CN204009153U - 一种以太网光收发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种以太网光收发装置，包括光连接器插座光缆盘绕板、尾纤光缆盘绕板支撑结构和尾纤型光模块，本实用新型通过将尾纤从盘绕结构中穿出，按照设计的叠层顺序上绕至光缆盘绕板，再插入到对应的光连接器插座中，从而实现所有光模块尾纤都满足50mm的转弯半径，通过在丝印范围内调整尾纤光缆的位置，使尾纤光缆的长度具有较大的公差容忍度，降低了整个装置的成本和光模块的加工难度，整个装置的每根尾纤光缆仅有一个光学接触面，且不存在沿光缆Φ方向的扭转应力，提高了整个装置抗力学振动性能和可靠性，避免了光纤结合部因光纤弯曲应力导致的微裂纹或断裂。

Description

一种以太网光收发装置

技术领域

本实用新型涉及一种以太网光收发装置。

背景技术

采用光通信传输千兆以太网信号已经是目前主流的高速信号传输技术，为提高激光器耦合效率，减少光学界面，通常使用尾纤型光模块作为发光和光探测设备，由于光缆中的通光介质光纤的材料主要为直径为微米量级的二氧化硅，该材料非常脆弱易碎，虽有光纤涂覆层保护，当受到外力扭曲或旋转时，极易产生微裂纹，甚至引起光纤断裂。由于多数设施内部空间有限，难以规划大量空间供光缆走线，通常从光模块到光连接器的距离只有若干厘米，且光缆具有多层涂覆，具有一定的绕线张力，若直接沿直线从光模块出光缆到连接器，光缆尾纤长度的控制精度要求非常高，若线缆长度过短，轻则在光缆中产生拉力，重则无法与连接器连接；若线缆长度过长，则导致光缆产生弯曲，特别是在光缆与光模块的结合处和光缆与连接器的结合处，力学特性尤其薄弱，当稍有振动极易导致光纤断裂，即使当时未断，由于受到绑扎粘固等形状限制，其应力累积于光纤中，导致产生微裂纹，通常认为裂纹扩展到其原始深度的1％作为光缆的寿命终结。

根据商用产品的调研结果，商用的SFP光模块，通常只在电路板上设置一个笼套，便于插拔SFP光模块，而SFP光模块采用简单的LC光接口，抗振动和抗弯曲特性差。根据国外恶劣环境下高速光纤通信设备的调研结果，通常每块电路板板只使用一个光模块和一个光连接器，采用了具有所需转弯半径的圆环状塑料凹槽作为光缆盘绕的载体，并在环上每隔一定距离用宽线进行绑扎，以限制光缆的移动，而由于此次研制的交换机载荷设备的光板上具有多达十二个光模块和三个光连接器，光模块的尾纤位置从电路板的最左侧一直延伸到最右端，三个连接器也位于设备一侧面板的四等分处，无法通过一个塑料凹槽实现具有十二路光接口的一整套高可靠一体化的千兆以太网光收发。

发明内容

本实用新型提供了一种适应单板多路光接口、尾纤位置远距离分布和连接器具有多芯接头的以太网光收发装置。

本实用新型所述装置，主要包含尾纤型光模块、光连接器插座、印制电路板、光缆盘绕结构；印制电路板上固定有若干个尾纤型光模块，每个尾纤型光模块引出若干根光缆尾纤；光连接器插座包含每条光缆尾纤的末端的接触件和光连接器插座本体，接触件与光连接器插座本体上具有相互配合的锁紧结构；光连接器插座固定在前面板框架上。

本实用新型所述尾纤型光模块仅在光缆尾纤上有一个光学接触面，安装完成后即为插座中的光学接触面，比传统的DIN型、SFP型光模块减少一半的光学接触面，减少了光链路插入损耗，提高了装置可靠性。

所述光缆盘绕结构包括光缆盘绕板、加强筋框架、固定螺柱和配套螺钉螺母；光缆盘绕板为具有盘绕路径丝印的光滑平面塑料板，通过固定螺柱和配套螺钉螺母固定于加强筋框架上方，印制电路板通过上述螺柱和配套螺钉螺母固定于加强筋框架的下方，尾纤型光模块焊接并通过绑扎线固定在印制电路板上，并位于光缆盘绕板的下方。

尾纤型光模块位于光缆盘绕板的下方可以充分利用空间高度，提高平面面积利用率，光缆盘绕板和印制电路板通过多个螺钉与加强筋框架固定在一起，具有良好的结构强度、较轻的重量，同样便于尾纤光缆从螺钉的间隙中穿出并绕升到光缆盘绕板上。

优选的，印制电路板上固定有12个尾纤型光模块，每个尾纤型光模块上具有1个光模块本体，每个光模块本体引出2根光缆尾纤，每8根光缆尾纤聚成一个光缆尾纤束，最后分别汇聚到三个光连接器插座上。

进一步优选的，中间1个光缆尾纤束在到达光缆盘绕板后分成两个4芯的二级光缆尾纤束，分别向左右两个方向盘绕；在光缆盘绕板右侧，最左侧和最右侧光连接器引出的光缆尾纤束位于二级光缆尾纤束的下方；在光缆盘绕板左侧，最左侧的光缆尾纤束位于其余的光缆尾纤束和二级光缆尾纤束的下方，在光缆盘绕板下方的右部(a区域)，光缆束在空间上从下至上(垂直印制电路板往光缆盘绕板方向)的重叠顺序为分别为最右侧光缆尾纤束、左侧二级光缆尾纤束、右侧二级光缆尾纤束、最左侧光缆尾纤束。

上述光缆盘绕设计，可以减少光缆盘绕的面积，不影响印制电路板上其他元器件的焊接和放置。

所述的光缆尾纤从左至右长度分别为606、590、569、553、533、516、496、479、511、494、474、457、457、474、494、511、594、611、631、647、668、684、705、721；单位为mm，公差为±5mm。

所述光缆尾纤沿着印制电路板和光缆盘绕板上的丝印进行盘绕，同时在盘绕路径两侧每隔40mm设置一个绑扎点，通过绑扎线进行线缆固定。

优选的，盘绕后光缆尾纤的转弯均半径大于50mm，且不存在沿光缆Φ方向的扭转应力。

在盘绕过程中的绕线张力可以避免线缆产生尖锐的弯曲，盘绕之后光缆尾纤的转弯半径可始终满足大于50mm的布线要求，且不存在沿光缆Φ方向的扭转应力。

本实用新型从左至右，从上至下依次安装光连接器插座、光缆盘绕板、尾纤光缆盘绕板支撑结构和尾纤型光模块。尾纤型光模块为双纤双向尾纤型结构，位于尾纤光缆盘绕板下方，光模块通过螺钉和绑扎线与电路板板固定，光模块的高速串行接口通过表贴引脚与电路板焊接，通过电路板走线与交换芯片相连，光模块的尾纤型光接口通过尾纤光缆盘绕板支撑结构的开口沿电路板引出，并通过一段满足转弯半径要求的圆弧绕至尾纤光缆盘绕板，十二个光收发组件分为三组，各组的尾纤按照不同的路径绕至盘绕板上，沿着满足宇航级光缆转弯半径的盘绕路径在光缆盘绕板上盘绕，在盘绕路径的两侧设置有绑扎孔，使用宽绑扎线对尾纤光缆进行固定，以保证光缆的绕线位置和转弯半径，尾纤的末端具有与连接器适配的接触件，接触件具有良好的光学端面，尾纤的末端可直接装入至光插座中，形成完整的具有盘绕支撑结构的光连接器-光缆-光模块组件。由于本实用新型上述的结构设计，通过将12个光模块所属的24根尾纤从盘绕结构中穿出，按照设计的叠层顺序上绕至光缆盘绕板，再插入到对应的光连接器插座中，从而实现所有光模块尾纤都满足50mm的转弯半径，通过在丝印范围内调整尾纤光缆的位置，使尾纤光缆的长度具有较大的公差容忍度，降低了整个装置的成本和光模块的加工难度，整个装置的每根尾纤光缆仅有一个光学接触面，且不存在沿光缆Φ方向的扭转应力，提高了整个装置抗力学振动性能和可靠性，避免了光纤结合部因光纤弯曲应力导致的微裂纹或断裂。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型所属装置包含12个尾纤型光模块(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)、光连接器插座(67、68、69)、印制电路板(66)、光缆盘绕结构(65)；尾纤型光模块(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)上包含光模块本体(101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112)以及光模块本体引出的单根尾纤(13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36)，8根尾纤聚成一个光缆尾纤束(52、53、54)，最后通过光缆尾纤末端的接触件(201、202、203)分别汇聚到三个光连接器插座(67、68、69)上，当将接触件(201、202、203)装入光连接器本体时，接触件与光连接器插座本体(58、59、60)卡紧，若需拆卸时需要使用专用仪器设备进行拆卸，光连接器插座(67、68、69)固定在前面板框架(61)上。光缆盘绕结构(65)包括光缆盘绕板(70)，加强筋框架(62、63、64)，固定螺柱和配套螺钉螺母(38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51)；光缆盘绕板(70)为具有盘绕路径丝印的光滑平面塑料板，通过固定螺柱和配套螺钉螺母(38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51)固定于加强筋框架(62、63、64)上方，印制电路板(66)通过上述螺柱和配套螺钉螺母固定于加强筋框架(62、63、64)的下方，尾纤型光模块(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)焊接并通过绑扎线固定在印制电路板(66)上，并位于光缆盘绕板(70)的下方，从而充分利用空间高度，提高平面面积利用率。

为减少光缆盘绕的面积、光缆尾纤束(53)在到达盘绕板后分成两个4芯的二级光缆尾纤束(56、55)，在光缆盘绕板上分别向左右两个方向盘绕，为节约光缆盘绕板(70)的面积，盘绕板上的光缆可有重叠，在光缆盘绕板右侧，二级光缆尾纤束(55)位于光缆尾纤束(52、54)的上方，在光缆盘绕板左侧，二级光缆尾纤束(56)位于光缆尾纤束(52)的上方，在盘绕板下方的右部(a区域)，光缆尾纤束在空间上从下至上(垂直印制电路板往光缆盘绕板方向)的重叠顺序为分别为光缆尾纤束(54)、二级光缆尾纤束(56)、二级光缆尾纤束(55)、光缆尾纤束(52)。从左至右光缆尾纤(13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36)长度分别为606、590、569、553、533、516、496、479、511、494、474、457、457、474、494、511、594、611、631、647、668、684、705、721；单位为mm，公差为±5mm。光缆尾纤(13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36)沿着印制电路板(66)和光缆盘绕板(70)上的丝印进行盘绕，同时在盘绕路径两侧每隔40mm设置一个绑扎点，通过绑扎线进行线缆固定，其转弯半径大于50mm，且不存在沿光缆Φ方向的扭转应力。

实施例2

采用本实用新型设备安装光模块-光缆-连接器组件的操作过程为：首先将光模块本体101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112通过两边的绑扎孔固定在印制电路板66上，光模块本体对应的光缆尾纤13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35和36的接触件尾端用保护帽进行保护，剩余绕线放置于印制电路板上，然后将光模块的电信号管脚焊接在印制电路板上，保证光模块本体与印制电路板信号的良好电气接触，然后将光缆尾纤分为四组，分别为13～20、21～24、25～28和29～36，即图中所示的光缆尾纤束52、55、56、54(55、56为二级光缆尾纤束)，然后将焊接完的电路板与结构框架(65)和光缆盘绕板(64)通过固定螺柱和配套螺钉螺母(38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51)固定在一起，先将光缆尾纤束(54)按照图中a区域的丝印位置放置于印制电路板的最下方，沿着丝印位置在a区域的左端绕至光缆盘绕板上，沿着光缆盘绕板上的两段90度圆弧和直线丝印，到达光连接器插座60附近，在该股光缆周围先每隔40mm用聚酰亚胺薄膜固定，再将光缆尾纤束末端的保护帽去掉，按照连接器a、b、c、d、e、f、g、h的顺序利用工具将各个尾纤装入连接器中，该股光缆位于印制板和光缆盘绕板的叠层的最下方；随后将二级光缆尾纤束(55、56)沿印制电路板和光缆盘绕板的丝印位置分别向左右两个方向盘绕，即尾纤光缆束(25、26、27、28)在印制电路板上向左方盘绕，尾纤光缆束(21、22、23、24)在印制电路板上向右方盘绕，印制电路板上尾纤光缆束从上至下重叠的顺序为，尾纤光缆(25、26、27、28)和尾纤光缆(21、22、23、24)，绕完之后同样每隔40mm用聚酰亚胺薄膜固定，光缆末端到达光连接器插座本体59附近时，同样将尾纤光缆末端的接触件用工具装入光连接器(68)；随后，尾纤光缆束(52)沿着丝印进行盘绕和聚酰亚胺薄膜固定，并装入到连接器中，在光缆盘绕板上，尾纤光缆束(52)位于尾纤光缆束(56、55)的下方，而在印制电路板上，尾纤光缆束(52)位于尾纤光缆束(55、56、54，其中55和56为二级光缆尾纤束)的下方；待整个装置测试完成之后，将聚酰亚胺薄膜拆去，沿丝印路径两边的定位孔进行宽线的绑扎固定，并在盘绕板边缘点胶固定，在装置的各个位置都能保证光缆的转弯半径大于50mm。

整个装置安装完成之后，在光插座处使用带螺纹的防尘罩盖住进行保护，使用时，将防尘罩盖旋下，将配套光插头与光插座通过螺纹拧上，待整机上电后即可进行光路的发光功率、灵敏度和误码率测试，结合板上的千兆和百兆以太网交换芯片，即可完成以太网丢包率的测试。

本实用新型的以太网光收发装置适用于各种高可靠的采用光接口的以太网交换机和其它光传输光交换设备，能够保证在严格的振动环境下光端口的长寿命高可靠工作。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种以太网光收发装置，其特征在于主要包含尾纤型光模块、光连接器插座、印制电路板、光缆盘绕结构；印制电路板上固定有若干个尾纤型光模块，每个尾纤型光模块引出若干根光缆尾纤；光连接器插座包含每条光缆尾纤的末端的接触件和光连接器插座本体，接触件与光连接器插座本体上具有相互配合的锁紧结构。

2.如权利要求1所述以太网光收发装置，其特征在于所述光缆盘绕结构包括光缆盘绕板、加强筋框架、固定螺柱和配套螺钉螺母；光缆盘绕板为具有盘绕路径丝印的光滑平面塑料板，通过固定螺柱和配套螺钉螺母固定于加强筋框架上方，印制电路板通过上述螺柱和配套螺钉螺母固定于加强筋框架的下方，尾纤型光模块焊接并通过绑扎线固定在印制电路板上，并位于光缆盘绕板的下方。

3.如权利要求2所述以太网光收发装置，其特征在于印制电路板上固定有12个尾纤型光模块，每个尾纤型光模块上具有1个光模块本体，每个光模块本体引出2根光缆尾纤，每8根光缆尾纤聚成一个光缆尾纤束，最后分别汇聚到三个光连接器插座上。

4.如权利要求3所述以太网光收发装置，其特征在于中间1个光缆尾纤束在到达光缆盘绕板后分成两个4芯的二级光缆尾纤束，分别向左右两个方向盘绕；在光缆盘绕板右侧，最左侧和最右侧光连接器引出的光缆尾纤束位于二级光缆尾纤束的下方；在光缆盘绕板左侧，最左侧的光缆尾纤束位于其余的光缆尾纤束和二级光缆尾纤束的下方，在光缆盘绕板下方的右部，光缆束在空间上从下至上的重叠顺序为分别为最右侧光缆尾纤束、左侧二级光缆尾纤束、右侧二级光缆尾纤束、最左侧光缆尾纤束。

5.如权利要求4所述以太网光收发装置，其特征在于所述的光缆尾纤从左至右长度分别为606、590、569、553、533、516、496、479、511、494、474、457、457、474、494、511、594、611、631、647、668、684、705、721；单位为mm，公差为±5mm。

6.如权利要求5所述以太网光收发装置，其特征在于所述光缆尾纤沿着印制电路板和光缆盘绕板上的丝印进行盘绕，同时在盘绕路径两侧每隔40mm设置一个绑扎点，通过绑扎线进行线缆固定。

7.如权利要求6所述以太网光收发装置，其特征在于盘绕后光缆尾纤的转弯均半径大于50mm，不存在沿光缆Φ方向的扭转应力。