CN102754452A - 具有外部光连接器的光背板机架组件 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于将线路卡、光背板和光纤导引器安装到适于容纳线路卡的框架上的线路卡机架组件，所述线路卡中的至少一个在它的正面部分具有光连接器。所述机架组件包括具有正面开口和与所述正面开口相对的背面开口的框架，所述正面开口用于容纳所述线路卡并且提供通向所述线路卡的前端的入口；至少部分地覆盖所述背面开口的光背板，所述光背板包括用于在将所述线路卡插入到所述框架后连接所述线路卡的连接部分；以及具有两个端部的光纤线缆，所述两个端部中的第一端部用于耦合到所述光背板，以及所述两个端部中的第二端部用于耦合到所述线路卡中的至少一个线路卡的光连接器。

Description

具有外部光连接器的光背板机架组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月13日提交、名称为“OPTICAL BACKPLANERACK ASSEMBLY WITH EXTERNAL OPTICAL CONNECTORS”的先成立的美国申请第12/618,309号的优先权。

技术领域

本公开涉及电子设备和光数据通信，并且更为具体地，涉及刀片服务器和线路卡机箱(chassis)。

背景技术

增加电信和计算框架中使用的系统的切换和处理能力已展开不断增加的努力。光学解决方案已经被示出为在将来是高效方式。

在使得基于电气的系统适于光学兼容时出现挑战。在电动切换系统和服务器中，例如，包含电子电路卡(在本文中也称为线路卡、刀片服务器(blade)、节点或开关卡)的机箱的背板允许将电信号从一个卡路由到另一卡。“开关”卡通常用于在线路卡之间引导信号。然而，刀片服务器之间的电气互连可能非常耗电，要求信号补偿技术，并且往往因大量电磁干扰和电磁发射而受到损害，其进一步限制了系统的性能。因此，引入光学线路卡来解决这些限制。

利用光学线路卡，“光”背板替换较旧的线路卡机箱中的全电背板。如该术语“背板”所示，背板是机箱的后端。每个线路卡朝向背板插入到机箱内。通常，光学线路卡在它们各自的后端具有光连接器来与“光”背板的光学层连接。一旦在上述卡上实现从高速多波长光信号到电信号的转换，该电信号可以被路由回“光”背板的电气部分，并且接着例如实现其它线路卡中的微芯片的切换。因此，术语“光”背板指的是在它的层中具有电连接和光连接的混合背板。

在现有技术的背板机箱中出现多个比如光学耦合问题的缺点。由于线路卡和背板彼此垂直，典型的互连包括使用在光学耦合效率方面特别不理想的直角转角连接器。现有技术中的互连的限制还在于经常要求复杂的对准策略。另外，由于互连驻留在后端附近的机箱内部深处，周期性地清洗连接器之间的光接口是非常大的挑战。

因此，需要一种改进的背板机箱，该背板机箱解决至少部分与现有技术相关的问题。

发明内容

如上述部分中所见，在本文中解决现有技术中的问题，以便改进机箱(也称为机壳或外壳)的背板和插入在其中的线路卡之间的耦合。所提出的机壳和互连方法还意在便于将线路卡安装到机壳中来与背板连接，和/或允许更容易地清洗互连。

根据一个实施例，本文中提供了一种适于容纳线路卡的线路卡机架组件，所述线路卡中的至少一个在它的正面部分具有光连接器。该机架组件包括具有正面开口和与该正面开口相对背面开口的框架，该正面开口用于容纳线路卡并且提供通向线路卡的正面部分的入口；至少部分地覆盖该背面开口的光背板，该光背板包括用于在线路卡插入到所述框架后连接线路卡的连接部分；以及具有两个端部的光纤线缆，该两个端部中的第一端部用于耦合到光背板，以及该两个端部中的第二端部用于耦合到所述线路卡中的至少一个线路卡的正面部分上的光连接器。

根据一个实施例，本文中提供了一种用于安装到适于容纳线路卡的框架上的光背板，所述线路卡中的至少一个线路卡具有用户能够接触来与光纤线缆可操作地耦合的光连接器，该光纤线缆具有两个端部，该两个端部中的第一端部用于耦合到光背板，以及该两个端部中的第二端部用于耦合到所述线路卡中的至少一个线路卡的光连接器。该光背板包括：包括用于在线路卡插入到框架中后连接线路卡的连接部分的正面部分，该正面部分上由该连接部分占用的区域限定出连接区域；以及用于提供与光纤线缆的两个端部中的第一端部间的耦合的背板光学耦合部分，该背板光学耦合部分位于该连接区域之外。

根据一个实施例，本文中提供了一种光纤导引器，用于在容纳线路卡的框架的正面开口和该框架中的与该正面开口相对的背面开口之间导引光纤线缆。该光纤导引器包括夹持结构，该夹持结构装入(encase)该光纤线缆的足够部分，从而在该正面开口和背面开口之间可释放地夹持该光纤线缆的至少一部分。

在本描述中，术语“光背板”意在指代互连板介质。在一个实施例中，该光背板具有电气层和光学层，用于分别经由网格状电互连和光波导将信号传输通过该电气层和光学层。无论是电连接还是光连接，这些连接都提供与背板相连的线路卡中的每个线路卡之间的通信链路。在一个实施例中，光背板由FR4材料的印刷电路板中的铜迹线组成，在该印刷电路板内具有至少一个用于导引光信号的“光学层”。

在本描述中，术语“线路卡”意在指代任何具有电子电路的印刷电路板，该印刷电路板具有或者不具有光学部分。本发明中的术语“光学线路卡”意在指定独立于任何其它可以用作光收发模块的一部分的外部光连接(即，比如OC-48或OC-192型线路卡中的)，该线路卡具有被设计来与光背板耦合的光学部分及/或光连接器。

附图说明

根据下述结合附图考虑的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是根据现有技术的插入有线路卡的线路卡机箱的透视图；

图2是根据实施例的线路卡机架组件的透视图；以及

图3是根据实施例的最靠近光背板且顶部对准轨被移除的图2中的组件的部分被切除的近视图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的用于插入光学线路卡12的机箱10。如该图中所示，直角转角光连接器14将光背板16的中部与线路卡12互连。由于光学线路卡12朝向光背板插入到光背板16内，与光波导的平面垂直，所以在连接器14中要求光学“直角转角”。典型的用于在光学线路卡12和光背板16之间耦合光的现有技术方法将光源(比如微激光器和光电探测器)放置在光学线路卡12的背面(即，线路卡距离背板最近的一侧)，并且使用复杂的机制来将光源自动对准到在光背板16的内侧完成的孔中。由于这些光学直角转角连接器14通常对失准敏感，并且易于产生耦合损耗，因此对于机箱10的整个操作性和效率而言，对准机制的可靠性变得非常关键。另外，由于线路卡需要被至少部分地移除并且随后被夹持，清洗机箱10的内部深处的连接器14上的光接口甚至更加复杂。

现在参见图2，示出了一种改进的线路卡机架组件(通常由参考标记20表示)，该线路卡机架组件与适合将线路卡24容纳在其中的框架22一起使用。线路卡24可以是标准的线路卡，或者在其正面部分上具有光连接器或光学电路部分的光学线路卡，如图所示。

线路卡机架组件20提供与光背板30间的耦合点28，在一个实施例中，该耦合点28可在框架22之外与线路卡24的正面部分40接触。

框架22可以是任何类型用于将线路卡24容纳在其中的框架、机箱、机壳或其它盒状结构。框架22具有用于将线路卡24容纳在其中的正面开口32，其中各个线路卡24的背面部分34朝向相对的背面部分36，通往正面开口32。背面开口36至少部分被光背板30覆盖。在一个实施例中，光背板30的各侧在背面开口36处附接到框架22上。可以使用粘接剂、铆钉、夹子、螺钉或任何其它的附接设备，将背板30固定到框架22上。

在一个实施例中，将线路卡24插入到框架22中，使得各个线路卡24的正面部分40保持为用户可以经由正面开口32接触到。一旦完全插入到框架22中，正面部分40可以与正面开口32对准；保持从正面开口32突出(未示出)；或者一旦线路卡24被插入，就保持全部在框架22的内部。各个线路卡24的背面部分34意在到达背面开口36，并且耦合到光背板30的正面部分52的连接区域。连接区域被限定为其中将连接器62放置在背板30的正面52的表面。

光背板30允许路由通过光信号，以及可选地电信号。如图3中更好地看出，在光背板30内，沿着它的一个平面包含光波导层26。

仍然参见图2，组件22具有光纤线缆42，该光纤线缆42具有两个端部44和54。在背板30的正面52上，在位于由连接器62限定的连接区域之外的背板光学耦合部分处，一个端部耦合到光背板30。在一个实施例中，该背板光学耦合部分可以从外部接触到框架22。

要注意，在一个实施例中，连接器62是设置在背板30的正面52上的电连接器，面对框架22的正面开口32。在将线路卡24插入到框架22中后，连接器62可连接到在线路卡24的背面部分34上的对应连接器62’。

在一个实施例中，并且从图3中可以更好看出，背板光学耦合部分是光背板连接器46。或者，光纤线缆42可以采用的形式包括光纤、光纤组件、其中包括多个平行光纤的光纤带(例如，通过将12、24、36等或更多光纤成组)，或者具有其中提供光连接网格的光波导层的刚性壁(rigid wall)。

光纤线缆42的第一端部44经由位于背板30的外缘48上的光背板连接器46，耦合到光背板30。或者，尽管未示出，光纤线缆42在它的背面50连接到背板30(即，背板光学耦合部分46在背面50上)。

背板光连接器46被放置在光背板30上的任何位置，除了在正面52的连接区域之外，当背板30安装到框架22上时，通常在框架22的内部。

回见图2，光纤线缆42的第二端部54提供用于将线路卡24的正面部分40耦合到光背板30的耦合点28。第二端部54可以与在它们各自的正面部分40上具有光连接器64的线路卡24中的任何一个连接。如图2中例示的实施例中，耦合点28可以驻留在正面开口32的正面边缘处。

仍然参见图2，可选地，组件20具有导引装置56，用于在框架22的正面开口32和背面开口36之间导引光纤线缆42。更为具体地，根据光学承载装置42是光纤线缆的例示实施例，导引装置56是光纤导引器。

导引装置56具有夹持结构，用于装入光纤承载装置42的一部分，使得足以沿着从框架22的正面开口32到背面开口36定义的距离的一部分夹持承载装置42。该夹持结构允许用户释放承载装置42。例如，在光学承载装置42是光纤线缆的情况下，光纤导引器具有夹持结构，该夹持结构装入光纤线缆的外周的足够部分，从而使得在正面开口和背面开口之间可释放地夹持至少一部分光纤线缆。在这种情况下，该夹持结构可以具有夹子和/或在正面开口32和背面开口36之间的距离的至少一部分上延伸的通道。该夹持结构还可以安装在线路卡对准轨道60上，如下进一步详细示出。

在一个实施例中，联接背面开口36和正面开口32的对准轨道60沿着框架22的外周设置，在框架的底部或顶部。每个对准轨道60将线路卡24对准为与正面开口32和背面开口36垂直。对准轨道60可以如图2中所示，也就是，在正面开口32和背面开口36之间，由分别放置在框架22的顶部及/或底部的一对上导引轨道和下导引轨道形成。按照这种方式，可以将多个线路卡24中的每个卡对准为与正面开口32和背面开口36垂直，其中下轨道可选地提供对线路卡24的支撑。在所示实施例中，每个对准轨道60被示出为包括用于将线路卡24的边缘从正面开口32导引到背面开口36的插槽。还注意，在图2的所示实施例中，导引装置56设置在对准轨道60上，由此该轨道提供对导引装置56的支撑。尽管未示出，导引装置56和对准轨道60可以被设置为不同的单元元件，彼此独立。

如上所述，每个线路卡24在它们各自的正面部分40上具有光连接器64。根据一个实施例，光纤线缆42的第二端部54具有光学耦合设备66，该光学耦合设备66形成耦合点28的一部分。光学耦合设备66和所给定的被对准的线路卡24的光连接器64经由比如可移除的可连接光纤线缆68的任何耦合装置，彼此可操作地耦合。该光纤线缆68在一个端部可与光学耦合设备66相连，以及在另一端部可与所给定的线路卡24的光连接器64相连。作为示例，光纤线缆68是具有合适的对应连接端部的跳线线缆，该跳线线缆适于容易移除以便进行维护和清洗。

由于线路卡24中的一些不需要配备光连接器64，而仅仅在它们的背面部分34上具有比如连接器62’的电连接器，组件20与较旧类型的可用线路卡兼容，该较旧类型的线路卡在它们的正面通常不具有光学电路部分及/或光连接部分。光背板30的连接部分还适于与各种类型的电连接部分一起使用，以便适合于例如传统线路卡和较新的光学线路卡两者。

在一个实施例中，耦合部分28沿着正面开口32的正面边缘70设置，可选地，最靠近期望与之连接的线路卡24。然而，光纤线缆42不需要与对应卡对准(即，可选交叉的信号承载装置42的网络可用于将线路卡24的任何一个连接到光背板连接器46中的任何一个)。

注意的是，光学耦合设备66可以是与市场上可得到的线路卡的最常用光连接器兼容的标准光连接器。

与现有技术相反，上述组件20在框架22的正面设置光学耦合点28，从该耦合点20可以插入和移除线路卡24。耦合点28提供与光背板30间的可接触连接，用户不能从框架22的正面开口32接触光背板30自身。因此，光学耦合设备66、光连接器64和光学线缆68是容易清洗的，如图2中所示。组件20保持为完全被动(passive)，因为不需要通常在现有技术中要求的对准激光光源和可拆卸连接器或其它复杂的对准机制来将线路卡的光学部分与光背板相连。光学承载装置42是柔性的，并且允许将光信号从光背板30朝向框22的正面开口32重新导向，以便容易进入和与之耦合。

当前所公开的实施例提供增加的优点，即，光学承载装置42及/或夹持光学承载装置42的导引装置56不会干扰在冷却线路卡24和线路卡机架组件20时通常有用的垂直空气流。

图3示出了图2中的组件20的背板30的近视图。背板光学耦合部分被设置为位于光背板30的外缘48上的光背板连接器46。如图所示，光背板连接器46和光承载装置42(这里被例示为光纤线缆)的第一端部44之间的连接部分上的信号耦合平面74与光背板30的光波导层26平行(即，相对于光背板30的平面不存在直角转角)。在一个实施例中，光学承载装置42的用于连接的第一端部44是适于与光背板连接器46相连的MT套管(ferrule)。该套管和背板光连接器46的光学耦合连接器可以利用比如美国专利申请第2007/0258683号中描述的夹持设备的夹持设备，固定在一起。

尽管上面已经描述并且在附图中例示了优选实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在不背离本公开的本质的情况下，对其进行修改。这种修改被认为是包含在本公开的范围内的可能变型。

Claims (21)

1.一种适于容纳线路卡的线路卡机架组件，其特征在于，所述线路卡中的至少一个在它的正面部分具有光连接器，所述线路卡机架组件包括：

具有正面开口和与所述正面开口相对的背面开口的框架，所述正面开口用于容纳所述线路卡并且提供通向所述线路卡的入口；

至少部分地覆盖所述背面开口的光背板，所述光背板包括用于在将所述线路卡插入到所述框架后连接所述线路卡的连接部分；以及

具有两个端部的光纤线缆，所述两个端部中的第一端部用于耦合到所述光背板，以及所述两个端部中的第二端部用于耦合到所述线路卡中的至少一个线路卡的正面部分上的所述光连接器。

2.如权利要求1所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述光背板包括：

包括所述连接部分的正面，所述正面上由所述连接部分占用的区域限定出连接区域；以及

背板光耦合部分，用于提供与所述光纤线缆的两个端部中的第一端部间的耦合，所述背板光耦合部分位于所述连接区域之外。

3.如权利要求2所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述背板光学耦合部分包括光背板连接器，用于从所述光背板可释放地连接所述光纤线缆。

4.如权利要求3所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述光背板还包括与所述正面相对的背面和外缘，所述光背板连接位于所述背面和所述外缘中之一上。

5.如权利要求1所述的线路卡机架组件，其特征在于，与所述线路卡间的连接部分包括电连接部分，在将所述线路卡的至少一个插入到所述框架中后，所述电连接可连接到所述线路卡的对应电连接器。

6.如权利要求1所述的线路卡机架组件，其特征在于，还包括光纤导引器，用于在所述正面开口和所述背面开口之间可释放地夹持所述光纤线缆的至少一部分。

7.如权利要求6所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述光纤导引器包括夹持结构，所述夹持结构装入所述光纤线缆的足够部分，以便在所述正面开口和所述背面开口之间可释放地夹持所述光纤线缆的至少一部分。

8.如权利要求7所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述夹持结构包括夹子、以及在所述框架的正面开口和背面开口之间的距离的至少一部分上延伸的通道中的至少一个。

9.如权利要求8所述的线路卡机架组件，其特征在于，还包括线路卡对准轨道，用于支撑所述夹持结构。

10.如权利要求9所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述线路卡对准轨道还包括插槽，用于在将所述线路卡中的一个线路卡插入到所述框架中之后，导引该一个线路卡的边缘。

11.如权利要求1所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述光纤线缆的两个端部中的第二端部包括光学耦合设备，所述光学耦合设备和所述光连接器彼此可操作地耦合。

12.如权利要求11所述的线路卡机架组件，其特征在于，还包括另一光纤线缆，用于可移除地连接在所述光学耦合设备和所述线路卡的至少一个的光连接器之间。

13.如权利要求1所述的线路卡机架组件，其特征在于，所述光纤线缆包括光纤、光纤组件、光纤带和光波导设备中的至少一个。

14.一种用于安装到适于容纳线路卡的框架上的光背板，其特征在于，所述线路卡中的至少一个线路卡具有用户能够接触来与光纤线缆可操作地耦合的光连接器，所述光纤线缆具有两个端部，所述两个端部中的第一端部用于耦合到所述光背板，以及所述两个端部中的第二端部用于耦合到所述线路卡中的至少一个线路卡的光连接器，所述光背板包括：

包括用于在将所述线路卡插入到所述框架中后连接所述线路卡的连接部分的正面部分，所述正面部分上由所述连接部分所占用的区域限定出连接区域；以及

背板光学耦合部分，用于提供与所述光纤线缆的两个端部中的第一端部间的耦合，所述背板光学耦合部分位于所述连接区域之外。

15.如权利要求14所述的光背板，其特征在于，所述背板光学耦合部分包括光背板连接器，用于从所述光背板可释放地连接所述光纤线缆。

16.如权利要求15所述的光背板，其特征在于，所述光背板还包括与所述正面相对的背面和外缘，所述光背板连接器位于所述背面和所述外缘中的之一上。

17.如权利要求14所述的光背板，其特征在于，与所述线路卡间的连接部分包括电连接部分，在将所述线路卡的至少一个插入到所述框架中后，所述电连接可连接到所述线路卡的对应电连接器。

18.一种光纤导引器，用于在容纳线路卡的框架的正面开口和与所述正面开口相对的所述框架的背面开口之间导引光纤线缆，其特征在于，所述光纤导引器包括：

夹持结构，所述夹持结构装入所述光纤线缆的足够部分，从而在所述正面开口和所述背面开口之间可释放地夹持所述光纤线缆的至少一部分。

19.如权利要求18所述的光纤导引器，其特征在于，所述夹持结构包括夹子、以及在所述框架的正面开口和背面开口之间的距离的至少一部分上延伸的通道中的至少一个。

20.如权利要求19所述的光纤导引器，其特征在于，还包括线路卡对准轨道，用于支撑所述夹持结构。

21.如权利要求20所述的光纤导引器，其特征在于，所述线路卡对准轨道还包括插槽，用于在将所述线路卡中的一个线路卡插入到所述框架中之后，导引所述一个线路卡的边缘。

Images