具体实施方式
图1是根据示例性实施例形成的电缆背板系统100的前透视图。图2是电缆背板系统100的后透视图。电缆背板系统100用于数据通信应用,诸如网络交换机。电缆背板系统100与子卡互连,诸如使用电缆连接器组件106的线路卡102和开关卡104。在其它实施例中,电缆背板系统100可用以与其它类型的连接器和/或卡互连。
电缆连接器组件106包括电缆连接器116,电缆连接器116通过电缆背板系统内的电缆互联。电缆连接器组件106避免了经由诸如背板电路板之类的电路板中的迹线的互连。与常规的背板相比,电缆连接器组件106具有沿着电缆背板系统100的各种连接器之间的信号通路的改进的性能。与常规背板相比,电缆连接器组件106支持更高的速度、更长的信号通路长度和更低的每信道成本。电缆连接器组件106提供信号线屏蔽以改进信号性能。电缆连接器组件106被封装在允许实现准确的电缆和连接器位置的结构中,用于与相应的线路卡102和开关卡104配合。所述结构管理并组织互连电缆连接器116的许多电缆。
电缆背板系统100包括支撑电缆背板系统100的部件的110。机壳110可以包括走线架、机柜或者用于保持电缆背板系统100部件的其它合适结构。机壳110可以包括用于导向、支撑和/或固定与电缆背板系统100相联的线卡102和开关卡104的结构。
电缆背板系统100包括电缆走线架112(图2中所示),电缆走线架112支撑和/或管理电缆连接器组件106的电缆。电缆走线架112包括多个电缆槽114,该多个电缆槽被保持在一起且沿着电缆背板系统100的不同部分延伸。电缆槽114可以是盒状的,且限定用于电缆的电缆管道。电缆走线架112支撑形成为电缆连接器组件106的部分的多个电缆连接器116。
电缆背板系统100包括背板120。背板120可以是电路板,可以由典型的电路板材料制成,诸如FR-4材料。电气部件,诸如电源、风扇、固定连接器等等可以机械连接和/或电连接到背板120。这些电器部件可以电连接到背板120的迹线。在替代实施例中,背板120可以由其它材料制成,诸如另一介电或电路板材料或者金属材料,诸如金属片,诸如不需要在背板120上有电气布线时。电缆连接器116不电连接到背板120,如在常规背板中常见的,而是电缆连接器116通过在电缆连接器116之间延伸的电缆互连。
背板120和电缆走线架112以及电缆连接器组件106联接在一起,以形成电缆背板系统100。电缆走线架112沿着背板120的后部124布置。电缆连接器116延伸通过背板120中的连接器开口126,并且被设置在背板120的前部128,用于与线卡102和开关卡104配合。
在示例性实施例中,多个加强件130(见图1)沿着背板120的前部128布置。加强件130沿着包围相应的连接器开口126的板区域加强背板120,以承受施加到背板120上的力,诸如在将电缆走线架112组装到背板120时抵靠背板120的压力,当线卡104和开关卡104配合至电缆连接器116时的配合力,或者其它力。加强件130提供电缆走线架112可与之相联的结构。
在示例性实施例中,电缆走线架112是柔性的,以允许电缆连接器116对准且穿过连接器开口126。例如,电缆槽114可以相对于背板120偏移或移动到位。可选地,,电缆槽114的部分可以与电缆连接器116一起穿过连接器开口126。电缆槽114可以相对于彼此浮动以使电缆连接器116与相应的连接器开口126正确对准。在示例性实施例中,电缆连接器116相对于彼此且相对于电缆槽114浮动,以允许电缆连接器116在加强件130之间的准确定位,用于配合线卡102和/或开关卡104。背板120和加强件130将电缆连接器116保持在精确位置,用于配合线卡102和/或开关卡104。背板120和加强件130具有紧的容差,以控制与线卡102和开关卡104的配合。
线卡102和开关卡104分别具有卡连接器132、134,卡连接器132、134配合相应的电缆连接器116。电缆连接器116需要相对于背板120精确对准,用于配合相应的卡连接器132、134。加强件130定位电缆连接器116用于配合卡连接器132、134。在示例性实施例中,加强件130将卡连接器132、134引导到适当位置,用于配合电缆连接器116。
图3示出了根据示例性实施例形成的背板120。背板120包括连接器开口126,连接器开口126接收电缆连接器116(见图1)和/或电缆槽114的部分(见图2)。连接器开口126可以是单个开口,用以接收单个电缆连接器116或者一些电缆连接器116,诸如与线路卡102关联的电缆连接器116(见图1)。连接器开口126可以是接收许多电缆连接器116的大开口,诸如与开关卡104关联的电缆连接器116(见图1)。
背板120包括包围连接器开口126的板区域140。板区域140提供用于加强件130的安装位置。可选地,加强件130可以布置为邻近各连接器开口126。加强件130是刚性的,并且可以加强背板120的结构。例如,由于在背板120的结构中布置有许多孔或开口,诸如用以接收电缆连接器116(见图1)或者其它部件,诸如电源部件、空气流系统部件等等,加强件130为背板120增加结构强度和刚性。加强件130可以是独立于背板120制成的金属加强件,并且被附连到背板120。
背板120包括贯穿其中的孔144,孔144接收引导特征、紧固件或者用以组装电缆背板系统100的其它部件。孔144可以限定导向孔(下文中可称为导向孔144),其接收引导特征,诸如导销。孔144可以限定接收螺纹紧固件的螺纹孔,以将加强件130、电缆走线架112(见图2)或者其它部件固定到背板120。背板120可以包括贯穿其中的部件开口146,用以接收附连到背板120的其它电器部件,诸如电源、空气流部件等等。一些电器部件可以表面安装到背板120。可选地,一些电连接器可以端接且固定到背板120,诸如通孔安装到背板120的被镀覆的过孔,其中所述过孔电连接到背板120的各层上的导电迹线。电连接器可以安装在板区域140中,接近接收电缆连接器116的连接器开口126(见图1)。
图4示出了根据示例性实施例形成的电缆连接器组件106。电缆连接器组件106包括多个电缆连接器116(下文中可称为第一和第二电缆连接器116'、116″)和在电缆连接器116之间的电缆束150。电缆连接器116布置在电缆束150的端部。电缆束150包括多个电缆152。可选地,第一电缆连接器116'可以连接到线卡102(见图1)的卡连接器132(见图1),而第二电缆连接器116"可以连接到开关卡104(见图1)的卡连接器134(见图1)。
可选地,电缆连接器116可以彼此相同。电缆连接器116可以限定插头连接器。电缆连接器116构造成配合相应的卡连接器132、134,其可以是插孔连接器,诸如美国宾夕法尼亚州哈里斯堡市TE Connectivity公司市售的STRADA Whisper插孔连接器。在示例性实施例中,电缆连接器116是高速差分对电缆连接器,包括在共用配合接口处配合的多个差分对导体。差分导体沿着其信号通路被屏蔽,以降低沿着差分对的信号通路的噪声、串扰和其它干扰。
在示例性实施例中,电缆152是双轴电缆,在电缆152的共用护套内具有两根信号线。信号线传输差分信号。在示例性实施例中,信号线被屏蔽,诸如用电缆152的电缆编织件来屏蔽。可选地,各信号线可以被分别屏蔽。在替代实施例中,其它类型的电缆152也可以提供。例如,同轴电缆可以从电缆连接器116伸出,各同轴电缆中安装单个信号导体。
电缆连接器116包括头部160,头部160保持多个触头模块162。头部160包括底壁164和从底壁164延伸的侧板壁166,以限定构造成接收相应的卡连接器132、134的配合空腔168。侧板壁166引导卡连接器132、134与电缆连接器116的配合。在示例性实施例中,头部160具有从侧板壁166向外延伸的突缘170。突缘170用以将电缆连接器116相对于相应的电缆槽114(见图2)定位。
各触头模块162包括由支撑体182保持的多个电缆组件180。各电缆组件180包括端接至电缆152的相应信号线的一对信号触头186。各电缆组件180还包括接地屏蔽件188,用以提供对信号触头186的屏蔽。在示例性实施例中,接地屏蔽件188沿信号触头186的整个长度周向地包围信号触头186,以保证信号通路被电屏蔽以防止干扰。在替代实施例中,电缆组件180可以设有更多或更少的信号触头186。在替代实施例中,电缆组件180可以以无接地屏蔽件188的方式提供。在替代实施例中,电缆组件180可以提供为具有不同形状的接地屏蔽件188。
支撑体182对电缆组件180提供支撑。电缆152延伸到支撑体182中,以便支撑体182支撑电缆152的一部分。支撑体182可以为电缆152提供应变消除。可选地,支撑体182可以由塑料材料制成。替代地,支撑体182可以由金属材料制成。支撑体182可以是金属化的塑料材料,以提供对电缆152和电缆组件180的附加屏蔽。可选地,支撑体182可以包括电连接到各接地屏蔽件188的金属板以使接地屏蔽件188电共用,并且包括绕电缆152和金属板的部分包覆模制的绝缘包覆模制件以支撑电缆152和电缆组件180。在替代实施例中,触头模块162可以设置成没有支撑体182。
多个触头模块162被装入头部160中。头部160保持触头模块162平行,以便电缆组件180以平行列对准。依据具体应用,头部160可以保持任意数目的触头模块162。当触头模块162堆叠在头部160中时,电缆组件180也可以成行对准。
图5示出了根据示例性实施例形成的电缆连接器组件190。电缆连接器组件190类似于电缆连接器组件106(见图4);但是,电缆连接器组件190包括更多的电缆连接器192(例如,在图5例示的实施例中,示出了四个电缆连接器192)。一些电缆连接器192可用以与关联于开关卡104的插孔或者卡连接器134互连(均在图1中示出),诸如底部的两个电缆连接器192,而其它电缆连接器192可用以与关联于线卡102的插孔或者卡连接器132互连(均在图1中示出)。可选地,同一电缆连接器192中的电缆194,诸如来自不同触头模块196的电缆,可以被布线到多个其它的电缆连接器192。
图6是其中保持有电缆连接器组件106的电缆走线架112的前透视图。图7是电缆走线架112的一部分的后透视图。电缆走线架112包括一个或多个电缆槽114,该一个或多个电缆槽114连接在一起以形成电缆走线架112。在所示的实施例中,电缆走线架112包括五个电缆槽114a、114b、114c、114d和114e;但是,在替代实施例中,可以使用任意数目的电缆槽114。电缆槽114联接在一起,成为H形构造,具有在中央位置的第一电缆槽114a,其它电缆槽114b、114c、114d、114e从第一电缆槽114a向外延伸作为支腿。在替代实施例中,电缆走线架112可具有其它形状。电缆走线架112包括电缆连接器格栅框架300,用以将电缆连接器116的多个头部160(见图4)作为能够同时装入一个或多个电缆槽114的单元保持在一起。电缆连接器格栅框架300将头部160相对于彼此定位,以使组装人员易于将电缆152(见图7)布线和组织到电缆槽114中。
在示例性实施例中,第一电缆槽114a用以保持与开关卡104的卡连接器134配合的电缆连接器116(均在图1示出)。第一电缆槽114a中的电缆连接器116在其被装入第一电缆槽114a之前,可以被保持在一起作为电缆连接器格栅框架300中的一个或多个块228。各块228的电缆连接器116连接到同一开关卡104的卡连接器134。其它电缆槽114b、114c、114d、114e用以保持与线路卡102的卡连接器132配合的电缆连接器116(均在图1中示出)。装入电缆槽114b、114c、114d、114e的电缆连接器116可以由与电缆连接器116装入第一电缆槽114a相同的电缆连接器格栅框架300保持在一起,或者可以被保持在一个或多个不同的电缆连接器格栅框架300中。可选地,在相同的竖直位置对准但在不同电缆槽(例如,114b和114d或者114c和114e)中的电缆连接器116连接到同一线卡102的卡连接器132。
各电缆槽114均包括框架200,框架200包围空腔201,空腔201限定电缆152从中通过布线的的电缆管道。电缆管道彼此开放,以允许电缆152从一个电缆槽114布线到另一电缆槽114中。框架200包括在电缆槽114的前缘204和后部206之间延伸的侧壁202。后壁208(见图6,在图7中为简洁原因移去以例示布线在空腔201中的电缆152)覆盖后部206处的电缆管道。框架200在前缘204在侧壁202之间开放。电缆连接器格栅框架300在保持多个电缆连接器116的情况下被装入电缆槽114,诸如通过后部206进行,或者替代地,通过前部进行。一旦电缆连接器格栅框架300定位在相应的槽114中,则电缆连接器116被定位在前缘204处或其前方,用于装入背板120(见图3)。
在示例性实施例中,侧壁202和后壁208是被模压、成形并且例如利用紧固件或者其它连接装置联接在一起的金属片零件。金属片可以足够薄,以允许框架200具有一些柔性以用于将电缆槽114相对于背板120移动、扭转或以其它方式操纵到位,以将电缆连接器116定位在背板120的连接器开口126(见图3)中。可选地,电缆槽114可以具有在连接中的一些运动或浮动自由度地彼此连接,以允许电缆槽114相对于彼此移动以使电缆连接器116与背板120中的连接器开口126正确对准。
在示例性实施例中,电缆连接器116相对于电缆连接器格栅框架300可移动,以允许电缆连接器116在电缆走线架112和背板120的组装期间与相应的连接器开口126对准。例如,电缆连接器格栅框架300可以允许在相互垂直的X方向、Y方向和/或Z方向上的受限的运动或浮动量,以允许电缆连接器116与连接器开口126的精确对准。在示例性实施例中,电缆连接器116构造成在连接器开口126内相对于电缆连接器格栅框架300和/或电缆槽114浮动,以获得用于对准和配合相应的卡连接器132、134的实际位置。
图8是支撑多个电缆连接器116的电缆连接器格栅框架300的部分地组装的后透视图。电缆连接器格栅框架300包括多个导轨302,该多个导轨302形成电缆连接器开口304以接收电缆连接器116的相应头部160。导轨302将头部160相对于彼此保持在适当位置。可选地,电缆连接器格栅框架300保持头部160相对于彼此的互相垂直的X位置、Y位置和Z位置。电缆连接器格栅框架300形成刚性框架结构,其中导轨302相对于彼此固定。头部160可以被松散地保持在电缆连接器开口304中,以便头部160在电缆连接器开口304中相对于刚性框架结构具有有限的浮动运动量。电缆连接器格栅框架300和电缆连接器116然后可以作为单元装入相应的电缆槽114(见图6和7)。
在示例性实施例中,导轨302包括侧导轨306和中央导轨308两者。中央导轨308在侧导轨306之间延伸。侧导轨306保持中央导轨308相对于彼此的位置。可选地,中央导轨308包括前导轨310和后导轨312两者。头部160被捕获在前导轨310和后导轨312之间。中央导轨308被保持在侧导轨306之间,形成在侧导轨306和中央导轨308之间的电缆连接器开口304的格栅。每个头部160均被捕获在两个中央导轨308之间,且侧面与两个中央导轨308相接。在示例性实施例中,侧导轨306之间保持有多个中央导轨308,从而限定多行的电缆连接器开口304。例如,在所示的实施例中,提供了五个中央导轨308,从而限定了四个电缆连接器开口304。各行的电缆连接器开口304保持电缆连接器116的多个头部160,以限定相应的块228(另见图6)。
在示例性实施例中,中央导轨308包括凹口314,凹口314接收相应头部160的突缘170。在所示的实施例中,凹口314形成在前导轨310中;但是凹口314可以另外地或替代地形成在后导轨312中。可选地,将两行电缆连接器开口304隔开的中央导轨308可以比位于格栅框架300的端部处的中央导轨308厚,以容置和接收来自两行电缆连接器开口304中的头部160的突缘170。
在示例性实施例中,凹口314相对于突缘170尺寸加大,以允许突缘170在凹口314内浮动,从而允许头部160相对于电缆连接器格栅框架300的有限的浮动运动量。凹口314的尺寸和中央导轨308之间的间隔可以受控,以具有头部160在互相垂直的X方向、Y方向和Z方向上的预定的浮动运动量。当后导轨312联接到前导轨310和/或侧导轨306时,突缘170被捕获在前导轨310和后导轨312之间。例如,前导轨310和后导轨312可限制头部160的前向和反向运动(沿Z方向)。
图9是电缆连接器格栅框架300和相应的电缆连接器116的部分地组装的后透视图。电缆连接器116示出为准备装入到电缆连接器格栅框架300中。侧导轨306包括沿着侧导轨306的侧轴线322隔开的槽口320。侧轴线322沿Y方向延伸。可选地,当电缆连接器格栅框架300组装在电缆槽114(见图6和7)中时,电缆连接器格栅框架300可以定向为使得侧轴线322(Y方向)被竖直地定向。前导轨310包括位于前导轨310的相反端部处的、被接收在相应槽口320中的突片324(另见图10)。突片324将前导轨310固定到侧导轨306。
在组装期间,前导轨310被联接到侧导轨306,以形成电缆连接器格栅框架300和电缆连接器开口304的总体结构。前导轨310被固定到侧导轨306,以固定中央导轨308相对于侧导轨306的位置。电缆连接器116从后方装入电缆连接器开口304。头部160定位在相应的前导轨310之间在电缆连接器开口304中。突缘170装入凹口314,以使头部160并排定位(X方向)。后导轨312(见图1)随后组装以将电缆连接器116捕获在电缆连接器格栅框架300中且保持电缆连接器116的前后(Z方向)位置。
图10是电缆连接器格栅框架300和相应的电缆连接器116的部分地组装的后透视图。一个前导轨310被示出为准备联接到侧导轨306。突片324与槽口320对准,前导轨310然后装入到位。其中一个后导轨312示出为准备联接到侧导轨306和前导轨310。后导轨312包括突片330,突片330构造成接收在槽口320中。后导轨312包括有填充板332,填充板332装入前导轨310中位于其突片324之间。填充板332包括有前缘334,该前缘334与在凹口314之间的前导轨310的指状物336接合。前缘334闭合凹口314的开放后侧,以将突缘170捕获在凹口314中。
在示例性实施例中,卡子340用以将后导轨312固定到侧导轨306。卡子340联接到侧导轨306的后部,以将中央导轨308捕获在槽口320中。例如,突片324、330由卡子340保持在槽口320中。卡子340可以由紧固件342固定到侧导轨306,紧固件342可以是螺纹紧固件。
图11是装入电缆槽114中的电缆连接器格栅框架300和相应的电缆连接器116的前透视图。可选地,电缆连接器格栅框架300和电缆连接器116可以通过电缆槽114的前部装入电缆槽114。电缆152(见图7)可以布线在相应的槽114中,而电缆连接器组件106的另一端可以用间隔物或其它支撑件直接联接到槽114,或者可以被预先组装到与电缆连接器格栅框架300一起联接到电缆槽114的一个或多个电缆连接器格栅框架中。
紧固件360用以将电缆连接器格栅框架300固定到电缆槽114。例如,紧固件360可以固定到侧导轨306和/或卡子340(另见图10)。导销362延伸到侧导轨306前方,用于将电缆走线架112定位到背板120(见图3)。
图12是根据示例性实施例形成的电缆连接器格栅框架400的前透视图。电缆连接器格栅框架400具有不同于电缆连接器格栅框架300(见图11)的电缆连接器116布置。电缆连接器格栅框架400包括不同于电缆连接器格栅框架300的用于支撑电缆连接器116的结构部件。电缆连接器格栅框架400可以被接收在形状与电缆槽114(见图6和7)不同的电缆槽(未示出)中。
电缆连接器格栅框架400包括多个导轨402,该多个导轨402形成电缆连接器开口404以接收电缆连接器116的相应头部160。导轨402保持头部160相对于彼此的位置。头部160可以较松地保持在电缆连接器开口404中,以便头部160具有在电缆连接器开口404中相对于刚性框架结构的有限的浮动运动量。
在示例性实施例中,导轨402包括侧导轨406和中央导轨408两者。中央导轨408在侧导轨406之间延伸。侧导轨406保持中央导轨408相对于彼此的位置。可选地,中央导轨408包括前导轨410和后导轨412两者。头部160被捕获在前导轨410和后导轨412之间。
图13示出了其中一个中央导轨408,示出了前导轨410和后导轨412。前导轨410包括凹口414,其接收相应头部160(见图12)的突缘170(见图4)。凹口414可以额外地或替代地形成在后导轨412中。在示例性实施例中,凹口414相对于突缘170尺寸加大,以允许突缘170在凹口414内浮动,从而允许头部160相对于电缆连接器格栅框架400的有限的浮动运动量。
前导轨410包括沿着其后缘的安装耳416。后导轨412在组装时被固定到该安装耳416。安装耳416限定出燕尾形。安装耳416可以是T形的。
后导轨412包括位于其前部的轨道418。轨道418接收安装耳416。轨道418具有与安装耳416互补的形状。后导轨412从侧面滑动到前导轨410上。
图14是电缆连接器格栅框架400和相应的电缆连接器116的部分地组装的后透视图。前导轨410被定位在侧导轨406之间,并且可以通过紧固件与之固定,紧固件诸如为螺纹紧固件。电缆连接器116然后装入电缆连接器开口404。突缘170接收在相应的凹口414中,以将头部160相对于侧导轨406和前导轨410定位。
侧导轨406包括沿着侧导轨406的侧轴线422隔开的槽口420。后导轨412通过槽口420沿装入方向424装入。当各后导轨412通过相应的槽口420装入时,轨道418(见图13)接收安装耳416。一旦定位,则后导轨闭合凹口414且阻挡头部160从电缆连接器格栅框架400移去。一旦组装,则电缆连接器格栅框架400可以装入相应的电缆槽(未示出)。电缆槽和电缆连接器格栅框架400然后可以联接到相应的背板(未示出)。