(57)【要約】【課題】データ伝送に影響する範囲でコネクタの嵌合の適否を判定することのできる伝送技術を提供する。【解決手段】第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を出力する信号生成部と、前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、受信した交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する判定部と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、
前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を出力する信号生成部と、
前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、受信した交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする伝送装置。
【請求項２】
前記信号生成部は、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数帯域で異なる周波数の交流信号を出力し、
前記判定部は、前記異なる周波数の交流信号の各々のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高く、かつ前記コネクタに影響するスタブの長さの４倍の波長に近似する単一の周波数で交流信号を出力し
前記判定部は、前記単一の周波数の交流信号のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項４】
前記信号生成部と前記判定部は前記第１カードに配置され、
前記交流信号は前記コネクタを介して前記第２カードに出力され、前記第２カードから前記コネクタを通って前記第１カードにループバックされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項５】
前記信号生成部は前記第１カードに配置され、
前記判定部は前記第２カードに配置され、
前記交流信号は前記コネクタを介して前記第２カードに出力され、前記第２カードで前記コネクタでの嵌合状態が判断されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項６】
前記信号生成部の出力を前記コネクタを介して前記判定部の入力に接続する監視ラインを有し、
前記第１カードと前記第２カードは複数のコネクタによって接続され、
前記監視ラインは、前記複数のコネクタを通るデイジーチェーンパターンのラインであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項７】
第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、
前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を生成し、
前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、
受信した前記交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する、
ことを特徴とする接続監視方法。
【請求項８】
前記交流信号の周波数を、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数帯域内で変化させ、
変化された各周波数で、受信された前記交流信号のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする請求項７に記載の接続監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送装置と接続監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクタによって相互に接続されるボード間またはカード間において、コネクタでの嵌合状態を監視する仕組みが用いられている（たとえば、特許文献１または２参照）。マザーボードとドータボードがマルチピンのコネクタで接続されているマザー／ドータ型の装置では、ドータカードが斜めに刺さっているなどして挿入が不適切な場合、信号の疎通が阻害される。嵌合不良や半挿入の状態を検出するために、一般には直流信号を通す、あるいは二値の論理信号の電圧を交互に印加することで、直流信号の導通状態を検査している。
【０００３】
一方、機器の小型化、省スペース化にともなって接続信頼性に対する要求が厳しくなってきており、多接点接触のコネクタ端子が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０３１１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の信号レートの高速化により、コネクタ接続部で高周波帯域の信号劣化による影響が顕在化している。直流信号を検査する従来のコネクタ接続監視システムでは、高周波信号の導通検査に対処することができない。
【０００６】
多接点接触のコネクタピンでは、１つのピンに複数の接点（たとえば２接点）を設けることで、接続の信頼性を高めている。多接点接触では、接点の一部が接触していなくても電流が流れるため、従来の接続監視システムで接続不良を検出することが難しい。
【０００７】
本発明は、データ伝送に影響する範囲でコネクタの嵌合の適否を判定することのできる伝送技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様では、第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、
前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を出力する信号生成部と、
前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、受信した交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する判定部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
一つの側面では、データ伝送に影響する範囲でコネクタの嵌合の適否を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の伝送装置が適用されるボード間接続に生じる接続不良を説明する図である。
【図２】多接点接触の端子を用いる場合の信号劣化を説明する図である。
【図３】高周波帯域での電気信号劣化を説明する図である。
【図４】第１実施形態の伝送装置の基本構成を示す図である。
【図５】プリント配線基板の伝送損失情報の一例を示す図である。
【図６】実施形態の接続監視方法のフローチャートである。
【図７Ａ】伝送装置の適用例を示す図である。
【図７Ｂ】伝送装置の適用例を示す図である。
【図８】図７Ａと図７Ｂで用いられる正弦波生成部の構成例を示す図である。
【図９】伝送装置の適用例を示す図である。
【図１０】伝送装置の適用例を示す図である。
【図１１】伝送装置のさらに別の適用例を示す図である。
【図１２】伝送装置のさらに別の適用例を示す図である。
【図１３】伝送装置のさらに別の適用例を示す図である。
【図１４】コネクタ嵌合監視ラインの配置例を示す図である。
【図１５】コネクタ嵌合監視ラインの別の配置例を示す図である。
【図１６】伝送装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の伝送装置と接続監視方法を説明する前に、発明者らが見出したコネクタ接続における技術課題と解決の基本概念を、より詳細に説明する。
【００１２】
図１は、ボード間接続に起きる接続不良を説明する図である。実施形態の伝送装置と接続監視方法は、電気信号の伝送一般に適用可能であるが、高速伝送、または多接点接触のコネクタが用いられる場合に特に有益である。
【００１３】
図１（Ａ）は、メインボードとプラグインユニット（ＰＩＵ：plug-in  unit）がコネクタを介して接続された装置の上面図、図１（Ｂ）は矢印Ａの方向から見た側面図である。ＰＩＵの嵌合方向をＹ方向、メインボードの高さ方向をＺ方向、Ｙ方向及びＺ方向に直交する方向をＸ方向とする。コネクタ部は、複数のピンがＺ方向に配列されている。ＰＩＵがメインボードに正しく挿入されていると、すべてのピンが相手側の端子と接続され、電気的な接続が得られる。ＰＩＵがメインボード対して斜めに刺さっているなどして完全に嵌合していない場合、コネクタに嵌合浮きが発生し、接続が不確実な箇所で信号が劣化する。
【００１４】
図２は多接点端子の接続不良による信号劣化を説明する図である。図２（Ａ）で、複数のコネクタピン１０１が所定の方向に配列されている。コネクタピン１０１が図１の構成に適用されるときは、コネクタピン１０１の配列方向はＺ方向になる。コネクタピン１０１の各々は、第１端子１０２と第２端子１０３を有する。コネクタピン１０１の接続信頼性を担保するために、第１端子１０２と第２端子１０３は異なる長さと形状に形成されている。第１端子１０２をショート端子、第２端子１０３をロング端子と呼んでもよい。
【００１５】
図２（Ｂ）はコンタクトピン１０１が適切に接続されている状態、図２（Ｃ）は一方の端子が接触不良となっている状態を示す。図２（Ｂ）ではショート端子とロング端子の双方が接続相手の接続端子２０１に接触しているが、図２（Ｃ）ではショート端子が浮いている（非接触）。一方の端子が浮いていてもコネクタピン１０１で電気的な導通は得られるため、従来の監視ラインで図２（Ｃ）の接続異常を検出することはできない。
【００１６】
図２（Ｃ）のように、ショート端子（すなわち第１端子１０２）が浮いている場合、ショート端子はスタブとなる。スタブとは、高周波回路で伝送線路に並列に接続される分布定数線路である。コネクタ接合部にスタブがあると、スタブ長Ｌ、使用波長λのときに、Ｌ≒λ／４となる周波数帯域で反射による信号劣化が顕在化する。スタブで反射された信号が本来の信号と逆相になって信号を打ち消し合ってしまうからである。
【００１７】
コネクタ内でのスタブ長Ｌを４ｍｍとすると、伝送レートが２５Ｇｂｐｓ（波長λ＝２４ｍｍ、１２．５ＧＨｚ）のときと比較して、伝送レート３７．４Ｇｂｐｓ（波長λ＝１６ｍ、１８．７ＧＨｚ）のときに、スタブ反射の影響が顕著になる。
【００１８】
図３は、高周波帯域での電気信号劣化を説明する図である。図２（Ａ）のコネクタピン１０１（ショート端子の長さが４ｍｍ）を用い、コネクタ部での嵌合浮きの量が０．０ｍｍ、１．５ｍｍ、及び２．０ｍｍのそれぞれで、挿入損失を周波数の関数としてプロットする。１２．５ＧＨｚの周波数帯域では透過特性（信号劣化）に大きな変化はないが、嵌合浮きが２．０ｍｍのときに、１２．５ＧＨｚを超える高周波帯域で透過特性が大きく劣化する。
【００１９】
ユーザインターフェイスの高速化にともなって、プリント回路基板（ＰＣＢ）上の電気信号の伝送レートは増大している。高速の電気信号レートでは、信号疎通は維持されていても嵌合浮きによる信号劣化がサービスに悪影響を及ぼす可能性がある。従来のようにコネクタに監視ラインを設定して直流電圧を監視する方法では、断線に至っていない嵌合浮きを検出することができない。
【００２０】
一方、ＰＣＢ上を伝送する高速電気信号は、キャリア周波数の他に高調波成分を含んでおり、高調波成分もデータ伝送に影響する。発明者らは、キャリア周波数そのものを監視して嵌合不良を検出するのが困難な場合でも、図３に示すように、高調波成分に現れる信号劣化を監視することで、コネクタの嵌合不良を検出し得るという知見に達した。
【００２１】
たとえば１２．５ＧＨｚ帯で高速電気信号そのものを監視してもコネクタの嵌合異常を検出することができない。しかし、高速電気信号の伝送に影響を及ぼす周波数帯域（図３の例で、１２．５ＧＨｚを超える領域）を用いると、嵌合浮きの量に応じて信号劣化が顕著になる。そこで、信号周波数を超える帯域を利用して、コネクタの嵌合浮きによる信号劣化の有無を検査する。たとえば、伝送信号の２次高調波と、３次高調波を含む領域の交流信号を接続監視に用いることで、信号疎通状態での嵌合不良を検出する。
【００２２】
図４は、第１実施形態の伝送装置１の基本構成を示す図である。伝送装置１は、マザーボード１０とドータボード２０がコネクタ１００によって接続されている。マザーボード１０は第１カードの一例である。ドータボード２０は第２カードの一例である。コネクタ１００は、たとえばマザーボード１０側に設けられたレセプタクルと、ドータボード２０に設けられたプラグを含む。
【００２３】
マザーボード１０は、ドライバチップ（図中、「ＤＲＶ  ＩＣ」と表記）を含み、電気信号送信部１２を有する。ドータボード２０は、レシーバチップ（図中、「ＲＣＶ  ＩＣ」と表記）を含み、電気信号受信部２１を有する。電気信号送信部１２と電気信号受信部２１の間は、コネクタ１００の接続端子を含む信号線１６で接続されており、ユーザデータ等の電気信号が送受信される。一般にボード間は双方向で通信されるため、マザーボード１０にもうひとつの電気信号受信部を設け、ドータボード２０にもうひとつの電気信号送信部を設けてもよい。
【００２４】
伝送装置１は、コネクタ１００におけるボード間の嵌合状態を監視する接続監視部１５を有する。接続監視部１５は、正弦波生成部１１と、正弦波振幅判定部１３と、正弦波生成部１１と正弦波振幅判定部１３の間を結ぶコネクタ嵌合監視ライン１７を有する。
【００２５】
正弦波生成部１１は、信号線１６で伝送されるユーザデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を生成し出力する。たとえば、ユーザデータの搬送波周波数よりも高く、かつユーザデータの信号周波数の３次高調波までを含む範囲の交流信号を生成する。正弦波生成部１１は、ユーザデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を生成することができれば、どのような構成の信号生成部を採用してもよい。図４の例では、正弦波生成部１１は、周波数制御部１１１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：voltage-controlled  oscillator）１１２を有する。
【００２６】
正弦波振幅判定部１３は、コネクタ嵌合監視ライン１７を通して受信した正弦波の振幅を観察して、受信正弦波の振幅劣化を検出する。受信された正弦波はコネクタ１００を通過してきた波であり、受信正弦波の振幅の劣化に基づいて、コネクタ１００におけるボード間の嵌合不良を判断することができる。たとえば、受信した正弦波に、所定レベルを超える伝送損失が発生している場合に、コネクタ１００の嵌合不良と判断する。
【００２７】
この明細書及び図面で「コネクタ嵌合監視ライン」というときは、実際の信号線路を指すのではなく、嵌合監視用の正弦波信号の伝搬経路を模式的に示すものである。コネクタ嵌合監視ライン１７を形成する実際のモニタ信号線は、たとえば、正弦波生成部１１のＶＣＯ１１２から延びる信号配線が、コネクタピン１０１（図１参照）の配列の一方の端部に接続され、正弦波信号がコネクタ１００からドータボード２０に出力される。ドータボード２０に出力された正弦波信号はコネクタ１０の側壁に沿って延びる配線により、コネクタピン配列の他端に入力され、マザーボード側に出力されて正弦波振幅判定部１３のＡＤＣ１３３に入力される。
【００２８】
正弦波振幅判定部１３は、コネクタ嵌合監視ライン１７で受信される正弦波信号の振幅劣化を検出できる任意の構成を採用することができる。図４の例では、正弦波振幅判定部１３は、メモリ１３１と、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１３３と、比較部１３２を有する。
【００２９】
メモリ１３１は、比較判断の基準となるＰＣＢ伝送損失の情報をあらかじめ保存している。伝送損失は、信号伝送レート（または周波数）と配線長によって決まる。ＰＣＢ伝送損失情報は、信号伝送レートの関数として保存されていてもよいし、テーブルの形式で保存されていてもよい。
【００３０】
ＡＤＣ１３３は、コネクタ嵌合監視ライン１７から受け取った正弦波をデジタル変換し振幅のデジタル値を得る。比較部１３２は、ＡＤＣ１３３の出力と、メモリ１３１内のＰＣＢ伝送損失情報と比較する。正弦波振幅判定部１３は、比較部１３２の出力結果に基づいて、コネクタ１００の嵌合不良の有無を判定する。たとえば、検出された振幅劣化がメモリ１３１内の許容伝送損失量を超えたときに、コネクタ１００に嵌合不良が発生したと判定される。正弦波振幅判定部１３は、嵌合不良と判定されたとき、あるいは嵌合不良が一定時間以上にわたって検出されたときに、警告を出力してもよい。
【００３１】
この構成により、コネクタ１００で導通はとれていても信号劣化の原因となる嵌合不良が起きているか否かを適切に判断することができる。
【００３２】
図５は、メモリ１３２に保存されるＰＣＢ伝送劣化量情報の一例である。図６（Ａ）は低誘電率のＰＣＢが用いられているときの伝送損失を周波数の関数としてプロットしたものである。図６（Ａ）の関数を用いる場合、正弦波振幅判定部１３で算出された伝送劣化量が、対応する送出周波数で図６（Ａ）のラインよりも下側にある場合に、コネクタ嵌合監視ライン１７での伝送劣化が許容範囲を超えたと判断される。
【００３３】
図６（Ｂ）は、周波数とＰＣＢの許容伝送劣化量の関係を記述したテーブル１３５である。メモリ１３２に図６（Ｂ）のテーブル１３５が保存されていてもよい。テーブル１３５を用いる場合は、算出された正弦波振幅劣化が、対応する周波数のＰＣＢ許容伝送劣化量以下である場合に、伝送劣化は許容範囲内と判断される。
【００３４】
図６は、実施形態の接続監視方法のフローチャートである。接続監視フローは、図４の接続監視部１５によって実行される。接続監視フローでは、ＶＣＯ発振周波数をキャリア周波数の３次高調波まで徐々に上げていって信号劣化状態を監視する。
【００３５】
まず、周波数制御部１１１でＶＣＯ１１２の出力周波数を、キャリア周波数に設定する（Ｓ１１）。キャリア周波数は信号線１６で電気信号が伝送される搬送波の周波数である。次に、周波数制御部１１１は、ＶＣＯ１１２の出力周波数がキャリア周波数の３倍よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２）。接続監視フローの開始時は、出力周波数はキャリア周波数に設定されているので、否定判断となる（Ｓ１２でＮＯ）。この場合、周波数制御部１１１は、ＶＣＯ１１２の出力周波数を、
（キャリア周波数）＋Ｎ×Ｍ
に設定する（Ｓ１３）。ここで、Ｍは周波数変更のステップサイズであり、制御ループの回数Ｎを用いてＭ＝［（キャリア周波数）×３−（キャリア周波数）］／Ｎと表される。Ｎの初期値はＮ＝０である。ステップＳ１４でＮの値を１だけインクリメントする（Ｎ＝Ｎ＋１）。
【００３６】
正弦波生成部１１は、インクリメントされたＮの値、及びＭの値で決まる出力周波数で  正弦波を生成し、正弦波をコネクタ嵌合監視ライン１７へ出力する（Ｓ１５）。正弦波振幅判定部１３は、コネクタ１００を通過した正弦波を受信して、その振幅を測定する（Ｓ１６）。正弦波振幅判定部１３は、受信した正弦波の振幅劣化量を算出する。たとえば、送出された正弦波の振幅と、受信された正弦波の振幅の差分を、コネクタ嵌合監視ライン１７上の伝送劣化量として算出する。算出された伝送劣化量は、メモリ１３２にあらかじめ保存されたＰＣＢ許容伝送劣化量と比較される（Ｓ１７）。正弦波の振幅劣化量、すなわちコネクタ嵌合監視ライン１７上の伝送劣化がＰＣＢの許容伝送劣化量以下であるか否かが判断される（Ｓ１８）。伝送劣化がＰＣＢ許容伝送劣化量以下ならば（Ｓ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻って、ＶＣＯ出力周波数がキャリア周波数の３倍を超えるまでＳ１２〜Ｓ１８の処理を繰り返す。ＶＣＯ出力周波数がキャリア周波数の３倍を超えると（Ｓ１２でＹＥＳ）、信号劣化の判断のための周波数領域を超えるため、処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ１８で、コネクタ嵌合監視ライン１７上の伝送劣化がＰＣＢの許容伝送劣化量を超えた場合（Ｓ１８でＮＯ）、コネクタ嵌合不良の検出結果を出力する（Ｓ１９）。コネクタ嵌合不良は、たとえば伝送装置１の保守管理者に通知される。
【００３８】
この接続監視方法によると、信号疎通がある場合でも、部分的な非接触状態による嵌合不良を検出することができる。
【００３９】
＜適用例１＞
図７Ａは、第１実施形態が適用される伝送装置２Ａの概略図である。伝送装置２Ａでは回線切替ブロックと回線インターフェイスブロックが、パッケージ分割されている。回線切替パッケージ３０と、インターフェイスパッケージ４０はコネクタ１００を介して接続されている。回線切替パッケージ３０の電気信号送信部１２で生成され送信された電気信号は、コネクタ１００の接続端子を含む信号線１６で伝送され、インターフェイスパッケージ４０の電気信号受信部２１で受信される。
【００４０】
接続監視部１５Ａの正弦波生成部１１Ａは回線切替パッケージ３０に配置され、正弦波振幅判定部１３はインターフェイスパッケージ４０に配置されている。コネクタ嵌合監視ライン１７は、回線切替パッケージ３０からインターフェイスパッケージ４０へ一方向で延びている。この構成は、コネクタ嵌合監視ライン１７をコネクタ１００の側面を通るループに形成しなくてもよいので、構成が簡単である。
【００４１】
図７Ｂは、伝送装置２Ｂの概略図である。図７Ａと同様に、回線切替ブロックと回線インターフェイスブロックが、パッケージ分割されている。正弦波生成部１１Ａと正弦波振幅判定部１３を有する接続監視部１５Ａは、回線切替パッケージ３０に設けられている。コネクタ嵌合監視ライン１７は、図４と同様にループを形成し、コネクタ１００の側壁を通って、回線切替パッケージ３０に戻っている。この構成では、コネクタ嵌合監視ライン１７が長くなるが、接続監視部１５Ａを一つのパッケージ内にまとめることができる。
【００４２】
図８は、図７Ａ及び図７Ｂで用いられる正弦波生成部１１Ａの模式図である。正弦波生成部１１Ａは、周波数制御部１１１と、ＶＣＯ１１２と、ＶＣＯ１１２の出力に接続される切替部１１３を有する。周波数制御部１１１とＶＣＯ１１２は、図４を参照して説明したものと同じ機能と構成を有する。切替部１１３は、回線切替パッケージ３０が有する回線切替回路または機能の一部を利用してもよい。切替部１１３は、コネクタ１００の複数の端子に接続される複数のコネクタラインを切り替えて、コネクタ１００におけるパッケージ間の嵌合状態を検査してもよい。この構成はマルチピンコネクタでの嵌合状態の検査に有利である。
【００４３】
＜適用例２＞
図９は、伝送装置３Ａの概略図である。伝送装置３Ａは，回線切替ブロックと回線インターフェイスブロックがパッケージ分割され、バックプレーン５０を介して結合されている。回線切替パッケージ３０とバックプレーン５０はコネクタ１００−１で接続され、バックプレーン５０とインターフェイスパッケージ４０はコネクタ１００−２で接続されている。回線切替パッケージ３０とインターフェイスパッケージ４０の各々が接続監視構成を有し、それぞれ独立した監視ラインを有する。回線切替パッケージ３０は接続監視部１５Ａを有し、ループ状のコネクタ嵌合監視ライン１７−１を用いる。インターフェイスパッケージ４０は接続監視部１５を有し、ループ状のコネクタ嵌合監視ライン１７−２を用いる。
【００４４】
コネクタ端合監視ライン１７−１で、正弦波信号はコネクタ１００−１を通ってバックプレーン５０に出力され、バックプレーン５０からコネクタ１００−１を介して回線切替パッケージ３０の接続監視部１５Ａに戻る。コネクタ端合監視ライン１７−２で、正弦波信号はコネクタ１００−２を通ってバックプレーン５０に出力され、バックプレーン５０からインターフェイスパッケージ４０の接続監視部１５に戻る。この構成は、コネクタ１００−１の嵌合不良と、コネクタ１００−２の嵌合不良を独立して検査できるので、嵌合不良箇所を迅速かつ正確に特定することができる。
【００４５】
接続監視部１５Ａの正弦波生成部１１Ａは図８の構成を有し、回路切替パッケージ３０の回線切替機能または構成を利用して、複数のラインを切り替えて嵌合状態を検査することが可能である。パッケージの回線切替構成を用いることはマルチピンコネクタの検査に有利であるが、必須ではなく、接続監視部１５Ａに替えて図４の接続監視部１５を用いてもよい。インターフェイスパッケージ４０の接続監視部１５の正弦波生成部１１は、図４を参照して説明した構成と機能を有するが、切替回路を作り込んで、接続監視部１５Ａと同じ構成にしてもよい。
【００４６】
図１０は、第１実施形態の別の適用例である伝送装置３Ｂの概略図である。伝送装置３Ａは、図９と同様に、回線切替ブロックと回線インターフェイスブロックがパッケージ分割され、バックプレーン５０を介して結合されている。回線切替パッケージ３０とバックプレーン５０はコネクタ１００−１で接続され、バックプレーン５０とインターフェイスパッケージ４０はコネクタ１００−２で接続されている。
【００４７】
回線切替パッケージ３０は接続監視部１５Ａを有する。コネクタ嵌合監視ライン１７はコネクタ１００−１、バックプレーン５０、及びコネクタ１００−２を通るループを形成する。正弦波信号は、コネクタ１００−１、バックプレーン、コネクタ１００−２を介してインターフェイスパッケージ４０に出力され、回線切替パッケージ３０にループバックされて接続監視部１５Ａに入力される。接続監視部１５Ａの正弦波生成部１１Ａは図８の構成を有し、複数のラインで嵌合状態を検査可能である。正弦波生成部１１Ａに替えて、図４の正弦波生成部１１を用いてもよい。
【００４８】
図１０の構成は、接続監視部１５Ａを一方のパッケージだけに設け、単一のコネクタ嵌合監視ライン１７で２つのコネクタにおけるパッケージ間の嵌合状態を検査するので、配置構成が簡単である。
【００４９】
＜適用例３＞
図１１は、第１実施形態のさらに別の適用例である伝送装置４の概略図である。伝送装置４は、ＳＦＰ（Small  Form  Factor  Pluggable）６５などのプラガブルモジュールが、コネクタ１００を介して、別のモジュール、たとえば回路インターフェイス６０に接続されている。ＳＦＰ６５は、たとえばＬＥＤアレイなどの電気／光変換チップである。回路インターフェイス６０の電気信号送信部１２から出力された電気信号は、信号線１６を通ってＳＦＰ６５の電気信号受信部２１で受信される。
【００５０】
回路インターフェイス６０は接続監視部１５を有し、ループ型のコネクタ嵌合監視ライン１７を用いてコネクタ１００における嵌合状態を検査する。接続監視部１５は、図４の接続監視部１５と同様の構成と機能を有する。正弦波生成部１１は、信号線１６を伝搬する電気信号の周波数よりも高い周波数帯域の正弦波信号を生成して出力する。正弦波振幅判定部１３は、コネクタ嵌合監視ライン１７から受信される正弦波信号の振幅劣化に基づいて、コネクタ１００の伝送劣化を判断する。
【００５１】
この構成により、信号疎通下でデータ伝送に影響する範囲内でコネクタ１００におけるモジュール間の嵌合の適否を判断することができる。
【００５２】
＜適用例４＞
図１２は、第１実施形態のさらに別の適用例である伝送システム６の概略図である。伝送システム６は、伝送装置５Ａと伝送装置５Ｂが、コネクタ付きの高周波ケーブル１９で接続されている。
【００５３】
伝送装置５Ａは、ＳＦＰ６６Ａなどのプラガブルモジュールが、コネクタ１００−１を介して、別のモジュール、たとえば回路インターフェイス６０Ａに接続されている。ＳＦＰ６６Ａは、たとえば銅製トランシーバモジュールである。回路インターフェイス６０Ａの電気信号送信部１２−１から出力された電気信号は、信号線１６−１を通ってＳＦＰ６６Ａの電気信号受信部２１で受信される。回路インターフェイス６０Ａは接続監視部１５を有し、コネクタ嵌合監視ライン１７−１を用いて、コネクタ１００−１におけるモジュール間の嵌合状態を検査する。接続監視部１５は、図４の接続監視部１５と同様の構成と機能を有する。
【００５４】
伝送装置５ＡのＳＦＰ６６Ａの電気信号送信部１２−２から出力された電気信号は、高周波ケーブル１９で伝送装置５Ｂに伝送され、伝送装置５Ｂの電気信号受信部２１−２で受信される。電気信号送信部１２−２から高周波ケーブル１９を通って電気信号受信部２１−２に至る信号経路を信号線１６−３とする。
【００５５】
伝送装置５Ｂは、ＳＦＰ６６Ｂなどのプラガブルモジュールが、コネクタ１００−２を介して、別のモジュール、たとえば回路インターフェイス６０Ｂに接続されている。ＳＦＰ６６Ｂは、たとえば銅製トランシーバモジュールである。ＳＦＰ６６Ｂの電気信号送信部１２から出力された電気信号は、信号線１６−２を通って回路インターフェイス６０Ｂの電気信号受信部２１−２で受信される。回路インターフェイス６０Ｂは接続監視部１５を有し、コネクタ嵌合監視ライン１７−２を用いてコネクタ１００−２におけるモジュール間の嵌合状態を検査する。接続監視部１５は、図４の接続監視部１５と同様の構成と機能を有する。
【００５６】
この構成では、伝送装置５Ａと伝送装置５Ｂが独立して、コネクタ１００−１とコネクタ１００−２の嵌合不良を検出することができる。信号線１６−１及び１６−２を伝搬する信号周波数よりも高い周波数領域で伝送損失が検査されるため、高周波ケーブル１９を用いた高速電気通信システムへの適用に有利である。
【００５７】
＜適用例５＞
図１３は、第１実施形態のさらに別の適用例である伝送装置７の概略図である。伝送装置７は、パッケージ７０内で回路切替モジュール７１と回路インターフェイス７２がコネクタ１００によりスタックされたパッケージ構造を有する。コネクタ１００は、たとえば複数の端子を有するボールグリッドアレイ、あるいはピングリッドアレイであり、高密度実装に用いられる。回路切替モジュール７１と回路インターフェイス７２の間では、コネクタ１００を用いた電気信号線により電気信号が送受信されている。
【００５８】
回路切替モジュール７１は接続監視部１５Ａを有し、高周波の正弦波信号とコネクタ嵌合監視ライン１７を用いて、コネクタ１００の嵌合不良を検出する。一例として、グリッドアレイの外周側のコーナーに配置された端子を利用して正弦波信号を送受信し、受信された正弦波の振幅劣化に基づいて、コネクタ１００での伝送劣化を判断し嵌合不良の有無を判断する。ボールグリッドアレイやピングリッドアレイのように多くの端子を有するコネクタ１００を用いる場合、回路切替モジュール７１の切り替え構成を利用して、複数の端子を切り替えて検査するのが望ましい。
【００５９】
＜コネクタ嵌合監視ラインの配置例＞
図１４は、コネクタ嵌合監視ライン１７の配置例を示す図である。図１４の伝送装置８Ａは、マザーボード８１にドータボード８２がコネクタ１００を介して接続されている。マザーボード８１は、複数の電気信号送信部１２を有するドライバ回路（ＤＲＶ  ＩＣ）を含む。ドータボード８２は、複数の電気信号受信部２１を有するレシーバ回路（ＲＣＶ  ＩＣ）を含む。マザーボード８１とドータボード８２の間は、複数の信号線１６で高速の電気信号が伝送される。複数本の高速電気信号が通る構成において、単一のコネクタ嵌合監視ライン１７で嵌合不良を監視する場合、コネクタ１００の正弦波信号出力側の側面に沿ってコネクタ嵌合監視ライン１７を設定するのが望ましい。図１４の例では、ドータボード８２側で、コネクタ１００の端子配列の方向に沿ってコネクタ嵌合監視ライン１７が設定されている。正弦波信号は、マザーボード８１からコネクタ１００の一端部を通ってドータボード８２に出力され、ドータボード８２からコネクタ１００の他端部を通ってマザーボード８１に出力される。コネクタが斜めに嵌合した場合、信号劣化はコネクタ１００の側面で顕著に現れるからである。
【００６０】
この構成により、接続監視部１５や、コネクタ嵌合監視ライン１７の数を増やさずに信号疎通下での嵌合不良を適切に検出することができる。
【００６１】
図１５は、マザーボード８１とドータボード８２が複数のコネクタ１００−１、１００−２、１００−３で接続されているときのコネクタ嵌合監視ライン１７の配置例を示す。マザーボード８１は、複数の電気信号送信部１２を有するドライバ回路（ＤＲＶ  ＩＣ）を含む。ドータボード８２は、複数の電気信号受信部２１を有するレシーバ回路（ＲＣＶ  ＩＣ）を含む。マザーボード８１とドータボード８２の間は、コネクタ１００−１、１００−２、１００−３を通る複数の信号線１６で高速の電気信号が伝送される。
【００６２】
コネクタ嵌合監視ライン１７は、コネクタ１００−１、１００−２、及び１００−３の側面を通ってデイジーチェーンパターンで接続されている。この構成により、ボード間の接続に複数のコネクタ１００−１、１００−２、１００−３が用いられる場合でも、接続監視部１５やコネクタ嵌合監視ライン１７の数を増やさずに、信号疎通下での嵌合不良を適切に検出することができる。
【００６３】
＜変形例＞
図１６は、正弦波生成部の変形例を示す。変形例では、単一周波数の正弦波が生成され出力される。伝送装置９は、マザーボード８１とドータボード８２がコネクタ１００で接続されている。マザーボード８１の電気信号送信部１２からドータボード８２の電気信号受信部２１へ、電気信号が信号線１６で伝送されている。
【００６４】
マザーボード８１は接続監視部１５０を有する。接続監視部１５０は、正弦波生成部１４１と、正弦波振幅判定部１３と、正弦波生成部１４１と正弦波振幅判定部１３の間をコネクタ１００を通って接続するコネクタ嵌合監視ライン１７を有する。
【００６５】
正弦波生成部１４１は、発振器１５１にて正弦波を生成し出力する。コネクタ１００の内部に生じるスタブ長Ｌが既知の場合、スタブの影響が最も大きくなる周波数でコネクタ１００におけるボード間の嵌合状態を検査してもよい。たとえば、図２を参照して説明したように、スタブ長をＬ、使用波長をλとすると、スタブ長Ｌがλ／４に近似する周波数帯で、信号劣化が顕在化する。近年の電気信号の高速化（短波長化）にともない、コネクタ嵌合部の小さなスタブも無視できなくなってきている。コネクタ嵌合部でスタブ長が４ｍｍの場合、波長λが１６ｍｍのとき、すなわち周波数が１８．７ＧＨｚのときに最もスタブ反射の影響を受ける。この場合、発振器１５１の発振周波数を１８．７ＧＨｚに設定する。実際に送受信される電気信号の周波数は、発振器１５１の発振周波数よりも低く、たとえば１０ＧＨｚの信号でもよい。
【００６６】
正弦波振幅判定部１３は、受信正弦波で振幅劣化が生じ、算出される劣化量が許容伝送損失を超える場合にコネクタ１００に嵌合不良が発生していると判断する。これにより、高速電気通信時の嵌合不良を適切に検出することができる。
【００６７】
以上、特定の実施例に基づいて本発明を説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されない。２以上の構成例を適宜組み合わせてもよいし、回路切替機能を持っていないモジュールに、ライン切り替え機能付きの正弦波生成部１１Ａを用いてもよい。ボード間またはカード間を接続するコネクタの構造が既知の場合は、図６の接続監視フローで正弦波の周波数をスイープするかわりに、スタブの影響が最も大きくなる固定周波数の正弦波を用いてもよい。
【００６８】
コネクタの端子は必ずしも多接点接触の端子でなくてもよく、挿入角度によっては相手方端子との接続が不安定になる形状の端子であってもよい。たとえば、図１３のようなスタック構成で、コネクタ１００に接続されるモジュール内部の信号ビアで、ビアスタブ長が信号波長の１／４である場合、スタブ反射により信号が打ち消し合って信号伝送が不安定になる。この場合も、スタブの影響が最も大きくなる単一の高周波を用いて、コネクタの嵌合の適否を検査してもよい。正弦波生成部としては、データ信号の伝送レートより高い周波数の交流信号を生成することのできる任意の信号生成器を用いることができる。
【００６９】
以上の説明に対し、以下の付記を呈示する。
（付記１）
第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、
前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を出力する信号生成部と、
前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、受信した交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする伝送装置。
（付記２）
前記信号生成部は、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数帯域で異なる周波数の交流信号を出力し、
前記判定部は、前記異なる周波数の交流信号の各々のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記３）
前記周波数帯域は、前記伝送装置に入力されるデータのキャリア周波数の高調波を含むことを特徴とする付記２に記載の伝送装置。
（付記４）
前記信号生成部は、前記伝送装置入力されるデータの伝送レートよりも高く、かつ前記コネクタに影響するスタブの長さの４倍の波長に近似する単一の周波数で交流信号を出力し
前記判定部は、前記単一の周波数の交流信号のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記５）
前記スタブは、前記コネクタの内部端子に生じるスタブ、または前記第１カードまたは前記第２カードの内部の信号ビアに生じるスタブであることを特徴とする付記４に記載の伝送装置。
（付記６）
前記信号生成部と前記判定部は前記第１カードに配置され、
前記交流信号は前記コネクタを介して前記第２カードに出力され、前記第２カードから前記コネクタを通って前記第１カードにループバックされていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の伝送装置。
（付記７）
前記信号生成部は前記第１カードに配置され、
前記判定部は前記第２カードに配置され、
前記交流信号は前記コネクタを介して前記第２カードに出力され、前記第２カードで前記コネクタでの嵌合状態が判断されることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の伝送装置。
（付記８）
前記信号生成部の出力を前記コネクタを介して前記判定部の入力に接続する監視ラインを有し、
前記第１カードと前記第２カードは複数のコネクタによって接続され、
前記監視ラインは、前記複数のコネクタを通るデイジーチェーンパターンのラインであることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の伝送装置。
（付記９）
前記信号生成部の出力を前記コネクタを通って前記判定部の入力に接続する監視ラインを有し、
前記データは前記コネクタにより複数の信号線で伝送され、
前記監視ラインは、前記コネクタの端子配列方向の側壁に沿って設定されることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の伝送装置。
（付記１０）
前記判定部は、受信した前記交流信号のパワーの低下が前記伝送装置での許容伝送損失を超えているときに、警告を出力することを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載の伝送装置。
（付記１１）
周波数と前記伝送装置の伝送損失の関係を示す情報を保存するメモリ、
をさらに有し、
前記判定部は前記メモリを参照して前記コネクタでの嵌合の適否を判断することを特徴とする付記１０に記載の伝送装置。
（付記１２）
付記１〜１１のいずれかに記載の第１の伝送装置と、
付記１〜１１のいずれかに記載の第２の伝送装置と、
前記第１の伝送装置と前記第２の伝送装置を接続する高周波ケーブルと、
を有する伝送システム。
（付記１３）
第１カードと第２カードがコネクタを介して接続されている伝送装置において、
前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数の交流信号を生成し、
前記交流信号を前記コネクタを介して受信し、
受信した前記交流信号のパワーレベルに基づいて前記第１カードと前記第２カードが前記コネクタで嵌合しているか否かを判定する、
ことを特徴とする接続監視方法。
（付記１４）
前記交流信号の周波数を、前記伝送装置に入力されるデータの伝送レートよりも高い周波数帯域内で変化させ、
変化された各周波数で、受信された前記交流信号のパワーレベルに基づいて前記コネクタでの嵌合状態を判断することを特徴とする付記１３に記載の接続監視方法。
（付記１５）
前記交流信号の周波数を、前記データのキャリア周波数よりも高く、かつ前記キャリア周波数の高調波を含む周波数帯域で変化させることを特徴とする付記１３に記載の接続監視方法。
（付記１６）
受信した前記交流信号のパワーの低下が前記伝送装置での許容伝送損失を超えているときに、前記コネクタでの嵌合が不良であると判断することを特徴とする付記１３〜１５のいずれかに記載の接続監視方法。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３Ａ、３Ｂ、４、５Ａ、５Ｂ、７、８Ａ、９  伝送装置
６  伝送システム
１０、８１  マザーボード（第１カード）
１１  正弦波生成部（信号生成部）
１３  正弦波振幅判定部（判定部）
１５  接続監視部
１６  信号線
１７  コネクタ嵌合監視ライン（監視ライン）
１９  コネクタ付き高周波ケーブル
２０、８２  ドータボード（第２カード）
３０  回線切替パッケージ（第１カード）
４０  インターフェイスパッケージ（第２カード）
５０  バックプレーン
６０、６０Ａ、６０Ｂ  回路インターフェイス
６５、６６Ａ、６６Ｂ  ＦＧＰ（第２カード）
７１  回路切替モジュール（第１カード）
７２  回路インターフェイス
１００、１００−１、１００−２、１００−３  コネクタ
１０１  コネクタピン
１０２  第１端子
１０３  第２端子
１１１  周波数制御部
１１２  電圧制御発振器（ＶＣＯ）
１１３  切替部
１３１  メモリ
１３２  比較部
１３３  ＡＤＣ
【図１】
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【図２】
2018179531.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2018179531.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018179531.tif 000013
【図１１】
2018179531.tif 000014
【図１２】
2018179531.tif 000015
【図１３】
2018179531.tif 000016
【図１４】
2018179531.tif 000017
【図１５】
2018179531.tif 000018
【図１６】
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