CN107278345B - 插头模块系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种插头模块，其包括一第一对接端以及一第二对接端。第一对接端设置成与一预定端口对接，诸如一QSFP端口。第二对接端能支撑两个或者更多个微型插座，以使插头模块提供一八爪鱼状线缆组件而无需预先确定特定长度的线缆。

Description

插头模块系统
相关申请
本申请主张于2015年1月27日提交的美国临时申请US62/108276的优先权，该美国临时申请通过援引整体上并入本文。
技术领域
本发明涉及输入/输出(IO)连接器，更具体地涉及适合用于高数据速率应用的IO连接器。
背景技术
具有四个通信通道(例如四个发送和四个接收)的输入/输出(IO)连接器是公知的。一个例子是四路小型可插拔(quad small form-factor pluggable，QSFP)连接器。这些类型的连接器因包含四个通信通道而适合于支持高带宽应用。
有时一连接器(诸如QSFP型连接器)出现的一个问题是，希望在作为一机架顶部(Top of Rack，ToR)交换机设置的一交换机上具有可用的大带宽，但是设置在这样一种ToR交换机上的一个QSFP端口上的可用的带宽可能比另一单个端口真正需要的更大。所述通道分支(break out)的需求有时存在于提供40Gbps的标准的QSFP产品中，而且这种需求预期在设计用于支持100Gbps的产品(诸如支持100Gbps的QSFP产品)中成为更普遍的问题。
解决这个问题的一现有的方法有时是通过一分支(break-out)线缆或者八爪鱼(octopus)线缆。例如，一线缆组件可使一QSFP插头模块位于一端而使四条线缆从QSFP插头模块延伸至四个分立的小型可插拔(SFP)型插头模块。这使得一单个QSFP端口与四个SFP端口通信，且对于高性能组件而言，各个通信通道能支持25Gbps的双向通信。尽管这是分支出四个通信通道以使一端口与四个其它的端口通信的一有效的方式，但八爪鱼线缆的使用通常是不受欢迎的(disfavored)。一个问题是来自一ToR交换机的一线缆将必须满足(reach)小于一英尺到大于一米的长度。如能认识到的，提前知道一八爪鱼线缆组件的各条线缆需要达到多长是困难的。因此通常是选择对所有情况是足够长的一长度，但是对大多数情况又太长了。这往往导致多条线缆混乱，一旦安装就难以了解或工作。因此，某些人群会赏识连接器设置上的进一步改进。
发明内容
公开了一种插头模块，其包括设置成与一预定端口(诸如一常规的连接器插座)对接的一第一对接端且具有包括多个微型插座的一第二对接端。一插卡可位于第一对接端且所述多个微型插座可被支撑为所述多个微型插座相对插卡向上偏移。具有多个微型插头的多个线缆组件可连接于所述多个微型插座，从而各线缆组件可提供一不同的长度且具有一所需的远端端接构造。
附图说明
本发明借助实例示出但不限于附图，在附图中类似的附图标记表示类似的部件，且在附图中：
图1示出一分支连接器模块的一实施例的一立体图。
图2示出图1所示的实施例的一简化立体图。
图3示出图2所示的实施例的一立体的部分分解图。
图4示出图2所示的实施例的一分解立体图。
图5示出图4所示的实施例的一立体简化图。
图6示出图5所示的实施例一立体放大图。
图7示出图6所示的实施例的一立体简化图。
图8示出图7所示的实施例的一立体图。
图9示出图8所示的实施例的一立体图，但是其中一卡扣件处于一第二位置。
图10示出一分支模块的一实施例的一立体图，其中卡扣系统被移除。
图11示出支撑四个连接器的一电路基板的一实施例的一立体图。
图12示出图11所示的实施例的一立体简化图，其中只有一个连接器基座位于电路基板上。
图13示出图12所示的实施例的另一立体图。
图14示出一第一基座薄片体的一实施例的一立体图。
图15示出图14所示的实施例的另一立体图。
图16示出一第二基座薄片体的一实施例的一立体图。
图17示出图16所示的实施例的另一立体图。
图18示出一第一基座薄片体的一实施例的一立体部分分解图。
图19示出图18所示的实施例的另一立体图。
图20示出图18所示的实施例的另一立体图。
图21示出一端子组的一实施例的一部分的一后视图，示出多个端子的一致(uniform)结构的一实施例。
图22示出一第一基座薄片体的一实施例的一立体简化图，其中一端子座被移除。
图23示出一线缆组件的一实施例的一示意图。
具体实施方式
下面的具体说明描述多个示范性实施例且不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
从图中能够被认识到，一插头模块10被示出且如图所示地能获得一四路小型可插拔(QSFP)模块。因此，所示出的实施例允许插头模块10插入到一现有的QSFP插座端口且可提供四个分支连接器。QSFP模块对机架顶部(ToR)应用以及许多其它受益于四个高速数据通道的应用是相当有益的。然而，本文所讨论的特征不限于与QSFP型连接器一起使用，因为其它尺寸的插头插座也可提供类似的功能(更大的插头模块潜在地支撑多个另外的连接器)。
所示出的插头模块10包括一卡扣件30，卡扣件30具有在图2中移除的一可选的拉片32。如能认识到的，插头模块10具有一本体40，本体40由用紧固件44固定在一起的一下半部43a和一上半部43b形成，且插头模块10具有一第一对接端11以及与第一对接端11相反的一第二对接端12。在操作时，第一对接端11设置成与一插座(未示出但其可以是一标准的QSFP插座)对接，而第二对接端12正如本文所讨论地将设置多个插座。
具有多个接触垫46的一插卡(paddle card)45设置在一第一对接端11，且插卡45设置成与一对应的连接器(通常为包括一卡槽的连接器)对接。四个微型插座60设置在第二对接端12，且各微型插座60包括一对接面61a以及一后面61b。尽管这样的数据速率没有要求，但是安装在插头模块10中的多个微型插座60能各自支持一双向25Gbps通道、具有总共16个插针，同时小于7毫米宽，双向25Gbps通道具有提供一个发送对以及一个接收对(二者均设置成使用NRZ编码在25Gbps下运行)的一设计。应注意的是，所示出的插头模块10设置为一QSFP型插头模块且因此将与支持四个双向通道的一插座(例如一4X插座)对接且因此将一个4X连接器分支为四个1X连接器是有意义的。由于尺寸限制，多个微型插座60均具有比一典型的SFP连接器少的插针，但是对于许多应用而言，16个插针是足够的。应注意的是，如果插头模块设置成接合一2X插座，那么从分支的角度看两个1X连接器会是足够的，且插头模块的所述设计可以被这样修改。
各个微型插座60支撑在一微型基板52上且包括一罩体62以及一卡扣件63。卡扣件63确保一对接微型插头连接器90牢固地固定于微型插座60且不会因振动不经意施加到微型插头连接器90上的力而脱落(fall out)。应注意的是，所示出的设计包括将插卡45连接于微型基板52的一线缆47(以截断的方式示出)。出于说明的目的，省略线缆47到微型基板52的端接，因为这样的端接是公知的且可以与插卡45上示出的端接基本相同。如所讨论的，这样一种设置不是必需的，但已确定的是这样一种设置是所期望的，因为允许微型基板52相对插卡45向上偏移(offset)。结果是多个微型插座相对插卡45向上偏移，对用户是有益的并且能有助于更容易地将插头模块封装在一给定的系统中。替代实施例可使用柔性电路(circuitry)以将多个微型插座60连接于插卡45且仍然提供所述偏移设置。提供可选的偏移设置的其它替代实施例可包括使用一非平面的电路基板，但一般来说，一电路基板往往比一线缆损耗更多，因此需要注意确保所选定的设置与信号传输频率和损耗预算(lossbudget)兼容。
微型插座60提供一微型端口65，微型端口65由罩体62(优选地由一金属制成)限定，罩体62围绕一基座70的一舌板73延伸，基座70由一绝缘材料制成。基座70支撑多个端子80。在一实施例中，基座70可由一第一薄片体基座71a以及一第二薄片体基座71b形成，其中第一和第二薄片体基座71a、71b各自嵌件模制成型在一排端子周围，从而一第一舌板半部73a以及一第二舌板半部73b均支撑对应的接触部80a。
如能认识到的，多个微型插座60均设置为具有端子组68的直角SMT型连接器，多个端子组68各提供一排端子且将安装在微型基板52上的一垫阵列54上。在一实施例中，端子组68可具有一0.5mm间距(pitch)的多个端子80。各端子80包括一接触部80a、一尾部80b以及在接触部80a和尾部80b之间延伸的一本体80c。如能认识到的，多个尾部80b可设置成两排。当然，对接微型插头连接器90具有同样以一0.5mm间距排列的多个对接端子。尽管尺寸很小，但远端串扰针对12.5GHz信号传输(signaling)频率可以降至(down out to)35dB以下且优选降至40dB以下。
为了帮助提供所期望的性能，成排端子的一排可包括由一接地端子85间隔开的信号端子86(其形成差分信号对89a、89b)且在一实施例中，舌板和接触部的设置可调整，从而接地端子85延伸超过(past)信号端子86且凹口74a、74b设置于第一和第二舌板半部73a、73b，其中对应的凹口设置在形成差分对的信号端子86的端部处。虽然这样一种可选的设置是不要求的，但是已经确定的是，对于如图所示的紧凑(compact)设计，具有如图所示的凹口74a、74b是有益的，以改善端子的调节功能(tuning)。凹口74a、74b与调节开孔(tuningapertures)77组合可设置成信号端子优先耦合(例如，在信号端子上行进的信号能量比通常在一对称结构(symmetric configuration)上行进的信号能量更多)。这可以通过修改围绕多个信号端子的结构的介电常数来实现，使得它们与其中一个信号端子耦合到相邻的一接地端子相比能够更紧密地耦合在一起。然而，如能从图21认识到的，在一实施例中，多个端子的间隔(spacing)和结构可以是对称的，从而接地端子和信号端子之间的间隔以及端子的形状沿着本体和尾部基本相同。
如图所示，第一薄片体半部71a包括经由一收容槽(receiving channel)84贴接于一突起81的一端子座82。虽然端子座82可一体化于第一薄片体半部71a，但是端子座82优选地是分立的且提供帮助控制多个尾部的位置和间隔的一端子用梳齿体83。如图所示，第二薄片体半部71b可以是一个一体单元。
存在的一个问题是包含卡扣件63。如能认识到的，存在有很小可用的空间且在没有一工具的情况下操作一卡扣件将难以封装。对于某些应用而言，可能不需要一卡扣件。然而，对服务器应用和任何针对牢固结构需要能够抵抗一连接器的意外脱离的应用而言，需要一卡扣件。通常将卡扣件放在插头模块上，但是多个微型插头模块非常小并且间隔是如此紧密，从而当多个微型插头模块如图所示地设置成在微型插头上提供一卡扣件是不可行的。结果，申请人已经确定的是能将卡扣件63设置在微型插座60上。
所示出的系统因此包括设置成对插入到微型插座60中的一微型插头模块固持的一可选的卡扣件63。卡扣件63包括一固定臂63a，固定臂63a具有固定于微型插座60的罩体62的一端部，且卡扣件63具有延伸穿过罩体62上的固持孔64的保持指63b，从而保持指63b能接合插入的插头连接器90且一释放凸缘(release flange)63c使用一工具能够被移动。在操作时，可将一工具插入到释放凸缘63c之下从而使固定臂63a向上平移。这将导致固定臂63a上的保持指63b与微型插头90上的固持孔脱离，然后可以移除微型插头90。从图8和图9所示的实施例可以认识到固定臂63a的平移。当然，如果希望从一插头模块10中移除几个微型插头90，则可能更容易先分离(disconnect)插头模块而后移除微型插头。
如上所述，多个微型插座60安装于一微型基板52上。如图所示，微型基板52与插卡45是分立的。在一替代实施例中，插卡可延伸变成微型基板52和插卡45是一体的或者是一单个基板，且多个微型插座60可直接安装于插卡45(且因此经由设置于插卡45上的迹线通信)。此外，微型基板52和插卡45可以任何期望的方式连接在一起。应注意的是，如果需要，插头模块还可包括例如一重定时器(retimer)和/或一放大器的电路，以允许改进的操作。
虽然可以添加主动元件，但应注意的是所示出的构造旨在某些应用中用作一被动系统。这是有益的，因为微型插头模块可以安装在相反端具有不同型式连接器的一线缆组件上。因此微型插头连接器90可以设置于线缆92的一端而一常规的SFP型插头94可以设置在另一端(诸如在图23中示意示出地那样)。
本文给出的本发明以其优选实施例及示范性实施例说明了各个特征。本领域技术人员在阅读本发明后将作出落在随附权利要求书的范围和精神内的许多其它的实施例、修改以及变形。

Claims (12)

1.一种插头模块，包括：
一主体，具有一第一对接端以及一第二对接端，所述第一对接端设置成插入一预定端口中；
一插卡，位于所述第一对接端且包括多个接触垫，所述插卡设置成接收至少两个发送通道以及两个接收通道；以及
一第一微型插座以及一第二微型插座，其支撑在所述第二对接端，其中，所述第一微型插座和第二微型插座设置成各自包括两个发送通道中的一个以及两个接收通道中的一个；以及
一微型基板，其支撑所述第一微型插座和第二微型插座，所述第一微型插座安装到所述微型基板，以及所述第二微型插座安装到所述微型基板。
2.如权利要求1所述的插头模块，其中，所述微型基板相对所述插卡向上偏移。
3.如权利要求2所述的插头模块，其中，至少一条线缆将所述微型基板连接到所述插卡。
4.如权利要求2-3中任一项所述的插头模块，其中，所述两个微型插座设置在所述微型基板的两侧。
5.如权利要求1-3中任一项所述的插头模块，其中，各个微型插座具有以一0.5mm的间距设置的至少16个插针。
6.如权利要求4所述的插头模块，其中，各个微型插座具有以一0.5mm的间距设置的至少16个插针。
7.如权利要求1-3中任一项所述的插头模块，其中，各个微型插座包括一独立的卡扣件，各个卡扣件设置成在操作时可以释放地接合一对接微型插头模块。
8.如权利要求4所述的插头模块，其中，各个微型插座包括一独立的卡扣件，各个卡扣件设置成在操作时可以释放地接合一对接微型插头模块。
9.如权利要求5所述的插头模块，其中，各个微型插座包括一独立的卡扣件，各个卡扣件设置成在操作时可以释放地接合一对接微型插头模块。
10.一种插头模块系统，包括：
如权利要求7所述的一插头模块；以及
至少一线缆组件，对接于所述插头模块，所述线缆组件包括一微型插头连接器，所述微型插头连接器具有一0.5mm间距的多个端子，其中，所述微型插座和所述微型插头连接器设置成在一传送通道和一接收通道上支持12.5GHz信号传输，且具有小于35dB的远端串扰。
11.如权利要求10的插头模块系统，其中，所述线缆组件具有安装于另一端的一SFP连接器。
12.如权利要求10的插头模块系统，其中，所述至少一线缆组件包括多个线缆组件，且所述多个线缆组件的其中一个具有一第一长度，且所述多个线缆组件中的另一个具有一第二长度，所述第一长度不同于所述第二长度。
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