DE102013219595B4

DE102013219595B4 - Eine optische querverbinder anordnung und ein optisches querverbinder verfahren

Info

Publication number: DE102013219595B4
Application number: DE102013219595.8A
Authority: DE
Inventors: Laurence R. McColloch; Mitchell H. Fields
Original assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2033-09-28
Also published as: US20140093211A1; DE102013219595A1; US8768116B2

Abstract

Eine optische Querverbinder-Anordnung, aufweisendeinen ersten Stapel (1) von ersten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (10), wobei jedes der ersten Verbinder-Module (10) ein erstes Modulgehäuse (12) enthält, in dessen Enden eine Mehrzahl von ersten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten sind, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) eine Mehrzahl von ersten Linsen (22) hat, die in entsprechenden ersten Öffnungen (21) angeordnet sind, welche in einer Wand des ersten Modulgehäuses (12) ausgebildet sind, wobei sich die ersten Öffnungen (21) durch die Wand und durch eine vordere Oberfläche (12c) des ersten Modulgehäuses (12) hindurch erstrecken, wobei die Enden der ersten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden Öffnungen (21) positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden ersten Linsen (22) und den entsprechenden Enden der ersten optischen Fasern (14) gekoppelt ist; undeinen zweiten Stapel (30) von zweiten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (40), welche mechanisch orthogonal mit dem ersten Stapel (1) von ersten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (10) gekoppelt sind, wobei jedes der zweiten Verbinder-Module (40) ein zweites Modulgehäuse (42) enthält, in dessen Enden eine Mehrzahl von zweiten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten sind, wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) eine Mehrzahl von zweiten Linsen hat, die in entsprechenden zweiten Öffnungen angeordnet sind, welche in einer Wand des zweiten Modulgehäuses (42) ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Öffnungen durch die Wand des zweiten Modulgehäuses (42) und durch eine vordere Oberfläche des zweiten Modulgehäuses (42) hindurch erstrecken, wobei die Enden der zweiten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden Öffnungen positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden zweiten Linsen und den entsprechenden Enden der zweiten optischen Fasern (14) gekoppelt ist, und wobei das mechanisch orthogonale Koppeln des ersten Stapels (1) und des zweiten Stapels (30) so ist, dass(i) entsprechende erste Öffnungen (21) von jedem der ersten Modulgehäuse (12) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden zweiten Öffnungen von allen der zweiten Modulgehäuse (42) und dass(ii) entsprechende zweiten Öffnungen von jedem der zweiten Modulgehäuse (42) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden ersten Öffnungen (21) von allen der ersten Modulgehäuse (12).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Kommunikationen. Genauer ausgedrückt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine optische Querverbinder-Anordnung und ein Verfahren zur Verwendung bei optischen Kommunikationen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine optische Querverbinder-Anordnung ist eine Anordnung, die verwendet wird, um optische Faser Kommunikationsmodule miteinander zu verbinden. Ein optisches Faser Kommunikationsmodul kann sein (i) ein optisches Transceiver-Modul, welches sowohl sende- als auch empfangsoptische Kanäle hat, (ii) ein optisches Transmitter-Modul, welches nur sendeoptische Kanäle hat, oder (iii) ein optisches Receiver-Modul, welches nur empfangsoptische Kanäle hat. Eine optische Querverbinder-Anordnung kann verwendet werden, um viele solcher optischer Kommunikationsmodule mit vielen anderen von solchen optischen Kumulationsmodulen zu verbinden.
Optische Querverbinder-Anordnungen nehmen, abhängig von den Anwendungen, in welchen sie verwendet werden, eine Vielfalt von Formen an. In kleiner maßstäblichen (smaller-scale) Anwendungen werden Leiterplatten (Printed Circuit Board, PCB), welche elektrisch zu optisch und optisch zu elektrisch Konversionselemente haben, die mit Faseranordnungen und optischen Wellenleitern gekoppelt sind, als optische Querverbinder verwendet, um optisch ein oder mehrere optische Kommunikationsmodule mit einem oder mehreren anderen optischen Kommunikationsmodulen zu verbinden. In größer maßstäblichen (larger-scale) Anwendungen sind viele optische Kommunikationsmodule in Behältern (Boxen) enthalten, die in Schächten (slots) von großen Gestellrähmen (racks) gehalten sind. In diesen Arten von Anwendungen ist es nicht praktikabel, Leiterplattenlösungen zu verwenden, um optisch diese Behälter (über eine Schnittstelle) miteinander zu verbinden. Die optischen Querverbinder-Anordnungen, die in diesen Arten von Anwendungen verwendet werden, sind typischerweise optische Faserkabel, die LC oder MTP Verbinder auf jeden Ende haben, die manuell mit Ports von den Behältern verbunden werden.
In einigen größer maßstäblichen Anwendungen ist es notwendig, optisch alle von den Behältern in einem Gestellrahmen oder in mehreren Gestellrähmen mit all den anderen Behältern in dem gleichen Gestellrähmen (über eine Schnittstelle) zu verbinden. Jeder Behälter enthält typischerweise einen oder mehrere Prozessorelemente (PEs), so wie zum Beispiel Central Processing Units (CPUs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits, ASICs) oder anwendungsspezifische Standard Produkte (application specific Standard productrs, ASSPs), die ein Verbinden mittels einer Schnittstelle (ein Schaltverbinden), ein Schalten, ein Weiterleiten (routing) oder andere solche Funktionen ermöglichen. Durch ein Verbinden (über Schnittstellen) von all den Behältern mit allen von den anderen Behältern, können alle von den PEs von allen von den Behältern konfiguriert sein, um als ein einzelnes groß maßstäbliches System betrieben zu werden. In Computeranwendungen werden optische Querverbinder-Anordnungen verwendet, um die Konstruktion von Supercomputern zu ermöglichen. In Weiterleitungsanwendungen (routing applications) und Schaltungsanwendungen (switching applications) werden optische Querverbinder-Anordnungen verwendet, um große Anzahlen von Schnittstellenverbindungen für die Zwecke des Schaltens oder des Weiterleitens von großen Mengen von Daten zwischen großen Anzahlen von Quellen und Zielen zu erhalten. In Redundanten Arrays von billigen Platten (redundant arrays of inexpensive disk, RAID) Systemen werden viele Male die Behälter in einem Gestellrahmen oder in mehreren Gestellrahmen über eine Schnittstelle miteinander verbunden, um Daten, die in der Speichervorrichtung von jedem Behälter gespeichert sind, in die Speichervorrichtungen von all den anderen Behältern zu duplizieren oder abzuziehen (striped). In einigen größer maßstäblichen Anwendungen werden alle von den Behältern in einem Gestellrahmen oder in mehreren Gestellrähmen (mittels Schnittstellen) mit all den Behältern von einem anderen Gestellrahmen oder mehreren anderen Gestellrähmen verbunden.
In all diesen Arten von größer maßstäblichen Anwendungen kann es schwierig sein, jeden Behälter mit all den anderen Behältern unter Verwendung von optischen Faserkabeln und optischen Faserverbinder zu verbinden. Angenommen, dass zum Beispiel ein Gestellrahmen 128 Behälter enthält, die miteinander (über Schnittstellen) verbunden werden müssen, dann müsste jeder Behälter, der verbunden werden soll, mit 128 sendeoptischen Faserkabeln und 128 empfangsoptischen Faserkabeln verbunden werden. Dieses Szenario korrespondiert zu einer Basiszahl (radix) von 128. Das Bereitstellen von genügend Ports auf jeden Behälter, um diese Schnittstellenverbindungen unterzubringen, kann schwierig sein. Ebenso ist es schwierig, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten (zum Beispiel Gigahertz Geschwindigkeiten), Signale über elektrische Kabel zu führen, die Längen in der Größe der Gestellrahmen haben. Elektrische Kabel werden manchmal innerhalb eines Gestellrahmens verwendet, um Schnittstellenverbindungen zwischen Behältern herzustellen. Es ist aber unpraktisch diese über größere Entfernungen aufgrund der Tatsache zu verwenden, dass sie sehr sperrig in der Größe und sehr verlustbehaftet sind (d.h. sie verschwenden eine Menge von elektrischer Leistung bei einer hohen Geschwindigkeit und über lange Längen). Herstellen einer Leiterplatte mit optischen Wellenleitern auf ihr, die groß genug ist, um diese vielen Schnittstellenverbindungen aufzunehmen, ist nicht praktikabel, weil die Leiterplatte so groß sein müsste wie der Gestellrahmen oder groß genug, um sich über mehrere Gestellrahmen zu erstrecken.
US 2007/0 036 480 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum optischen Routen von Wellenlängenkanälen von mehreren optischen Eingängen zu einem beliebigen von mehreren optischen Ausgängen. Ein zum Routen verwendeter optischer wellenlängenselektiver Cross-Connect-Schalter (WSXC-Schalter) weist eine erste Stufe von Wellenlängenmultiplex (WDM) Routern auf, die einen optischen Eingang und mehrere optische Ausgänge unterstützen, die mit einer zweiten Stufe von WDM-Routern verbunden sind, die mehrere optische Eingängen und einem optischen Ausgang haben. Der Wellenlängenkanal wird in zwei Stufen von einem der Eingangsstufen-Router zu einem Ausgangsstufen-Router zur Ausgabe geleitet. Mit dem WSXC-Schalter können optische Signale in zwei Richtungen (bidirektional) weitergeleitet werden. In 3 von US 2007/0 036 480 A1 ist dargestellt, wie mehrere WDM Router 38a-d miteinander verbunden zu einem Eingangsstapel 32 zusammengesetzt werden können und wie mehrere WDM Router 40a-d miteinander verbunden zu einem Ausgangsstapel 32 zusammengesetzt werden können. Die beiden Stapel 32 und 34 können zu einem Schaltwürfel 30 zusammengesetzt werden, wobei die WDM Router 38a-d orthogonal zu den WDM Router 40a-d orientiert sind.
Es besteht ein Bedürfnis für eine optische Querverbinder-Anordnung, die geeignet ist zur Verwendung in klein maßstäblichen und in groß maßstäblichen Anwendungen, und die insbesondere gut geeignet ist zur Verwendung in Anwendungen mit hoher Basiszahl (high-radix applications), wo es erforderlich ist, eine große Anzahl von Schnittstellenverbindungen herzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist gerichtet auf eine optische Querverbinder-Anordnung und ein Verfahren. Die optische Querverbinder-Anordnung weist auf einen ersten Stapel und einen zweiten Stapel aus ersten multi-optischen Faser Verbinder-Modulen bzw. aus zweiten multi-optischen Faser Verbinder-Modulen. Jedes der ersten Verbinder-Module enthält ein erstes Modulgehäuse, in dessen Enden eine Mehrzahl von ersten optischen Fasern in festen Positionen gehalten sind. Jedes der ersten Modulgehäuse hat eine Mehrzahl von ersten Linsen, die in entsprechenden ersten Öffnungen angeordnet sind, welche in einer Wand des ersten Modulgehäuses ausgebildet sind. Die ersten Öffnungen erstrecken sich durch die Wand und durch eine vordere Oberfläche des ersten Modulgehäuses hindurch. Die Enden der ersten optischen Fasern sind neben den entsprechenden Öffnungen positioniert, so dass Licht zwischen den entsprechenden ersten Linsen und den entsprechenden Enden der ersten optischen Fasern gekoppelt ist.
Jedes der zweiten Verbinder-Module enthält ein zweites Modulgehäuse, in dessen Enden eine Mehrzahl von zweiten optischen Fasern in festen Positionen gehalten sind. Jedes der zweiten Modulgehäuse hat eine Mehrzahl von zweiten Linsen, die in entsprechenden zweiten Öffnungen angeordnet sind, welche in einer Wand des zweiten Modulgehäuses ausgebildet sind. Die zweiten Öffnungen erstrecken sich durch die Wand und durch eine vordere Oberfläche des zweiten Modulgehäuses hindurch. Die Enden der zweiten optischen Fasern sind neben den entsprechenden zweiten Öffnungen positioniert, so dass Licht zwischen den entsprechenden zweiten Linsen und den entsprechenden Enden der zweiten optischen Fasern gekoppelt ist.
Der erste Stapel und der zweite Stapel sind mechanisch orthogonal aneinander gekoppelt, so dass (i) entsprechende erste Öffnungen von jedem der ersten Modulgehäuse optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden zweiten Öffnungen von allen der zweiten Modulgehäuse und so dass (ii) entsprechende zweiten Öffnungen von jedem der zweiten Modulgehäuse optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden ersten Öffnungen von allen der ersten Modulgehäuse.
Das Verfahren weist auf:

Bereitstellen des ersten Stapels und des zweiten Stapels von ersten multi-optischen Faser Verbinder-Modulen und zweiten multi-optischen Faser Verbinder-Modulen, welche erste Enden und zweite Enden von einer Mehrzahl von ersten optischen Fasern und zweiten optischen Fasern haben, die in festen Positionen in ersten Modulgehäusen bzw. in zweiten Modulgehäusen von den ersten Verbinder-Modulen bzw. von den zweiten Verbinder-Modulen gehalten werden;
mechanisches und optisches Koppeln der zweiten Enden von der ersten Mehrzahl von optischen Fasern zu einer ersten Komponente;
mechanisches und optisches Koppeln der zweiten Enden von der zweiten Mehrzahl von optischen Fasern zu einer zweiten Komponente; und mechanisch orthogonales Koppeln des ersten Stapels von Verbinder-Modulen mit dem zweiten Stapel von Verbinder-Modulen, so dass (i) entsprechende Öffnungen von jedem der ersten Modulgehäuse optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden Öffnungen von allen der zweiten Modulgehäuse und so dass (ii) entsprechende Öffnungen von jedem der zweiten Modulgehäuse optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden Öffnungen von allen der ersten Modulgehäuse.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen.
Figurenliste

1 illustriert eine seitliche perspektivische Ansicht von einem Stapel der multi-optischen Faser Verbinder-Module, die in einer optischen Querverbinder-Anordnung gemäß einer illustrativen Ausführungsform verwendet werden.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von dem in 1 gezeigten Modulgehäuse, wobei die Abdeckung und die optischen Fasern entfernt worden sind.
3 illustriert eine seitliche Querschnittsansicht von dem Stapel der multi-optischen Faser Verbinder-Module, die in 1 gezeigt sind, verbunden mit einem gegenüberliegenden Stapel von multi-optischen Faser Verbinden Modulen.
4 illustriert eine perspektivische Ansicht von den verbundenen Stapeln von den in 3 gezeigten multi-optischen Faser Verbinder-Modulen, wie die Größen der Stapel vergrößert werden, indem zusätzliche Verbinder-Module zu den Stapeln hinzugefügt werden.
5 illustriert eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem Abschnitt von dem in 4 gezeigten Stapel.
6 illustriert eine seitliche perspektivische Ansicht von einer Querverbinder-Anordnung gemäß einem illustrativen Ausführungsbeispiel, welches die verbundenen Stapel, die in 3 gezeigt sind, und die optischen Faser Kabel enthält, die an den ersten Enden mit den Verbinder-Modulen der Anordnung und an den zweiten Enden mit Leiterplatten verbunden sind.
7A und 7B illustrieren perspektivische Ansichten von oben bzw. von unten von einer multi-optischen Faser-Verbinder-Modul-Anordnung gemäß einem anderen illustrativen Ausführungsbeispiel.
8 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von zwei Stapeln von einer Mehrzahl von den in 7A und 7B gezeigten multi-optischen Faser-Verbinder-Modul Anordnungen, die orthogonal miteinander verbunden sind.
9 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von einem Halter zum Halten der in 8 gezeigten optischen Querverbinder-Anordnung gemäß einer illustrativen Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORM
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung werden eine optische Querverbinder-Anordnung und ein Verfahren bereitgestellt, die geeignet sind zum Verwenden sowohl in klein maßstäblichen als auch in groß maßstäblichen Anwendungen. Die Querverbinder-Anordnung weist auf einen ersten Stapel und einen zweiten Stapel von multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen, welche konfiguriert sind, um mechanisch orthogonal miteinander gekoppelt zu werden, so dass die optischen Ports von jedem der Verbinder-Module von den ersten Stapel optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden optischen Ports von allen von den Verbinder-Modulen von dem zweiten Stapel und so dass die optischen Ports von jedem der Verbinder-Module von dem zweiten Stapel optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden optischen Ports von allen von den Verbinder-Modulen von dem ersten Stapel. Illustrative oder beispielhafte Ausführungsformen von der optischen Querverbinder-Anordnung und von dem Verfahren werden nun beschrieben mit Bezug auf die Figuren, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, Komponenten oder Merkmale repräsentieren. Die Elemente, Komponenten oder Merkmale in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
1 illustriert eine seitliche perspektivische Ansicht von einem Stapel 1 von den multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen 10, die gemäß einer illustrativen Ausführungsform in der optischen Querverbinder-Anordnung verwendet werden. So wie nachstehend im Detail beschrieben werden wird, wird die Anzahl der Verbinder-Module 10, die in einem Stapel 1 verwendet werden, um die optische Querverbinder-Anordnung zu konstruieren, von der technologischen Anwendung oder von der Umgebung abhängen, in welchen die Anordnung verwendet wird. Für illustrative Zwecke ist der Stapel 1 in 1 gezeigt als aufgebaut aus vier Verbinder-Modulen 10. Jedes der multi-optischen Faser-Verbinder-Module 10 weist ein Modulgehäuse 12 und eine Abdeckung 13 auf. Jedes der Verbinder-Module 10 verbindet sich mit Enden von einer Mehrzahl von optischen Fasern, obwohl zu Zwecken der Klarheit in 1 nur eines von den Verbinder-Modulen 10 als zu den Enden der optischen Faser 14 verbunden gezeigt ist.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von dem in 1 gezeigten Modulgehäuse, wobei die Abdeckung 13 und die optischen Fasern entfernt worden sind. In Übereinstimmung mit dieser illustrativen Ausführungsform ist jedes Modulgehäuse 12 konfiguriert, um sich mit Enden von vier optischen Fasern 14 zu verbinden, d.h. jedes der Verbinder-Module 10 hat vier optische Kanäle. Es sollte angemerkt werden, dass die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist in Bezug auf die Anzahl der optischen Fasern, die mit jedem Verbinder-Modul verbunden sind, oder in Bezug auf die Anzahl der optischen Kanäle, die in jedem Verbinder-Modul 10 bereitgestellt sind.
Das Modulgehäuse 12 ist typischerweise ein gegossenes, einstückiges Kunststoffteil, obwohl die Erfindung nicht beschränkt ist in Bezug auf die Zusammensetzung des Modulgehäuses 12. Wie nachstehend detaillierter beschrieben wird, ist die Abdeckung 13 bis zu einem gewissen Ausmaß deformierbar und ist typischerweise hergestellt aus einem ungefüllten Kunststoff (unfilled plastic) so wie zum Beispiel ungefülltes Polyvinylchlorid (PVC), ungefülltes Polycarbonat, ungefülltes zyklisches Olefin Copolymer (cyclic olefin copolymer, COC) oder ungefülltes Nylon.
Das multi-optische Faser-Verbinder-Modul 10 hat Merkmale, die ähnlich oder gleich sind zu Merkmalen von einem multi-optischen Faser-Verbinder-Modul und von einer Abdeckung, die offenbart sind in dem US Patent mit der Nummer 7,534,994 (hier und nachfolgend das '994 Patent) und dem US Patent mit der Nummer 7,553,091 (hier und nachstehend das '091 Patent), welche dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung zugeordnet sind und welche hiermit mittels Inbezugnahme in ihren Gesamtheit aufgenommen sind.
Eine obere Oberfläche 12a von den Modulgehäuse 12 hat eine Mehrzahl von Rillen (grooves) 16, die in ihr ausgebildet sind, um entsprechende optische Fasern 14 (1) aufzunehmen. Jede der Rillen 16 hat einen ersten Abschnitt 16a und einen zweiten Abschnitt 16b. Die ersten Abschnitte 16a von den Rillen 16 sind im Allgemeinen halb-zylindrisch in der Form, so dass sie in der Form komplementär sind zu den zylindrisch geformten äußeren Oberflächen der Mäntel von den optischen Fasern 14. Die zweiten Abschnitte 16b der Rillen 16 sind V-förmig geformt. Vor dem Sichern der Enden der optischen Fasern 14 an das Modulgehäuse 12 wird jede optische Faser 14 geteilt oder gebrochen (cleaved) und ein Abschnitt von dem Mantel wird entfernt, so dass ein ummantelter Faserabschnitt 14a (1) und ein nicht ummantelter Faserabschnitt 14 B (1) verbleibt. Die ummantelten Faserabschnitte 14a der optischen Fasern 14 sind in den ersten Abschnitten 16a der Rillen 16 positioniert und die nicht ummantelten Faserabschnitte 14b sind in den zweiten Abschnitten 16b der Rillen 16 positioniert.
Wenn die Abdeckung 13 an das Modulgehäuse 12 befestigt (secured) wird, kommen deformierbare Merkmale 13a, die sich auf der Unterseite des Gehäuses 13 befinden, in Kontakt mit den nicht ummantelten Faserabschnitten 14b von den optischen Fasern 14. Die deformierbaren Merkmale 13a werden geringfügig deformiert durch die Kräfte, die von den nicht ummantelten Faserabschnitten 14b auf die Merkmale 13a während einer Platzierung der Abdeckung 13 auf dem Modulgehäuse 12 ausgeübt werden. Eine Blattfeder aus einem weichen Blattmetall (soft sheet metal leaf spring) (nicht gezeigt) kann während des Platzierungsprozesses verwendet werden, um eine gleichmäßig verteilte Kraft über die obere Oberfläche der Abdeckung 13 auszuüben, um zu bewirken, dass die Merkmale 13a deformiert werden. Die deformierten Merkmale 13a wickeln sich partiell um die nicht ummantelten Faserabschnitte 14b, so dass die nicht ummantelten Faserabschnitte 14b zwischen den entsprechenden V-förmigen zweiten Abschnitten 16b der Rillen und den deformierten Merkmalen 13a verankert werden.
Nachdem die Abdeckung 13 auf den Modulgehäuse 2 platziert und orientiert wurde, wie in 1 dargestellt, wird ein adhäsives Material, welches transparent für die primäre Wellenlänge der optischen Signale ist, die auf den optischen Fasern 14 getragen werden, in eine Lücke dispensiert, die zwischen einem nach vorne gerichteten Ende 13b der Abdeckung 13 und einer Wand 12b von dem Modulgehäuse 12 existiert. Das adhäsive Material 17 hat einen Brechungsindex, der gleich ist oder annähernd gleich ist zu dem Brechungsindex der Kerne (nicht dargestellt) der Fasern 14. Das adhäsive Material füllt jegliche Fehlstellen (imperfections) in den geteilten oder gebrochenen (cleaved) Enden der optischen Faser 14 aus, so dass die Verbindungen transparent für die optischen Strahlen gemacht werden, so dass an dieser Grenze keine internen Reflexionen auftreten.
Wenn das adhäsive Material 17 in die Lücke 18 dispensiert wird, dann füllt es die Lücke 18 und fließt dazwischen hinein, und ist in Kontakt mit der Unterseite der Abdeckung 13 und den nicht ummantelten Faserabschnitten 14b. Das adhäsive Material 17 ist ebenso in Kontakt mit der oberen Oberfläche 12a von den Modulgehäuse 12 und mit der Wand 12b von dem Modulgehäuse 12. Daher, wenn das adhäsive Material ausheilt und ausgehärtet wird, sichert es fest die Enden von den nicht ummantelten Faserabschnitten 14b innerhalb der entsprechenden V förmigen zweiten Abschnitte 16b von den Rillen 16 und sichert es fest die Abdeckung 13 an das Modulgehäuse 12.
Wie in 1 dargestellt, sind die Enden der nicht ummantelten Faserabschnitte 14b benachbart zu oder in Kontakt mit der Wand 12b von dem Modulgehäuse 12. Entsprechende Öffnungen 21 (2), die in dem Modulgehäuse 12 ausgebildet sind, erstrecken sich in axialen Richtungen von den Rillen 16 durch die Wand 12b und durch eine vordere Oberfläche 12c von dem Modulgehäuse 12 hindurch. Innerhalb dieser Öffnungen sind entsprechende kollimierende Linsen 22 (2) in dem Modulgehäuse 12 angeordnet. Jede Öffnung 21 hat ein ausgespartes zirkulares Rippenmerkmal 25, welches als ein weibliches Verbindungmerkmal fungiert zum Verbinden mit einem männlichen Verbindungmerkmal (nicht dargestellt), welches auf einem verbindenden multi-optischen Faser-Verbinder-Modul (nicht dargestellt) angeordnet ist, wie nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
In Übereinstimmung mit dieser illustrativen Ausführungsform hat das Modulgehäuse 12 an seinem rückseitigen Ende einen Fanghaken 12d. Wie aus 1 ersichtlich, wenn die Verbinder-Module 10 gestapelt sind, kommt der Fanghaken 12d von jedem Modulgehäuse 12 in Kontakt mit einem Abschnitt von der Abdeckung 13, die darunter an dem Modulgehäuse gesichert ist, außer für das unterste Modulgehäuse 12. Die Fanghaken 12d sind angebracht an den Abschnitten von den Abdeckungen 13, so dass sie miteinander in Kontakt stehen mittels eines Befestigungsmechanismus, so wie zum Beispiel mittels einer Punktschweißstelle, oder mittels eines adhäsiven Materials, so wie zum Beispiel mittels Epoxids oder eines Klebers. Für illustrative Zwecke sind die Fanghaken 12d und die Abdeckungen 13 dargestellt als aneinander punktgeschweißt. In Übereinstimmung mit der illustrativen Ausführungsform sind die Modulgehäuse 12 aus einem klaren Kunststoffmaterial und die Abdeckungen 13 sind aus einem undurchsichtigen Kunststoffmaterial hergestellt. Um die Punktschweißstellen herzustellen, wird ein Laser (nicht dargestellt) verwendet, um Laserlichts durch die Fanghaken 12d hindurch an Stellen 12e zu projizieren. Das Laserlicht dringt durch die Fanghaken 12d durch und trifft auf die undurchsichtigen Abdeckungen 13. Die Stellen auf den Abdeckungen 13, auf welchen das Laserlicht auftrifft, absorbieren das Laserlicht und heizen sich bis zu dem Punkt auf, an dem Punktschweißstellen zwischen der Abdeckung 13 und den Fanghaken 12d an diesen Stellen erzeugt werden. Diese Punktschweißstellen koppeln die Module 10 auf dem hinteren Ende 1a von dem Stapel 1 mechanisch zusammen.
Die Abschnitte von den Modulen 10, die sich näher an dem vorderen Ende 1b von dem Stapel 1 befinden als sie sich an dem hinteren Ende 1a von dem Stapel 1 befinden, sind nicht aneinander befestigt so dass diese Abschnitte von den Modulen 10 in gewissem Maße lappig (floppy) sind, d.h. sie haben eine gewisse Freiheit, um sich relativ zueinander zu bewegen. Dieses Merkmal erlaubt es dem vorderen Ende 1b von dem Stapel 1 sich automatisch auszurichten (selbst-allein) mit dem vorderen Ende (nicht dargestellt) von einem gegenüberliegenden Stapel, wenn die Stapel miteinander verbunden sind, um die Querverbinder-Anordnung zu bilden, wie nachstehend mit Bezug auf 3 detaillierter beschrieben werden wird.
3 illustriert eine seitliche Querschnittsansicht von dem Stapel 1 der multi-optischen Faser Verbinder-Module 10, die in 1 gezeigt sind, verbunden (mated) mit einem gegenüberliegenden Stapel 30 von multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen 40. Die Verbinder-Module 40 in Übereinstimmung mit dieser illustrativen Ausführungsform sind identisch zu den Verbinder-Modulen 10, außer dass die Modulgehäuse 42 von den Verbinder-Modulen 40 hervorstehende zirkular Rippenmerkmale 41 haben, die in der Form komplementär sind zu den ausgesparten zirkularen Rippenmerkmalen 25 (1) von den Verbinder-Modulen 10. So wie die Verbinder-Module 10 von dem Stapel 1, sind die Verbinder-Module 40 von dem Stapel 30 bevorzugt an dem hinteren Ende 30a des Stapel 30 mittels eines Befestigungsmechanismus (zum Beispiel Punktschweißstellen oder adhäsives Material) aneinander befestigt, sind aber nicht an dem vorderen Ende 30b von dem Stapel 30 einander befestigt, so dass sie auch die zuvor genannte lappige Charakteristik haben, um ein Selbst Ausrichten der einander gegenüberliegenden Verbinde Module 10 und 40 zu erleichtern.
Es kann in 3 gesehen werden, dass der Stapel 30 orthogonal zu dem Stapel 1 ist, so dass jedes von den Verbinder-Modulen 40 mechanisch und optisch gekoppelt ist zu allen von den Verbinder-Modulen 10, und dass jedes der Verbinder-Module 10 mechanisch und optisch gekoppelt ist zu allen von den Verbinder-Modulen 40. Mit Bezug erneut auf 2, ist die Dicke T von jedem Modulgehäuse 12 gleich dem Abstand (pitch) P zwischen den Mitten der Öffnungen 21. Daher, wenn die Stapel 1 und 30 in Gegenüberstellung (confrontation) miteinander gebracht werden, wie in 3 dargestellt, verbinden sich die hervorstehenden zirkularen Rippenmerkmale 41 von den Verbinder-Modulen 40 mit den entsprechenden ausgesparten zirkularen Rippenmerkmalen 25 von den entsprechenden Verbinder-Modulen 10, was die entsprechenden Linsen 22 von dem gegenüberliegenden Verbinder-Modulen 10 und 40 in eine optische Ausrichtung miteinander bringt. Der Grund für das orthogonale Koppeln des Stapel 1 und des Stapels 30 zusammen wird nachstehend mit Bezug auf 6 detaillierter beschrieben.
4 illustriert eine perspektivische Ansicht von den verbundenen Stapeln 1 und 30 von den in 3 gezeigten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen 10 bzw. 40, wie die Größen von den Stapeln 1 und 30 vergrößert werden, indem zusätzliche Verbinder-Module 10 und 40 zu den Stapeln 1 und 30 hinzugefügt werden. 5 illustriert eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem Abschnitt von dem in 4 gezeigten Stapel 1. Wie in 4 gezeigt, können die Größen von dem Stapel 1 und dem Stapel 30 einfach erhöht werden mittels eines Hinzufügens von mehreren Verbinder-Modulen 10 und 40 zu den Stapeln 1 bzw. 30. In 5 kann gesehen werden, dass die Modulgehäuse 12 Keil-Merkmale (key features) 51 und Keilnut-Merkmale (key way features) 52 auf sich haben, welche beim Zusammenbauen des Stapel 1 helfen. Namentlich verbinden sich die Keil-Merkmale 51 von jedem Modulgehäuse 12 mit den Keilnut-Merkmalen 52 von dem Modulgehäuse 12 oberhalb davon in dem Stapel 1. Dies stellt sicher, dass die Verbinder-Module 10 innerhalb des Stapels 1 ausgerichtet sein werden. Die Modulgehäuse 42 von den Verbinder-Modulen 40 von dem Stapel 30 haben identische Keil- und Keilnut-Merkmale 51 und 52 zum Helfen bei dem Zusammenbau von dem Stapel 30, obwohl sie in 4 nicht sichtbar sind. Die Erfindung ist nicht begrenzt in Bezug auf die Anzahl der Verbinder-Module 10 und 40, die in dem Stapel 1 bzw. in dem Stapel 30 enthalten sein können.
6 illustriert eine seitliche perspektivische Ansicht von einer Querverbinder-Anordnung 100 gemäß einem illustrativen Ausführungsbeispiel, welches die verbundenen Stapel 1 und 30, die in 3 gezeigt sind, und die optischen Faser Kabel 14 enthält, die auf den ersten Enden mit den Verbinder-Modulen 10 und 40 von der Anordnung 100 und auf den zweiten Enden mit Leiterplatten 101, 102, 103 und 104 verbunden sind. Mit Bezug zu dem Stapel 1, kann in 6 gesehen werden, dass die optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden zu dem Verbinder-Modul 10a verbunden sind, auf ihren zweiten Enden zu der Leiterplatte 101 verbunden sind. In entsprechender Weise sind die optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden zu dem Verbinder-Modul 10b verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 102 verbunden. In entsprechender Weise sind die optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden mit dem Verbinder-Modul 10c verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 103 verbunden.
In entsprechender Weise sind die optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden mit dem Verbinder-Modul 10d verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 104 verbunden.
Mit Bezug zu dem Stapel 30 sind die vier optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden zu dem Verbinder-Modul 40a verbunden sind, auf ihren zweiten Enden zu der Leiterplatte 101 verbunden sind. In entsprechender Weise sind die vier optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden zu dem Verbinder-Modul 40b verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 102 verbunden. In entsprechender Weise sind die vier optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden mit dem Verbinder-Modul 40c verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 103 verbunden. In entsprechender Weise sind die vier optischen Faserkabel 14, die auf ihren ersten Enden mit dem Verbinder-Modul 40d verbunden sind, auf ihren zweiten Enden mit der Leiterplatte 104 verbunden.
Weil die Stapel 1 und 30 orthogonal miteinander in der Weise, die in 6 gezeigt ist, verbunden sind, stellt die optische Querverbinder-Anordnung 100 die folgenden optischen Schaltverbindungen (interconnections) her: Die vier optischen Ports 111, 112, 113 und 114 der Leiterplatte 110 sind schaltverbunden mit den Eingangsports 115 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104. Die vier Ausgangsports 111, 112, 113 und 114 der Leiterplatte 102 sind schaltverbunden mit den Eingangsports 116 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104. Die vier Ausgangsports 111, 112, 113 und 114 der Leiterplatte 103 sind schaltverbunden mit den Eingangsports 117 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104. Und die vier Ausgangsports 111, 112, 113 und 114 von der Leiterplatte 104 sind schaltverbunden mit den Eingangsports 118 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104.
Daher ist jeder Ausgangsport 111, 112, 113 und 114 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104 optisch schaltverbunden (optically interconnected) mit jedem Eingangsport 115, 116, 117 und 118 von jeder der Leiterplatten 101, 102, 103 und 104. Dies entspricht einer Basiszahl von vier, obwohl die Querverbinder-Anordnung erzeugt werden kann, um jegliche Basiszahl zu beinhalten, indem die Größen der Stapel 1 und 30 und die Anzahl der optischen Faserkabel 14 erhöht oder reduziert werden. Die Leiterplatten 101, 102, 103 und 104 sind typischerweise enthalten innerhalb von entsprechenden Behältern (boxes - nicht dargestellt), die innerhalb von entsprechenden Schächten (slots - nicht dargestellt) von einem Gestellrahmen (rack - nicht dargestellt) gehalten sind. Es gibt typischerweise viele Vorrichtungen oder Komponenten (nicht dargestellt), die auf jeder der Leiterplatte montiert sind, so wie eine oder mehrere Prozessorelemente (PEs) so wie zum Beispiel Central Processing Units (CPUs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits, ASICs) oder anwendungsspezifische Standard Produkte (application specific standard productrs, ASSPs), eine oder mehrere Speichervorrichtungen, Laserdioden und optische Elemente für jeden der Ausgangsports 111 - 114, Fotodioden und optische Elemente für jeden der Eingangsports 115 - 118, Laserdioden Treiber Chips, Empfängerchips etc..
Es kann in 6 gesehen werden, dass die Verbindungen von den zweiten Enden von den optischen Faserkabeln 14 zu dem Leiterplatten 101 - 104 sehr wenig Raum auf den Leiterplatten 101 - 104 einnehmen, ungleich der bekannten größer maßstäblichen Querverbindungslösungen, die oben beschrieben sind, welche LC oder MTP Verbinder haben, die sich mit Ports auf den Leiterplatten oder auf den Behältern, in welchen die Leiterplatten gehalten werden, verbinden. Ein Bewegen der optischen Querverbindungen weg von den Leiterplatten oder von den Behältern, in welchen die Leiterplatten gehalten sind, erlaubt, dass eine größere Basiszahl erreicht werden kann, weil die optische Querverbinder-Anordnung 100 in nahezu jeder Stelle platziert werden kann, die genug Raum hat, um die Anordnung 100 aufzunehmen. Die einzig mögliche Begrenzung in Bezug darauf, wo die Querverbinder-Anordnung lokalisiert sein kann, ist jegliche Begrenzung, die auf den Längen der Faserkabel 14 beruht.
Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl vier separate Leiterplatten in 6 gezeigt sind, die optische Querverbinder-Anordnung 100 mit einer einzigen großen Leiterplatte in einem Fall verwendet werden könnte, bei dem alle von den Eingangs- und Ausgangsports 111 - 118 auf der selben großen Leiterplatte angeordnet sind. In solch einem Fall würde die optische Querverbinder-Anordnung 100 immer noch die Vorteile des einfachen Schaltverbindens von jedem Ausgangsport 111 - 114 von der Leiterplatte zu jedem Eingangsport 115 - 118 der Leiterplatte bereitstellen. Dies kann zum Beispiel nützlich sein, wo es unpraktisch oder unmöglich ist, eine größere Anzahl von elektrischen Schaltverbindungen auf der Leiterplatte herzustellen, und so werden die Schaltverbindungen stattdessen optisch in der optischen Querverbinder-Anordnung 100 hergestellt.
Die 7A und 7B illustrieren perspektivische Ansichten von oben bzw. von unten von einer multi-optischen Faser-Verbinder-Modul-Anordnung 130 gemäß einem anderen illustrativen Ausführungsbeispiel. 8 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von einen ersten Stapel 200 bzw. von einem zweiten Stapel 210 von einer Mehrzahl von der in den 7A und 7B gezeigten multi-optischen Faser-Verbinder-Modul-Anordnung 130, die orthogonal miteinander verbunden sind. Die in 8 gezeigten Stapel 200 und 210 enthalten Unter-Stapel 200a, 200b bzw. 210a und 210b. In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel enthält jede multi-optische Faser-Verbinder-Modul Anordnung 130 einen Stapel-Organisierer 140 und ein multi-optisches Faser-Verbinder-Modul 150. Das Verbinder-Modul 150 ist identisch zu dem Verbinder-Modul 10, welches in 1 gezeigt ist, außer dass das Gehäuse 152 von dem Verbinder-Modul 150 acht Rillen 16 hat, die in ihm anstelle von den vier Rillen 16 ausgebildet sind, welche in dem Modulgehäuse 12 von dem Verbinder-Modul 10 ausgebildet sind. Die Abdeckung 153 von dem Verbinder-Modul 150 ist identisch zu der Abdeckung 13 von dem Verbinder-Modul 10, außer dass die Abdeckung 153 in der Größe größer ist als die Abdeckung 13, so dass sie ausreichend groß ist um acht anstelle von vier Fasern 14 abzudecken.
Die Anordnung 130 enthält eine Freiträger-Brücke 160, die mechanisch das Verbinder-Modul 150 zu dem Stapel-Organisierer 140 koppelt. Der Stapel-Organisierer 140, die Brücke 160 und das Modulgehäuse 152 sind typischerweise alle aus dem gleichen gegossenen Kunststoffmaterial hergestellt. Der Stapel-Organisierer 140 hat Eingriffsmerkmale, die enthalten (a) Stifte 140, die auf einer unteren Oberfläche von dem Organisierer 140 lokalisiert sind, (b) Löcher 142, die auf einer unteren Oberfläche von dem Organisierer 140 lokalisiert sind, (c) Tabs 143, welche auf einer Seite von dem Organisierer 140 lokalisiert sind und (d) Öffnungen 144, welche auf der gegenüberliegenden Seite von dem Organisierer 140 lokalisiert sind. Die Löcher 142 sind in der Form komplementär zu den Formen der Stifte 141. In entsprechender Weise sind die Öffnungen 144 in der Form komplementär zu den Formen von den Tabs 143.
Unter Inbezugnahme auf 8, die Löcher 142 von den Organisierern 140 greifen ein in die entsprechenden Stifte 141 von den entsprechenden Organisierern 140, welche unterhalb von Ihnen in den Unter-Stapeln 200a, 200b, 201a und 210b lokalisiert sind. Auf ähnliche Weise greifen die Tabs 143 von den Organisierern 140 von den Unter-Stapeln 200a und 210b in die entsprechenden Öffnungen 144 von den entsprechenden Organisierern 140 ein, welche neben ihnen in den Unter-Stapeln 200b und 210a lokalisiert sind. Auf diese Weise wirken die Löcher 142 und die Stifte 141 als passive Ausrichtungsvorrichtungen für die Organisierer 140, die sich innerhalb des gleichen Unter-Stapels 200a, 200b, 210a und 210b befinden, wohingegen die Tabs 143 und die Öffnungen 144 als passive Ausrichtungsvorrichtungen für die Organisierer 140 wirken, die sich in den nebenan liegenden Unter-Stapeln 200a, 200b, 210a und 210b befinden.
Der Stapel-Organisierer 140 ist eine Mehrzweck Vorrichtung. Wenn die Unter-Stapel 200a und 200b durch ein Eingreifen der entsprechenden passiven Ausrichtungsvorrichtungen 141 - 144 gebildet werden, werden die Verbinder-Module 150 von den Unter-Stapeln 200a und 200b gebracht (a) in eine vertikale grobe Ausrichtung mit den anderen Verbinder-Modulen 140, welche sich innerhalb der daneben liegenden Unter-Stapel 200a und 200b befinden, und (b) in eine seitliche grobe Ausrichtung mit den Verbinder-Modulen 140, welche sich innerhalb der nebenan liegenden Unter-Stapel 200a und 200b befinden. In entsprechender Weise, wenn die Unter-Stapel 210a und 210b durch ein Ineinandergreifen von den entsprechenden passiven Ausrichtungsvorrichtungen 141 - 144 gebildet werden, werden die Verbinder-Module 150 von den Unter-Stapel 210a und 210b gebracht (a) in eine vertikale grobe Ausrichtung mit den andern Verbinder-Modulen 150, welche sich innerhalb der gleichen Unter-Stapel 210a und 210b befinden, und (b) in eine seitliche grobe Ausrichtung mit den Verbinder-Modulen 140, welche sich innerhalb der nebenan liegenden Unter-Stapel 210a und 210b befinden.
Die Brücken 160 stellen ein lappiges (floppy) mechanisches Koppeln von jedem Verbinder-Modul 150 zu seinem entsprechenden Organisierer 140 bereit, der es jedem Verbinder-Modul 150 erlaubt zu gleiten, d.h. einen begrenzten Freiraum von Bewegung relativ zu seinem entsprechenden Organisierer 140 zu haben. Nachdem die Unter-Stapel 210a und 210b über die passiven Ausrichtungsvorrichtungen 141 - 144 von den entsprechenden Verbinder-Modul 150 mit einander in Eingriff gebracht worden sind, wird der Stapel 210 orthogonal (um 90°) relativ zu dem Stapel 200 gedreht, und die Stapel 200 und 210 werden miteinander in Eingriff gebracht, so dass die Verbinder-Module 150 von dem Stapel 200 mit entsprechenden Verbinder-Modulen 150 des Stapels 210, wie in 8 dargestellt, in Eingriff gebracht werden. Wenn die Stapel 200 und 210 miteinander auf diese Weise in Eingriff gebracht werden, erlaubt die lappige Natur der Brücken 160 den vorderen Enden von den Verbinder-Modulen 150 von dem Stapel 200, sich mit einem begrenzten Ausmaß zu bewegen, was es den entsprechenden Verbinder-Modulen 150 erlaubt, sich miteinander zu finden und miteinander in genaue Ausrichtung gebracht zu werden durch ein Eingreifen von den entsprechenden ausgesparten und hervorstehenden zirkularen Rippenmerkmalen 25 und 41 (3). Dieses Merkmal ermöglicht große Anzahlen von Verbinder-Modulen 150 auf einfache Weise und schnell in eine mechanischen und eine optische Ausrichtung miteinander gebracht zu werden, um gleichzeitig eine große Anzahl von optischen Querverbindungen errichten.
Unter Inbezugnahme erneut auf 7B, besteht ein anderer Zweck von dem Stapel-Organisierer 140 darin, die Fasern 14 auseinander zu spreizen, so dass ein vorbestimmter Abstand zwischen benachbarten Fasern 14 besteht, der gleich ist zu dem Abstand zwischen benachbarten Rillen 16 (2) von dem Modulgehäuse 152. Dieses Spreizen Merkmal macht es einfacher die Enden der Fasern 14 an das Modulgehäuse 152 zu befestigen. Ein anderer Zweck von dem Stapel-Organisierer 140 besteht in einem Brechungshalter (cleave holder) zum Halten der optischen Fasern 14 wenn Sie gestrippt und gebrochen werden. Die Löcher 142, welche in dem Organisierer 140 ausgebildet sind, können dazu verwendet werden, um den Organisierer 140 mit einer Halterung (fixture - nicht gezeigt) zu verbinden, die Stifte hat, welche geformt sind, eine Größe haben und positioniert sind, um in den Öffnungen aufgenommen zu werden. Solch eine Halterung (fixture) kann angeordnet sein auf einem bekannten Stripper / Brecher (stripper / cleaver) Werkzeug (nicht gezeigt), um es dem Organisierer 41 zu erlauben, auf dem Werkzeug befestigt zu werden, welches dann verwendet werden würde, um auf präzise Weise die Enden von den Fasern 14 zu strippen und zu brechen.
9 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von einem Halter 300 zum Halten der in 8 gezeigten optischen Querverbinder-Anordnung gemäß einer illustrativen Ausführungsform. Ein ähnlicher Halter könnte verwendet werden, um die optische Querverbinder-Anordnung zu halten, die in 6 gezeigt ist. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine bestimmte Konfiguration für den Halter, so dass der Halter 300, der in 9 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel von einer möglichen Konfiguration für den Halter ist. Der Halter 300 hat eine Basis 301, auf welcher ein erster Stapel Verschlussmechanismus 302 und ein zweiter Stapelverschlussmechanismus 303 montiert sind. Der erste Stapelverschlussmechanismus 302 enthält eine erste sechskantige (hex) Schraube 302a und eine zweite sechskantige Schraube 302b, und ein vertikal bewegliches Seitenteil 302c. Die Enden von den sechskantigen Schrauben 302a und 302b, die gegenüberliegend zu den Köpfen von den sechskantigen Schrauben 302a und 302b sind, sind mittels eines Gewindes in Eingriff gebracht mit entsprechenden gewindegeschnittenen und mit einem Gewinde versehenen (tapped and threaded) Löchern (nicht gezeigt), die in der Basis 301 ausgebildet sind. Die sechskantigen Schrauben 302a und 302b sind voneinander mit einem Abstand beabstandet, der geringfügig größer ist als die Breite von dem Stapel 200, um es dem Stapel 211 zu erlauben, zwischen den sechskantigen Schrauben 302a und 302b eingeschoben zu werden. In entsprechender Weise ist der Abstand zwischen dem seitlichen Teil 302c und der oberen Oberfläche von der Basis 301 geringfügig größer als die Höhe von dem Stapel 200, um es dem Stapel 200 zu erlauben, zwischen ihnen eingeschoben zu werden.
Der zweite Stapelverschlussmechanismus 303 enthält ein horizontal bewegliches vertikales Teil 300a, eine feste vertikale Wand 303b und sechskantige Schrauben 303c und 303d. Die Enden von den sechskantigen Schrauben 303c und 303d, die gegenüberliegend zu den Köpfen der sechskantigen Schrauben 303c und 303d sind, sind mittels eines Gewindes mit entsprechenden gewindegeschnittenen und mit Gewinde versehenen Löchern (nicht gezeigt) in Eingriff gebracht, welche in der vertikalen Wand 303b ausgebildet sind. Das horizontal bewegliche vertikale Teil 303a und die Wand 303b sind voneinander beabstandet mit einem Abstand, der größer ist als die Höhe des Stapels 210, um es dem Stapel 210 zu erlauben, zwischen diesen eingeschoben zu werden. In entsprechender Weise ist der Abstand zwischen den sechskantigen Schrauben 303c und 303d größer als die Breite von dem Stapel 210, um es dem Stapel 210 zu erlauben, zwischen diesen eingeschoben zu werden.
Nachdem die Stapel 200 und 210 in den ersten Stapelverschlussmechanismus 302 bzw. in den zweiten Stapelverschlussmechanismus 303 eingeschoben worden sind und orthogonal miteinander gekoppelt worden sind, werden die Köpfe der sechskantigen Schrauben 302a und 302b in der Uhrzeigerrichtung von einer Zusammenbauperson (assembly person) gedreht, um zu bewirken, dass sich das vertikal bewegliche seitliche Teil 302c in Richtung der Basis 301 bewegt, bis der Stapel 200 fest zwischen dem seitlichen Teil 302c und der Basis 301 eingepfercht (sandwiched) worden ist. Auf ähnliche Weise werden die Köpfe der sechskantigen Schrauben 303c und 303d von dem zweiten Stapelverschlussmechanismus 303 in Uhrzeigerrichtung von einer Zusammenbauperson gedreht, um zu bewirken, dass sich das horizontal bewegliche vertikale Teil 303a in Richtung der festen vertikalen Wand 303b bewegt, bis der Stapel 210 fest zwischen der festen vertikalen Wand 303b und dem horizontal beweglichen vertikalen Teil 303 eingepfercht worden ist. Auf diese Weise hält die Halterung 300 die Querverbinder-Anordnung, um zu verhindern, dass die Verbinder-Module 150 von dem Stapel 200 gelöst werden von den Verbinder-Modulen 150 von dem Stapel 210.
Es kann von der vorhergehenden Beschreibung erkannt werden, dass die optischen Querverbinder-Anordnungen, die hier beschrieben werden, viele Vorteile bereitstellen mit Bezug auf Skalierbarkeit, Dichte der Schaltverbindungen und Vielseitigkeit. Wie vorstehend beschrieben, werden die Stapel einfach zusammengebaut und orthogonal miteinander gekoppelt, um die optischen Schaltverbindungen herzustellen. Ein anderer Vorteil von der optischen Querverbinder-Anordnung besteht darin, dass sie relativ preiswert herzustellen ist aufgrund der Tatsache, dass sie aus gegossenem Kunststoff hergestellt sind und dass das gleiche Design verwendet wird für alle von den Modulen mit der Ausnahme von denjenigen, die männliche oder weibliche Feinausrichtungsmerkmale haben.

Claims

Eine optische Querverbinder-Anordnung, aufweisend einen ersten Stapel (1) von ersten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (10), wobei jedes der ersten Verbinder-Module (10) ein erstes Modulgehäuse (12) enthält, in dessen Enden eine Mehrzahl von ersten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten sind, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) eine Mehrzahl von ersten Linsen (22) hat, die in entsprechenden ersten Öffnungen (21) angeordnet sind, welche in einer Wand des ersten Modulgehäuses (12) ausgebildet sind, wobei sich die ersten Öffnungen (21) durch die Wand und durch eine vordere Oberfläche (12c) des ersten Modulgehäuses (12) hindurch erstrecken, wobei die Enden der ersten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden Öffnungen (21) positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden ersten Linsen (22) und den entsprechenden Enden der ersten optischen Fasern (14) gekoppelt ist; und einen zweiten Stapel (30) von zweiten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (40), welche mechanisch orthogonal mit dem ersten Stapel (1) von ersten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (10) gekoppelt sind, wobei jedes der zweiten Verbinder-Module (40) ein zweites Modulgehäuse (42) enthält, in dessen Enden eine Mehrzahl von zweiten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten sind, wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) eine Mehrzahl von zweiten Linsen hat, die in entsprechenden zweiten Öffnungen angeordnet sind, welche in einer Wand des zweiten Modulgehäuses (42) ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Öffnungen durch die Wand des zweiten Modulgehäuses (42) und durch eine vordere Oberfläche des zweiten Modulgehäuses (42) hindurch erstrecken, wobei die Enden der zweiten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden Öffnungen positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden zweiten Linsen und den entsprechenden Enden der zweiten optischen Fasern (14) gekoppelt ist, und wobei das mechanisch orthogonale Koppeln des ersten Stapels (1) und des zweiten Stapels (30) so ist, dass (i) entsprechende erste Öffnungen (21) von jedem der ersten Modulgehäuse (12) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden zweiten Öffnungen von allen der zweiten Modulgehäuse (42) und dass (ii) entsprechende zweiten Öffnungen von jedem der zweiten Modulgehäuse (42) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden ersten Öffnungen (21) von allen der ersten Modulgehäuse (12).
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) und der zweiten Modulgehäuse (42) eine obere Oberfläche (12a) hat, in welcher eine Mehrzahl von Rillen (16) ausgebildet sind, um die entsprechenden Enden der entsprechenden optischen Fasern (14) zu halten, wobei jede Rille (16) einen ersten Abschnitt (16a) und einen zweiten Abschnitt (16b) hat, wobei der erste Abschnitt (16a) von jeder Rille (16) im Wesentlichen halbzylindrisch in der Form ist, so dass der erste Abschnitt (16a) komplementär in der Form ist zu einer zylindrisch geformten äußeren Oberfläche von einem Mantel einer optischen Faser (14), wobei der zweite Abschnitt (16b) von jeder Rille (16) V-förmig ist, wobei jede der optischen Fasern (14) enthält (i) einen ummantelten Faserabschnitt (14a), welcher innerhalb eines entsprechenden ersten Abschnitts (16a) von einer entsprechenden Rille (16) gehalten ist, und (ii) einen nicht ummantelten Faserabschnitt (14b), welcher innerhalb eines entsprechenden zweiten Abschnitts (16b) von einer entsprechenden Rille (16) gehalten ist.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 2, wobei jedes der ersten und zweiten multi-optischen Faser-Verbinder-Module (10, 40) eine Abdeckung (13) enthält, welches einen ungefüllten Kunststoff geformten Teil aufweist, welcher eine Mehrzahl von deformierbaren Merkmalen (13a) hat, die auf einer unteren Oberfläche davon angeordnet sind, wobei die deformierbaren Merkmale (13a) der Abdeckung (13) in Kontakt mit den nicht ummantelten Abschnitten (14b) der optischen Fasern (14) sind und permanent um die entsprechenden nicht ummantelten Abschnitte (14b) der optischen Fasern (14) an Stellen herum deformiert sind, wo die deformierbaren Merkmale (13a) in Kontakt mit den nicht ummantelten Faserabschnitten (14b) sind, und wobei die Abdeckung (13) und die Enden der optischen Fasern (14) an das Modulgehäuse (12) des entsprechenden Verbinder-Moduls (1) mittels eines adhäsiven Materials (17) befestigt sind.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei wobei jedes von den ersten Modulgehäusen (12) ein ausgespartes zirkulares Rippenmerkmal (25) hat, welches in jeder der Öffnungen (21) des ersten Modulgehäuses (12) nahe der vorderen Oberfläche (12c) des ersten Modulgehäuses (12) ausgebildet ist, und wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) ein hervorstehendes zirkulares Rippenmerkmal (41) hat, welches in jeder der Öffnungen des zweiten Modulgehäuses (42) nahe der vorderen Oberfläche des zweiten Modulgehäuses (42) ausgebildet ist, und wobei die ausgesparten zirkularen Rippenmerkmale (25) mit entsprechenden vorstehenden zirkularen Rippenmerkmalen (41) gepaart sind, wenn der erste Stapel (1) und der zweite Stapel (30) mechanisch senkrecht miteinander gekoppelt sind.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) auf einem hinteren Ende davon mechanisch gekoppelt ist mit einem hinteren Ende von einem benachbarten ersten Modulgehäuse (12) in den ersten Stapel (1).
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 5, wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) auf einem hinteren Ende davon mechanisch gekoppelt ist mit einem benachbarten zweiten Modulgehäuse (42) in den zweiten Stapel (30).
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 5, wobei das mechanische Koppeln der hinteren Enden der ersten Modulgehäuse (12) mittels entsprechenden punktförmigen Schweißstellen erfolgt.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 5, wobei das mechanische Koppeln der hinteren Enden der ersten Modulgehäuse (12) mittels entsprechenden Verbindungen von einem ausgehärteten adhäsiven Material (17) erfolgt.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 5, wobei vordere Enden von den ersten Modulgehäusen (12) frei sind, um sich zu einem begrenzten Ausmaß zu bewegen, so dass die vorderen Enden in eine Ausrichtung mit den vorderen Enden der entsprechenden zweiten Modulgehäuse (42) gleiten, wenn der erste Stapel (1) und der zweite Stapel (30) mechanisch senkrecht miteinander gekoppelt sind.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen ersten Stapel (200) von ersten Stapel-Organizern (140), wobei jeder erste Stapel-Organizer (140) mechanisch mit einem hinteren Ende von einem entsprechenden ersten Modulgehäuse (12) mittels einer entsprechenden ersten Freiträgerbrücke (160) gekoppelt ist, wobei die mechanischen Kopplungen von den ersten Modulgehäusen (12) zu den entsprechenden Stapel-Organizern (140) mittels der entsprechenden ersten Freiträger-Brücken (160) ermöglichen, dass sich die vorderen Enden von den entsprechenden ersten Modulgehäusen (12) um ein begrenztes Ausmaß bewegen, so dass die vorderen Enden der ersten Modulgehäuse (12) in eine Ausrichtung mit den vorderen Enden der entsprechenden zweiten Modulgehäuse (42) gleiten, wenn der erste Stapel (200) und der zweite Stapel (210) mechanisch senkrecht aneinander gekoppelt sind.
Die optische Querverbinder-Anordnung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen zweiten Stapel (210) von zweiten Stapel-Organizern (140), wobei jeder zweite Stapel-Organizer (140) mechanisch mit einem hinteren Ende von einem entsprechenden zweiten Modulgehäuse (42) mittels einer entsprechenden zweiten Freiträgerbrücke (160) gekoppelt ist, wobei die mechanischen Kopplungen von den zweiten Modulgehäusen (42) zu den entsprechenden zweiten Stapel-Organizern (140) mittels der entsprechenden zweiten Freiträger-Brücken (160) ermöglichen, dass sich die vorderen Enden von den entsprechenden zweiten Modulgehäusen (42) um ein begrenztes Ausmaß bewegen, so dass die vorderen Enden der zweiten Modulgehäuse (42) in eine Ausrichtung mit den vorderen Enden der entsprechenden ersten Modulgehäuse (12) gleiten, wenn der erste Stapel (200) und der zweite Stapel (210) mechanisch senkrecht aneinander gekoppelt sind.
Ein Verfahren zum optischen querverbinden einer ersten Komponente mit einer zweiten Komponente, das Verfahren aufweisend Bereitstellen eines ersten Stapels (1) von ersten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (10), wobei jedes der ersten Verbinder-Module (10) ein erstes Modulgehäuse (12) enthält, in welchem ersten Enden von einer Mehrzahl von ersten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten werden, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) eine Mehrzahl von ersten Linsen (22) hat, die in entsprechenden ersten Öffnungen (21) angeordnet sind, die in einer Wand von dem ersten Modulgehäuse (12) ausgebildet sind, wobei sich die ersten Öffnungen (21) durch die Wand und durch eine vordere Oberfläche (12c) des ersten Modulgehäuses (12) hindurch erstrecken, wobei die ersten Enden der ersten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden Öffnungen (21) positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden ersten Linsen (22) und den entsprechenden ersten Enden der ersten optischen Fasern (14) gekoppelt wird; mechanisches und optisches Koppeln von zweiten Enden von der ersten Mehrzahl von optischen Fasern (14) zu einer ersten Komponente; Bereitstellen eines zweiten Stapels (30) von zweiten multi-optischen Faser-Verbinder-Modulen (40), wobei jedes der zweiten Verbinder-Module (40) ein zweites Modulgehäuse (42) enthält, in welchem zweite Enden von einer Mehrzahl von zweiten optischen Fasern (14) in festen Positionen gehalten werden, wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) eine Mehrzahl von zweiten Linsen hat, die in entsprechenden zweiten Öffnungen angeordnet sind, die in einer Wand von dem zweiten Modulgehäuse (42) ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Öffnungen durch die Wand des zweiten Modulgehäuses (42) und durch eine vordere Oberfläche des zweiten Modulgehäuses (42) hindurch erstrecken, wobei die ersten Enden der zweiten optischen Fasern (14) neben den entsprechenden zweiten Öffnungen positioniert sind, so dass Licht zwischen den entsprechenden zweiten Linsen und den entsprechenden ersten Enden der zweiten optischen Faser Fasern (14) gekoppelt wird; mechanisches und optisches Koppeln von zweiten Enden von der zweiten Mehrzahl von optischen Fasern (14) zu einer zweiten Komponente; und mechanisch orthogonales Koppeln des ersten Stapels (1) von Verbinder-Modulen (10) mit dem zweiten Stapel (30) von Verbinder-Modulen (40), so dass (i) entsprechende erste Öffnungen (21) von jedem der ersten Modulgehäuse (12) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden zweiten Öffnungen von allen der zweiten Modulgehäuse (42) und dass (ii) entsprechende zweiten Öffnungen von jedem der zweiten Modulgehäuse (42) optisch ausgerichtet sind mit entsprechenden ersten Öffnungen (21) von allen der ersten Modulgehäuse (12).
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) und der zweiten Modulgehäuse (42) eine obere Oberfläche (12a) hat, in welcher eine Mehrzahl von Rillen (16) ausgebildet sind, um die entsprechenden ersten Enden der entsprechenden optischen Fasern (14) zu halten, wobei jede Rille (16) einen ersten Abschnitt (16a) und einen zweiten Abschnitt (16b) hat, wobei der erste Abschnitt (16a) von jeder Rille (16) im Wesentlichen halbzylindrisch in der Form ist, so dass der erste Abschnitt (16a) komplementär in der Form ist zu einer zylindrisch geformten äußeren Oberfläche von einem Mantel einer optischen Faser (14), wobei der zweite Abschnitt (16b) von jeder Rille (16) V-förmig ist, wobei jede der optischen Fasern (14) enthält (i) einen ummantelten Faserabschnitt (14a), welcher innerhalb eines entsprechenden ersten Abschnitts (16a) von einer entsprechenden Rille (16) gehalten ist, und (ii) einen nicht ummantelten Faserabschnitt (14b), welcher innerhalb eines entsprechenden zweiten Abschnitts (16b) von einer entsprechenden Rille (16) gehalten ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei jedes der ersten und zweiten multi-optischen Faser-Verbinder-Module (10, 40) eine Abdeckung (13) enthält, welches einen ungefüllten Kunststoff geformten Teil aufweist, welcher eine Mehrzahl von deformierbaren Merkmalen (13a) hat, die auf einer unteren Oberfläche davon angeordnet sind, wobei die deformierbaren Merkmale (13a) der Abdeckung (13) in Kontakt mit den nicht ummantelten Abschnitten (14b) der optischen Fasern (14) sind und permanent um die entsprechenden nicht ummantelten Abschnitte (14b) der optischen Fasern (14) an Stellen herum deformiert sind, wo die deformierbaren Merkmale (13a) in Kontakt mit den nicht ummantelten Faserabschnitten (14b) sind, und wobei die Abdeckung (13) und die ersten Enden der optischen Fasern (14) an das entsprechende Modulgehäuse (12) des entsprechenden Verbinder-Moduls (1) mittels eines adhäsiven Materials (17) befestigt sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei wobei jedes von den ersten Modulgehäusen (12) ein ausgespartes zirkulares Rippenmerkmal (25) hat, welches in jeder der Öffnungen (21) des ersten Modulgehäuses (12) nahe der vorderen Oberfläche (12c) des ersten Modulgehäuses (12) ausgebildet ist, und wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) ein hervorstehendes zirkulares Rippenmerkmal (41) hat, welches in jeder der Öffnungen des zweiten Modulgehäuses (42) nahe der vorderen Oberfläche des zweiten Modulgehäuses (42) ausgebildet ist, und wobei die ausgesparten zirkulären Rippenmerkmale (25) mit entsprechenden vorstehenden zirkularen Rippenmerkmalen (41) gepaart sind, wenn der erste Stapel (1) und der zweite Stapel (30) mechanisch senkrecht miteinander gekoppelt sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei jedes der ersten Modulgehäuse (12) auf einem hinteren Ende davon mechanisch gekoppelt ist mit einem hinteren Ende von einem benachbarten ersten Modulgehäuse (12) in den ersten Stapel (1).
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei jedes der zweiten Modulgehäuse (42) auf einem hinteren Ende davon mechanisch gekoppelt ist mit einem benachbarten zweiten Modulgehäuse (42) in den zweiten Stapel (30).
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das mechanische Koppeln der hinteren Enden der ersten Modulgehäuse (12) mittels entsprechenden punktförmigen Schweißstellen erfolgt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das mechanische Koppeln der hinteren Enden der ersten Modulgehäuse (12) mittels entsprechenden Verbindungen von einem ausgehärteten adhäsiven Material (17) erfolgt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei vordere Enden von den ersten Modulgehäusen (12) frei sind, um sich zu einem begrenzten Ausmaß zu bewegen, so dass die vorderen Enden in eine Ausrichtung mit den vorderen Enden der entsprechenden zweiten Modulgehäuse (42) gleiten, wenn der erste Stapel (1) und der zweite Stapel (30) mechanisch senkrecht miteinander gekoppelt sind.