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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft aktive optische Kabel. Insbesondere betrifft die Erfindung ein aktives optisches Kabel, welches für Verbraucheranwendungen gut geeignet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein aktives optisches Kabel (active optical cable) ist ein Lichtleitfaserkabel (optical fibre cable), welches an einem oder beiden Enden mit einem Stecker terminiert ist, welcher ein optisches Transceivermodul enthält. Der Stecker hat ein Gehäuse, welches typischerweise konfiguriert ist, innerhalb einer Öffnung, welche in einem Käfig (cage) gebildet ist, empfangen zu werden. Mechanische Kopplungsmerkmale oder Kopplungsfeatures an dem Steckergehäuse bilden eine Raste oder einen Riegel (latch), welche bzw. welcher mit mechanischen Kopplungsmerkmalen an dem Käfig wechselseitig verriegelt (interlocks), um das Steckergehäuse an dem Käfig zu sichern. Wenn das Steckergehäuse vollständig in den Käfig eingeführt worden ist, kuppelt (engages) die Raste des Steckergehäuses mit einem oder mehreren der mechanischen Kopplungsmerkmale des Käfigs, um das Steckergehäuse innerhalb des Käfigs zu verriegeln. Die Raste/der Riegel/die Klinke (latch) des Steckergehäuses ist typischerweise von einem Benutzer betreibbar, um in eine nicht eingerastete oder ausgerastete (delatching) Position gebracht zu werden, welche das Steckergehäuse von dem Käfig entkoppelt, um dem Benutzer zu erlauben, das Steckergehäuse von dem Käfig zu entfernen. Aus diesem Grund wird die Raste des Steckergehäuses manchmal auch als „Rastlösegerät” oder „Ausrastgerät” („delatch device”), ein „Rastlösemechanismus” oder einfach ein „Rastlöser” („delatch”) bezeichnet.
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1 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben eines bekannten Quad-Small-Form-Factor-Pluggable (QSFP) aktiven optischen Kabels 2, welches momentan in der optischen Kommunikationsindustrie benutzt wird. Ein Lichtleitfaserkabel 3 des QSFP aktiven optischen Kabels 2 umfasst eine Mehrzahl von Transmissionslichtleitfasern (aus Klarheitsgründen nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von Empfangslichtleitfasern (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt). Das Ende 3a des Kabels 3 ist mit einem Stecker 4 terminiert. Der Stecker 4 hat ein Gehäuse 5, in welchem das zuvor erwähnte optische Transceivermodul (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) beherbergt ist. Das Steckergehäuse 5 umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt 5a und einen zweiten Gehäuseabschnitt 5b, welche mittels Befestigungselementen (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) zusammen verbunden sind. Der erste Abschnitt 5a und der zweite Abschnitt 5b des Steckergehäuses 5 sind typischerweise aus einem gegossenen Aluminium, gegossenen Zink oder einer gegossenen Zinklegierung gefertigt.
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Ein Rastlösegerät (delatch device) 6 des Steckers 4 erlaubt, dass das Steckergehäuse 5 von einem Käfig (cage) (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) aus einem eingerasteten Zustand gelöst (to be delatched) wird, um zu ermöglichen, dass das Steckergehäuse 5 von dem Käfig entfernt wird. Eine Aufreißlasche oder Zuglasche (pull tap) 7 ist an ihrem proximalen Ende 7a mit dem Rastlösegerät 6 verbunden. Wenn ein Benutzer an dem distalen Ende 7b der Zuglasche 7 in der mittels des Pfeils 8 angezeigten Richtung zieht, bewegen sich Gleitabschnitte (slider portions) 6a und 6b des Rastlösegeräts 6, um ein begrenztes Ausmaß in der mittels des Pfeils 8 angezeigten Richtung (in 1 kann nur der Gleitabschnitt 6a erkannt werden). Diese Bewegung der Gleitabschnitte 6a und 6b führt dazu, dass nach außen gekrümmte Enden 6a' und 6b' der Gleitabschnitte 6a bzw. 6b gegen entsprechende Fassmerkmale oder Greifmerkmale (catch features) an dem Käfig (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) drücken, um zu erlauben, dass das Steckergehäuse 5 von dem Käfig zurückgezogen wird.
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Die Mehrheit von aktiven optischen Kabeln, welche momentan in der optischen Kommunikationsindustrie benutzt werden, haben Konfigurationen, welche denjenigen des QSFP aktiven optischen Kabels 2 ähnlich sind, welches in 1 gezeigt ist, obwohl andere Typen von aktiven optischen Kabeln von anderen Formfaktoren auch in der Industrie benutzt werden. In QSFP aktiven optischen Kabeln des in 1 gezeigten Typs umfasst das optische Transceivermodul, welches in dem Steckergehäuse 5 beherbergt ist, typischerweise parallele Arrays von Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), parallele Arrays von Fotodioden und parallele Laserdriver- und Empfangs-integrierte Schaltungs(IC)-Chips. Diese parallelen Komponenten sind an einer oberen Oberfläche einer Stecker-gedruckte-Schaltungsplatine (PCB) 9 montiert. Die parallelen Komponenten, insbesondere die VCSEL-Arrays, sind relativ kostspielig aufgrund vornehmlich der Tatsache, dass ein hoher Grad an Uniformität unter den VCSELs erfordert ist. Zusätzlich werden die parallelen Komponenten, welche in diesen Modulen benutzt werden, in relativ geringem Umfang hergestellt und haben somit im Allgemeinen höhere Kosten, welche mit ihnen assoziiert sind. Auch hat das Rastlösegerät 6 eine relativ große Anzahl von Einzelteilen, was auch zu den höheren Kosten des aktiven optischen Kabels 2 beiträgt. Insbesondere sind zusätzlich zu dem Rastlösegerät 6 selbst zwei Kompressionsfedern (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) innerhalb des Steckergehäuses 5 enthalten, um eine Vorspannungskraft bereitzustellen, welche den Stecker 4 in der mittels des Pfeils 8 angezeigten Richtung vorspannt. Alle diese Faktoren erhöhen die Gesamtkosten dieser Typen von aktiven optischen Kabeln. Folglich neigen diese Typen von aktiven optischen Kabeln dazu, zu kostspielig für Verbraucheranwendungen zu sein. Aus diesen Gründen sind momentan erhältliche aktive optische Kabel im Allgemeinen für viele Verbraucheranwendungen nicht gut geeignet.
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Ein Bedarf nach einem aktiven optischen Kabel besteht, welches bei relativ geringen Kosten mit hoher Qualität hergestellt werden kann und welches insbesondere für Verbraucheranwendungen gut geeignet ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung ist auf ein aktives optisches Kabel gerichtet, welches für Verbraucheranwendungen gut geeignet ist, und auf ein Verfahren zum Benutzen eines aktiven optischen Kabels. Das aktive optische Kabel weist ein Lichtleitfaserkabel (optical fiber cable), einen Stecker, und zumindest ein erstes Verbraucher-Eingabe/Ausgabe-(CIO)-optisches Transceivermodul auf. Das Lichtleitfaserkabel hat ein proximales Ende, ein distales Ende, zumindest eine erste und eine zweite Transmissionslichtleitfaser (first and second transmit optical fibres) und zumindest eine erste und eine zweite Empfangslichtleitfaser (first and second receive optical fibres). Der Stecker ist an dem proximalen Ende des Lichtleitfaserkabels gesichert. Der Stecker hat ein Steckergehäuse, welches einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt hat. Der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt sind zusammen gesichert (oder aneinander gesichtert), um das Steckergehäuse zu bilden. Der erste Gehäuseabschnitt weist ein gegossenes Material oder Gußmaterial (cast material) auf und der zweite Gehäuseabschnitt weist ein Metallblechmaterial (sheet metal material) auf. Das Metallblechmaterial hat eine Wanddicke, welche kleiner ist als eine Wanddicke des gegossenen Materials. Das erste CIO-optische Transceivermodul ist innerhalb des Steckergehäuses angeordnet und mit proximalen Enden der Transmissions- und Empfangslichtleitfasern verbunden. Das erste CIO-Modul umfasst zumindest eine erste und eine zweite Laserdiode (first and second laser diodes), zumindest eine erste und eine zweite Fotodiode, zumindest eine erste integrierte Schaltung (IC) und ein erstes Optiksystemmodul. Das erste Optiksystemmodul koppelt Licht zwischen entsprechenden proximalen Enden der ersten und der zweiten Transmissionslichtleitfaser und der ersten bzw. der zweiten Laserdiode. Das erste Optiksystemmodul koppelt Licht zwischen entsprechenden proximalen Enden der ersten und der zweiten Empfangslichtleitfaser und der ersten bzw. der zweiten Fotodiode.
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Das Verfahren weist Bereitstellen eines aktiven optischen Kabels und Verbinden eines Steckers des aktiven optischen Kabels mit einem Käfig auf, welcher ein elektrisches Equipment darin montiert hat, um elektrische Schaltung innerhalb des Steckers mit elektrischer Schaltung des elektrischen Equipments elektrisch zu koppeln. Das aktive optische Kabel weist ein Lichtleitfaserkabel, einen Stecker und zumindest ein erstes CIO-optisches Transceivermodul auf. Das Lichtleitfaserkabel hat ein proximales Ende, ein distales Ende, zumindest eine erste und eine zweite Transmissionslichtleitfaser und zumindest eine erste und eine zweite Empfangslichtleitfaser. Der Stecker ist an dem proximalen Ende des Lichtleitfaserkabels gesichert. Der Stecker hat ein Steckergehäuse, welches einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt hat. Der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt sind zusammen gesichert, um das Steckergehäuse zu bilden. Der erste Gehäuseabschnitt weist ein gegossenes Material auf und der zweite Gehäuseabschnitt weist ein Metallblechmaterial auf. Das Metallblechmaterial hat eine Wanddicke, welche kleiner ist als eine Wanddicke des gegossenen Materials. Das erste CIO-optische Transceivermodul ist innerhalb des Steckergehäuses angeordnet und mit proximalen Enden der Transmissions- und Empfangslichtleitfaser verbunden. Das erste CIO-Modul umfasst zumindest eine erste und eine zweite Laserdiode, zumindest eine erste und eine zweite Fotodiode, zumindest eine erste integrierte Schaltung (IC) und ein erstes Optiksystemmodul. Das erste Optiksystemmodul koppelt Licht zwischen entsprechenden proximalen Enden der ersten und der zweiten Transmissionslichtleitfaser und der ersten bzw. der zweiten Laserdiode. Das erste Optiksystemmodul koppelt Licht zwischen entsprechenden proximalen Enden der ersten und der zweiten Empfangslichtleitfaser und der ersten bzw. der zweiten Fotodiode.
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Es ist ein Verfahren zum Verwenden eines aktiven optischen Kabels zum Kommunizieren von optischen Signalen bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines aktiven optischen Kabels, welches ein Lichtleitfaserkabel, einen Stecker und zumindest ein erstes Verbraucher-Eingabe/Ausgabe-optisches Transceivermodul aufweist, wobei das Lichtleitfaserkabel ein proximales Ende, ein distales Ende, zumindest eine erste und eine zweite Transmissionslichtleitfaser und zumindest eine erste und eine zweite Empfangslichtleitfaser hat, wobei der Stecker an dem proximalen Ende des Lichtleitfaserkabels gesichert ist, wobei der Stecker ein Steckergehäuse hat, welches einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt hat, wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt zusammen gesichert sind, um das Steckergehäuse zu bilden, wobei der erste Gehäuseabschnitt ein gegossenes Material aufweist und wobei der zweite Gehäuseabschnitt ein Metallblechmaterial aufweist, wobei das Metallblechmaterial eine Wanddicke hat, welche kleiner ist als eine Wanddicke des gegossenen Materials, wobei das erste Verbraucher-Eingabe/Ausgabe-optische Transceivermodul innerhalb des Steckergehäuses angeordnet ist und mit proximalen Enden der Transmissionslichtleitfaser und der Empfangslichtleitfaser verbunden ist, wobei das erste Verbraucher-Eingabe/Ausgabe-Modul zumindest eine erste und eine zweite Laserdiode, zumindest eine erste und eine zweite Fotodiode, zumindest eine erste integrierte Schaltung und ein erstes Optiksystemmodul umfasst, wobei das erste Optiksystemmodul Licht zwischen jeweiligen proximalen Enden der ersten Transmissionslichtleitfaser und der zweiten Transmissionslichtleitfaser und der ersten Laserdiode bzw. der zweiten Laserdiode koppelt, wobei das erste Optiksystemmodul Licht zwischen jeweiligen proximalen Enden der ersten Empfangslichtleitfaser und der zweiten Empfangslichtleitfaser und der ersten Fotodiode bzw. der zweiten Fotodiode koppelt; und Verbinden des Steckers mit einem Käfig, welcher ein elektrisches Equipment hat, welches darin montiert ist, um elektrische Schaltung innerhalb des Steckergehäuses mit elektrischer Schaltung des elektrischen Equipments zu koppeln.
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden von der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben eines bekannten Quad-Small-Form-Factor-Pluggable (QSFP) aktiven optischen Kabels, welches momentan in der optischen Kommunikationsindustrie benutzt wird.
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2 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben des aktiven optischen Kabels der Erfindung in Übereinstimmung mit einer illustrativen Ausführungsform.
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3 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben des zweiten Gehäuseabschnitts, welcher in 2 gezeigt ist, welcher ein erstes und ein zweites CIO-optisches Transceivermodul hat, welche darin an einer oberen Oberfläche einer Stecker-PCB montiert sind.
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5 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten der PCB, welche in 4 gezeigt ist, nachdem Laserdioden, Fotodioden und ein IC auf der PCB montiert worden sind.
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6 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten der in 5 gezeigten PCB, gerade bevor ein Optiksystemmodul an der PCB montiert wird.
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7 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten der in 6 illustrierten PCB, nachdem das Optiksystemmodul an der PCB montiert worden ist, gerade bevor die Raste oder der Rastmechanismus (latch) an dem Optiksystemmodul gesichert wird.
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8 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten der in 7 gezeigten PCB, nachdem die Raste an dem Optiksystemmodul gesichert worden ist.
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9 illustriert eine Schnittansicht von der Seite (side cutaway view) eines Abschnitts des in 2 gezeigten Steckers, in welchem ein Abschnitt des Steckergehäuses entfernt worden ist, um einen Abschnitt des Rastlösegeräts offenzulegen, welcher innerhalb des Steckergehäuses lokalisiert ist.
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Detaillierte Beschreibung einer exemplarischen Ausführungsform
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Die Erfindung ist auf ein aktives optisches Kabel gerichtet, welches gut für Verbraucheranwendungen geeignet ist. Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten QSFP aktiven optischen Kabel 2 inkorporiert das aktive optische Kabel der Erfindung zumindest ein Verbraucher-Eingabe/Ausgabe-(I/O)-optisches Transceivermodul, nachfolgend als CIO-optisches Transceivermodul bezeichnet, welches gut für Verbraucheranwendungen geeignet ist. In Übereinstimmung mit einer exemplarischen oder illustrativen Ausführungsform ist das in 1 gezeigte Steckergehäuse 5 modifiziert worden, um zumindest ein CIO-optisches Transceivermodul zu beherbergen. Zusätzlich umfasst das CIO-optische Transceivermodul im Gegensatz zu dem optischen Transceivermodul des aktiven optischen Kabels 2, welches in 1 gezeigt ist, welches die zuvor erwähnten parallelen Komponenten benützt, zwei Singulett-Laserdioden und zwei Singulett-Fotodioden zum Bereitstellen zweier Transmissionskanäle bzw. zweier Empfangskanäle. Da die Singulett-Laserdioden und -Fotodioden des CIO-optischen Transceivermoduls in vielen Bereichen in der optischen Kommunikationsindustrie benützt werden, werden sie in relativ großen Mengen gefertigt und sind somit weniger kostspielig als die parallelen Arrays von Laserdioden und parallelen Arrays von Fotodioden, welche in dem in 1 gezeigten aktiven optischen Kabel 2 benutzt werden. Aus diesem Grund und anderen Gründen, welche unten beschrieben werden, kann das aktive optische Kabel der Erfindung zu relativ geringen Kosten hergestellt werden und ist daher gut für Verbraucheranwendungen geeignet.
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Eine illustrative Ausführungsform des aktiven optischen Kabels wird nun mit Bezug auf 2 bis 9 beschrieben. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die unten beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und dass viele Variationen an der unten beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Fachleute in der Technik werden die Weise verstehen, in welcher Modifikationen an dem unten beschriebenen aktiven optischen Kabel vorgenommen werden können und dass all solche Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung liegen.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht von oben eines aktiven optischen Kabels 10 in Übereinstimmung mit einer illustrativen Ausführungsform. Das aktive optische Kabel 10 umfasst ein Lichtleitfaserkabel 13, welches zumindest an einem Ende 13a mit einem Stecker 20 terminiert ist. Das Lichtleitfaserkabel 13 umfasst eine Mehrzahl von Transmissionslichtleitfasern (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von Empfangslichtleitfasern (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt). Der Stecker 20 hat ein Steckergehäuse 30, welches zumindest ein CIO-optisches Transceivermodul (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) beherbergt, wie unten im Detail mit Bezug auf 3 bis 8 beschrieben wird. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist das in 1 gezeigte Steckergehäuse 5 modifiziert worden, um zusätzlichen Raum innerhalb des Gehäuses bereitzustellen, um die Komponenten des CIO-optischen Transceivermoduls aufzunehmen. Wie oben mit Bezug auf 1 angezeigt ist, sind der erste Gehäuseabschnitt 5a und der zweite Gehäuseabschnitt 5b des Steckergehäuses 5, welches in 1 gezeigt ist, typischerweise aus einem gegossenen Material, wie etwa gegossenem Aluminium, gegossenem Zink oder einer gegossenen Zinklegierung gefertigt. Aufgrund der Natur des Gießprozesses, welcher benutzt wird, um den ersten Gehäuseabschnitt 5a und den zweiten Gehäuseabschnitt 5b herzustellen, ist die Wanddicke des ersten Gehäuseabschnitts 5a und des zweiten Gehäuseabschnitts 5b typischerweise größer als 0,5 Millimeter (mm) in Dicke. Folglich gibt es nicht genügend Raum innerhalb des Gehäuses 5, um die Komponenten eines CIO-optischen Transceivermoduls aufzunehmen, welches Singulett-Laserdioden und Singulett-Fotodioden inkorporiert.
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In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform hat das Steckergehäuse 30 einen ersten Gehäuseabschnitt 30a, welcher gegossen ist (zum Beispiel gegossenes Aluminium, gegossener Zink, oder eine gegossene Zinklegierung), und einen zweiten Gehäuseabschnitt 30b, welcher aus Metallblech (sheet metal) gefertigt ist. Somit ist der erste Gehäuseabschnitt 30a sehr ähnlich dem in 1 gezeigten ersten Gehäuseabschnitt 6a außer, dass verschiedene Modifikationen an dem ersten Gehäuseabschnitt 30a vorgenommen worden sind, um zu erlauben, dass er mechanisch mit dem Metallblech des zweiten Gehäuseabschnitts 30b koppelt, wie unten in größerem Detail beschrieben wird. Weil ein Metallblech sehr dünn gefertigt werden kann, vermindert die Benutzung von Metallblech, um den zweiten Gehäuseabschnitt 30a zu fertigen, die Wanddicke des zweiten Gehäuseabschnitts 30b, um damit die Größe eines Raums zu vergrößern, welcher innerhalb des Steckergehäuses 30 verfügbar ist, um die Komponenten des CIO-optischen Transceivermoduls aufzunehmen (accommodate), wie unten im Detail mit Bezug auf 3 beschrieben wird.
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Auf diese Weise entspricht der Stecker 20 einem oder mehreren Small-Form-Factor-(SFF)-Standards, wie etwa dem SFF-8436-Standard zum Beispiel.
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Streifen oder Laschen (tabs) 32, welche an den Seiten des ersten Gehäuseabschnitts 30a gebildet sind, sind konfiguriert, um in entsprechende Öffnungen 33, welche in den Seiten des zweiten Gehäuseabschnitts 30b gebildet sind, passend einzurasten oder einzuschnappen (snap fit), um den zweiten Gehäuseabschnitt 30b an dem ersten Gehäuseabschnitt 30a zu sichern. Ein Rastlösegerät 40 des Steckers 20 erlaubt einem Benutzer, den Stecker von einem Käfig oder einem Korb (cage) (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) aus einer Einrastung zu lösen (delatch), um zu ermöglichen, den Stecker 20 von dem Käfig zu entfernen. Das Rastlösegerät 40 hat eine Konfiguration, welche von der Konfiguration des in 1 gezeigten Rastlösegeräts 6 verschieden ist. Das Rastlösegerät 40 hat eine Teileanzahl, welche kleiner ist als die Teileanzahl des in 1 gezeigten Rastlösegeräts 6, was erlaubt, das Rastlösegerät 40 zu Kosten herzustellen, welche geringer sind als die des Rastlösegeräts 6. Dies hilft, die Gesamtkosten des aktiven optischen Kabels 10 zu vermindern.
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Das Rastlösegerät 40 umfasst einen ersten Rastlöseabschnitt 41 und einen ersten Gleitabschnitt 42 und einen zweiten Gleitabschnitt 43 (in 2 ist nur Gleitabschnitt 42 sichtbar). Die Gleitabschnitte 42 und 43 können identisch zu den Gleitabschnitten 6a bzw. 6b des in 1 gezeigten Rastlösegeräts 6 sein. Ähnlich kann die Weise, in welcher die Gleitabschnitte 42 und 43 mit Merkmalen oder Strukturen an einem Käfig interagieren, um das Steckergehäuse 30 von dem Käfig zu trennen oder abzukopplen (disconnect), identisch zu der Weise sein, welche oben mit Bezug auf 1 beschrieben ist, in welcher die Gleitabschnitte 6a und 6b des Rastlösegeräts 6 mit Merkmalen oder Strukturen an einem Käfig interagieren, um das Steckergehäuse 5 von dem Käfig zu trennen bzw. eine Verbindung zu lösen (disconnect).
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Eine Zuglasche (pull tab) 51 ist an ihrem proximalen Ende 51a mittels Anbringungsgeräten 52 mit dem Rastlösegerät 40 verbunden. Wenn ein Benutzer an dem distalen Ende 51b der Zuglasche 51 in der mittels des Pfeils 53 angezeigten Richtung zieht, bewegt sich das Rastlösegerät 40 in einem begrenzten Ausmaß in der mittels des Pfeils 53 angezeigten Richtung. Diese Bewegung des Rastlösegeräts 40 führt dazu, dass sich die Gleitabschnitte 42 und 43 des Rastlösegeräts 40 um ein begrenztes Ausmaß in der Richtung bewegen, welche mittels des Pfeils 53 angezeigt ist. Streifen oder Laschen 55, welche an entgegengesetzten Seiten des ersten Gehäuseabschnitts 30a lokalisiert sind, bewegen sich innerhalb jeweiliger Schlitze 56, welche an entgegengesetzten Seiten des ersten Rastlöseabschnitts 41 lokalisiert sind, um eine Bewegung mittels des Rastlösegeräts 40 relativ zu dem ersten Gehäuseabschnitt 30a zu begrenzen. Diese Bewegung der Gleitabschnitte 42 und 43 führt dazu, dass nach außen gekrümmte (outwardly curved) Enden 42a und 43a der Gleitabschnitte 42 bzw. 43 gegen entsprechende Fangmerkmale (catch features) an dem Käfig (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) drücken, um zu erlauben, dass der Stecker 20 von dem Käfig zurückgezogen wird.
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3 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben des zweiten Gehäuseabschnitts 30b, welcher in 2 gezeigt ist, welcher ein erstes und ein zweites CIO-optisches Transceivermodul 100a bzw. 100b daran an einer ersten Oberfläche einer Stecker-PCB 101 montiert hat. Die Stecker-PCB 101 kann identisch zu der Stecker-PCB 9 sein, welche in 1 gezeigt ist, außer dass die Konfiguration der elektrischen Bahnen, welche durch die Stecker-PCB 101 laufen, aufgrund der Unterschiede zwischen den Typen von Komponenten, welche auf der Stecker-PCB 9 bzw. der Stecker-PCB 101 montiert sind, typischerweise verschieden von der Konfiguration der elektrischen Bahnen ist, welche durch die Stecker-PCB 9 laufen. Die Stecker-PCB 101 hat daran elektrische Kontakte 105 zum elektrischen Koppeln der Stecker-PCB 101 an elektrische Schaltung von externem Equipment, in welches der Stecker 20 gesteckt ist (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt).
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Das Ende 13a des Lichtleitfaserkabels 13 ist in einer Öffnung 104 aufgenommen oder empfangen, welche in dem zweiten Gehäuseabschnitt 30b bereitgestellt ist. Zwei Transmissionslichtleitfasern 102a und zwei Empfangslichtleitfasern 102b passieren aus dem Ende 13a des Lichtleitfaserkabels 13 und sind mit dem ersten CIO-optischen Transceivermodul 100a verbunden. Ähnlich passieren zwei Transmissionslichtleitfasern 103a und zwei Empfangslichtleitfasern 103b aus den Enden 13a des Lichtleitfaserkabels 13 und sind mit dem zweiten CIO-optischen Transceivermodul 100b verbunden. Das erste und das zweite CIO-optische Transceivermodul 100a bzw. 100b haben identische mechanische, optische und elektrische Konfigurationen. Obwohl die CIO-optischen Transceivermodule 100a und 100b nicht eingeschränkt sind, bei irgendwelchen besonderen Datenraten zu operieren, hat in Übereinstimmung mit dieser illustrativen Ausführungsform jedes CIO-optische Transceivermodul 100a und 100b zwei 10 Gigabit pro Sekunde (Gbps) Transmissionskanäle und zwei 10 Gbps Empfangskanäle. Somit hat jedes der CIO-optischen Transceivermodule 100a und 100b eine Gesamtdatenrate von 40 Gbps, das heißt 20 Gbps hinein und 20 Gbps hinaus, simultan. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl zwei CIO-optische Transceivermodule 100a und 100b in 3 gezeigt sind, mehr als zwei oder so wenig wie ein CIO-optisches Transceivermodul in den Stecker 20 des aktiven optischen Kabels 10 inkorporiert sein kann.
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Die Komponenten und Assemblierung (assembly) des ersten CIO-optischer-Transceivermoduls 100a wird nun mit Bezug auf 4 bis 8 beschrieben. 4 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben des ersten CIO-optischen Transceivermoduls 100a. Ein Sockel (socket) 111 des Moduls 100a empfängt eine PCB 112 des Moduls 100a. Eine Brücke (Jumper) 113 des Moduls 100a hält die proximalen Enden der Transmissions- und Empfangslichtleitfasern 102a und 102b. Eine Raste (latch) 114 des Moduls 100a hält die Brücke 113. Eine Sockelabdeckung 115 ist drehbar (rotationally) mit dem Sockel 111 über Kopplungsmerkmale 116 gekoppelt, um zu erlauben, dass die Abdeckung 115 in eine geöffnete Position (in 4 gezeigt) und in eine geschlossene Position (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) platziert werden kann. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten der PCB 112, welche in 4 gezeigt ist, nachdem eine erste Laserdiode 121a und eine zweite Laserdiode 121b, eine erste Fotodiode 122a und eine zweite Fotodiode 122b und ein IC 123 an der PCB 112 montiert worden sind. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten der in 5 gezeigten PCT 112, gerade bevor ein Optiksystemmodul 117 an der PCB 112 montiert wird. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten der in 6 gezeigten PCB 112, nachdem das Optiksystemmodul 117 an der PCB 112 montiert worden ist, gerade bevor die Raste 114 an dem Optiksystemmodul 117 gesichert wird. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten der in 7 gezeigten PCT 112, nachdem die Raste 114 an dem Optiksystemmodul 117 gesichert worden ist.
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Die erste Laserdiode 121a und die zweite Laserdiode 121b und die erste Fotodiode 122a und die zweite Fotodiode 122b sind an einer unteren Oberfläche 112b der Modul-PCB 112 montiert. Die Laserdioden 121a und 121b können, müssen jedoch nicht, VCSELs sein. Die Fotodioden können, müssen jedoch nicht, P-I-N-Dioden sein. Wie oben angezeigt, umfasst das CIO-optische Transceivermodul im Gegensatz zu dem optischen Transceivermodul des in 1 gezeigten aktiven optischen Kabels 2, welches die zuvor erwähnten parallelen Arrays von Laserdioden und parallelen Arrays von Fotodioden benützt, zwei Singulett-Laserdioden und zwei Singulett-Fotodioden, um zwei Transmissionskanäle bzw. zwei Empfangskanäle bereitzustellen. Weil die Singulett-Laserdioden und -Fotodioden des CIO-optischen Transceivermoduls in vielen Bereichen der optischen Kommunikationsindustrie benützt werden, werden sie typischerweise in relativ großen Mengen gefertigt und sind somit weniger kostenintensiv als die parallelen Arrays von Laserdioden und die parallelen Arrays von Fotodioden, welche in dem in 1 gezeigten aktiven optischen Kabel 2 benutzt werden. Dieses Merkmal hilft, die Kosten für das aktive optische Kabel 10 zu senken, so dass es besser geeignet für Verbraucheranwendungen ist als das in 1 gezeigt aktive optische Kabel 2. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, nur Singulett-Laserdioden und Singulett-Fotodioden in den optischen Transceivermodulen zu benutzen.
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Der IC 123 ist auch auf der unteren Oberfläche 112b der Modul-PCB 112 montiert. Der IC 123 umfasst Laserdiode-Treiber-Schaltung und Empfängerschaltung (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) zum Durchführen einer Kombination von Laserdiode-Treiberfunktionen und Empfangsfunktionen. Die Modul-PCB 112 hat Öffnungen 112c und 112d darin geformt zum Zusammenpassen oder Einrasten (mating) mit entsprechenden Hervorstehungen (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt), welche an dem Optiksystemmodul 117 gebildet sind, um zu erlauben, dass das Optiksystemmodul 117 an der unteren Oberfläche 112b der Modul-PCB 112 gesichert wird. Die Modul-PCB 112 hat eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 125 daran zum elektrischen Koppeln der Modul-PCB 112 an elektrische Kontakte (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) der Stecker-PCB 101 (3).
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Das Optiksystemmodul 117 hat Hervorstehungen (protrusions) 118a und 118b daran, welche mit entsprechenden Öffnungen (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) zusammenpassen, welche in der Brücke 113 gebildet sind, um das Optiksystemmodul 117 mit der Brücke 113 optisch auszurichten (align). Die Seiten 114a und 114b der Raste 114 sind als Federelemente konfiguriert, welche Formen haben, welche komplementär zu den Formen der Seiten 117a bzw. 117b des Optiksystemmoduls 117 sind, um zu erlauben, dass die Raste 114 an das Optiksystemmodul 117 passend einrastet (snap fit). Wenn die Raste an dem Optiksystemmodul 117 in dieser Weise gesichert ist, passen die Hervorstehungen 118a und 118b mit entsprechenden Öffnungen, welche in der Brücke 113 gebildet sind, zusammen, um die Brücke 113 optisch mit dem Optiksystemmodul 117 auszurichten.
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Das Optiksystemmodul 117 hat Linsen 117c und 117d, welche darin gebildet sind. Die Linsen 117c koppeln optisch Licht zwischen den proximalen Enden der zwei Transmissionslichtleitfasern 102a und den entsprechenden Laserdioden 121a und 121b. Die Linsen 117d koppeln optisch Licht zwischen den proximalen Enden der zwei Empfangslichtleitfasern 102b und den Fotodioden 122a und 122b. Das Optiksystemmodul 117 hat 45°-Spiegel 117e und 117f darin, welche optisch Licht zwischen den Linsen 117c und den Fotodioden 122a, 122b und zwischen den Linsen 117d und den Laserdioden 121a, 121b koppeln. In der in 7 gezeigten Ausführungsform sind mehr als vier Linsen 117c und 117d in dem Optiksystemmodul 117 gezeigt. Die zusätzlichen Linsen sind nicht notwendig, aber erlauben die Möglichkeit, Konfigurationen des CIO-optischen Transceivermoduls 100a aufzunehmen, welche mehr als zwei Transmissions- und mehr als zwei Empfangskanäle haben.
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9 illustriert eine seitliche Schnittansicht (side cutaway view) eines Abschnitts des in 2 gezeigten Steckers 20, in welchem ein Teil des Steckergehäuses 30 entfernt worden ist, um einen Teil des Rastlösegeräts 40 offenzulegen, welcher innerhalb des Steckergehäuses 30 lokalisiert ist. Mit Bezug auf 2 und 9 hat der erste Rastlöseabschnitt 41 Schlitze 57 und 58, welche darin geformt sind, um einen Auslegerfederarm (cantilever swing arm) 130, welcher eine gekrauste oder gekringelte (curled) oder gefaltete Form hat, in dem Rastlösegerät 30 zu bilden. Der Auslegerfederarm 130 ist innerhalb einer Ausnehmung 140 empfangen, welche in dem ersten Gehäuseabschnitt 30a des Steckergehäuses 30 gebildet ist. Die Ausnehmung 140 ist mittels einer ersten Seite 140a, einer zweiten Seite 140b und einer dritten Seite 140c definiert. Die erste Seite 140a und die zweite Seite 140b sind im Allgemeinen senkrecht zueinander. Die dritte Seite 140c ist eine eine Rampe aufweisende Oberfläche (ramped surface), über welche hinweg (over which) ein unterer Abschnitt 130a des Auslegerfederarms 130 verläuft (travels).
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Wie oben festgestellt, hat das Rastlösegerät 40 eine kleinere Anzahl von Einzelteilen als das in 1 gezeigte Rastlösegerät 6. Insbesondere benützt das Rastlösegerät 40 einen einzelnen Auslegerfederarm 130, wogegen das Rastlösegerät 6 zwei Kompressionsfedern (aus Klarheitszwecken nicht gezeigt) benutzt. Die Verminderung in der Anzahl von Einzelteilen reduziert die Kosten des Rastlösegeräts 40, was die Gesamtkosten des aktiven optischen Kabels 10 reduziert. Wenn das Ende 51b der Zuglasche 51 (2) in der mittels des Pfeils 53 (2) angezeigten Richtung gezogen wird, verbiegt sich der untere Abschnitt 130a des Auslegerfederarms 130 nach innen, wenn er in der Richtung des Pfeils 151 entlang der Oberfläche 140c mit Rampe gleitet. Wenn das Ende 51b des Streifens bzw. der Lasche 51 losgelassen wird, versucht die Kraft des Auslegerfederarms 130 den Auslegerfederarm 130 gegen die eine Rampe aufweisende Oberfläche 140c in den mittels der Pfeile 153 und 154 angezeigten Richtungen zu drücken. Weil jedoch die Schlitze 56 (2), welche an den Seiten des Rastlösegeräts 40 gebildet sind, die Bewegungsrichtung der Laschen 55 (2), welche an dem ersten Gehäuseabschnitt 30a gebildet sind, auf die lateralen Richtungen der Schlitze 56 begrenzen, bewegt sich der Auslegerfederarm 130 in der mittels des Pfeils 154 angezeigten Richtung, bis ein Abschnitt 130b des Auslegerfederarms 130 gegen die erste Oberfläche 140b der Ausnehmung 140 anliegt oder ruht (rests). Die Federkraft des Auslegerfederarms 130 ist bei einem Minimum, wenn der Auslegerfederarm 130 in der letztgenannten Ruheposition ist.
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Mit Bezug wieder auf 2 und 3 überlappen der erste Gehäuseabschnitt 30a und der zweite Gehäuseabschnitt 30b über eine relativ große Schnittstelle oberhalb, unterhalb und entlang von Stellen, ungefähr wo die Laschen 32, welche an dem ersten Gehäuseabschnitt 30a gebildet sind, in den entsprechenden Öffnungen 33 empfangen sind, welche an dem zweiten Gehäuseabschnitt 30b gebildet sind. Diese relativ große Fläche einer Überlappung stellt einen Faradayschen Käfig bereit, welcher eine elektromagnetische Interferenz-(EMI)-Abschirmung für Komponenten innerhalb des Steckergehäuses 30 bereitstellt. Zusätzlich eliminiert die Erfindung das Erfordernis, traditionelle Lösungen, wie etwa Silber-Epoxid entlang der Säume zu benutzen, was erlaubt, dass der Stecker 20, falls notwendig, leichter nachgearbeitet werden kann, was wiederum erlaubt, Herstellungskosten zu reduzieren und einen Herstellungsertrag zu erhöhen.
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Mit Bezug auf 3 und 9 umfasst das Steckergehäuse 30, um eine EMI-Abschirmung für die Öffnung 104 bereitzustellen, welche in dem zweiten Gehäuseabschnitt 30b zum Empfangen des Kabelendes 13a bereitgestellt ist, ein Spannungsentlastungsgerät oder Beanspruchungsentlastungsgerät oder Belastungsabbaugerät (strain relief device) 160, welches Teile der optischen Fasern bzw. Lichtleitfasern 102a–103b umgibt, welche angrenzend an das Kabelende 13a sind, und welches mit dem Kabelende 13a und mit dem ersten Gehäuseabschnitt 30a und dem zweiten Gehäuseabschnitt 30b verbunden ist. Das Spannungsentlastungsgerät 160 ist aus einem Metallmaterial gefertigt, so dass es eine Doppelfunktion einer EMI-Abschirmung und eines Abbaus oder einer Entlastung von Spannung für die Lichtleitfasern 102a–103b durchführt. Ein Abschnitt 160a des Spannungsentlastungsgerätes 160 ist innerhalb eines Schlitzes (slot) 161 enthalten, welcher in dem Steckergehäuse 30 gebildet ist. Der Schlitz 161 ist im Allgemeinen von einer Zylinderform (cylindrical in shape) und umgibt die Lichtleitfasern 102a–103b. Innerhalb des Schlitzes 161 ist eine Kompressionsfeder 162 zum Vorspannen des Abschnitts 160a des Spannungsentlastungsgeräts 160 in der mittels des Pfeils 164 angezeigten Richtung derart, dass der Abschnitt 160a des Spannungsentlastungsgeräts 160 in einem kontinuierlichen Kontakt mit einem Abschnitt 171 des ersten Gehäuseabschnitts 30a verbleibt. In dieser Weise dichtet der Abschnitt 160a des Spannungsentlastungsgeräts 160 die Öffnung 104, um EMI-Abschirmung bei der Öffnung 104 bereitzustellen. Dies umgeht das Erfordernis, eine Silber-Epoxid-Spannungsentlastungslösung für EMI-Abschirmung zu benutzen, wie typischerweise in dem in 1 gezeigten Steckergehäuse 5 benutzt. Es sollte bemerkt werden, dass andere Federn als die Kompressionsfeder 162 für diesen Zweck benutzt werden können. Zum Beispiel kann eine Metallblechfeder (sheet metal spring) anstatt der Kompressionsfeder 162 benutzt werden.
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Es kann von der obigen Beschreibung der illustrativen Ausführungsform, welche in 2 bis 9 gezeigt ist, erkannt werden, dass das aktive optische Kabel 10 der Erfindung mehrere Vorteile gegenüber dem in 1 gezeigten bekannten aktiven optischen Kabel 2 hat. Modifikation des Steckergehäuses 5 in der oben beschriebenen Weise, um das Steckergehäuse 30 herzustellen, erlaubt, dass eines oder mehrere der CIO-optische Transceivermodule innerhalb des Steckergehäuses 30 angeordnet werden. Ein Eliminieren des Benutzens von parallelen Arrays von VCSELs und parallelen Arrays von Fotodioden in dem optischen Transceivermodul vermindert die Gesamtkosten des aktiven optischen Kabels 10, wobei das aktive optische Kabel 10 weiterhin in der Lage ist, bei hohen Datenraten zu arbeiten. Ein Vermindern der Anzahl von Einzelteilen, welche das Rastlösegerät 40 ausmachen, vermindert auch die Gesamtkosten des aktiven optischen Kabels 10. Zusätzlich implementiert das Steckergehäuse 30 eine hocheffektive EMI-Abschirmlösung. Ferner ist das aktive optische Kabel 10 in Übereinstimmung mit der illustrierten Ausführungsform ausgelegt, sicherzustellen, dass es einen oder mehrere anwendbare SFF-Standards erfüllt. Weil dieselben CIO-optischen Transceivermodule 100a, 100b mit verschiedenen Formfaktoren (zum Beispiel SFP, QSFP, CFP, CXP, etc.) benutzt werden können, kann auch eine Volumenkosteneinsparung erreicht werden, was weiter oder ferner die Gesamtkosten des aktiven optischen Kabels 10 vermindert. Die Kombination dieser Merkmale führt zu einem aktiven optischen Kabel 10, welches gut für Verbraucheranwendungen geeignet ist. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass, während das aktive optische Kabel 10 gut für Verbraucheranwendungen geeignet ist, es nicht auf eine Benutzung in Verbraucheranwendungen begrenzt ist, wie von Fachleuten der Technik verstanden wird.
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Es sollte bemerkt werden, dass die Erfindung mit Bezug auf illustrative Ausführungsformen beschrieben worden ist und dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt ist. Die Fachleute in der Technik werden die Weise verstehen, in welcher Modifikationen an den illustrativen Ausführungsformen vorgenommen werden können und dass alle solche Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung liegen. Obwohl das Steckergehäuse 30, das Rastlösegerät 40 und die CIO-optischen Transceivermodule 100a, 100b mit besonderen Konfigurationen beschrieben worden sind, werden zum Beispiel Fachleute der Technik die Weise verstehen, in welcher diese Konfigurationen modifiziert werden können, während noch die Ziele der Erfindung erreicht werden. Diese und andere Modifikationen können an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden und all solche modifizierten Ausführungsformen liegen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung, wie von den Fachleuten in der Technik verstanden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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