CN109757052B - 一种通信设备数据信号传输装置及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通信设备数据信号传输装置及通信设备，该装置包括：线卡、交换板和传输背板；所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接；所述传输背板，用于传输所述线卡与所述交换板之间第一设定传输速率的数据信号；所述传输背板包括与所述第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线和传输线缆。本发明所述一种通信设备数据信号传输装置及通信设备，通过传输背板混合使用印刷电路板走线和双轴线缆，有效解决了大系统高速通道插损太大的瓶颈，同时克服了纯双轴线缆互联背板加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本；通过在通信设备中垂直于传输背板设置散热风扇，直通风道及风阻较小有效的提高了通信设备的散热能力。

Description

一种通信设备数据信号传输装置及通信设备

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种通信设备数据信号传输装置及通信设备。

背景技术

通信设备中，汇聚节点的设备或核心节点设备转发带宽需求越来越大，通信设备内部连接业务单板的高速总线速率越来越高(当前主流在研设备为56Gbps)，高速通道数量也越来越多。随着通道传输速率提高，通道单位长度插入损耗越来越大，系统高速通道长度越来越成为制约设备带宽容量的一个关键因素；单板功耗也因处理带宽增大和/或功能加强而越来越大，散热也已经成为系统硬件总体设计的瓶颈。

为了解决总线速率提升引入的通道插入损耗增大，尤其是单通道支持到56Gbps速率的系统，目前一个主要的解决方案是利用传输线的单位长度损耗较低特性，使用线缆背板的传输线缆互联系统，如图1所示，该线缆互联系统包括：线卡10、交换板20和线缆部件30，可以较好解决高速通道的插损过大的问题，但仍然存在线缆互联部件占用风道空间，影响系统散热能力；为解决系统散热，在系统中对散热进行改进的线缆互联架构，如图2所示，该线缆互联架构包括：线卡40、交换板50和线缆部件60，这种架构的线缆部件区域也可以安装风扇，线缆组件之间可以通风，散热能力较强，但同样存在线缆组件多、风阻大问题，线缆部件因线缆较多，还要满足一定的折弯半径，导致设备深度较深；另外，因为使用线缆，加工工艺复杂，线缆部件成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有通信设备中数据信号完全通过传输线缆传输，传输线缆加工工艺复杂，成本较高。

本发明采用的技术方案是，所述一种通信设备数据信号传输装置，包括：线卡和交换板，所述装置还包括：传输背板；

所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接；

所述传输背板，用于传输所述线卡与所述交换板之间第一设定传输速率的数据信号；

所述传输背板包括与所述第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线和传输线缆。

可选的，所述传输背板设有与所述线卡连接的一个或多个第一连接器；所述传输背板设有与所述第一连接器对应的第二连接器，其中所述第二连接器与所述交换板连接；

所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接，包括：

所述传输背板通过与所述第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线分别与所述第一连接器和所述第二连接器连接；

其中，所述第一连接器与所述第二连接器的距离小于或等于设定阈值。

可选的，所述传输背板还设有与所述线卡连接的一个或多个第三连接器；所述传输背板还设有分别与所述第三连接器对应的第四连接器，其中所述第四连接器与所述交换板连接；

所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接，包括：

所述传输背板通过所述传输线缆分别与所述第三连接器和所述第四连接器连接；

其中，所述第三连接器与所述第四连接器的距离大于所述设定阈值。

所述线卡与所述交换板垂直设置。

可选的，所述传输背板与所述交换板共面设置，或者平行设置；

所述传输背板与所述线卡正交设置。

可选的，所述线卡设有分别与所述第一连接器和所述第三连接器连接的正交连接器；

所述交换板设有分别与所述第二连接器和所述第四连接器连接的共面连接器。

可选的，所述传输背板与所述交换板正交设置；

所述传输背板与所述线卡共面设置，或者平行设置。

可选的，所述线卡设有分别与所述第一连接器和所述第三连接器连接的共面连接器；

所述交换板设有分别与所述第二连接器和所述第四连接器连接的正交连接器。

可选的，在所述传输背板的数量为多个的情况下，任意两个所述传输背板平行设置；

其中，任意两个相邻传输背板间保留设定距离值。

可选的，所述装置还包括主控板和信号传输板；

所述信号传输板分别与所述线卡、所述交换板和所述主控板连接；

所述信号传输板，用于传输第二设定传输速率的数据信号和供电电流。

可选的，在所述信号传输板上所述第一连接器、所述第二连接器、所述第三连接器和所述第四连接器对应区域设有用于散热的挖空区域；

所述信号传输板设有一个或多个与所述第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线；

在与所述第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线的每一端设有第五连接器；

其中，任一所述第五连接器与对应的所述线卡设有的第六连接器、所述交换板设有的第七连接器、或所述主控板设有的第八连接器连接。

本发明还提供一种通信设备，其特征在于，包括：散热风扇、设备框架和上述的通信设备数据信号传输装置；

所述线卡、所述交换板和所述主控板分别接插于所述设备框架的预置插槽中；

所述设备框架设有一排或两排用于接插所述线卡的插槽；

所述设备框架，用于固定所述线卡、所述交换板和所述主控板；

所述散热风扇数量为一个或多个；所述散热风扇与所述传输背板垂直设置。采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述一种通信设备数据信号传输装置及通信设备，通过传输背板中混合使用印刷电路板走线及传输线缆，有效克服了传输线缆加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本；通过在通信设备中垂直于传输背板设置散热风扇，同时因为传输线缆数量较少，减小了对风道影响，有效的提高了通信设备的散热能力。

附图说明

图1为现有技术中的线缆背板的传输线缆组成结构示意图；

图2为现有技术中的改进散热为前后直通风道的线缆背板的传输线缆组成结构示意图；

图3为本发明第一、第二和第四实施例的通信设备数据信号传输装置组成结构示意图；

图4为本发明第一至第四实施例的传输背板组成结构示意图；

图5为本发明第二实施例的通信设备数据信号传输装置组成结构示意图；

图6为本发明第二实施例的信号传输板组成结构示意图；

图7为本发明第三实施例的通信设备组成结构示意图；

图8为本发明第四实施例的通信设备组成结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种通信设备数据信号传输装置，如图3～图4所示，包括以下组成部分：

线卡101、交换板102和传输背板103，

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接；

传输背板103，用于传输线卡101与交换板102之间第一设定传输速率的数据信号；

可选的，线卡101与交换板102垂直设置。

可选的，如图3所示，传输背板103与交换板102共面设置，或者平行设置；传输背板103与线卡101正交设置。

线卡101设有分别与第一连接器107和第三连接器109连接的正交连接器105；

交换板102设有分别与第二连接器108和第四连接器110连接的共面连接器106。

如图4所示，传输背板103包括与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120和传输线缆121。

其中，传输背板103通过印刷电路板走线120分别与第一连接器107和第二连接器108连接；其中，第一连接器107与第二连接器108的距离小于或等于设定阈值；

传输背板103通过传输线缆121分别与第三连接器109和第四连接器110连接；其中，第三连接器109与第四连接器110的距离大于设定阈值。

在本实施例中，第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定速率阈值的数据信号。

例如：第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定阈值25Gbps的数据信号。

可选的，线卡101的数量为一个或多个；交换板102的数量为一个或多个；传输背板103的数量为一个或多个。

每个传输背板103设有印刷电路板走线120连接代替传输线缆，传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，有效降低设计难度、缩短设计周期及降低了系统的生产成本；同时设有传输线缆121传输大于或等于设定阈值传输距离的第一设定传输速率的数据信号，能够有效的降低系统信号传输的插入损耗，解决大系统的信号传输损耗瓶颈。

本发明第一实施例所述的一种通信设备数据信号传输装置，通过传输背板代替了现有技术中通信设备中的部分传输线缆，有效克服了传输线缆加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本。

本发明第二实施例，一种通信设备数据信号传输装置，如图3～图6所示，包括以下组成部分：

线卡101、交换板102和传输背板103；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接；

传输背板103，用于传输线卡101与交换板102之间第一设定传输速率的数据信号；

如图4所示，传输背板103包括与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120和传输线缆121。

其中，第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定速率阈值的数据信号。

例如：第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定阈值25Gbps的数据信号。

可选的，线卡101的数量为一个或多个；交换板102的数量为一个或多个；传输背板103的数量为一个或多个。

可选的，如图4所示，传输背板103设有与线卡101连接的一个或多个第一连接器107；传输背板103设有与第一连接器107对应的与第二连接器108，其中第二连接器108与交换板102连接；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接的方式，包括但不限于：

传输背板103通过与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120分别与第一连接器107与第二连接器108连接；

其中，第一连接器107与第二连接器108的距离小于或等于设定阈值。

在第一设定传输速率的数据信号传输距离小于或等于设定阈值的情况下，通过印刷电路板走线120传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，有效降低设计难度、缩短设计周期及降低了系统的生产成本。

可选的，如图4所示，传输背板103还设有与线卡101连接的一个或多个第三连接器109；传输背板103还设有分别与第三连接器109对应的第四连接器110，其中第四连接器110与交换板102连接；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接的方式，还包括：

传输背板103通过传输线缆121分别与第三连接器109和第四连接器110连接；

其中，第三连接器109与第四连接器110的距离大于设定阈值。

在第一设定传输速率的数据信号的传输距离大于设定阈值的情况下，传输背板103设有传输线缆121，通过传输线缆121传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，能够有效的降低系统信号传输的插入损耗，解决大系统的信号传输损耗瓶颈。

在本发明的一些实施例中，对设定阈值不做具体限定，设定阈值可以是用户根据OIF CEI-25G-LR、CEI-56G-LR或特定通道设置的设定值，也可以是依据有限次计算机仿真得到的最佳散热距离值。

可选的，如图5所示，传输背板103与交换板102正交设置；

传输背板103与线卡101共面设置，或者平行设置。

线卡101设有分别与第一连接器107和第三连接器109连接的共面连接器106；

交换板102设有分别与第二连接器108和第四连接器110连接的正交连接器105。

可选的，在传输背板103的数量为多个的情况下，任意两个传输背板103平行设置；

其中，任意两个相邻传输背板103间保留设定距离值。

可选的，线卡101与交换板102垂直设置。

可选的，如图3所示，传输背板103与交换板102共面设置，或者平行设置；传输背板103与线卡101正交设置。

可选的，如图3所示，在传输背板103与交换板102共面设置或者平行设置，传输背板103与线卡101正交设置的情况下，线卡101设有分别与第一连接器107和第三连接器109连接的正交连接器105；

交换板102设有分别与第二连接器108和第四连接器110连接的共面连接器106。

可选的，如图5所示，通信设备数据信号传输装置还包括主控板130和信号传输板131；

信号传输板131分别与线卡101、交换板102和主控板130连接；

信号传输板131，用于传输第二设定传输速率的数据信号和供电电流。

其中，第二设定传输速率的数据信号为传输速率小于设定阈值的数据信号。

例如：第二设定传输速率的数据信号为传输速率小于设定阈值12.5Gbps的数据信号。

可选的，如图6所示，在信号传输板131上第一连接器107、第二连接器108、第三连接器109和第四连接器110对应区域设有用于散热的挖空区域132；

信号传输板131设有一个或多个与第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线；

在与第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线的每一端设有第五连接器133；

其中，如图5所示，任一第五连接器133与对应的线卡101设有的第六连接器143、交换板102设有的第七连接器142、或主控板130设有的第八连接器141连接。

每个传输背板103设有印刷电路板走线120连接代替传输线缆，传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，有效降低设计难度、缩短设计周期及降低了系统的生产成本；同时设有传输线缆121传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，能够有效的降低系统信号传输的插入损耗，解决大系统的信号传输损耗瓶颈。

本发明第二实施例所述的一种通信设备数据信号传输装置，通过传输背板代替了现有技术中通信设备中的部分传输线缆，有效克服了传输线缆加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本。

本发明第三实施例，一种通信设备，如图4和图7所示，包括以下组成部分：

散热风扇201、设备框架202、线卡101、交换板102和传输背板103；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接；

传输背板103，用于传输线卡101与交换板102之间第一设定传输速率的数据信号；

如图4所示，传输背板103包括与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120和传输线缆121。

其中，第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定速率阈值的数据信号。

例如：第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定阈值25Gbps的数据信号。

如图7所示，线卡101和交换板102分别接插于设备框架202的预置插槽中；

设备框架202设有一排或两排用于接插线卡101的插槽；

设备框架202，用于固定线卡101和交换板102；

散热风扇201数量为一个或多个；散热风扇201与传输背板103垂直设置。

可选的，线卡101的数量为一个或多个；交换板102的数量为一个或多个；传输背板103的数量为一个或多个；

每个传输背板103设有印刷电路板走线120连接代替传输线缆，传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，有效降低设计难度、缩短设计周期及降低了系统的生产成本；同时设有传输线缆121传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，能够有效的降低系统信号传输的插入损耗，解决大系统的信号传输损耗瓶颈。

本发明第三实施例所述的一种通信设备，通过传输背板混合使用印刷电路板走线及传输线缆，有效克服了传输线缆加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本；通过在通信设备中垂直于传输背板设置散热风扇，有效的提高了通信设备的散热能力。本实施例架构更便于扩展线卡数量。

本发明第四实施例，一种通信设备，如图4和图8所示，包括以下组成部分：

散热风扇201、设备框架202、线卡101、交换板102、传输背板103和主控板130；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接；

传输背板103，用于传输线卡101与交换板102之间第一设定传输速率的数据信号；

如图4所示，传输背板103包括与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120和传输线缆121。

其中，第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定速率阈值的数据信号。

例如：第一设定传输速率的数据信号为传输速率大于或等于设定阈值25Gbps的数据信号。

如图8所示，线卡101、交换板102和主控板130分别接插于设备框架202的预置插槽中；

设备框架202设有一排或两排用于接插线卡101的插槽；

设备框架202，用于固定线卡101、交换板102和主控板130；

散热风扇201数量为一个或多个；散热风扇201与传输背板103垂直设置。

可选的，线卡101的数量为一个或多个；交换板102的数量为一个或多个；传输背板103的数量为一个或多个。

可选的，如图4所示，传输背板103设有与线卡101连接的一个或多个第一连接器107；传输背板103设有与第一连接器107对应的与第二连接器108，其中第二连接器108与交换板102连接；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接的方式，包括但不限于：

传输背板103通过与第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线120分别与第一连接器107与第二连接器108连接；

其中，第一连接器107与第二连接器108的距离小于或等于设定阈值。

在第一设定传输速率的数据信号传输距离小于或等于设定阈值的情况下，通过印刷电路板走线120传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，有效降低设计难度、缩短设计周期及降低了系统的生产成本。

可选的，如图4所示，传输背板103还设有与线卡101连接的一个或多个第三连接器109；传输背板103还设有分别与第三连接器109对应的第四连接器110，其中第四连接器110与交换板102连接；

传输背板103分别与线卡101和交换板102连接的方式，还包括：

传输背板103通过传输线缆121分别与第三连接器109和第四连接器110连接；

其中，第三连接器109与第四连接器110的距离大于设定阈值。

在第一设定传输速率的数据信号的传输距离大于设定阈值的情况下，传输背板103设有传输线缆121，通过传输线缆121传输大于或等于设定速率阈值的第一设定传输速率的数据信号，能够有效的降低系统信号传输的插入损耗，解决大系统的信号传输损耗瓶颈。

在本发明的一些实施例中，对设定阈值不做具体限定，设定阈值可以是用户根据OIF CEI-25G-LR、CEI-56G-LR或特定通道设置的设定值，也可以是依据有限次计算机仿真得到的最佳散热距离值。

可选的，如图5所示，传输背板103与交换板102正交设置；

传输背板103与线卡101共面设置，或者平行设置。

线卡101设有分别与第一连接器107和第三连接器109连接的共面连接器106；

交换板102设有分别与第二连接器108和第四连接器110连接的正交连接器105。

可选的，在传输背板103的数量为多个的情况下，任意两个传输背板103平行设置；

其中，任意两个相邻传输背板103间保留设定距离值。

可选的，如图8所示，线卡101与交换板102垂直设置。

可选的，如图3所示，传输背板103与交换板102共面设置，或者平行设置；传输背板103与线卡101正交设置。

可选的，如图3所示，在传输背板103与交换板102共面设置或者平行设置，传输背板103与线卡101正交设置的情况下，线卡101设有分别与第一连接器107和第三连接器109连接的正交连接器105；

交换板102设有分别与第二连接器108和第四连接器110连接的共面连接器106。

可选的，信号传输板131分别与线卡101、交换板102和主控板130连接；

信号传输板131，用于传输第二设定传输速率的数据信号和供电电流。

其中，第二设定传输速率的数据信号为传输速率小于设定阈值的数据信号。

例如：第二设定传输速率的数据信号为传输速率小于设定阈值12.5Gbps的数据信号。

可选的，如图6所示，在信号传输板131上第一连接器107、第二连接器108、第三连接器109和第四连接器110对应区域设有用于散热的挖空区域132；

信号传输板131设有一个或多个与第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线；

在与第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线的每一端设有第五连接器133；

其中，如图5所示，任一第五连接器133与对应的线卡101设有的第六连接器143、交换板102设有的第七连接器142、或主控板130设有的第八连接器141连接。

本发明第四实施例所述的一种通信设备，通过传输背板代替了现有技术中通信设备中的部分传输线缆，有效克服了传输线缆加工工艺复杂，成本较高的缺陷，有效降低了通信系统的生产成本；通过在通信设备中垂直于传输背板设置散热风扇，有效的提高了通信设备的散热能力。本实施例架构更便于扩展线卡单板宽度。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种通信设备数据信号传输装置，包括：线卡和交换板，其特征在于，所述装置还包括：传输背板；

所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接；

所述传输背板，用于传输所述线卡与所述交换板之间第一设定传输速率的数据信号；

所述传输背板包括与所述第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线和传输线缆；

所述传输背板设有与所述线卡连接的一个或多个第一连接器；所述传输背板设有与所述第一连接器对应的第二连接器，其中所述第二连接器与所述交换板连接；

所述传输背板分别与所述线卡和所述交换板连接，包括：

所述传输背板通过与所述第一设定传输速率匹配的印刷电路板走线分别与所述第一连接器和所述第二连接器连接；

其中，所述第一连接器与所述第二连接器的距离小于或等于设定阈值；

所述传输背板还设有与所述线卡连接的一个或多个第三连接器；所述传输背板还设有分别与所述第三连接器对应的第四连接器，其中所述第四连接器与所述交换板连接；所述传输背板通过所述传输线缆分别与所述第三连接器和所述第四连接器连接；

其中，所述第三连接器与所述第四连接器的距离大于所述设定阈值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线卡与所述交换板垂直设置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输背板与所述交换板共面设置，或者平行设置；

所述传输背板与所述线卡正交设置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述线卡设有分别与所述第一连接器和所述第三连接器连接的正交连接器；

所述交换板设有分别与所述第二连接器和所述第四连接器连接的共面连接器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输背板与所述交换板正交设置；

所述传输背板与所述线卡共面设置，或者平行设置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述线卡设有分别与所述第一连接器和所述第三连接器连接的共面连接器；

所述交换板设有分别与所述第二连接器和所述第四连接器连接的正交连接器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述传输背板的数量为多个的情况下，任意两个所述传输背板平行设置；

其中，任意两个相邻传输背板间保留设定距离值。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括主控板和信号传输板；

所述信号传输板分别与所述线卡、所述交换板和所述主控板连接；

所述信号传输板，用于传输第二设定传输速率的数据信号和供电电流。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述信号传输板上所述第一连接器、所述第二连接器、所述第三连接器和所述第四连接器对应区域设有用于散热的挖空区域；

所述信号传输板设有一个或多个与所述第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线；

在与所述第二设定传输速率的数据信号匹配的印刷电路板走线的每一端设有第五连接器；

其中，任一所述第五连接器与对应的所述线卡设有的第六连接器连接，或与所述交换板设有的第七连接器连接，或与所述主控板设有的第八连接器连接。

10.一种通信设备，其特征在于，包括：散热风扇、设备框架和根据权利要求1至9中任一项所述的通信设备数据信号传输装置；

所述线卡、所述交换板和主控板分别接插于所述设备框架的预置插槽中；

所述设备框架设有一排或两排用于接插所述线卡的插槽；

所述设备框架，用于固定所述线卡、所述交换板和所述主控板；

所述散热风扇数量为一个或多个；所述散热风扇与所述传输背板垂直设置。

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