JP2008048158A - マルチチップモジュールおよび光通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 装置間における光信号の効率的な通信に寄与する光通信モジュール、および、この光通信モジュールに好適なマルチチップモジュールを提供する。
【解決手段】 第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第１のパラレル・シリアル変換部と、第１のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第１の電気・光変換素子と、第１の本数とは異なる第２の本数の、上記電気信号線とは異なる電気信号線を経由して送信されてきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第２のパラレル・シリアル変換部と、第２のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第２の電気・光変換素子とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気信号と光信号との間での変換を担うマルチチップモジュール、および、このマルチチップモジュールが光信号伝送路で繋がれた光通信モジュールに関する。

近年、電気機器における処理速度の高速化の要求は高まる一方であり、これに伴い、これら電気機器に内蔵される電気基板における電気信号の伝送速度の高速化が要求されている。

しかしながら、電気基板上の電気配線間では、電磁干渉や、配線距離の長尺化による電気信号の伝搬遅延等の問題が顕在化することから、電気信号を光信号に変換し、光ファイバなどの光配線に伝送させることで伝送速度の高速化が実現されている。

この光配線は、装置間の通信においても利用されており、レーザダイオードやフォトダイオード等の、電気信号と光信号との間での変換を担う信号媒体変換素子、および、この信号媒体変換素子に接続される駆動回路や増幅器からなるマルチチップモジュールをそれぞれの装置に備え、これらを光ファイバで繋ぐことで、これら装置間の通信速度を向上させる提案がなされている。（特許文献１参照）
上記提案では、一方の装置から他方の装置へ送信するパラレルの電気信号を、一方の装置において、予めシリアライザでシリアルの電気信号に変換し、これを駆動回路に送信して、この駆動回路に接続されたレーザダイオードを駆動させることで光信号に変換してから光ファイバを介して他方の装置に送り、他方の装置においては、送信されてきた光信号をシリアルの電気信号に変換した後、デシリアライザでパラレルの電気信号に変換している。（特許文献１参照）
特開平５−６７０５９号公報

ところで、装置間の通信においては、データ信号のような、相手装置にできるだけ速く送信したい緊急性の高い信号の他に、制御信号のような、データ信号に比べ緊急性の低い信号が送受信されている。

しかしながら、上記提案では、緊急性の高い光信号に交じって緊急性の低い光信号が一緒に通信されることから、非効率的といわざるを得ない。

本発明は、上記事情に鑑み、装置間における光信号の効率的な通信に寄与する光通信モジュール、および、この光通信モジュールに好適なマルチチップモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のマルチチップモジュールのうちの第１のマルチチップモジュールは、
第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第１のパラレル・シリアル変換部と、
上記第１のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第１の電気・光変換素子と、
上記第１の本数とは異なる第２の本数の、上記電気信号線とは異なる電気信号線を経由して送信されてきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第２のパラレル・シリアル変換部と、
上記第２のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第２の電気・光変換素子とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１のマルチチップモジュールでは、第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号と、この第１の本数とは異なる第２の本数の、別の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号とが、別ルートでそれぞれシリアルの光信号に変換される。したがって、本発明の第１のマルチチップモジュールによれば、緊急性の異なる信号を、これら第１の本数の電気信号線と第２の本数の電気信号線とにそれぞれ割り当てることで、緊急性の高い信号と低い信号との混在が回避できることから、装置間における光信号の効率的な通信に寄与することができる。

上記目的を達成するための本発明のマルチチップモジュールのうちの第２のマルチチップモジュールは、
光信号線を経由して送信されてきたシリアルの光信号を受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第１の光・電気変換素子と、
上記第１の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を第１の本数の電気信号線にパラレルに送信する第１のシリアル・パラレル変換部と、
上記光信号線とは異なる光信号線を経由して送信されてきたシリアルの光信号を受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第２の光・電気変換素子と、
上記第２の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を上記第１の本数とは異なる第２の本数の電気信号線にパラレルに送信する第２のシリアル・パラレル変換部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２のマルチチップモジュールでは、別々に備えられた光信号線を経由してきたシリアルの光信号がそれぞれシリアルの電気信号に変換され、互いに異なる本数の電気信号線を有する２つの電気信号線群にそれぞれ割り当てられ、割り当てられた電気信号線群に属する電気信号線に対しパラレルに送信される。したがって、本発明の第２のマルチチップモジュールによれば、別々の光信号線を経由して送信されてきた緊急性の異なる信号を別々に処理することで、緊急性の高い信号と低い信号との混在が回避できることから、装置間における光信号の効率的な通信に寄与することができる。

上記目的を達成するための本発明の光通信モジュールは、
第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号を受信、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第１のパラレル・シリアル変換部と、上記第１のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第１の電気・光変換素子と、上記第１の本数とは、異なる第２の本数の、上記電気信号線とは異なる電気信号線を経由して送信されてきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第２のパラレル・シリアル変換部と、上記第２のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第２の電気・光変換素子とを具備する送信側マルチチップモジュール、および
上記送信側マルチチップモジュールの第１の電気・光変換素子からのシリアルの光信号を第１の光信号伝送路を介して受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第１の光・電気変換素子と、上記第１の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を上記第１の本数の電気信号線にパラレルに送信する第１のシリアル・パラレル変換部と、上記送信側マルチチップモジュールの第２の電気・光変換素子からのシリアルの光信号を第２の光信号伝送路を介して受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第２の光・電気変換素子と、上記第２の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を上記第１の本数とは異なる上記第２の本数の電気信号線にパラレルに送信する第２のシリアル・パラレル変換部とを具備する受信側マルチチップモジュールを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、装置間における光信号の効率的な通信に寄与する光通信モジュール、および、この光通信モジュールに好適なマルチチップモジュールを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１のマルチチップモジュールの一実施形態と、本発明の第２のマルチチップモジュールの一実施形態とを含む、本発明の光通信モジュールの一実施形態の概略構成図である。

図１には、本実施形態の光通信モジュール１の概略が示されており、この光通信モジュール１は、同じ種類の２つのマルチチップモジュール２、および、これら２つのマルチチップモジュール２を繋ぐ、コネクタ３１と光ファイバ３２とからなる光ケーブル３で構成された、マルチチップモジュール２がスロットに差し込まれた装置間で光通信を行うためのものである。

図１に示すマルチチップモジュール２には、光ケーブル３のコネクタ３１への光信合の伝達を行うための送信ポート部２ａと、光ケーブル３のコネクタ３１からの光信号が伝達される受信ポート部２ｂとが備えられており、また、詳しくは後述するが、この送信ポート２ａおよび受信ポート部２ｂでは、送受信する光信号がデータ信号か制御・ステータス信号かによって、送信ポート部２ａおよび受信ポート部２ｂそれぞれにおいてさらにポートの使い分けがなされている。これに伴い、図１には、マルチチップモジュール２における、装置本体からの電気信号を受信するＥ／Ｉ部２１と送信ポート部２ａとの間の信号伝送ルートは２系統用意されており、また、装置本体へ電気信号を送信するＥ／Ｏ部２２と受信ポート部２ｂとの間の信号伝送ルートも２系統用意されている様子が示されている。

また、図１には、光ケーブル３についても、コネクタ３１および光ファイバ３２が２系統用意されている様子が示されている。

ここで、このマルチチップモジュール２における信号の流れについて説明する。

図１に示すマルチチップモジュール２では、上述の、装置本体からの電気信号を受信するＥ／Ｉ部２１からパラレルに送信されてきた２系統の電気信号はシリアライザ部２３でそれぞれシリアルの電気信号に変換されてからドライバ部２５に送信される。ドライバ部２５では、２系統で送信されてきたシリアルの電気信号それぞれに応じて、ＬＤ部２７の、系統毎に配備されているレーザーダイオードを駆動して、レーザーダイオードそれぞれからの光信号を、送信ポート部２ａを通じて、光ケーブル３の２系統に分かれたコネクタ３１に送信する。

この様にして、光ケーブル３の２系統の光ファイバ３２を介して、受信ポート部２ｂに到達した光信号は、ＰＤ部２８で系統毎に受信されて光信号から電気信号に変換され、さらに、増幅部２６において系統別に増幅され、デシリアライザ部２４に送信される。デシリアライザ部２４では、系統別に送信されてきた電気信号を、系統別にパラレルの電気信号に変換してＥ／Ｏ部２２に送信し、Ｅ／Ｏ部２２はパラレルの電気信号を装置本体に送信する。

図２は、図１に示すマルチチップモジュールの詳細構成図である。尚、ここでは、図１の左側に示すマルチチップモジュール２を代表的に取りあげて説明する。

図２には、図１に示す、Ｅ／Ｉ部２１、シリアライザ部２３、ドライバ部２５、ＬＤ部２７、送信ポート部２ａ、受信ポート部２ｂ、ＰＤ部２８、増幅部２６、デシリアライザ部２４、およびＥ／Ｏ部２２が、それぞれ、第１Ｅ／Ｉ２１１と第２Ｅ／Ｉ２１２、第１シリアライザ２３１と第２シリアライザ２３２、第１ドライバ２５１と第２ドライバ２５２、第１ＬＤ２７１と第２ＬＤ２７２、第１送信ポート２１ａと第２送信ポート２２ａ、第１受信ポート２１ｂと第２受信ポート２２ｂ、第１ＰＤ２８１と第２ＰＤ２８２、第１増幅器２６１と第２増幅器２８２、第１デシリアライ２４１と第２デシリアライザ２４２、および、第１Ｅ／Ｏ２２１と第２Ｅ／Ｏ２１２に２系統化されている様子が示されている。

また、図２には、第１Ｅ／Ｉ２１１と第１シリアライザ２３１、および、第１Ｅ／Ｏ２２１と第１デシリアライザ２４１が、それぞれ２本の電気配線２００で電気的に繋がれている様子が示され、また、第２Ｅ／Ｉ２１２と第２シリアライザ２３２、および、第２Ｅ／Ｏ２２２と第２デシリアライザ２４２は、それぞれ４本の電気配線２００で電気的に繋がれている様子が示されている。

さらに、図２には、光ケーブル３のコネクタ３１および光ファイバ３２が、それぞれ、第１コネクタ３１１と第２コネクタ３１２、および、第１光ファイバ３２１と第２光ファイバ３２２に２系統化されている様子が示されている。

図３は、図１に示す光通信モジュールにおける、信号の伝送の様子を示す流れ図である。尚、この光通信モジュール１では、双方向に信号の通信が可能であるが、以下では、一方の装置のＥ／Ｉ部２１から他方の装置のＥ／Ｏ部２２までの信号の伝送を代表的に取りあげて説明する。

図３の左側には、データ信号の送信を担う第１系統の流れが示され、図３の右側には、制御／ステータス信号の送信を担う第２系統の流れが示されている。

第１系統のステップＳ１１では、装置本体の第１Ｅ／Ｉ２１１からの、３Ｍｂｐｓでの電気信号の送信が２本（２チャンネル）の電気配線２００にパラレルに行なわれ、ステップＳ１２では、これが第１シリアライザ２３１でシリアルの電気信号に変換される。ステップＳ１３では、このシリアルの電気信号が、第１ドライバ２５１に送信され、ステップＳ１４では、この第１ドライバ２５１へ送信されたシリアルの電気信号に応じて、第１ＬＤ２７１が駆動されて光信号に変換される。この光信号は、ステップＳ１５において、第１送信ポート２１ａ、伝送速度が３Ｇｂｐｓの１本（１チャンネル）の第１光ファイバ３２１（図２参照）を介して、相手装置のスロットに差し込まれているマルチチップモジュール２の第１受信ポート２１ｂに伝送され、ステップＳ１６において、第１ＰＤ２８１によって受信されることで電気信号に変換される。ステップＳ１７では、この電気信号は第１増幅器２６１により増幅され、ステップＳ１８において、第１デシリアライザ２４１によりパラレルの電気信号にされ、ステップＳ１９において、相手装置の第１Ｅ／Ｏ２２１に２本の電気配線を通じて送信される。

また、第２系統のステップＳ２１では、装置本体の第２Ｅ／Ｉ２１２からの、４０Ｍｂｐｓの電気信号の送信が４本（４チャンネル）の電気配線２００にパラレルに行なわれ、ステップＳ２２では、これが第２シリアライザ２３２でシリアルの電気信号に変換される。ステップＳ２３では、このシリアルの電気信号が、第２ドライバ２５２に送信され、ステップＳ２４では、この第２ドライバ２５２へ送信されたシリアルの電気信号に応じて、第２ＬＤ２７２が駆動されて光信号に変換される。この光信号は、ステップＳ２５において、第２送信ポート２２ａ、伝送速度が８００Ｍｂｐｓの１本（１チャンネル）の第２光ファイバ３２２を介して、相手装置のスロットに差し込まれているマルチチップモジュール２の第２受信ポート２２ｂに伝送され、ステップＳ２６において、第２ＰＤ２８２によって受信されることで電気信号に変換される。ステップＳ２７では、この電気信号が第２増幅器２６２により増幅され、ステップＳ２８では、第２デシリアライザ２４２によりパラレルの電気信号にされ、ステップＳ２９において、相手装置の第２Ｅ／Ｏ２２２に４本の電気配線を通じて送信される。

以上に説明したように、本実施形態の光通信モジュールでは、２つのマルチチップモジュール２のうち送信側のマルチチップモジュール２では、データ信号の伝送を担う第１系統の、２本の電気信号線２００を経由してきたパラレルの電気信号と、制御／ステータス信号の伝送を担う第２系統の、４本の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号とが、別系統でそれぞれシリアルの光信号に変換され、別々に備えられた光ファイバを経由してきたシリアルの光信号が、２つのマルチチップモジュール２のうち受信側のマルチチップモジュール２では、それぞれシリアルの電気信号に変換され、この電気信号は、それぞれ別系統の、２本および４本の電気信号線にそれぞれパラレルに送信される。したがって、本実施形態の光通信モジュール１によれば、緊急性の高い信号と低い信号との混在が回避できることから、装置間における光信号の効率的な通信に寄与することができる。

本発明の第１のマルチチップモジュールの一実施形態と、本発明の第２のマルチチップモジュールの一実施形態とを含む、本発明の光通信モジュールの一実施形態の概略構成図である。 図１に示すマルチチップモジュールの詳細構成図である。 図１に示す光通信モジュールにおける、信号の伝送の様子を示す流れ図である。

符号の説明

１ 光通信モジュール
２ マルチチップモジュール
２１ａ 第１送信ポート
２２ａ 第２送信ポート
２１ｂ 第１受信ポート
２２ｂ 第２受信ポート
２１１ 第１Ｅ／Ｉ
２１２ 第２Ｅ／Ｉ
２２１ 第１Ｅ／Ｏ
２２２ 第２Ｅ／Ｏ
２３１ 第１シリアライザ
２３２ 第２シリアライザ
２４１ 第１デシリアライザ
２４２ 第２デシリアライザ
２５１ 第１ドライバ
２５２ 第２ドライバ
２６１ 第１増幅器
２６２ 第２増幅器
２７１ 第１ＬＤ
２７２ 第２ＬＤ
２８１ 第１ＰＤ
２８２ 第２ＰＤ
３ 光ケーブル
３１１ 第１コネクタ
３１２ 第２コネクタ
３２１ 第１光ファイバ
３２２ 第２光ファイバ

Claims (3)

1. 第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第１のパラレル・シリアル変換部と、
   前記第１のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第１の電気・光変換素子と、
   前記第１の本数とは異なる第２の本数の、前記電気信号線とは異なる電気信号線を経由して送信されてきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第２のパラレル・シリアル変換部と、
   前記第２のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第２の電気・光変換素子とを備えたことを特徴とするマルチチップモジュール。
2. 光信号線を経由して送信されてきたシリアルの光信号を受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第１の光・電気変換素子と、
   前記第１の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を第１の本数の電気信号線にパラレルに送信する第１のシリアル・パラレル変換部と、
   前記光信号線とは異なる光信号線を経由して送信されてきたシリアルの光信号を受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第２の光・電気変換素子と、
   前記第２の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を前記第１の本数とは異なる第２の本数の電気信号線にパラレルに送信する第２のシリアル・パラレル変換部とを備えたことを特徴とするマルチチップモジュール。
3. 第１の本数の電気信号線を経由してきたパラレルの電気信号を受信、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第１のパラレル・シリアル変換部と、前記第１のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第１の電気・光変換素子と、前記第１の本数とは、異なる第２の本数の、前記電気信号線とは異なる電気信号線を経由して送信されてきたパラレルの電気信号を受信し、受信したパラレルの電気信号をシリアルの電気信号に変換する第２のパラレル・シリアル変換部と、前記第２のパラレル・シリアル変換部からのシリアルの電気信号を光信号に変換する第２の電気・光変換素子とを具備する送信側マルチチップモジュール、および
   前記送信側マルチチップモジュールの第１の電気・光変換素子からのシリアルの光信号を第１の光信号伝送路を介して受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第１の光・電気変換素子と、前記第１の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を前記第１の本数の電気信号線にパラレルに送信する第１のシリアル・パラレル変換部と、前記送信側マルチチップモジュールの第２の電気・光変換素子からのシリアルの光信号を第２の光信号伝送路を介して受信し、受信したシリアルの光信号をシリアルの電気信号に変換する第２の光・電気変換素子と、前記第２の光・電気変換素子からのシリアルの電気信号を前記第１の本数とは異なる前記第２の本数の電気信号線にパラレルに送信する第２のシリアル・パラレル変換部とを具備する受信側マルチチップモジュールを備えたことを特徴とする光通信モジュール。

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