CN105137546B - 有源光缆连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种有源光缆连接器组件，包括尾套、连接器插座壳体、插头、合并后位于尾套中的设有可卡住柔性电路板的卡槽的左半尾部挡圈和右半尾部挡圈以及通过柔性电路板与高速电连接器进行电气连接的上层光模块和下层光模块，连接器插座壳体粘固有设有两个光模块上卡槽及两个光模块下卡槽的座芯，尾套与连接器壳体连接，上层光模块和下层光模块均位于连接器插座壳体内，连接器插座壳体与插头之间采用四路LC插拔式结构连接。本发明的优点是一体化，体积小，重量轻，抗电磁干扰，可靠性高，安装调试简单方便，能够彻底解决传统尾纤式光模块盘纤和光纤易折断问题，可以大大节省载人航天系统的空间体积，非常适合载人航天系统中的数据传输应用。

Description

有源光缆连接器组件
技术领域：
本发明涉及一种有源光缆连接器，特别是涉及一种一体化，体积小，重量轻，抗电磁干扰，可靠性高，安装调试简单方便，能够彻底解决传统尾纤式光模块盘纤和光纤易折断问题，可以大大节省载人航天系统的空间体积，非常适合载人航天系统中的数据传输应用的有源光缆连接器组件。
背景技术：
目前，国内外现有光通信系统通常由收发两端的光模块、光缆连接器和传输光缆组成，作为传输信号的调制解调端，光模块起到信号的光电/电光转换的功能。光模块、光缆连接器和传输光缆通常采用分离的分体式结构，即光缆连接器通常安装在机箱面板上实现交换机机箱内外光信号的互连，光模块安装在机箱内部的系统板上，光模块和光缆连接器通过光纤相互连接。通常情况下，光模块调制信号经光纤到面板然后再经光缆连接器、光缆实现信号发射，而外部的光信号通过光纤传输进入机箱内部后经机箱内部安装在系统板上的光模块进行光电转换实现信号的接收。
现有技术光模块多为尾纤式光模块，光接口为两芯或四芯结构，与光缆连接器在机箱面板上实现对接。为了将尾纤式光模块焊接在机箱内部系统电路板上，机箱内需要给光模块预留安装或焊接的空间，还需要给引出光纤留够空间。光模块将发射、接收组件独立封装在一个金属壳体内。市场上的光模块多采用金手指电引脚接口形式，或某些特殊定制的贴装电引脚结构。
采用光模块、光缆连接器及光缆分离式结构存在以下三个缺点：
1、金手指电引脚接口方式为插拔式，在震动冲击环境下，插拔式结构容易产生接触不良的隐患，因此，采用金手指电引脚接口方式时，光模块在高可靠应用环境下抗振动、冲击的能力比较弱，可靠性不能保证。
2、光模块安装在系统电路板上时，系统板需要额外给光模块提供较大的空间来实现信号的转换和传输，同时，由于光模块光口引出端的光纤石英玻璃材料，易于断裂，不宜过度弯折，因此它存在最小弯曲半径，需要盘绕，从而也占据较大的空间，这对于载人航天系统工程而言，是个较大的负担。
3、光纤与光模块接口端由于剧烈的振动冲击容易发生光纤折断和损耗增加，从而大幅降低光模块传输性能指标。
4、分离式结构使光模块、光缆连接器及光缆的安装调试变得复杂繁琐。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种一体化，体积小，重量轻，抗电磁干扰，可靠性高，安装调试简单方便，能够彻底解决传统尾纤式光模块盘纤和光纤易折断问题，可以大大节省载人航天系统的空间体积，非常适合载人航天系统中的数据传输应用的有源光缆连接器组件。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的有源光缆连接器组件，它包括高速电连接器、柔性电路板、上层光模块、下层光模块、左半尾部挡圈、右半尾部挡圈、尾套、连接器插座壳体及插头，上层光模块和下层光模块均通过一个柔性电路板与高速电连接器进行电气连接，左半尾部挡圈和右半尾部挡圈合并后位于尾套中，左半尾部挡圈和右半尾部挡圈上均设有卡槽，两个柔性电路板同时水平相贴地卡在卡槽中，连接器插座壳体粘固有座芯，尾套与连接器壳体连接，上层光模块和下层光模块均位于连接器插座壳体内，座芯上设有两个用于嵌入上层光模块的光模块上卡槽以及两个用于嵌入下层光模块的光模块下卡槽，连接器插座壳体与插头之间采用四路LC插拔式结构连接。
采用上述结构后，与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1、柔性电路板为聚酰亚胺材料，不但抗弯折能力较强，而且尺寸较小，同时不需要盘绕，因此，较光纤连接的方式，柔性电路板的使用大大提高了可靠性，充分做好阻抗匹配的设计，实现电信号的超高速传输。通过高速电连接器插装、螺钉固定的方式安装在系统电路板上，电路板上只需要预留跟光模块尺寸大小相当的电连接器空间，不但节省了盘绕光纤和光纤引出需要的的空间，大大节约了系统的空间，而且也使安装调试变得简单方便。
2、本发明将光模块与连接器进行一体化设计，将上层光模块和下层光模块直接集成在一个连接器插座壳体，安装在机箱面板上，在机箱面板上采用插拔式的光接口形式，与机箱外部进行光互连，这样不仅大大节约了机箱的空间，解决了光纤在机箱内布放易折断的问题，而且重量也比较轻。本发明可同时实现两路信号发射、两路信号接收，与系统电路板通过柔性电路板连接，光模块与柔性电路板以及电连接器端进行刚柔一体化设计，增强了连接的可靠性，也提高了灵活性，并大大提高了抗震性能。
3、上层光模块和下层光模块集成在小尺寸的连接器插座壳体内，四路收发一体，实现了多路传输，更进一步节约了空间，并提高了传输数据量。
4、全金属外壳封装提高了抗电磁干扰能力。
5、本发明有源光缆连接器组件在光接口上采用四路LC插拔式结构，插拔方便而且实现盲插，平时不用时可将插头取下，盖上防尘帽，可保证用户背板的整洁性。
本发明所述的有源光缆连接器组件，其中，上层光模块和下层光模块均包括发射部分和接收部分，发射部分包括信号处理电路、LD激光驱动与调制电路、APC自动功率控制电路以及激光器，信号处理电路、LD激光驱动与调制电路以及激光器依次串接，所述APC自动功率控制电路与LD激光驱动与调制电路连接，接收部分包括依次串接的PIN/APD探测器、跨阻放大器以及限幅放大器时钟数据恢复电路。
本发明所述的有源光缆连接器组件，其中，激光器和PIN/APD探测器在座芯的光口引出端处均设有O型圈。O型圈的设置起到了缓冲的作用，保证了刚性连接时的抗振性能。
附图说明：
图1是本发明有源光缆连接器组件未连接插头时的结构示意图；
图2是图1的侧后示意图；
图3是图1的分解结构示意图；
图4是图1未连接尾套、左半尾部挡圈和右半尾部挡圈时的结构示意图；
图5是本发明中的上层光模块、下层光模块、柔性电路板以及高速电连接器连接在一起时的结构示意图；
图6是本发明有源光缆连接器组件安装在安装面板上时的结构示意图；
图7是本发明有源光缆连接器组件中光模块的工作原理方框图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明有源光缆连接器组件作进一步说明：
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明有源光缆连接器组件包括高速电连接器1、柔性电路板2、上层光模块3、下层光模块4、左半尾部挡圈5、右半尾部挡圈6、尾套7、连接器插座壳体8以及插头9。上层光模块3和下层光模块4均通过一个柔性电路板2与高速电连接器1进行电气连接。左半尾部挡圈5和右半尾部挡圈6合并后位于尾套7中，左半尾部挡圈5和右半尾部挡圈6上均设有卡槽10，两个柔性电路板2同时水平相贴地卡在卡槽10中。连接器插座壳体8粘固有座芯16，尾套7与连接器壳体8连接。上层光模块3和下层光模块4均位于连接器插座壳体8内，座芯16上设有两个用于嵌入上层光模块3的光模块上卡槽11以及两个用于嵌入下层光模块4的光模块下卡槽12，连接器插座壳体8与插头9之间采用四路LC插拔式结构连接。
如图7所示，本发明有源光缆连接器组件中的上层光模块3和下层光模块4均包括发射部分和接收部分。发射部分包括信号处理电路19、LD激光驱动与调制电路20、APC自动功率控制电路21以及激光器13。信号处理电路19、LD激光驱动与调制电路20以及激光器13依次串接，APC自动功率控制电路21与LD激光驱动与调制电路20连接。接收部分包括依次串接的PIN/APD探测器17、跨阻放大器22以及限幅放大器时钟数据恢复电路23。如图2和图5所示，激光器13和PIN/APD探测器17在座芯16的光口引出端处均设有O型圈18。
如图6所示，本发明有源光缆连接器组件中的连接器插座壳体8通过螺钉15固定在安装面板14上，而高速电连接器1用于与系统电路板电连接。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种有源光缆连接器组件，其特征在于：它包括高速电连接器(1)、柔性电路板(2)、上层光模块(3)、下层光模块(4)、左半尾部挡圈(5)、右半尾部挡圈(6)、尾套(7)、连接器插座壳体(8)及插头(9)，所述上层光模块(3)和下层光模块(4)分别通过一个柔性电路板(2)与高速电连接器(1)进行电气连接，所述左半尾部挡圈(5)和右半尾部挡圈(6)合并后位于尾套(7)中，所述左半尾部挡圈(5)和右半尾部挡圈(6)上均设有卡槽(10)，两个柔性电路板(2)同时水平相贴地卡在卡槽(10)中，所述连接器插座壳体(8)粘固有座芯(16)，所述尾套(7)与连接器壳体(8)连接，所述上层光模块(3)和下层光模块(4)均位于连接器插座壳体(8)内，所述座芯(16)上设有两个用于嵌入上层光模块(3)的光模块上卡槽(11)以及两个用于嵌入下层光模块(4)的光模块下卡槽(12)，所述连接器插座壳体(8)与插头(9)之间采用四路LC插拔式结构连接。
2.根据权利要求1所述的有源光缆连接器组件，其特征在于：所述上层光模块(3)和下层光模块(4)均包括发射部分和接收部分，所述发射部分包括信号处理电路(19)、LD激光驱动与调制电路(20)、APC自动功率控制电路(21)以及激光器(13)，所述信号处理电路(19)、LD激光驱动与调制电路(20)以及激光器(13)依次串接，所述APC自动功率控制电路(21)与LD激光驱动与调制电路(20)连接，所述接收部分包括依次串接的PIN/APD探测器(17)、跨阻放大器(22)以及限幅放大器时钟数据恢复电路(23)。
3.根据权利要求2所述的有源光缆连接器组件，其特征在于：所述激光器(13)和PIN/APD探测器(17)在座芯(16)的光口引出端处均设有O型圈(18)。
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