CN116156800A - 宽频分配网络中使用的具有节点元件的基于盖体的安装的节点壳体 - Google Patents

宽频分配网络中使用的具有节点元件的基于盖体的安装的节点壳体 Download PDF

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Abstract

本发明的态样包含用于使用于一宽频分配网络中的节点壳体，其包含将放大器耦接至盖体部且在基座部中提供介面板，基座部允许射频及电源讯号被提供到盖体部中的射频放大器。设置于基座部中的介面板更较佳地即使在放大器从盖体部解耦时仍提供电源直通至维持电性连接的下游节点。因此，放大器及/或盖体部可从基座部解耦而没有中断电源至下游节点的分配。

Description

宽频分配网络中使用的具有节点元件的基于盖体的安装的节 点壳体
技术领域
本发明总体上涉及一种宽频分配网络(broadband distribution networks)，特别涉及在其中根据节点元件的盖体安装配置(lid-mountedarrangement)维持目标运作温度的节点壳体，且节点元件较佳地例如为射频(RF)放大器。
背景技术
如有线电视(cable television，CATV)的现有的宽频分配网络使用通过一或多个馈送线路(feed line)将讯号传递给用户的头端(head)/集线器。各个馈送线路关联于能将如有线电视讯号的讯号提供给相关用户的一或多个服务群组。一般来说，用户系根据住家或办公室地理位置而关联于特定的服务群组。
在有线电视网络的内容中，各个馈送线路概略地包含多个元件/节点，如能共同使下游有线电视讯号能到达用户并使上游讯号能从用户传送到目的地(如网络端点)的分离器、分接头(tap)及放大器节点等。
发明内容
根据本发明一态样，揭露有一种用于使用于宽频分配网络中的节点。节点包含第一壳体部、第二壳体部以及放大器。第一壳体部界定第一空腔。第一壳体部具有至少一射频连接器埠以耦接于一宽频分配网络的馈送线路。第二壳体部界定第二空腔。放大器设置于第二壳体部的第二空腔中。第一壳体部以及第二壳体部用以彼此耦接且根据第一空腔以及第二空腔在它们之间共同提供元件空间，且第一壳体部的第一空腔的整体体积V1小于第二壳体部的第二空腔的整体体积V2。
附图说明
这些及其他的特征与优点将通过阅读以下的详细描述及附图被更透彻地了解。在附图中：
图1A呈现用于宽频分配网络中的示例性现有放大器节点。
图1B呈现图1A中的放大器节点的分解图。
图2呈现根据本发明的态样的宽频分配网络中使用的示例性节点的立体图。
图3根据本发明的态样呈现图2中的节点的另一立体图。
图4根据本发明的态样呈现图2中的节点的另一立体图。
图5根据本发明的态样呈现图2中的节点的另一立体图。
图6根据本发明的态样呈现图2中的节点的部分分解图。
图7根据本发明的态样呈现图2中的节点的另一立体图。
图8根据本发明的态样呈现图2中的节点沿图4中的割面线8-8绘示的剖面示意图。
【附图标记说明】
节点100
第一壳体部102-1
第二壳体部102-2
铰链103
放大器104
电源供应器106
转接器108
射频连接器埠110
凹槽111
部分113
电源互连器118-1、118-2
壳体120
节点200
壳体202
第一壳体部202-1
第二壳体部202-2
铰链203
放大器204
第一空腔205-1
第二空腔205-2
电源供应器206
转动轴209
射频连接器埠210
电源插座211
平坦面220
第一散热器结构222-1
第二散热器结构222-2
第三散热器结构222-3
元件室224
长轴250-1
长轴250-2
热连通路径255、257
电路板259
底面261
介面板280
第一元件281-1
第二元件281-2
开口282
开孔284
电性互连器285
配合面289
转接器299
高度H1、H2
长度L1、L2、L3
宽度W1、W2、W3
高度/厚度T1
偏移距离OD1、OD2
具体实施方式
如放大器节点的节点时常系通过具有基座及可转动地耦接的盖子(cover)的蚌壳式壳体(clamshell housing)来实施。基座包含例如用于与一或多个同轴线缆耦接的插座及放大器电路以及用于耦接于如交流干线(AC mains)的电源线路的电源互连器。通过节点的电源分配通常为串联的而使得沿馈送线路的各个节点以直通(pass-through)的方式将电源提供给后续的节点。
这样的节点壳体的现有方式包含以尽可能靠近同轴线缆插座的方式耦接(即在基座中)放大器电路以避免讯号损失及产生噪声。这使得电源供应电路设置于盖子部中且在通过有通道/转接器(riser)于基座中电性耦接于电源互连器。因为放大器电路为不仅包含放大器固有电路还包含电源互连器以使电源讯号能通过基座以将电源供应至下游节点的单一单元，所以为了维修或更新而将放大器电路移除例如不幸地使馈送线路上的下游节点与电源断接。
举例来说，图1A及图1B呈现作为放大器节点实施的有线电视网络的一个示例性节点100。节点100包含共同表示为壳体120且个别表示为第一壳体部102-1及第二壳体部102-2的壳体120。第一壳体部102-1及第二壳体部102-2能通过铰链103彼此耦接且在第一壳体部102-1及第二壳体部102-2之间界定出也可称为元件空腔的一空腔。
节点100的第一壳体部102-1包含用于耦接于馈送线路的同轴线缆的射频连接器埠110以及用于将电源提供给节点100中的负载的电源互连器/插座。第一壳体部102-1更较佳地包含设置于其中的放大器104，放大器104也可称为射频放大器。第一壳体部102-1更提供用于容纳放大器104的部分113的凹槽111。此构造允许放大器的部分113设置于提供组件以支持同轴针锁紧(seizure)的第一壳体部102-1的部分以及大至上以118-1及118-2表示的电源互连器118-1、118-2之间。
部分113能在放大器104中提供额外的空间/占位面积以容置用于射频讯号的放大及/或用于电源直通的电路。第一壳体部102-1能包含安装件(未绘示)以耦接于建筑物或其他合适的结构。第一壳体部102-1也可于此称为基座。
第二壳体部102-2包含设置于其中以接收如交流干线的电源并通过转接器108将电源提供给如放大器104的负载的电源供应器106。第二壳体部102-2于此也可称为盖子。盖子用于具有比相关基座的内部体积大的内部体积。
在运作时，电源通过大致上由118-1及118-2呈现的电源互连器118-1、118-2流过节点100且流动倒节点100中的负载，其中放大器104提供电源直通电路以将电源供应至下游节点。放大器104的移除接着使电源互连电路电性解耦，进而使电源分配被阻断/断接于下游节点。这会最终使由紧密下游节点服务的一或多个服务群组的服务损失，直到放大器104(或替代物)电性耦接于节点100中。
本发明一态样包含用于使用于一宽频分配网络中的节点壳体，其包含将放大器耦接/安装至盖体部(于此也称为盖子部)且在基座部中提供介面板，基座部允许射频及电源讯号被提供到盖体部中的射频放大器。基座部较佳地包含插座(如射频连接器埠110)以耦接至馈送线路，且较佳地耦接至馈送线路的同轴线缆以发送/接收射频讯号(如有线电视讯号)。较佳地，基座部包含凹槽，如以上参照图1A、图1B描述的放大器凹槽。然而，基座较佳地包含设置于由基座界定的凹槽中的电源供应器。电源供应器更较佳地通过设置于基座部中的电互连器电性耦接至外部电源，如交流干线。设置于基座部中的介面板更较佳地即使在放大器从盖体部解耦或盖体部从基座部解耦时仍提供电源直通至维持电性连接的下游节点。
因此，根据本发明的放大器节点允许放大器从节点解耦(例如为了进行维修或更新)而没有阻断下游的电源分配。此外，根据本发明的节点能藉由将电路设置于盖体中而非基座中，来达成如放大器的电路的散热的加强。盖体能具有拥有相对较大的整体内部体积的特征而加强放大器及如电源供应器的相邻电路之间的热隔离。此外，盖体能具有拥有相对较大的散热器(如鳍片)的特征以例如进一步促进热从放大器传递到周围环境。本发明的态样已证实此布置方式允许或增加如放大器的节点元件的功耗如高达或超过80瓦，同时通过被动冷却(如自然对流)将节点的温度维持在或低于摄氏85度(即无须主动冷却)。因此，本发明的态样允许节点中的功耗增加以达到1.8Ghz及更高的产品频宽。
于此使用的用语“耦接“指元件之间的任何连接、耦合、连结等。这样”耦接的“元件无须直接连接于另一者且可由中间元件分离。
基座或基座部表示包含用于在宽频网络中耦接于馈送线路的至少一射频连接器埠的壳体部。另一方面，盖体或盖体部表示不具有射频连接器埠的壳体部。此外，根据本发明的基座较佳地具有第一整体内部体积V1，第一整体内部体积V1小于相关的盖子的第二整体内部体积V2。
用语“实质上“于此一般性地使用并指可接受的误差范围内的精准程度，其中可接受的误差范围视为并反映因制造过程中的材料组成、材料缺陷及/或限制/奇异(peculiarity)所产生的次要真实世界变化(minor real-world variation)。这种变化可因此被描述为大致地(largely)，但不需完全地达成所述的特性。为了提供一种非限制性的示例来量化”实质上“，除非另有说明，否则次要变化可造成的误差小于或等于特定描述的数量/特性的正负5％。
请参阅图2至图8，呈现有根据本发明的态样的示例性节点200。节点100较佳地作为用于使用宽频分配网络的放大器节点实施，宽频分配网络如符合DOCSIS 3.1标准或更高规格的标准的有线电视网络。
如图所示，节点200较佳地包含共同以标号202表示且个别以第一壳体部202-1及第二壳体部202-2表示的壳体202。壳体202较佳地由如铝等材料形成。壳体202较佳地具有至少IP68的异物防护(ingress protection，IP)等级。
第一壳体部202-1及第二壳体部202-2较佳地用以彼此可转动地耦接。更佳地，第一壳体部202-1及第二壳体部202-2藉由铰链203可转动地耦接。铰链203较佳地用以允许第一壳体部202-1相对第二壳体部202-2沿转动轴209转动(如图4所示)。第一壳体部202-1及第二壳体部202-2较佳地用以彼此耦接且在它们之间形成节点空腔。节点空腔较佳地用以具有位于其中的至少一节点元件。节点空腔较佳地共同由将于以下详述的第一壳体部202-1所提供的第一空腔205-1及第二壳体部202-2所提供的第二空腔205-2所界定。
第一壳体部202-1更较佳地用以可移除地耦接于第二壳体部202-2。更佳地，第一壳体部202-1藉由铰链203的方式可移除地耦接于第二壳体部202-2。举例来说，铰链203能用以允许第一壳体部202-1分离于第二壳体部202-2。举例来说，这有利于允许技术人员将第一壳体部202-1及第二壳体部202-2彼此分离/解耦以进行维修或更新。此外，基于具有于此揭露的可中断构造的第一壳体部202-1，这允许技术人员在不阻断/中断传到下游节点的电源的情况下解耦壳体部。
第一壳体部202-1也可称为基座部或简称为基座。第一壳体部202-1较佳地由界定第一空腔205-1的多个侧墙所界定。
第一壳体部202-1能包含多个安装件(未绘示)以固定地安装于墙体或其他合适结构。第一壳体部202-1更较佳地包含平坦面220，平坦面220例如能用于将第一壳体部202-1安装至如垂直墙的位置。平坦面220能至少部分由在其中界定凹槽的第一壳体部202-1的侧墙界定，这将于以下进一步描述。凹槽较佳地与第一壳体部202-1形成为单体、单件式结构。此凹槽也可于此称为节点元件室或简称为元件室。元件室较佳地设置在第一壳体部202-1的中点(midpoint)。图4中更清楚呈现有一个这样示例性的元件室224。元件室224较佳地用以包含设置于其中的至少一节点元件，如电源供应器。
第一壳体部202-1更较佳地包含至少一射频连接器埠，且更佳地包含多个射频连接器埠210。这些射频连接器埠210较佳地用以耦接于在宽频分配网络中提供馈送线路的同轴线缆。各个射频连接器埠210例如能被实施成G型射频连接器。各个射频连接器埠210较佳地设置于第一壳体部202-1的远程。
第一壳体部202-1更较佳地包含第一散热器结构222-1及第二散热器结构222-2。第一散热器结构222-1及第二散热器结构222-2较佳地实施为多个鳍片。第一散热器结构222-1及第二散热器结构222-2的鳍片较佳地相对第一壳体部202-1的长轴250-1横向延伸(如图3所示)。
第一散热器结构222-1及第二散热器结构222-2更较佳地与第一壳体部202-1形成为单体、单件式材料。元件室224的平坦面220较佳地设置于第一散热器结构222-1及第二散热器结构222-2之间。于图3中的示例中，这使得第一散热器结构222-1、平坦面220及第二散热器结构222-2沿着第一壳体部202-1的长轴250-1设置。
第一壳体部202-1较佳地界定具有整体体积V1的第一空腔205-1。第一空腔205-1的整体体积V1能位于60至80立方英寸的范围中。第一空腔205-1更较佳地包含顶空腔以及界定元件室224的底空腔。
第一空腔具有较佳地量测为0.81±0.5英寸的整体高度H1、较佳地量测为14.4±1.0英寸的整体长度L1以及较佳地量测为5.2±1.0英寸的整体宽度W1(如图6所示)。
界定元件室224的底空腔包含较佳地量测为1.7±1.0英寸的整体高度H2、较佳地量测为5.1±1.0英寸的整体长度L2以及较佳地量测为5.2±1.0英寸的整体宽度W2。
较佳地，介面板280设置于由第一空腔205-1界定的顶空腔中。介面板280较佳地由如铝等材料形成，但其他材料也属于本发明的范畴，如铜。介面板280较佳地牢固地/固定地耦接于第一壳体部202-1。
介面板280的整体长度及宽度较佳地等于或小于顶腔体的整体长度L1及整体宽度W1。介面板280更较佳地包含量测为0.25±0.10英寸的高度/厚度T1。
介面板280更较佳地界定具有长度L3及宽度W3的开口282。开口282较佳地在介面板280设置于第一壳体部102-1中时连通于元件室224以允许节点元件的插设。开口282的长度L3能大于、等于或小于底空腔的整体长度L2。较佳地，开口282的长度L3等于整体长度L2。开口282的宽度W3能大于、等于或小于底空腔的整体宽度W2。较佳地，开口282的宽度W3等于底空腔的整体宽度W2。更佳地，开口282的宽度W3及长度L3分别等于底空腔的整体宽度W2及整体长度L2。
介面板280更较佳地界定多个开孔284。各个开孔284较佳的对齐于由设置在第一空腔205-1中的射频连接器组件所提供的电互连器/电性柱(electrical post)，如电性互连器285。射频连接器组件的各个电互连器较佳地用以延伸通过这些开孔284中相对应的一者，如图4中的示例中的电性互连器285所示。电互连器较佳地电性耦接于放大器204以藉由转接器299的方式发送/接收射频讯号(如图7所示)。
如第一元件281-1及/或第二元件281-2的光学电路/元件能安装于介面板280。光学电路例如能包含电源电路以将无法中断的电源供应器提供至下游节点或其他元件/电路，如放大器、线路延伸器及分接头。于一示例中，第一元件281-1能为射频前置放大器及/或射频反向放大器，且第二元件281-2能为电源电路以将直通电源提供给下游节点。这样的构造于此也可称为电直通布置，其较佳地用以在放大器204从电源供应器206电性解耦时维持电源至下游节点的输出。
较佳地，电源供应器206设置于元件室224中(如图7所示)。较佳地，电源供应器206能通过介面板280的开口282从元件室224解耦/移除。因此，电源供应器206能较佳地从开口282移除而无须将介面板280从第一壳体部202-1解耦/移除。如图7所示，电源供应器206例如能通过由第二壳体部202-2及转接器299界定的电源插座211电性耦接于外部电源(交流干线)。此外，电源供应器206较佳地例如通过转接器299电性耦接于放大器204。较佳地，放大器204从电源供应器206的电性解耦不会中断电源到下游节点的传递。
介面板280能用以将第一壳体部202-1中的元件热隔离于第二壳体部202-2中的元件。或者或除了介面板280所提供的热屏蔽之外，介面板280也能提供第一壳体部202-1及第二壳体部202-2的元件之间的射频屏蔽。
第二壳体部202-2也可称为盖子部或简称为盖子。第二壳体部202-2较的的由界定第二空腔205-2的多个侧墙界定，如以下所述。
第二壳体部202-2也能包含多个安装件(未绘示)以固定的安装至墙体或其他合适结构。第二壳体部202-2更较佳地包含电源插座211。电源插座211能用以耦接于电源，如交流干线。
第二壳体部202-2更较佳地包含第三散热器结构222-3(如图2所示)。第三散热器结构222-3更较佳地用以沿长轴250-2延伸，且更佳地沿长轴250-2从第二壳体部202-2的端到端延伸(如图3所示)。第三散热器结构222-3较佳地实施为多个鳍片。第三散热器结构222-3的各个鳍片较佳地相对第二壳体部202-2的长轴250-2横向延伸。第三散热器结构222-3更佳地与第二壳体部202-2形成为单体、单件式材料。
第二壳体部202-2较佳地界定第二空腔205-2。第二空腔205-2包含整体体积V2。第二空腔205-2的整体体积V2较佳地至少为280立方英寸。第二空腔205-2的整体体积V2较佳地大于第一空腔205-1的整体体积V1。较佳地，第二空腔205-2的整体体积V2相对第一空腔205-1的整体体积V1的比例为2:1.0、2.5:1.0或至少1.5:1.0。
第二空腔205-2具有较佳量测为3.2±1.0英寸的整体高度H3(如图6所示)、较佳量测为14.4±1.0英寸的整体长度L4以及较佳量测为5.2±1.0的整体宽度W4(如图6所示)。
放大器204较佳地设置于第二壳体部102-2的第二空腔205-2中。更佳地，放大器204安装于界定第二空腔205-2的底面261(如图8所示)而使得在第一壳体部102-1及第二壳体部102-2彼此耦接时于它们之间形成介面的第二壳体部102-2的配合面289(或顶缘)及放大器204之间提供有第一间隙(如空气间隙)。
如图6及8所示，放大器204较佳地以印刷电路板259实施。更佳地，放大器204是通过单个电路板实施，但本发明并不以此为限。电路板259较佳地(直接)安装或者通过如橡胶垫的安装结构安装于第二空腔205-2的底面261。
第一间隙较佳地在电路板259及配合面289之间(即放大器204及第一壳体部102-1与第二壳体部102-2之间的介面之间)提供整体偏移距离OD1。整体偏移距离OD1较佳地量测为至少3英寸。
电路板259较佳地设置在距离底面261整体偏移距离OD2之处。整体偏移距离OD2较佳地量测为0.25±0.1英寸。较佳地，电路板259与底面261之间的偏移距离OD2沿电路板259的整个长度为一致的。较佳地，偏移距离OD2提供第二间隙(如空气间隙)。
如图6及图8中的示例所示，电路板259较佳地不包含相关壳体/外壳/机壳，如以上相对图1B中的放大器104所示的机壳。这有利于降低放大器204的占位面积，且能提供至少一热连通路径(如热连通路径255、257)，以将热从放大器204例如传递至第三散热器结构222-3而进行散热。至少一热连通路径较佳地为直接热连通路径。直接热连通路径指第一元件(如电路板259)以及第二元件(第二壳体部102-2的底面261)之间除了空气之外没有包含中间媒介/结构的路径。较佳地，热连通路径255、257延伸通过第三散热器结构222-3。较佳地，热连通路径255、257沿远离第一壳体部102-1的方向延伸。
更佳地，此构造沿电路板259的整个长度提供这样的多个直接热连通路径以藉由底面261的途径加强与第三散热器结构222-3的热连通。举例来说，热连通路径255、257较佳地平行延伸且呈现出沿电路板259的整个长度的这样的多个直接热连通路径。
根据本发明的态样，揭露有一种用于使用于宽频分配网络中的节点。节点包含第一壳体部、第二壳体部以及放大器。第一壳体部界定第一空腔。第一壳体部具有至少一射频连接器埠以耦接于一宽频分配网络的馈送线路。第二壳体部界定第二空腔。放大器设置于第二壳体部的第二空腔中。第一壳体部以及第二壳体部用以彼此耦接且根据第一空腔以及第二空腔在它们之间共同提供元件空间，且第一壳体部的第一空腔的整体体积V1小于第二壳体部的第二空腔的整体体积V2。
虽然本发明的原理已于此描述，但是可以理解的是，本领域普通技术人员可理解这些叙述仅为示例性的而不用于限定本发明的范围。除了于此描述及呈现的示例性实施例之外，其他的实施例也位于本发明的范围内。本领域普通技术人员当可进行一些修改及替换，且这些修改及替换也位于本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种节点，用于使用于一宽频分配网络中，其特征在于，该节点包含：
一第一壳体部，界定一第一空腔，该第一壳体部具有至少一射频连接器埠以耦接于一宽频分配网络的一馈送线路；
一第二壳体部，界定一第二空腔；
一放大器，设置于该第二壳体部的该第二空腔中；并且
其中，该第一壳体部以及该第二壳体部用以彼此耦接且根据该第一空腔以及该第二空腔在它们之间共同提供一元件空间，且其中该第一壳体部的该第一空腔的一整体体积V1小于该第二壳体部的该第二空腔的一整体体积V2。
2.如权利要求1所述的节点，其特征在于，该第一壳体部的该第一空腔界定一顶空腔以及一底空腔。
3.如权利要求2所述的节点，其特征在于，更包含设置于该顶空腔中的一介面板。
4.如权利要求3所述的节点，其特征在于，该介面板包含一开口，该开口连通于该底空腔并用以允许一节点元件插入到该底空腔中。
5.如权利要求4所述的节点，其特征在于，该节点元件为一电源供应器，且其中该电源供应器通过该介面板的该开口可移除地设置于该底空腔中。
6.如权利要求3所述的节点，其特征在于，该至少一射频连接器埠包含多个射频连接器埠，该多个射频连接器埠的各个射频连接器埠具有设置于该第一壳体部的该第一空腔中的一电互连器。
7.如权利要求6所述的节点，其特征在于，该介面板包含多个开孔，该多个开孔的各个开孔对齐于该多个射频电连接器埠的一相关电互连器而使得该相关电互连器延伸通过其。
8.如权利要求3所述的节点，其特征在于，一电路安装至该介面板。
9.如权利要求8所述的节点，其特征在于，该电路为射频前置放大器及/或射频反向放大器。
10.如权利要求8所述的节点，其特征在于，更包含设置于该第一壳体部的该第一空腔中的一电源供应器以及设置于该第二壳体部的该第二空腔中的一放大器，该放大器电性耦接于该电源供应器，且其中安装至该介面板的该电路提供用以在该放大器从该电源供应器电性解耦时维持电源至多个下游节点的输出的一电直通布置。
11.如权利要求1所述的节点，其特征在于，该放大器包含一印刷电路板，且其中该印刷电路板安装于界定该第二空腔的该第二壳体部的一底面。
12.如权利要求11所述的节点，其特征在于，该印刷电路板以及该第二壳体部的该底面之间设置有一空气间隙以从该印刷电路板至该第二壳体部的该底面提供一直接热连通路径。
13.如权利要求12所述的节点，其特征在于，该印刷电路板安装在距离该第二壳体部的该底面一整体偏移距离OD2之处以提供该空气间隙，该整体偏移距离OD2为0.25±0.1英寸。
14.如权利要求12所述的节点，其特征在于，该第二壳体部界定一散热器结构，且其中该直接热连通路径延伸通过该散热器结构。
15.如权利要求14所述的节点，其特征在于，该散热器结构包含多个鳍片。
16.如权利要求11所述的节点，其特征在于，该第一及第二壳体部彼此耦接且在它们之间形成一介面，且其中该印刷电路板以及该介面之间设置有一间隙，该间隙提供至少3英寸的一整体偏移距离OD1。
17.如权利要求16所述的节点，其特征在于，该间隙设置于该印刷电路板以及设置于该第一壳体部的该第一空腔中的一介面板之间，该介面板在该印刷电路板以及该第一壳体部中的一或多个元件之间提供热隔离及/或射频屏蔽。
18.如权利要求1所述的节点，其特征在于，该第一壳体部包含一基座且该第二壳体部包含一盖体。
19.如权利要求1所述的节点，其特征在于，该壳体提供至少IP68的异物防护等级。
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