(57)【要約】【課題】  小型化が可能な高速、高周波用の多チャンネル伝送線路基板及びそれを用いた高速光通信モジュールを実現する。【解決手段】  多チャンネル伝送線路基板１０は、第１番目の誘電体層２１と第２番目の誘電体層２２との間の入力側に第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ａ（ＣＨ１Ｎと表示）から第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｃ（ＣＨ１６Ｐと表示）が設けられ、出力側（ＭＵＸ側）に第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ｂから第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｄが設けられている。第３番目の誘電体層２３と第４番目の誘電体層２４との間の中央部には、第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路４ａから第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路６ｂが設けられ、それぞれビアにより伝送線路１ａ、１ｂから３ｃ、３ｄと接続されている。【選択図】  図２
2005142849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
を具備し、
前記第４の伝送線路を前記第３の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項２】
第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第３の基板の前記第４の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第４の基板の前記第３の基板に接する第１主面と対向する第２主面にそれぞれ設けられた接地導体と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第５の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第５の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第６の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第７の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第７の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第８の伝送線路と、
を具備し、
前記第６の伝送線路を前記第２の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第８の伝送線路を前記第４の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項３】
第１の基板、前記第1の基板に接する第２の基板、第３の基板、及び前記第３の基板に接する第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第３の基板の前記第４の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第４の基板の前記第３の基板に接する第１主面と対向する第２主面にそれぞれ設けられた接地導体と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第５の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第５の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第６の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第７の伝送線路と、
前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第７の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第８の伝送線路と、
を具備し、
前記第３又は第４の基板を形成する誘電体層の誘電率は、前記第１及び第２の基板を形成する誘電体層の誘電率よりも大きく、前記第６の伝送線路を前記第２の伝送線路とは異なる長さに形成して前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第８の伝送線路を前記第４の伝送線路とは異なる長さに形成して前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項４】
前記第１及び第３の伝送線路と、前記第２及び第４の伝送線路と、前記第５及び第７の伝送線路と、前記第６及び第８の伝送線路はそれぞれ隣接し、異なるデータ信号を伝送する伝送線路との間隔は、伝送線路の線幅よりも２乃至３倍以上有することを特徴とする請求項２又は３記載の多チャンネル伝送線路基板。
【請求項５】
第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第１の基板に接し前記第１の誘電体層及び前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第２の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
を具備し、
前記第２の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第１の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項６】
第１の誘電体層からなる第１の基板と前記第１の基板に接し前記第１の誘電体層及び前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第２の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面に設けられた接地導体と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
を具備し、
前記第３の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第１の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第４の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第２の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項７】
第１の誘電体層及び前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第１の基板、及び前記第1の基板に相対向して接し前記第1の基板と同じ構造を有する第２の基板が少なくとも積層された積層基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面に設けられた接地導体と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
を具備し、
前記第３の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第１の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第４の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第２の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする多チャンネル伝送線路基板。
【請求項８】
前記第１及び第３の伝送線路と、前記第２及び第４の伝送線路はそれぞれ隣接し、異なるデータ信号を伝送する伝送線路との間隔は、伝送線路の線幅よりも２乃至３倍以上有することを特徴とする請求項６又は７記載の多チャンネル伝送線路基板。
【請求項９】
第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第３の基板の前記第４の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第４の基板の前記第３の基板に接する第１主面と対向する第２主面にそれぞれ設けられた接地導体と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第５の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第５の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第６の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第７の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第７の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第８の伝送線路とを有し、前記第６の伝送線路を前記第２の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第８の伝送線路を前記第４の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にする多チャンネル伝送線路基板と、
少なくとも前記第１及び第２のデータ信号、且つ前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を多重化して出力するデジタル信号多重回路と、
このデジタル信号多重回路からの出力データ信号を光信号に変換して光ファイバへ出力する電気―光変換部と、
光ファイバからの光信号をデータ信号に変換する光―電気変換部と、
この光―電気変換部から出力されたデータ信号を分離化して前記多チャンネル伝送線路基板の伝送線路へデータ信号を供給するデジタル信号分離回路と、
を具備することを特徴とする多チャンネル伝送線路基板を用いた高速光通信モジュール。
【請求項１０】
第１の誘電体層からなる第１の基板と前記第１の基板に接し前記第１の誘電体層及び前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第２の基板が少なくとも積層された積層基板と、前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面に設けられた接地導体と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路とを有し、前記第３の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第１の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第４の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さを前記第２の伝送線路の前記第２の誘電体層に接する部分の長さとは異なるように形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にする多チャンネル伝送線路基板と、
少なくとも前記第１及び第２のデータ信号、且つ前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を多重化して出力するデジタル信号多重回路と、
このデジタル信号多重回路からの出力データ信号を光信号に変換して光ファイバへ出力する電気―光変換部と、
光ファイバからの光信号をデータ信号に変換する光―電気変換部と、
この光―電気変換部から出力されたデータ信号を分離化して前記多チャンネル伝送線路基板の伝送線路へデータ信号を供給するデジタル信号分離回路と、
を具備することを特徴とする多チャンネル伝送線路基板を用いた高速光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線路基板に係わり、特に高速、高周波用の多チャンネル伝送線路基板及びそれを用いた高速光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信及び大容量ルータにおいては、通信情報量の増大化に対応するために高速化及び多チャンネル化が進み、高速化及び多チャンネル化に対応した光通信モジュールが、多数提案されている。
【０００３】
この種の光通信モジュールは、図７及び８に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図７は光通信モジュールを示す平面図、図８は図７のＣ−Ｃ線に沿う光通信モジュールの拡大断面図である。
【０００５】
図７に示すように、この特許文献１に開示された光通信モジュールでは、伝送線路基板１００上に高速デジタル信号を多重化するためのデジタル信号多重回路１１０、１１１、１１２、及び複数の伝送線路１０１、１０２、１０３、１０４、１０５が形成されている。
【０００６】
１６チャンネル６２２Ｍｂｐｓのデータ信号は、伝送線路１０１及び１０２を介して、８：２デジタル信号多重回路１１０（ＭＵＸ１）及び８：２デジタル信号多重回路１１１（ＭＵＸ２）に入力され、８：２デジタル信号多重回路１１０（ＭＵＸ１）及び８：２デジタル信号多重回路１１１（ＭＵＸ２）から、それぞれ２チャンネル２．５Ｇｂｐｓのデータ信号が出力される。
【０００７】
そして、この２．５Ｇｂｐｓのデータ信号は、伝送線路１０３及び１０４を介して、４：１デジタル信号多重回路１１２（ＭＵＸ３）に入力され、４：１デジタル信号多重回路１１２（ＭＵＸ３）から１チャンネルの１０Ｇｂｐｓのデータ信号が伝送線路１０５を介して外部へ出力される。
【０００８】
ここで、伝送線路１０１、１０２、１０３、１０４、１０５は、すべてマイクロストリップ線路であり、各伝送線路の本数が１本づつ多いのは、制御信号ラインである。
【０００９】
次に、図８に示すように、伝送線路基板１００では、比誘電率９．０、厚さ０．３８１ｍｍを有するアルミナコンポジットからなる誘電体層１５１の下面に銅箔の接地導体１６１が設けられ、誘電体層１５１の上面に銅箔のマイクロストリップ線路である厚さ１８μｍ、線幅０．３６ｍｍの伝送線路１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅが設けられている。
【特許文献１】特開平１０−２０９７１８号公報（頁８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した伝送線路基板１００おいては、伝送線路１０１a乃至１０１ｅ及び１０２ａ乃至１０２ｅは、クロストーク及びノイズ等の発生がないように所定間隔、例えば伝送線路の線幅の２乃至３倍以上の間隔で設けている。そして、伝送線路に曲り或いは蛇行部を設けて、伝送線路のインピーダンス整合及び伝送線路を伝送する信号データの遅延を同一にしている。
【００１１】
このため、伝送線路基板１００の大きさ、特に横方向の寸法は、伝送線路１０１及び１０２の線幅、伝送線路の間隔、伝送線路の曲り或いは蛇行部、及び伝送線路の本数により制限を受け、所定以上の寸法以下にはできない。
【００１２】
更に、光通信及び大容量ルータでは、低ＥＭＩ（Electromagnetic  Interference）化、低消費電力化、低ノイズ化を図るために高速デジタル信号を、例えばＬＶＤＳ（Low  Voltage  Differential  Signaling）ＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４規格等を採用して、両相信号化しており、高速デジタル信号を伝送するための伝送線路の本数が２倍に増加するので、特に伝送線路基板１００の横方向の寸法は、単相信号の場合よりも大きくなる。
【００１３】
一方、例えばＭＳＡ（Multi  Source  Agreement）、ＳＦＦ（Small  Form  Factor）、及びＳＦＰ（Small  Form  Factor  Pluggable）規格等を用いた高速光通信モジュールでは、低価格化・小型化を図っており、それに伴って、高速光通信モジュールに用いられる伝送線路基板では、基板の小型化を要求されている。
【００１４】
この高速光通信モジュール側からの要求に対して、上述した伝送線路基板１００では、多チャンネル、例えば１６チャンネル以上の高速デジタル信号を伝送する伝送線路を設けた場合には、伝送線路基板の小型化要求に対応できない等の問題点を有している。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型化が可能な高速、高周波用の多チャンネル伝送線路基板及びそれを用いた高速光通信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の多チャンネル伝送線路基板は、第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第４の伝送線路とを具備し、前記第４の伝送線路を前記第３の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする。
【００１７】
更に、上記目的を達成するために、本発明の他態様の多チャンネル伝送線路基板は、第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第３の基板の前記第４の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第４の基板の前記第３の基板に接する第１主面と対向する第２主面にそれぞれ設けられた接地導体と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、
前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第５の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第５の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第６の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第７の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第７の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第８の伝送線路とを具備し、前記第６の伝送線路を前記第２の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第８の伝送線路を前記第４の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にすること特徴とする。
【００１８】
更に、本発明の一態様の多チャンネル伝送線路基板を用いた高速光通信モジュールは、第１の誘電体層からなる第１の基板、前記第1の基板に接し前記第１の誘電体層からなる第２の基板、前記第１の誘電体層よりも誘電率の大きな第２の誘電体層からなる第３の基板、及び前記第３の基板に接し前記第２の誘電体層からなる第４の基板が少なくとも積層された積層基板と、前記第１の基板の前記第２の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第２の基板の前記第１の基板に接する第１主面と対向する第２主面、前記第３の基板の前記第４の基板に接する第１主面と対向する第２主面、及び前記第４の基板の前記第３の基板に接する第１主面と対向する第２主面にそれぞれ設けられた接地導体と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第１のデータ信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第１の伝送線路とビアで接続され第１のデータ信号を伝送する第２の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第３の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第３の伝送線路とビアで接続され前記第１のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第４の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、第２のデータ信号を伝送する第５の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第５の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号を伝送する第６の伝送線路と、前記第１及び第２の基板の間に設けられ、前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第７の伝送線路と、前記第３及び第４の基板の間に設けられ、前記第７の伝送線路とビアで接続され前記第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する第８の伝送線路とを有し、前記第６の伝送線路を前記第２の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号の遅延を同一にし、且つ前記第８の伝送線路を前記第４の伝送線路とは異なる長さに形成して、前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号の遅延を同一にする多チャンネル伝送線路基板と、少なくとも前記第１及び第２のデータ信号、且つ前記第１及び第２のデータ信号とは逆位相のデータ信号を多重化して出力するデジタル信号多重回路と、このデジタル信号多重回路からの出力データ信号を
光信号に変換して光ファイバへ出力する電気―光変換部と、光ファイバからの光信号をデータ信号に変換する光―電気変換部と、この光―電気変換部から出力されたデータ信号を分離化して前記多チャンネル伝送線路基板の伝送線路へデータ信号を供給するデジタル信号分離回路とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小型化が可能な高速、高周波用の多チャンネル伝送線路基板及びそれを用いた高速光通信モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
まず、本発明の実施例１に係る光通信モジュールについて、図面を参照して説明する。本実施例では、１６チャンネルの高速デジタル信号には両相信号を用いている。
【００２２】
図１は、本実施例の光通信モジュールを示す平面図である。図１に示すように、本実施例の光通信モジュールでは、多層伝送線路基板１０上にソケット１１を介して外部から入力された１６並列６２２Ｍｂｐｓの高速デジタル信号を多重化するための１６：１デジタル信号多重回路４２（ＭＵＸ）が形成されている。
【００２３】
そして、１６並列６２２Ｍｂｐｓの高速デジタル信号である１番目のデータ信号（ＣＨ１Ｎと表示）とこの信号とは逆位相のデータ信号（ＣＨ１Ｐと表示）、８番目のデータ信号（ＣＨ８Ｎと表示）とこの信号とは逆位相のデータ信号（ＣＨ８Ｐと表示）、及び１６番目のデータ信号（ＣＨ１６Ｎと表示）とこの信号と逆位相のデータ信号（ＣＨ１６Ｐと表示）は、それぞれ平行してデジタル信号多重回路４２の一方に入力され、デジタル信号多重回路４２の他方から多重化されたデータ信号（１０Ｇｂｐｓのデータ信号）が出力される。
【００２４】
次に、光通信モジュールに用いられる多チャンネル多層伝送線路基板の構造について説明する。図２は、図１の領域Ａ部分を拡大した多チャンネル多層伝送線路基板を示す斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う多チャンネル多層伝送線路基板の断面図である。
【００２５】
図２に示すように、多チャンネル多層伝送線路基板１０では、複数の誘電体層を積層した積層基板２０を有する。ここでは説明の都合上、積層基板２０は、４層の誘電体層２１、２２、２３、２４からなる場合を示す。
【００２６】
第１番目の誘電体層２１と第２番目の誘電体層２２との間の入力側には、第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ａ（ＣＨ１Ｎと表示）から第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｃ（ＣＨ１６Ｐと表示）が設けられ、出力側（ＭＵＸ側）には、第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ｂから第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｄが設けられている。
【００２７】
第３番目の誘電体層２３と第４番目の誘電体層２４との間の中央部には、第1番目のデータ信号を伝送する伝送線路４ａから第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路６ｂが設けられている。
【００２８】
そして、第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路４ａは、ビア７ａにより第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ａと、ビア７ｂにより第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ｂとそれぞれ接続されている。伝送線路４ａを伝送するデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路４ｂは、ビア７ｃにより第１番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路１ｃと、ビア７ｄにより第１番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路１ｄとそれぞれ接続されている。
【００２９】
同様に、第８のデータ信号を伝送する伝送線路５ａは、ビア７ｅにより第８番目のデータ信号を伝送する伝送線路２ａと、ビア７ｆにより第８番目のデータ信号を伝送する伝送線路２ｂとそれぞれ接続されている。伝送線路５ａを伝送するデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路５ｂは、ビア７ｇにより第８番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路２ｃと、ビア７ｈにより第８番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路２ｄとそれぞれ接続されている。
【００３０】
同様に、第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路６ａは、ビア７ｊにより第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ａと、ビア７ｋにより第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｂとそれぞれ接続されている。伝送線路６ａを伝送するデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路６ｂは、ビア７ｍにより第１６番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路３ｃと、ビア７ｎにより第１６番目のデータ信号とは逆位相のデータ信号を伝送する伝送線路３ｄとそれぞれ接続されている。
【００３１】
第１の接地導体３１は、第１の誘電体層２１の裏面に、第２の接地導体３２は第２の誘電体層２２上に、第３の接地導体３３は第４の誘電体層２４上にそれぞれ設けられ、すべて接地（グランド）として用いられる。
【００３２】
ここで、出力側（ＭＵＸ側）に形成された第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ｂ、１ｄ〜第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｂ、３ｄは、
デジタル信号多重回路４２の入力端子の順番に合わせて配置形成されている。
【００３３】
次に、図３に示すように、伝送線路２ｂ、５ａを接続するビア７ｆ、及び伝送線路２ｄ、５ｂを接続するビア７ｈは、第２の誘電体層２２と第３の誘電体層２３の間に設けられた第２の接地導体３２と同一間隔で離間して形成され、伝送線路間隔は、伝送線路の線幅の２乃至３倍以上の間隔で配置されている。そして、第１の接地導体３１、第２の接地導体３２、及び第３の接地導体３３は、熱伝導度に優れ、低抵抗の銅（Ｃｕ）からなり、第１の誘電体層２１及び第２の誘電体層２２に比誘電率３．４を有するＢＴ（ビスマレイド・トリアジン）レジン（Ｒ）を用い、第３の誘電体層２３及び第４の誘電体層２４に比誘電率１０を有するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いている。
【００３４】
なお、第１の誘電体層２１及び第２の誘電体層２２にＢＴレジンの代わりに比誘電率４．６のガラスエポキシ系樹脂、比誘電率２．５のテフロン（Ｒ）、比誘電率３．５のアラミド不織布エポキシ樹脂（アラミド不織布にエポキシ樹脂を含浸させたもの）等の低誘電率の材料を用いてもよく、第３の誘電体層２３及び第４の誘電体層２４にアルミナの代わりに比誘電率８．８の窒化アルミ（ＡＬＮ）等の高誘電率の材料を用いてもよい。
【００３５】
次に、伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）について説明する。遅延時間（ｔｄ）は、
ｔｄ＝Ｌｔ（Ｌ×Ｃ）１／２＝Ｌｔ｛Ｌ×（εｒε０）／ｄ｝１／２・・・・・式（１）
で表せる。ここで、Ｌｔは伝送線路の長さ、Ｌはインダクタンス、Ｃは容量、εｒは比誘電率、ε０は真空中の誘電率、ｄは伝送線路の厚さである。
【００３６】
上式（１）から明らかのように、比誘電率（εｒ）が大きくなれば伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）は、遅くなり、伝送線路の長さ（Ｌｔ）が長くなればｔｄは遅くなる。
【００３７】
図２に示すように、高誘電率を有する第３の誘電体層２３と第４の誘電体層２４の間に設けられた伝送線路の長さは、中央部に向かって長く形成されている。そのため、高誘電率を有する第３の誘電体層２３と第４の誘電体層２４の間に設けられた中央部分の伝送線路は、外側の伝送線路よりも伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を遅くすることができる。従って、外側から中央部までの伝送線路の長さを同一の長さにすることなく、すべての伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を同一に調整することができる。また、第１番目から第１６番目までの両相のデータ信号を伝送する伝送線路は、同一で所定のインピーダンス値になるように伝送線路の幅及び厚さを調整している。
【００３８】
なお、図２及び３では、制御信号ライン及び電源ライン等として用いる伝送線路については、表示及び説明を省略している。電源ラインとして用いる伝送線路は、データ信号を伝送する伝送線路とのクロストークを抑制するために、図示していないが第１の接地導体３１直下或いは第３の接地導体３３上の誘電体層に設けるのが好ましい。
【００３９】
上述したように、本実施例の光通信モジュールでは、高誘電率を有する第３の誘電体層２３と第４の誘電体層２４の間に設けられた中央部の伝送線路５ａ、５ｂが周辺部の伝送線路４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂよりも長く形成されている。一方、低誘電率を有する第１の誘電体層２１と第２の誘電体層２２の間に設けられた中央部の伝送線路２ａ、２ｃに対して周辺部の伝送線路１ａ、１ｃ、３ａ、３ｃと、中央部の伝送線路２ｂ、２ｄに対して周辺部の伝送線路１ｂ、１ｄ、３ｂ、３ｄがそれぞれ短く形成されている。このため、伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を同一にするために、従来の伝送線路間隔を広げるような曲げ或いは蛇行部を設けて外側から中央部までの伝送線路の長さを同一の長さに形成せずに、すべての伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を同一に調整することができる。従って、伝送線路基板の横方向の幅を従来よりも狭くできるので、従来の伝送線路基板よりも基板面積を小さくでき、モジュールコストを低減できる。
【００４０】
そして、伝送線路は誘電体層を介して上下に接地導体を設けているので従来の伝送線路基板よりもシールド効果が向上する。
【００４１】
更に、伝送線路の厚さ、伝送線路の線幅、及び誘電体層の厚さを制御することにより伝送線路の特性インピーダンスを自由に所望の値、例えば５０Ωに設定でき、しかも高速デジタル信号を両相信号にしているので、信号レベルを低電圧化でき、低消費電力化、低ノイズ化、及び低ＥＭＩ化できる。
【００４２】
なお、本実施例では、高誘電率を有する２層の誘電体層及び低誘電体率を有する２層の誘電体層からなる４層の誘電体層と、長さの異なる両相のデータ信号を伝送する２種類の伝送線路について説明したが、すべての伝送線路の長さを同一にせずに伝送線路の長さに応じて、異なる誘電率を有する誘電体層を種々組み合わせて用いてもよい。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の実施例２に係る多チャンネル伝送線路基板を用いた高速光通信モジュールについて、図４を参照して説明する。図４は１０Ｇｂｐｓトランスポンダを示す構成図である。
【００４４】
本実施の形態では、実施例１の高速光通信用多チャンネル伝送線路基板を１０Ｇｂｐｓトランスポンダの基板として用いている。
【００４５】
図４に示すように、本実施例の多チャンネル伝送線路基板に設けられた１０Ｇｂｐｓトランスポンダ４０では、送信側には、１６並列６２２Ｍｂｐｓデータ信号４１（１６チャンネル）が入力され、１０Ｇｂｐｓデータ信号４３を出力する１６：１デジタル信号多重回路４２（ＭＵＸ）、及びこの１０Ｇｂｐｓデータ信号４３を光信号に変換して光ファイバ４５を介して光信号を出力する電気―光変換部４４（Ｅ／Ｏ）を有する。
【００４６】
一方、受信側には、光ファイバ５０を介して入力された光信号を電気信号に変換して１０Ｇｂｐｓデータ信号４８を出力する光―電気変換部４９（Ｏ／Ｅ）、及びこの１０Ｇｂｐｓデータ信号４８が入力され、１６並列６２２Ｍｂｐｓデータ信号４６を出力する１：１６デジタル信号分離回路４７（ＤｅＭＵＸ）を有する。
【００４７】
ここで、１６並列６２２Ｍｂｐｓデータ信号４１、４６、及び１０Ｇｂｐｓデータ信号４３、４８はすべて両相のデジタル信号である。
【００４８】
ここで、図示していないが、デジタル信号多重回路４２、電気―光変換部４４、光―電気変換部４９、及びデジタル信号分離回路４７は、多チャンネル伝送線路基板１０の第４の誘電体層２４上に設けられ、１０Ｇｂｐｓデータ信号４３、４８を伝送する両相の伝送線路は、多チャンネル伝送線路基板１０内部の誘電体層間に設けられている。
【００４９】
そして、３２チャンネルの６２２Ｍｂｐｓデータ信号を伝送するための伝送線路部６０の内、１６チャンネルの６２２Ｍｂｐｓを多重化する部分が図２及び３に示した部分である。
【００５０】
デジタル信号多重回路４２に入力される１番目のデータ信号ＣＨ１乃至１６番目のデータ信号ＣＨ１６、及びデジタル信号分離回路４７から出力される１７番目のデータ信号ＣＨ１７乃至３２番目のデータ信号ＣＨ３２は、図４に示すように縦方向に等間隔で並列配置されている。
【００５１】
ここで、多チャンネル伝送線路基板１０には、予めデジタル信号多重回路４２及びデジタル信号分離回路４７の位置、入力端子順序、及び入力端子間隔に適合するように伝送線路が設けられている。
【００５２】
なお、６２２Ｍｂｐｓデータ信号及び１０Ｇｂｐｓデータ信号を制御する制御信号ラインと、デジタル信号多重回路４２、デジタル信号分離回路４７、電気―光変換部４４、及び光―電気変換部４９に電源電圧を供給する電源ラインは、表示及び説明を省略する。
【００５３】
上述したように、本実施例の多チャンネル伝送線路基板を用いた高速光通信モジュールでは、３２チャンネルの６２２Ｍｂｐｓデータ信号を伝送するための伝送線路部６０に、高誘電率を有する誘電体層の間に設けられた伝送線路を中央部に向かって徐々に長く形成し,伝送線路に曲げ又は蛇行部を設けることなくすべての伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を同一に調整した多チャンネル伝送線路基板１０を用いているので、従来のマイクロストリップ線路からなる伝送線路基板よりも伝送線路基板面積を小さくできる。
【００５４】
従って、小型化要求が強い、例えば１０GトランスポンダＭＳＡ（Multi  Source  Agreement）規格においても、モジュールを構成する部品であるデジタル信号多重回路４２、電気―光変換部４４、デジタル信号分離回路４７、光―電気変換部４９、及び光ファイバ４５、５０等を設置するスペースを確保でき、設置場所の制限を受けないので、モジュール特性の調整を容易にでき、モジュール性能を十分出せる。
【実施例３】
【００５５】
次に、本発明の実施例３に係る高速光通信用多チャンネル伝送線路基板について、図面を参照して説明する。
【００５６】
図５は、高速光通信用多チャンネル伝送線路基板を示す斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿う高速光通信用多チャンネル伝送線路基板を示す断面図である。
【００５７】
図５に示すように、本実施の形態の高速光通信用多チャンネル多層伝送線路基板１０ａでは、複数の誘電体層を積層した積層基板２０ａを有する。ここでは説明の都合上、積層基板２０ａは、第１の誘電体層２１と誘電体層２２ｂ、２２ｃからなる第２の誘電体層２２ａの場合を示す。
【００５８】
第１番目の誘電体層２１と第２番目の誘電体層２２ａとの間には、第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ａ（ＣＨ１Ｎと表示）から第16番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ｃ（ＣＨ１６Ｐと表示）が設けられ、伝送線路間隔は、伝送線路の線幅の２乃至３倍以上の間隔で配置されている。そして、第１の誘電体層２１の裏面に第１の接地導体３１が、第２の誘電体層２２ａの上面に第２の接地導体３２がそれぞれ設けられ、すべて接地（グランド）として用いられる。
【００５９】
次に、図６に示すように、第８番目のデータ信号を伝送する伝送線路２ａ、２ｃ上には、誘電体層２２ｂが設けられ、伝送線路２ａ、２ｃ直下には第１の誘電体層が設けられている。一方、第１番目のデータ信号を伝送する伝送線路１ａ、１ｃ及び第１６番目のデータ信号を伝送する伝送線路３ａ、３ｃは、第１の誘電体層２１と誘電体層２２ａの間に設けられている。そして、第１の誘電体層２１及び誘電体層２２ｂに比誘電率３．５のアラミド不織布エポキシ樹脂を用い、誘電体層２２ｃに比誘電率１０のアルミナを用いている。
【００６０】
高誘電率の誘電体層２２ｃは、第２の誘電体層２２ａ内に設けられ、多層伝送線路基板１０ａの中央部で広く、両端部で狭い三角形状を有し、誘電体層２２ｃと接する伝送線路の面積は、中央部で向かって徐々に広く形成されている。そのため、高誘電率を有する誘電体層２２ｃ直下に設けられた中央部分の伝送線路部は、外側の伝送線路部よりも伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を遅くすることができる。従って、外側から中央部までの伝送線路の長さを同一の長さにすることなく、すべての伝送線路を伝送するデータ信号の遅延時間（ｔｄ）を同一に調整することができる。また、第１番目から第１６番目までの両相のデータ信号を伝送する伝送線路は、同一で所定のインピーダンス値になるように伝送線路の幅及び厚さを調整している。
【００６１】
上述したように、本実施例の高速光通信用多チャンネル伝送線路基板では、
実施例１による効果の他に、積層基板２０ａを構成する基板の枚数を実施例１よりも削減できるので基板体積を小さくできる。
【００６２】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施してもよい。
【００６３】
例えば、実施例１では、高誘電率の誘電体層（アルミナ）を第３及び第４の誘電体層に用いているが第３又は第４の誘電体層に用いてもよい。そして、実施例３では高誘電率の誘電体層（アルミナ）を第２の誘電体層の一部に設けているが
第１及び第２の誘電体層の一部に相対向して設けてもよい。
【００６４】
そして、本実施例では、伝送線路を伝送するデータ信号は両相信号を用いているが単層信号を用いてもよい。また、誘電体層の間に設けられた伝送線路に隣接し、伝送線路と等距離に接地導体を設けてもよい。
【００６５】
更に、多チャンネル伝送線路基板としては、大容量ルータ、携帯電話基地局、交換機、ストレージ機器等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１に係る光通信モジュールを示す平面図。
【図２】本発明の実施例１に係る多チャンネル伝送線路基板を示す斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う多チャンネル伝送線路基板の断面図。
【図４】本発明の実施例２に係る１０Ｇｂｐｓトランスポンダを示す構成図。
【図５】本発明の実施例３に係る多チャンネル伝送線路基板を示す斜視図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う多チャンネル伝送線路基板の断面図
【図７】従来の光通信モジュールを示す平面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う光通信モジュールの拡大断面図。
【符号の説明】
【００６７】
１、１ａ〜１ｄ、２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ  伝送線路
７ａ〜７ｈ、７ｊ、７ｋ、７ｍ、７ｎ  ビア
１０、１０ａ  多層伝送線路基板
１１  ソケット
２０、２０ａ  積層基板
２１、２２、２３、２４、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、１５１  誘電体層
３１、３２、３３、１６１  接地導体
４０  １０Ｇｂｐｓトランスポンダ
４１、４６  １６並列６２２Ｍｂｐｓデータ信号
４２、１１０、１１１、１１２  デジタル信号多重回路（ＭＵＸ）
４３、４８  １０Ｇｂｐｓデータ信号
４４  電気−光変換部（Ｅ／Ｏ）
４５、５０  光ファイバ
４７  デジタル信号分離回路（ＤｅＭＵＸ）
４９  光―電気変換部（Ｏ／Ｅ）
６０  伝送線路部
１００  伝送線路基板
ＣＨ１  １番目のデータ信号
ＣＨ１６  １６番目のデータ信号
ＣＨ１７  １７番目のデータ信号
ＣＨ３２  ３２番目のデータ信号
【図１】
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【図２】
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【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７】
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【図８】
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