잘 엔지니어링된 고밀도 인터페이스 기술인 광학 백 플레인 커넥터


광학 백 플레인 커넥터를 사용하면 블라인드 결합 인터페이스를 통하여 광섬유를 전기 백 플레인 커넥터와 유사한 방식으로 연결할 수 있다. 조밀하게 고도로 설계된 인터페이스는 코어 라우팅, 광학 스위칭 및 원격 통신 분야에서 확장 가능한 용량 시스템을 적용하도록 수십 년간 성공적으로 사용되어 왔다.

이중에서도 OBO(온보드 광학) 모듈은 전면 패널 광학 연결 부와 마찬가지로 표준 다중 섬유 원형 재킷 케이블, 리본 섬유 또는 예비 성형 라우팅된 리본 섬유 테크놀로지를 OBO 모듈에 부착함으로써 손쉽게 광학 백 플레인 커넥터에 인터페이싱될 수 있다.

몰렉스의 광학 플렉스플레인(Optical FlexPlane)은 한쪽 끝에 광학 백 플레인의 특정 연결 부품을 다른 쪽 끝에는 OBO를 부착하는 방식으로 광학 백 플레인과 함께 사용할 수 있다. 이러한 방식은 시스템 부품들 내에서 매우 조밀하고 아주 복잡한 섬유 포트 매핑을 가능하게 하므로 하드웨어 설계자와 시스템 설계자는 다음과 같은 여러 측면에서 이러한 인터페이스 기술에 매력을 느낀다:

• 공기 유동과 클라이언트 또는 네트워킹 포트를 증가시키기 위해 전면 패널 공간을 확보할 수 있다는 점
• 전면 패널 케이블 연결부의 수동 설치 작업을 없애 더욱 신속한 시스템 구동, 업그레이드 및 수리가 가능하다는 점
• 전통적인 전면 패널 광학 커넥터와 송수신기에서 상호 연결 밀도를 향상시키고 케이블 관리를 쉽게 할 수 있다는 점
• 라인 카드와 시스템 내 서랍의 표준화로 섀시 외부에 구조적으로 정형화된 케이블 연결을 가능케 하는 광학 셔플링 등 내장형 시스템 연결 구성을 통해 시스템 구성 부품들을 더 모듈화할 수 있다는 점

Optical Backplane Connectors

광학 백 플레인 커넥터의 유형

세라믹 페룰 기반 광학 백 플레인 커넥터는 벤더의 특정 응용 분야를 위한 맞춤식 단자 기반 제품들과 함께 MU, SC 및 LC 등 사용자측을 위한 산업 표준 커넥터에 맞는 대부분의 부품에 적용이 되도록 수 십여 년 전에 출시되었다. 세라믹 단일 섬유 페룰 인터커넥트는 일반적으로 백 플레인에 설치된 결합 하우징 내부 세라믹 스플릿 슬리브 안쪽에 정렬된 인터페이스의 각 측면에 원통형 페룰을 사용한다.

LC 블라인드 결합 인터페이스는 다중 모드 및 단일 모드 섬유를 지원하는 2 포트, 4 포트 및 8 포트 카운트에서 가장 탁월한 성능을 발휘한다. 다중 섬유 MT 페룰 기반 광학 백 플레인 인터페이스가 가장 일반적인데 페룰마다 다중 섬유를 통합시키고 커넥터마다 여러 개의 페룰 포트를 통합시켜 세라믹 단일 섬유 페룰보다 상당히 더 높은 페룰 밀도를 달성한다.

MT형 페룰은 암/수로 구성된 금속 가이드 핀을 통해 정렬되는 정밀 성형 폴리머 페룰을 사용한다. MT형 페룰을 광학 백 플레인 커넥터 하우징에 통합시키려면 올바른 작동이 가능하도록 기계적 정렬과 오염을 세부적으로 고려하여야 한다.

광학 백 플레인 커넥터

기계적 개요
광학 백 플레인 커넥터의 기계적 설계와 실장에 필요한 사항들은 섀시의 디자인에 큰 영향을 미친다. 이는 커넥터의 유형에 따라 결합 시 기하 형태와 잠금력 및 유지력 등에서 미묘한 차이가 발생하기 때문이다. 광학 백 플레인 커넥터는 자체 잠금 방식 또는 비-잠금 방식의 두 가지 유형으로 출시되는데 후자의 경우 카드가 잠기면 섀시/백 플레인 구조가 스프링을 압착하며 카드와 커넥터를 결합 상태로 유지한다.

자체 잠금 방식의 광학 백 플레인 커넥터는 백 플레인 설계 공차에 Z축 이송 또는 플로팅 완화 카드를 제공한다. 잠금 장치가 추가되면서 크기 및 설계의 복잡성, 부품의 개수가 늘어나므로 이 두 버전간의 경제적 상관 관계는 개별 커넥터의 설계에 어느 정도 의존하는 경향이 있는데 이에 따라 밀도, 커넥터 복잡성 및 비용에 영향을 미치게 된다.

광학 백 플레인 커넥터는 일반적으로 섀시의 뒤쪽으로 섬유가 통과하도록 커넥터를 설치하기 위해 잘라낸 구멍이 있는 후면 패널에 장착된다. 실장 방법으로는 나사, 리벳, 클립, 또는 스냅 장착 등이 있으며 백 플레인/섀시에 라인 카드 또는 시스템 내 서랍의 결합 공차를 수용하기 위해 커넥터 하우징의 기계적 플로팅을 필요로 한다.

카드 케이지 또는 랙의 기계적 공차가 커넥터에서 지원하는 범위 내에 있지 않을 경우에는 가이드 핀을 활용해 결합 정밀도를 높여줘야 한다. 일반적으로 광학 커넥터는 더 긴데 결합 시퀀스에서 첫 번째로 결합되는 까닭에 이런 경우 전기 커넥터를 가이드 기능으로 활용할 수 없다. 보드에 설치된 전기 커넥터에는 플로팅 기능이 없으므로 다중 인터페이스의 결합을 제거하기 위해 광학 커넥터에 이 플로팅 기능을 추가해야 한다. 따라서 기계 설계자는 커넥터 선택을 할 때 이러한 측면들을 주의 깊게 고려하여야 한다.

기계적 성능과 환경적 성능에 관한 테스트 및 적합성 평가 기준은 다중 섬유 커넥터에 대해 다룬 텔코디아(Telcordia) GR-1435-CORE 규정에 따른다. 이 커넥터의 내구성과 성능은 이 규정에서 정의된 50회 결합 주기 요구 사항을 초과해 최적의 광학 성능을 유지할 수 있는 페룰 성능에 따라 좌우된다. 개발 프로세스 처음부터 끝까지 시스템 별로 특화된 기계적 검증과 케이블 관리 검증 여부가 관건이다.

시스템 설계자와 사용자들은 실장용 클립 내에 광학 페룰이 고정되는 방식, 제조 및 유지보수 동안 메인 커넥터 하우징에 설치 및 제거하는 프로세스, 그리고 의도한 시스템에서 잠재적인 검사 또는 클리닝 프로세스를 어떻게 구현할 것인지 잘 이해해야 한다.

총 소유 비용을 줄이기 위해 최종 사용자의 견고성 및 사용성 요구 측면을 해결해줄 대체용 다중 섬유 페룰 솔루션이 현재 개발 중이다. 다중 섬유 페룰은 또한 먼지/부산물에 대한 민감도 감소, 더 낮은 체결력, 서로 상이한 기계적 구조의 결합 및 정렬의 장점도 가지고 있다.

클리닝과 검사
광학 백 플레인 커넥터는 종종 섀시나 랙 또는 좁은 간격을 둔 카드에 위치하므로 인터페이스에 대한 접근이 제한되어 섬유의 광학적 인터페이스 검사 및 클리닝 조건에 열악하다.

그래서 페룰 인터페이스를 보호하는 광학 백 플레인 커넥터에 종종 사용되는 한 가지 방법으로 안전 셔터가 사용된다. 눈을 보호하는 데는 도움이 되지만 완벽한 방진이 불가능하기도 하므로 클리닝 및 검사 제품에 필요한 부품들이 제대로 공장 및 야외에 사용되도록 잘 고려하여야 한다. 관련 업계의 공급업체로부터 구입할 수 있는 클리닝 및 검사 장비는 특정 섀시 및 광학 백 플레인 커넥터 구현을 위해 적절한 위치에 설치된 시스템 모형 카드를 커넥터에 특화된 고정 장치로 실장해서 사용하면 된다.

Optical Backplane Connectors
몰렉스는 광범위한 광학 백플레인 인터커넥트를 제공한다. 주요 적용 사례.

미래의 해결 과제
위에서 언급한 이유들을 종합해보면 백 플레인 커넥터에 관한 로드맵은 다음과 같은 여러 측면들을 포함해야 한다.
• 크고 무거운 시스템 내 서랍 및/또는 슬레드에 사용할 수 있도록 더 큰
기계적 공차와 견고성을 통합시킨 랙 스케일 아키텍쳐 등 새로운 응용 분야를
지원하는 버전
• 카드와 백 플레인의 경제적인 설계를 위하여 페룰 또는 광섬유 별로 더 낮은
결합력을 가진 버전 개발
• 클리닝 및 검사 부담을 줄여 총 소유 비용을 절감하는 한편 손쉽게 구동,
사용할 수 있는 대체 다중 섬유 페룰 테크놀로지를 통합
• 클리닝 및 검사 기술의 향상
• 밀도는 높이고 광섬유의 양을 줄여주는 새로운 섬유 타입 지원
• 공급자들에게 보안을 제공하고 채택을 확대시킴으로써 생산량을 증가시키는
잠재적인 표준화 노력

이에 따라 시스템 부품들 내에서 매우 조밀하고 복잡한 섬유 포트 매핑을 가능하게 해주는 몰렉스의 광학 플렉스플레인이 시스템 제작자뿐 아니라 기계적 설계자들에게 각광을 받을 것으로 보인다.

제공. 몰렉스


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