる。

【0028】

レーザ４は、対応付けられた列線交換ユニット（図示しない）からそれぞれ送信電気信号線１２ａ及び１２ｂを介して差動送信信号Ｔx^＋及びＴx^－を受信したことに応じて、波長λ_１の光を放射するようにレーザドライバ及び送信回路６によって駆動される。レーザドライバ及び送信回路６は、それら差動信号を、レーザ４により送信されることとなるデータを表すデジタル信号に変換する電気回路を含む。

【0029】

反対に、光検出器８は、波長λ_１の光を受け取り、検出した当該光を、検出増幅器及び受信回路１０に供給される電気デジタル信号に変換する。検出増幅器及び受信回路１０は、それら電気デジタル信号を、受信したデータを表す電気差動受信信号Ｒx^＋及びＲx^－に変換する電気回路を含む。電気差動受信信号Ｒx^＋及びＲx^－は、それぞれ受信電気信号線１４ａ及び１４ｂを介して、列線交換ユニットの他の回路に送信される。

【0030】

レーザ４は、ガラス製光ファイバ１８ａに光結合され、光検出器８は、ガラス製光ファイバ１８ｂに光結合される。両方のガラス製光ファイバ１８ａ及び１８ｂは、典型的には、ファイバの長さに沿って送信される波長λ_１を有するいかなる光についても光損失が最小となるように選択された屈折率を有する同一の材料で作られるコアを有する。図１に示す単一波長二芯ファイバトランシーバ２は、トランシーバ電力供給線１６を介して、電圧Ｖ_ｃｃを有する電力を受信する。

【0031】

図１に示す単一波長二芯ファイバトランシーバ２は、約５．８ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの寸法を用いる工業用マルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）規格に準拠してパッケージングされうる。レーザドライバ及び送信回路６、並びに検出増幅器及び受信回路１０は、ＬＲＵに接続されるスイッチングネットワークのギガビット・イーサネット（ＧＢＥ）スイッチなどのアプリケーションハードウェア内に単一波長二芯ファイバトランシーバ２をプラグ装着可能にする両面プリント配線板（ＰＷＢ）（図１には示していない）に表面装着される。

【0032】

次世代アビオニクスシステム設計の１つにおいては、サイズ、重量、及び電力低減のため、重くてかさばり、且つ高価な銅線ケーブルにとって代わるべく、ギガビットプラスチック製光ファイバ（ＧｂＰＯＦ）接続を用いた大規模高速スイッチングネットワークが使用されるだろう。このシステムの要件をサポートする主要なコンポーネントは、多数のＬＲＵの相互光接続を提供する大規模スイッチングネットワークのスイッチにプラグ装着可能な高速トランシーバである。

【0033】

図２は、ＬＲＵのそれぞれのセット２２ａ及び２２ｂ（以下、「複数のＬＲＵ２２ａ及び２２ｂ」と呼ぶ）が接続されるネットワークスイッチ２０ａと２０ｂとの間で双方向データ通信を可能にするＧｂＰＯＦリンク３２と共に４つの単一波長二芯ファイバトランシーバ２ａ～２ｄを有する双方向データ送信システムのための設計概念を示す。本実施例では、各ＧｂＰＯＦリンク３２の一端は、それぞれのコネクタ２４及びそれぞれのガラス製光ファイバ１８ａを介してそれぞれのレーザ４に光結合され、各ＧｂＰＯＦリンク３２の他の一端は、それぞれのコネクタ２６及びそれぞれのガラス製光ファイバ１８ｂを介してそれぞれの光検出器８に光結合される。

【0034】

しかしながら、図２に示すタイプの大規模スイッチングネットワークでは、ＬＲＵ接続のための非常に多くのスイッチが存在しうる。ＧｂＰＯＦリンク及びＳＦＰトランシーバを用いた大規模スイッチングネットワーク３４の一実施例を、図３に示す。この大規模スイッチングネットワーク３４は、第１の複数のＬＲＵ２２ａに電気結合された、プラグ装着されたＳＦＰトランシーバを有する第１の複数のスイッチ３６ａ～３６ｃと、第２の複数のＬＲＵ２２ｂに電気結合された、プラグ装着されたＳＦＰトランシーバを有する第２の複数のスイッチ３８ａ～３８ｃと、プラグ装着されたＳＦＰトランシーバを有する第１の複数のスイッチ３６ａ～３６ｃ及び第２の複数のスイッチ３８ａ～３８ｃに光結合され、プラグ装着されたＳＦＰトランシーバを有する第３の複数のスイッチ４０ａ～４０ｄを含む。

【0035】

図３に示すタイプの大規模スイッチングネットワーク３４では、二芯ファイバのシステムから単芯ファイバ双方向システムに変更することにより、ファイバの数が１つのトランシーバにつき２つから１つに減ることで、設置及び労働コストが半減するだろう。本明細書で開示する単一波長双方向型のプラグ装着可能トランシーバにより、このような単一波長双方向システムが実現可能となる。以下でやや詳細に開示する設計及び実装プロセスは、ＧｂＰＯＦの用途向けに最適化された単一波長・単芯ファイバ双方向プラグ装着可能トランシーバを提供する。ＧｂＰＯＦを使用することで、高価で脆弱なガラス製光ファイバの代替となり、これによって更に飛行機上の光ファイバスイッチネットワークの設置及び再作業のコストが低減される。

【0036】

図４は、単一波長双方向（すなわち単芯ファイバ）トランシーバ１０２を形成するために、低光損失低反射戻り光の２×１溶融カプラ６４を単一波長二芯ファイバトランシーバ２に接続した状態を表すブロック図である。具体的には、２×１溶融カプラ６４は、（１）ＧｂＰＯＦリンク（図４には示していない）に接続及び光結合された入力／出力光ファイバ６６、（２）コネクタ４４によってガラス製光ファイバ１８ｂ（当該ガラス製光ファイバ１８ｂは、単一波長二芯ファイバトランシーバ２の光検出器８に光結合される）に接続及び光結合される検出器光学サブアセンブリ（ＯＳＡ）ファイバ６８、及び（３）コネクタ４２によってガラス製光ファイバ１８ａ（当該ガラス製光ファイバ１８ａは、単一波長二芯ファイバトランシーバ２のレーザ４に光結合される）に接続及び光結合されるレーザ光学サブアセンブリ（ＯＳＡ）ファイバ７０を含む。代替的に、レーザＯＳＡファイバ７０及び検出器ＯＳＡファイバ６８は、ガラス製光ファイバ１８ａ及び１８ｂを使用することなくレーザ４及び検出器８に直接結合してもよく、この点はこれらファイバが同じタイプのマルチモードガラス製光ファイバであることに起因する。

【0037】

飛行機の前方部分のトランシーバを飛行機の後方部分のトランシーバに接続する光ファイバ経路の一部は長さが長いため、コネクタを用いて、長さの短い複数の光ファイバを直列に光結合するのが一般的である。多種多様なタイプの光ファイバコネクタが存在し、市販されている。したがって、図４は、光ファイバコネクタの特定の構成やタイプを示そうとするものではない。コネクタ４２及び４４の各々は、略円柱構造を有しうる。更に、一部のコネクタが、２つの光ファイバデバイスの端部を互いに接触させるように押しつけるためのばね及び関連する構造を含むことは周知の事項である。このようなばね及び関連する構造も、図４には示されていない。

【0038】

プラグ装着可能なパッケージ（図４には示していない、図１４を参照）に組み込まれると、２×１溶融カプラ６４と単一波長二芯ファイバトランシーバ２とが、ネットワークスイッチへとプラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバ１０２を形成する。２つのこうした単一波長双方向トランシーバ１０２は、直列接続された一又は複数のＧｂＰＯＦリンクからなるＧｂＰＯＦケーブルを介して互いに接続及び光結合された、それぞれの入力／出力光ファイバ６６を有することができる。このように接続された２つの単一波長双方向トランシーバ１０２により、アビオニクスシステム内のそれぞれのＬＲＵが互いに通信することが可能となる。

【0039】

図４に示す設計は、少なくとも１００メートルの光リンク距離を有するＧｂＰＯＦネットワークをサポート可能であることが実験により実証された。この溶融カプラ手法の１つの利点は、いくつかの他の単一波長単芯ファイバトランシーバでビームスプリッタを使用する際に起こりうる、ローカルレーザからローカル検出器への光信号の拡散がなくなることである。２×１溶融カプラ６４からの光信号の戻り反射光も、－４０ｄＢ未満と非常に少ない。これら２つの要因により、単一波長単芯ファイバ構成が実現可能となる。

【0040】

図５は、単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバ（図５には示していない）がそれぞれのメディアコンバータ４６ａ及び４６ｂにプラグ装着された状態で、外部２×１溶融カプラ６４ａ及び６４ｂを用いて単一波長双方向トランシーバの作動の概念を試験するために使用される実験的構成を示すブロック図である。２×１溶融カプラ６４ａ及び６４ｂは、図４に示す方式で単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバに光結合された。具体的には、２×１溶融カプラ６４ａの検出器光学サブアセンブリファイバ６８は、メディアコンバータ４６ａにプラグ装着された単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバの光検出器８に光結合され、一方、２×１溶融カプラ６４ａのレーザ光学サブアセンブリファイバ７０は、同じ単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバのレーザ４に光結合された。同様に、２×１溶融カプラ６４ｂの検出器光学サブアセンブリファイバ６８は、メディアコンバータ４６ｂにプラグ装着された単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバの光検出器８に光結合され、一方、２×１溶融カプラ６４ｂのレーザ光学サブアセンブリファイバ７０は、同じ単一波長二芯ファイバＳＦＰトランシーバのレーザ４に光結合される。更に、２×１溶融カプラ６４ａの入力／出力光ファイバ６６は、コネクタ２４によってＧｂＰＯＦリンク３２ａに接続及び光結合され、２×１溶融カプラ６４ｂの入力／出力光ファイバ６６は、コネクタ２６によってＧｂＰＯＦリンク３２ｂに接続及び光結合され、ＧｂＰＯＦリンク３２ａ及び３２ｂは、コネクタ２５によって互いに接続及び光結合される。

【0041】

図５に示す構成を用いて実施された実験では、２つの二芯ファイバＳＦＰトランシーバがそれぞれ２つの２×１溶融カプラ６４ａ及び６４ｂに接続され、１００メートルのＧｂＰＯＦループが２×１溶融カプラ６４ａ及び６４ｂの入力／出力ファイバ６６ａ及び６６ｂに接続された。二芯ファイバＳＦＰトランシーバは、２つのＣＡＴ５ケーブル９８ａ及び９８ｂを介して、コンピュータにより制御されるＧＢＥテスター４８にインターフェース接続された２つのギガビット・イーサネット（ＧＢＥ）メディアコンバータ４６ａ及び４６ｂにプラグ装着された。この光リンク作動の間、ＧＢＥテスター４８は、双方向ＧＢＥパケットを送受信し、ビットエラー及びパケット損失についてチェックを行った。実験結果は、図４に示す単一波長設計によってエラーフリーＧＢＥ作動が達成されたことを示した。具体的には、試験結果は、１０億を超えるＧＢＥパケットが１００メートルのＧｂＰＯＦリンクを通じて、パケットを何ら損失することなく０ビットエラーで通信されたことを示した。

【0042】

図４は、外部２×１溶融カプラ６４を単一波長二芯ファイバトランシーバ２と組み合わせて単一波長双方向トランシーバ１０２を形成する設計を示す。本設計は、例えばＳＦＰ型のプラグ装着可能パッケージにおいて具現化されうる。２×１溶融カプラ６４をＳＦＰ型の単一波長二芯ファイバトランシーバに組み込むための１つの方法を、図６～図１５に示す。この組み込み型のプラグ装着可能な単一波長双方向トランシーバを組み立てるためのステップ及び原理を、図６～図１５を参照して以下で説明する。

【0043】

図６は、一実施形態に係るプラグ装着可能トランシーバのための金属ベース５０の三次元可視化図である。この金属ベース５０は、好ましくは低コストのダイキャスト鋳造プロセスにより形成される。金属ベース５０は、次の特徴：４つのＰＷＢ支柱５２ａ～５２ｄ；受信ＯＳＡホルダ５４；送信ＯＳＡホルダ５６；ａＰＷＢねじポスト５８；ファイバ先端チューブ６０；及びカプラホルダ６２を含むように設計される。ＰＷＢ支柱５２ａ～５２ｄは、ＰＷＢ（図６には示していない、図１０のトランシーバ電子回路ＰＷＢ７４を参照）の「プラグ装着及び取り外し」操作が可能となるようにＰＷＢが据えられることとなる、特殊設計の窪んだ溝部を有する。ＰＷＢねじポスト５８は、金属ベース５０の上にＰＷＢをしっかりと装着するために使用される。金属ベース５０はまた、２×１溶融カプラ（図６には示していない，図７の２×１溶融カプラ６４を参照）の入力／出力ファイバを挿入するためのファイバ先端チューブ６０も有する。金属ベース５０は中央部に、金属ベース５０上の適切な位置に２×１溶融カプラを装着するためのカプラホルダ６２を有する。

【0044】

図７は、金属ベース５０上へと取り付ける準備段階の２×１溶融カプラ６４の三次元可視化図である。提案される一実装形態によれば、図７に示すように、金属ベース５０は、長さ５５．５ｍｍ、幅１２．８ｍｍであり、２×１溶融カプラ６４は長さ２５ｍｍ、直径１．５ｍｍである。このように２×１溶融カプラ６４を小型化することにより、２×１溶融カプラ６４はＳＦＰトランシーバの内側に埋め込むことができる。

【0045】

図７から分かるように、２×１溶融カプラ６４の一端は入力／出力光ファイバ６６に接続及び光結合され、他端は分岐している。当該分岐端は、２×１溶融カプラ６４の入力ファイバである検出器ＯＳＡファイバ６８及びレーザＯＳＡファイバ７０に接続及び光結合される。レーザＯＳＡファイバ７０は、検出器ＯＳＡファイバ６８よりも短い。入力／出力光ファイバ６６は、単一波長双方向トランシーバの入出力光信号に光結合する。全てのファイバの端面は、欠陥のない仕上がりとなるようクリーブされる。

【0046】

図８は、金属ベース５０上への２×１溶融カプラ６４の取り付け、及びファイバ先端チューブ６０上へとスライドされるファイバブート７２の位置付けを示す三次元可視化図である。具体的には、２×１溶融カプラ６４の入力／出力光ファイバ６６が、金属ベース５０のファイバ先端チューブ６０内に挿入される。同時に、２×１溶融カプラ６４は、金属ベース５０の中央部のカプラホルダ６２上に位置付けられる。２×１溶融カプラ６４は、宇宙用途向けエポキシを用いてカプラホルダ６２に取り付けられる。この位置において、検出器ＯＳＡファイバ６８の遠位端部は、受信ＯＳＡホルダ５４の上方に配置され、レーザＯＳＡファイバ７０の遠位端部は、送信ＯＳＡホルダ５６の上方に配置される。その後、金属ベース５０の先端チューブ６０の直径に適合するファイバブート７２が、ファイバ先端チューブ６０上へとスライドされるように準備される。ファイバブート７２がファイバ先端チューブ６０上にスライドされると、図９に示すように入力／出力光ファイバ６６の遠位端はファイバブート７２を超えて突出する。

【0047】

図９は、金属ベース５０、２×１溶融カプラ６４、及びファイバブート７２を含む光学アセンブリ１００の三次元可視化図である。本図は、ファイバブート７２がファイバ先端チューブ６０上にスライドされた後、入力／出力光ファイバ６６がファイバブート７２を貫通し、入力／出力光ファイバ６６の遠位端がファイバブート７２の端部を超えて突出した、光学アセンブリ１００の状態を示している。ファイバブート７２は、宇宙用途向けエポキシを用いて金属ベース５０に取り付けられる。ファイバブート７２は、入力／出力光ファイバ６６のためのストレインリリーフ、そして入力／出力光ファイバ６６のための曲げ半径リミッタをもたらし、過度な曲げに起因する破損を防止する。

【0048】

図１０は、図９に示す光学アセンブリ１００に装着されるように設計された、ＰＢＷアセンブリ（図１０には示していない、図１１のＰＢＷアセンブリ９２を参照）のコンポーネント（組み立て前）の三次元拡大可視化図である。図１０に示すコンポーネントは、以下：（ａ）プリント送受信回路及び取り付けられた関連電子チップを有するトランシーバ電子回路ＰＷＢ７４；（ｂ）トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４に接続された一端と、複数の検出器用はんだ孔７７ａを有する他端とを有するフレックス回路７６；（ｃ）トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４に接続された一端と、複数のレーザ用はんだ孔７７ｂを有する他端とを有するフレックス回路７８；（ｄ）プラグ装着後にアプリケーションハードウェアとの電気的接続を行うため、トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４のプラグ装着可能な端部に配置された複数（例えば、２０個）のトランシーバ入力／出力金属接点８０；（ｅ）トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４に形成されたねじ貫通孔８２；（ｆ）トランジスタアウトライン（ＴＯ）カン８４内の検出器；（ｇ）ＴＯカン８４内の検出器が収容される検出器ハウジング８６；（ｈ）ＴＯカン８４内の検出器のベースに接続された複数の検出器用はんだピン８７ａ；（ｉ）ＴＯカン８８内のレーザ；（ｊ）ＴＯカン８８内のレーザが収容されるレーザハウジング９０；及び（ｋ）ＴＯカン８８内のレーザのベースに接続された複数のレーザ用はんだピン８７ｂを含む。２つのフレックス回路７６及び７８は、検出器用はんだピン８７ａ及びレーザ用はんだピン８７ｂとの高帯域幅接続向けに作製される。フレックス回路７６及び７８は、レーザ及び検出器をトランシーバ電子回路ＰＷＢ７４の送信及び受信電子機器に電気的に接続するためのはんだ孔を有する円形パッドを有するように準備される。好ましいレーザの波長は１２７０から１３１０ｎｍの範囲であり、この範囲においてＧｂＰＯＦの光の損失は最小となる。

【0049】

図１１は、ＰＢＷアセンブリ９２の三次元拡大可視化図である。組み立て方法（図１１には示していない）は、以下のステップを含む：（ａ）ＴＯカン８４内の検出器が検出器ハウジング８６の内側に設置され、検出器ＯＳＡ１０１が形成される；（ｂ）検出器ＯＳＡ１０１の複数の検出器用はんだピン８７ａがそれぞれ、フレックス回路７６に形成された複数の検出器用はんだ孔７７ａに挿入されるように、検出器ＯＳＡ１０１が位置付けられる；（ｃ）次いで、検出器ＯＳＡ１０１の複数の検出器用はんだピン８７ａが、フレックス回路７６の複数の検出器用はんだ孔７７ａにはんだ付けされる；（ｄ）ＴＯカン８８内のレーザがレーザハウジング９０の内側に設置され、レーザＯＳＡ１０３が形成される；（ｅ）レーザＯＳＡ１０３の複数のレーザ用はんだピン８７ｂがそれぞれ、フレックス回路７８に形成された複数のレーザ用はんだ孔７７ｂに挿入されるように、レーザＯＳＡ１０３が位置付けられる；且つ（ｆ）次いで、レーザＯＳＡ１０３の複数のレーザ用はんだピン８７ｂがフレックス回路７８の複数のレーザ用はんだ孔７７ｂにはんだ付けされる。

【0050】

図１２に示すように、完成したＰＷＢアセンブリ９２は、２×１溶融カプラ６４が装備された金属ベース５０に取り付けられるように準備される。金属ＰＷＢねじ９４は、ＰＷＢアセンブリ９２を光学アセンブリ１００に固定するために金属ベース５０上のＰＷＢねじポスト５８にねじ込まれるよう準備が整った状態で示されている。具体的には、組み立て方法（図１２には示していない）は、以下のステップを伴う。（ａ）まず、金属ベース５０の４つのＰＷＢ支柱５２ａ～５２ｄの窪み部、並びに受信ＯＳＡホルダ５４及び送信ＯＳＡホルダ５６に少量の宇宙用途向けエポキシが塗布される。（ｂ）次いで、レーザＯＳＡファイバ７０及び検出器ＯＳＡファイバ６８が、それぞれレーザＯＳＡ１０３及び検出器ＯＳＡ１０１内に挿入される。（ｃ）次に、２×１溶融カプラ６４がトランシーバ電子回路ＰＷＢ７４の下方に位置するように、ＰＷＢアセンブリ９２が金属ベース５０に装着される。レーザＯＳＡ１０３及び検出器ＯＳＡ１０１は、それぞれ受信ＯＳＡホルダ５４及び送信ＯＳＡホルダ５６のエポキシ被覆された窪み部に据えられる。加えて、トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４が、４つのＰＷＢ支柱５２ａ～５２ｄのエポキシ被覆された窪み部に据えられる。４つのＰＷＢ支柱５２ａ～５２ｄの窪み部の宇宙用途向けエポキシは、トランシーバ電子回路ＰＷＢ７４を金属ベース５０に取り付けるために使用され、受信ＯＳＡホルダ５４及び送信ＯＳＡホルダ５６の窪み部の宇宙用途向けエポキシは、それぞれレーザＯＳＡ１０３及び検出器ＯＳＡ１０１を金属ベース５０に取り付けるために使用される。（ｄ）次いで、ＰＷＢねじ９４がＰＷＢねじ貫通孔８２に挿入され、金属ベース５０のＰＷＢねじポスト５８内にしっかりとねじ込まれる。こうしてＰＷＢアセンブリ９２は、図１３に示す単一波長双方向トランシーバ１０２の「プラグ装着及び取り外し」機能を果たすために金属ベース５０にしっかりと取り付けられる。

【0051】

図１３は、前述の段落で記載した組み立て方法が完了した際、２×１溶融カプラ６４がトランシーバ電子回路ＰＷＢ７４の下方に配置されるように金属ベース５０に取り付けられたＰＢＷアセンブリ９２の三次元可視化図である。この組み立て方法から得られる製品が、単一波長双方向トランシーバ１０２である。

【0052】

トランシーバ組み立てプロセスの完了後、単一波長双方向トランシーバ１０２は、図１４に示す金属カバー９６により部分的に覆われうる。金属カバー９６は、単一波長双方向トランシーバ１０２の形状及び寸法に適合するが、トランシーバ入力／出力金属接点８０を露出させるように一端において開いている。これにより、単一波長双方向トランシーバ１０２がアプリケーションハードウェア内にプラグ装着されたときに、アプリケーションハードウェアの対応する金属接点がトランシーバ入力／出力金属接点８０に接触することが可能となる。

【0053】

図１５は、宇宙用途向けエポキシを用いて金属ベース５０の側面に取り付けられた金属カバー９６の三次元可視化を表す図である。金属カバー９６は、環境面及び電磁面で単一波長双方向トランシーバ１０２を保護する。トランシーバ組み立てプロセスは、本ステップの後に完了する。単一波長双方向トランシーバ１０２はこの時点で、アプリケーションハードウェア（例えば、スイッチングネットワークのスイッチ）にプラグ装着可能及び取り外し可能である。単一波長双方向トランシーバ１０２の寸法は、ＳＦＰ仕様に適合しうる。

【0054】

総括すると、本開示は、低反射戻り光及び低クロストークのマルチモード２×１ガラス製光ファイバ溶融カプラを、既存の二芯ファイバＳＦＰトランシーバにハイブリッド組み込みすることを用いて提案されてきた。この手法により、結果として得られる単一波長双方向トランシーバ設計において、十分に確立された二芯ファイバＳＦＰトランシーバの有益な特徴を全て維持しつつ、ローカル送信機とローカル受信機との間でのクロストークの問題をなくすことが可能となる。提案された作製プロセスは、低コストであり、且つ次世代の燃料効率のよい飛行機の大規模スイッチングネットワーク要件をサポートするように製造可能である。加えて、本明細書で開示される技術的特徴は、飛行機の光ファイバケーブルの総数の低減により大幅なコスト節約につながるため、価値の高いものである。

【0055】

上記のシステムは、代替的には全ガラス製光ファイバを用いて実装してもよい。ＧｂＰＯＦの使用は、ガラス製ファイバが飛行機における設置にとっての問題となる場合の特殊用途（又は解決策）である。しかしながら、ガラス製光ファイバの設置は、地上における長距離のデータセンターとファイバー・トゥ・ザ・ホーム／オフィスとの間の用途（非宇宙航空）の多くにとっては大きな問題となるものではない。

【0056】

様々な実施形態を参照して光ネットワークシステムについて説明してきたが、当業者であれば、本明細書の教示から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、その要素を均等物に置き換えることが可能であると理解できるであろう。加えて、本明細書に開示された着想及び着想の実施化を特定の状況に適応させるために、多くの修正を行うことが可能である。したがって、特許請求の範囲の対象である主題は、開示した実施形態に限定されないことが意図されている。

【0057】

以下に記載される方法の請求項は、請求項の文言により請求項に列挙されているステップのうちの幾つかあるいは全てが実施される特定の順序を示す条件が明確に指定されている又は宣言されていない限り、これらのステップがアルファベット順（本明細書中の任意のアルファベット順はあらかじめ列挙されているステップを参照する目的でのみ使用されている）又はこれらのステップが列挙されている順に実施されることが要求されると解釈すべきではない。また、方法の請求項は、請求項の文言によりそのような解釈を除外する条件が明確に宣言されていない限り、同時に又は交互に実施される２つ以上のステップのいかなる部分も除外するものと解釈すべきでない。

【0058】

以下の段落は、本発明の実施形態の更なる態様を説明する。

【0059】

Ａ１．プラグ装着可能トランシーバパッケージを組み立てるための方法であって、
２×１溶融カプラを作製することと、
入力／出力光ファイバ、検出器光学サブアセンブリファイバ、及びレーザ光学サブアセンブリファイバを２×１溶融カプラに接続することと、
金属ベースの一端から突出するファイバ先端チューブ内に入力／出力光ファイバを挿入することと、
２×１溶融カプラを金属ベースに取り付けることと、
レーザ光学サブアセンブリ及び検出器光学サブアセンブリを、それぞれのフレックス回路を用いてトランシーバ電子回路プリント配線板に接続することと、
検出器光学サブアセンブリファイバの一端を検出器光学サブアセンブリの内側に挿入することと、
レーザ光学サブアセンブリファイバの一端をレーザ光学サブアセンブリの内側に挿入することと、
レーザ光学サブアセンブリ及び検出器光学サブアセンブリを金属ベースに取り付けることと、
２×１溶融カプラがトランシーバ電子回路プリント配線板と金属ベースとの間に位置するように、トランシーバ電子回路プリント配線板を金属ベースの上に位置付けることと、
トランシーバ電子回路プリント配線板を、金属ベース上の保持窪み部を有する複数のプリント配線板支柱に取り付けることと
を含む方法。

【0060】

Ａ２．ファイバ先端チューブ上にファイバブートをスライドさせることと、
金属ベース上でファイバブートをファイバ先端チューブに取り付けることと
を更に含む、段落Ａ１に記載の方法。

【0061】

Ａ３．レーザ光学サブアセンブリ及び検出器光学サブアセンブリ、並びにトランシーバ電子回路プリント配線板を覆うように金属カバーを置くことと、金属カバーを金属ベースに取り付けることとを更に含み、金属カバーは、トランシーバ電子回路プリント配線板上の複数のトランシーバ入力／出力金属接点を露出させるように一端において開いていることにより、トランシーバ電子回路プリント配線板の開口端がアプリケーションハードウェアにプラグ装着されたときに、当該アプリケーションハードウェアの対応する金属接点がトランシーバ入力／出力金属接点に接触することが可能となる、段落Ａ１に記載の方法。

【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14】

【図15】