CN104956621A - 网络设备 - Google Patents

Abstract

一种网络设备包括具有至少一个安装位置的安装导轨。安装位置由一个或多个设备参考定位器限定，其限定相对于该安装位置的安装方向。被附着到设备印刷电路板（PCB）的设备连接器被定位成具有平行于安装方向的连接方向。提供了用于安装到安装位置中的一个的至少一个模块。该模块包括一个或多个模块参考定位器，每个适于在模块被定位成安装到安装位置时啮合设备参考定位器中的一个。被附着到模块PCB的模块连接器被定位成具有平行于安装方向的连接方向。模块连接器和设备连接器被定位成使得当一个或多个模块参考定位器每个与一个或多个设备参考定位器中的一个啮合，并且模块在安装方向上朝着安装位置前进时，模块连接器和设备连接器随着模块安装于安装位置而连接以将模块连接到网络设备。

Description

网络设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月5日在美国专利商标局提交的美国临时专利申请61/733,565的优先权和由其产生的所有权益。

技术领域

本发明涉及用于连接到诸如以太网之类的网络的网络设备。特别地，本发明涉及连接到网络并提供网络互连的网络设备。

背景技术

网络设备在在网络上接收和转送数据包（data packet）方面提供重要作用。取决于其在网络中的作用，网络设备可以操作用于通过接收并转送意图用于网络上的其它设备的数据包来提供网络支持功能。

为了提供可以在通信失败的情况下修复的网络设备，可以为网络设备提供可去除地与网络设备的印刷电路板（PCB）啮合（engage）的模块化输入/输出卡。虽然该可去除啮合提供用以在不必求助于整个网络设备替换的情况下替换网络设备的部件的方便手段，但存在啮合功能提供潜在故障点的风险。

用于提供模块化输入/输出卡的常规手段已经依赖于使用正交插入器卡（interposer card），其从主设备PCB延伸以提供用于模块输入/输出卡的连接平面。已经发现附加的连接提供潜在的机械或电气故障点。替换解决方案要求允许将输入/输出模块PCB插入设备PCB的设备连接器中的专用连接器。已经发现这些专用正交连接器更加昂贵，并且潜在地创建另一机械或电气故障点。

存在对到网络设备的改善的模块化输入/输出连接的需要。

发明内容

在实施例中，提供了一种网络设备。网络设备包括网络设备的安装导轨，其具有由一个或多个设备参考定位器限定的至少一个安装位置，所述一个或多个设备参考定位器限定安装位置和到该安装位置的安装方向；该安装位置包括被附着到设备印刷电路板（PCB）并定位成具有平行于安装方向的连接方向的设备连接器；用于安装到安装位置的模块，其中，该模块包括相应的一个或多个模块参考定位器，每个适于在模块被定位成被安装到安装位置时啮合一个或多个设备参考定位器中的一个，并且该模块包括被附着到模块PCB并被定位成具有平行于安装方向的连接方向的模块连接器；其中，所述模块连接器和所述设备连接器被定位成使得当一个或多个模块参考定位器每个与所述一个或多个设备参考定位器中的一个啮合，并且模块在安装方向上朝着安装位置前进时，模块连接器和设备连接器随着模块安装于安装位置以将模块连接到网络设备而连接。

在网络设备的实施方式中，该设备连接器被附着到设备PCB，其中设备连接方向近似与设备PCB正交，其中模块连接器被附着到模块PCB，其中模块连接方向近似与模块PCB的表面正交，并且其中，当一个或多个模块参考定位器每个与所述一个或多个设备参考定位器中的一个啮合时，安装方向近似与设备PCB和模块PCB正交。

在实施方式中，安装位置包括设备安装表面，并且其中，所述模块具有相应设备安装表面，并且其中，当模块安装在安装位置上时，模块安装表面与设备安装表面接触。

在实施方式中，可通过设备安装表面提供设备小孔并通过模块安装表面提供模块小孔。可以将设备连接器定位成通过设备小孔连接到模块连接器，并且模块连接器被定位成通过模块小孔连接到设备连接器。

在实施方式中，设备连接器和模块连接器包括自由高度连接器对，该自由高度连接器对具有用以在模块安装表面与设备安装表面接触时将设备连接器连接到模块连接器的间距。

在实施方式中，模块安装表面和设备安装表面在模块被安装到安装位置时处于密封啮合中。

在实施方式中，可提供至少一个紧固件以将模块固定到安装位置，其中，一个或多个设备参考定位器和一个或多个模块参考定位器合作以在安装导轨上相对于相应紧固件接收机对所述至少一个紧固件中的每一个进行定位。

在实施方式中，安装导轨还包括支撑部分，其适于在接近于设备连接器的位置处捕捉并约束设备PCB。

在实施方式中，安装导轨包括在安装导轨的相对侧的至少一对相对安装位置。用于该对相对安装位置中的每一个的安装方向朝向安装导轨的该侧，在彼此相对的方向上。可提供第二模块，用于与所述模块一起安装作为被安装到相对安装位置的相对的一对模块。在实施方式中，相对安装位置的设备连接器位于设备PCB的相对侧，使得当该对相对的模块被安装到相对安装位置，并且该对相对的模块的模块连接器被连接到相对安装位置的设备连接器时，该连接器处于相对对准中。

附图说明

图1a—f是网络设备的实施方式的立视图。

图2是网络设备的实施方式的部分后等距视图。

图3a图示出处于已连接状态中的网络设备的旁路模块（bypass module）的实施方式。

图3b图示出处于旁路状态中的网络设备的旁路模块的实施方式。

图4a是网络设备的模块的剖视图。

图4b是网络设备的另一模块的剖视图。

图4c是网络设备的安装导轨的剖视图。

图4d是处于用于安装的位置中的安装导轨和模块的剖视图。

具体实施方式

图1a—f是网络设备10的示例性实施方式的立视图。在图1a—1f的实施方式中，网络设备10包括提供多个网络连接的以太网交换机。

图1a是由支持并保护印刷电路板（PCB）和关联电路元件（在此视图中不可见）的机架（chassis）20组成的网络设备10的顶视图。网络设备10被一对电源供应功率，其包括突出到机架20外面的热沉12。一系列散热片23帮助耗散由网络设备10生成的热量。端子块14提供到网络设备10的用于接收功率的连接。在视图中还可见多个可去除通信模块30、32。

参考图1b，‘前’视图示出了由多个可去除通信模块30提供的多个光纤以太网端口13。在本实施方式中，将模块30示为‘顶部’模块30和‘底部’模块30的相对的对。如将认识到的，诸如‘前部’、‘顶部’、‘底部’以及‘后部’之类的术语的使用仅仅是参考其在图中的呈现而用于描述目的，并且不意图针对网络设备10的现场安装是限制性的。

模块30可全部具有相同的大小，如所示，或者可在尺寸方面改变。模块30可全部包括相同的联网格式，或者可包括不同的联网格式。例如，示出了提供4个铜以太网端口15的附加的一对可去除模块32，每个具有比模块30中的一个更小的大小。虽然以下描述为了明了起见而具体地指的是通信模块30，但附加的该对模块32可以以与模块30相同的方式连接到网络设备10。

图1c和1f是网络设备10的侧视图。图1d是网络设备10的‘后’视图，示出了热沉12和到网络设备10的多种其它输入/输出连接。图1e是网络设备10的底视图，示出了端子块14的底部以及通信模块30、32。如上所述，图1e中所示的模块30、32每个与图1a中所示的模块30、32相对。

图2是网络设备10的示例性实施方式的部分后等距视图。在图2中，不存在安装在安装导轨22上的模块30，但在准备好安装的位置上图示出相对模块30。在图2的实施方式中，机架20的后部分包括安装导轨22，其提供用于接收和支撑所述多个通信模块30、32的相对设备安装表面25。在未示出的替换实施方式中，机架20可提供单设备安装表面25。

机架20适于在设备安装表面25中的每个上提供一个或多个特定安装位置以接收模块30。模块30中的每个包括适于与设备安装表面25中的一个的一部分对接的互补模块安装表面35。每个安装位置由一个或多个设备参考定位器40限定，其用来在将模块30安装到机架20时与模块30的相应互补模块参考定位器45对接。

在图2的实施方式中，采用引导销形式的两个设备参考定位器40限定用于模块30、32中的每一个的安装位置。每个模块30、32具有采用接受器形式的相应互补模块参考定位器45，诸如适于捕捉和约束引导销的孔或凹坑。如将认识到的，引导销和接受器的相对位置可相反，使得设备10包括接受器且模块30包括引导销。

当设备参考定位器40与安装在安装导轨22上的模块30、32的模块参考定位器45对接时，安装模块30、32被约束于在垂直于安装表面25、平行于参考定位器40的安装轴的方向上移动。设备参考定位器用来与模块参考定位器45合作而参考设备小孔62将模块30、32定位于安装导轨22中，其提供对诸如自由高度连接器之类的设备连接器60的访问。该定位在将模块30、32安装在安装导轨22上时确保设备连接器60与模块30、32上的相应模块连接器65之间的对准。

虽然在图2中图示出引导销，但可设想设备参考定位器40的其它实施方式，包括形成到机架中的特征，其具有形成到模块30、32中的互补特征，诸如楔形榫头。

在实施方式中，模块30、32每个是可翻转的（reversible），使得可通过将模块30突然翻转以使模块安装表面35定向成面对设备安装表面25中的一个而将其安装到安装导轨22的任一侧。在图2中，两个模块30每个以彼此相对的取向图示出，图示出每个模块30到图2中所示的两个相对设备安装表面25中的一个的安装。

提供图2的实施方式中的采用外加螺丝形式的紧固件50以将模块30、32固定到安装导轨22。将图2的实施方式中的采用螺纹孔形式的相应紧固件接收机55定位于安装导轨22中。设备参考定位器40用来将模块30、32定位于安装位置上以与设备连接器60连接，并且相对于紧固件接收机55对紧固件50进行定位以提供紧固件50与紧固件接收机55的操作啮合。

图3a和3b图示出模块30的安装和从安装导轨22的后续去除。图3a和3b的模块30在安装导轨22的末端位置处，并且相对于被安装到安装导轨22的其它模块30示出。如所示，模块30从安装导轨22的加载或卸载方向处于与设备连接器60和模块连接器65的连接方向相同的方向，使得使模块30安装在安装导轨22上将设备连接器60连接到模块连接器65。

图4a图示出被定向成用于安装在安装导轨22上的‘顶部’位置上的模块30的截面图，并且图4b图示出被定向成用于安装在安装导轨22上的‘底部’位置上的模块30的截面图。在视图的每个中，图示出连接到模块连接器65的子板模块PCB 75。模块PCB 75被模块30的机架支撑，然而此连接在此视图中不可见。如所示，模块连接器65每个以通过模块PCB 75平行于模块连接器65的插销方向的连接方向定位。

设备安装表面35中的模块小孔67提供对模块连接器65的访问。相对于模块PCB 75上的模块连接器65，以太网端口13在视图中可见。

模块小孔67和模块连接器65被相对于模块定位器45定位以在模块30被安装在安装导轨上时提供与设备连接器60的操作连接。

图4c图示出安装导轨22的截面图。设备PCB 70接近于设备连接器60被安装导轨的支撑部分80支撑。支撑部分80捕捉并约束设备PCB 70以在模块30被安装在安装导轨22上且模块连接器65与设备连接器60啮合并被连接到设备连接器60时相对于设备小孔62对设备连接器60进行定位和支撑。支撑部分80向接近于设备连接器60的设备PCB提供支撑，以向设备连接器60提供机械支撑。如所示，设备连接器65每个以通过设备PCB 75平行于该设备连接器65的插销方向的连接方向定位。插销方向是从设备连接器65的底座延伸通过设备PCB 75并形成设备连接器65到PCB 75的机械和电气连接的插销。

图4d图示出图4c的安装导轨22的截面图，并且图4a和4b的模块30处于用于安装到安装导轨22的位置上。在图4d的实施方式中，提供一对相对模块30以从安装导轨22的相对侧安装并附着到安装导轨22，并且在彼此相对的安装方向上前进以连接到其相应设备连接器60中的每一个。

在此截面图中不可见的设备参考定位器40和模块参考定位器45用来将模块30定位于安装位置上，使得当模块被安装到安装导轨22时，模块连接器65啮合并连接到设备连接器60。

一旦被固定，则紧固件50将每个模块30机械地附着到安装导轨22，并且确保设备连接器65被牢固地连接到模块连接器60。在被安装时，成对的安装表面25、35提供密封以将设备小孔62和模块小孔67与环境密封。在实施方式中，相对模块30还提供施加于设备PCB 70的相对安装力，导致更稳定的连接。当该相对对的模块30被安装到安装导轨22上的相对位置时，该相对对的模块的模块连接器对准并被设备PCB和相对安装位置的设备连接器分离。

因此，由通过设备连接器60施加于设备PCB 70的相对模块30中的每一个的紧固件50施加的安装力相反地作用，使得设备PCB 70处于略微压缩状态而不是弯曲状态中。使模块连接器65连接到设备连接器60将连接器60、65分别地压入相应设备PCB 70或模块PCB中。

此外，在将模块30连接到安装导轨22时出现的插入力彼此相反地作用，并且平行于连接器60、65的插销方向作用。因此，该力用来将连接器60、65压入相应PCB 70、75中，而不是作为连接器60、65与PCB 70、75之间的剪切力（shear force）。

在实施方式中，将设备连接器60每个附着到设备PCB 70的相对侧，其具有与设备PCB近似正交的相对连接方向。模块连接器65每个被附着到模块PCB 75中的一个，其中模块连接方向与该模块PCB 75近似正交。当将模块30安装到安装导轨22时，安装方向在模块参考定位器45与其相应设备参考定位器40啮合时与设备PCB和模块PCB 75近似正交。

在实施方式中，设备连接器60和模块连接器65包括一对自由高度连接器。被选择成在模块30被安装在安装导轨22和模块安装表面35上时提供设备PCB 70和模块PCB 75的位置之间的突出部（set-off）的自由高度连接器与设备安装表面25啮合。

因此已以示例的方式详细地描述了本发明的各种实施例，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是在不脱离本发明的情况下可以进行变更和修改。本发明包括落在所附权利要求范围内的所有此类变更和修改。

Claims (16)

1.一种网络设备，包括：

具有至少一个安装位置的网络设备的安装导轨，至少一个安装位置中的每个由限定相对于该安装位置的安装方向的一个或多个设备参考定位器限定，并且每个安装位置包括设备连接器，其被附着到设备印刷电路板（PCB）并被定位成具有平行于安装方向的连接方向；

用于安装到安装位置中的一个的至少一个模块，其中，所述模块包括相应的一个或多个模块参考定位器，每个适于在模块被定位成安装到安装位置时啮合所述一个或多个设备参考定位器中的一个，并且其中，所述模块包括模块连接器，其被附着到模块PCB并定位成具有平行于安装方向的连接方向；

其中，所述模块连接器和所述设备连接器被定位成使得当一个或多个模块参考定位器每个与相应设备参考定位器啮合，并且模块在安装方向上朝着安装位置前进时，所述模块连接器和所述设备连接器随着模块安装于安装位置而连接以将模块连接到网络设备。

2.权利要求1的网络设备，其中，所述设备连接器被附着到设备PCB，并且设备连接方向近似与设备PCB正交，其中模块连接器被附着到模块PCB，并且模块连接方向近似与模块PCB的表面正交，并且其中，当一个或多个模块参考定位器每个与所述一个或多个设备参考定位器中的一个啮合时，安装方向近似与设备PCB和模块PCB正交。

3.权利要求2的网络设备，其中，所述安装位置包括设备安装表面，并且其中，所述模块具有相应设备安装表面，并且其中，当模块安装在安装位置上时，模块安装表面与设备安装表面接触。

4.权利要求3的网络设备，还包括通过设备安装表面的设备小孔和通过模块安装表面的模块小孔，其中，所述设备连接器被定位成通过设备小孔而连接到模块连接器，并且其中，所述模块连接器被定位成通过模块小孔而连接到设备连接器。

5.权利要求4的网络设备，其中，所述设备连接器和所述模块连接器包括自由高度连接器对，该自由高度连接器对具有用以在模块安装表面与设备安装表面接触时将设备连接器连接到模块连接器的间距。

6.权利要求3的网络设备，其中，所述模块安装表面和所述设备安装表面在模块被安装到安装位置时处于密封啮合中。

7.权利要求1的网络设备，还包括至少一个紧固件以将模块固定到安装位置，其中，一个或多个设备参考定位器和一个或多个模块参考定位器合作以在安装导轨上相对于相应紧固件接收机对所述至少一个紧固件中的每一个进行定位。

8.权利要求3的网络设备，其中，所述安装导轨还包括支撑部分，其适于在接近于设备连接器的位置处捕捉并约束设备PCB。

9.权利要求1的网络设备，其中，所述安装导轨包括在安装导轨的相对侧的至少一对相对安装位置，并且其中，用于该对的相对安装位置中的每一个的安装方向朝向安装导轨的该侧，在彼此相对的方向上。

10.权利要求9的网络设备，还包括第二模块，用于与所述模块一起安装，作为被安装到相对安装位置的相对的一对模块。

11.权利要求10的网络设备，其中，相对安装位置的设备连接器位于设备PCB的相对侧，使得当相对的该对模块被安装到相对安装位置，并且相对的该对模块的模块连接器被连接到相对安装位置的设备连接器时，该连接器处于相对对准中。

12.权利要求1的网络设备，其中，所述设备连接器的设备插销方向和所述模块连接器的模块插销方向平行于连接方向和安装方向。

13.权利要求2的网络设备，其中，所述设备连接器的设备插销方向和所述模块连接器的模块插销方向平行于连接方向和安装方向。

14.权利要求1的网络设备，其中，当所述模块在安装方向上前进而将模块连接到设备时，所述模块连接器被压入模块PCB中，并且设备连接器连接被压入设备PCB中。

15.权利要求1的网络设备，其中，所述一个或多个设备参考定位器和相应的一个或多个模块参考定位器包括匹配的引导销和接受器对。

16.权利要求15的网络设备，其中，所述引导销包括安装导轨的特征。