TW201347653A

TW201347653A - 微型可組態通信數據中心之背板設計

Info

Publication number: TW201347653A
Application number: TW102114074A
Authority: TW
Inventors: Cooper G Lee
Original assignee: Cooper G Lee
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-11-16
Also published as: WO2013158987A1; US20130279111A1

Abstract

本發明提供一種加固通信數據中心。該加固通信數據中心包含具有一主體之一加固外殼。該加固外殼包含：一安全密封出入蓋，其固定至該主體；一背板支撐結構，其在該主體內；及一背板，其耦合至該主體內之該背板支撐結構。該背板包含用以與複數個卡連接之複數個連接器，該複數個連接器包含用以連接至一電源供應器卡之至少一個連接器、用以連接至一交換矩陣卡之至少一個連接器，及用以連接至一模組卡之至少一個連接器。該背板亦包含用以電連接一電源供應器卡與一交換矩陣卡及一模組卡之第一複數個電連接，以及用以電連接一交換矩陣卡與一模組卡之第二複數個電連接。

Description

微型可組態通信數據中心之背板設計

相關申請案交叉參考

本申請案根據35 USC 119(e)之規定主張於2012年4月19日提出申請且標題為BACKPLANE DESIGN FOR MINIATURE CONFIGURABLE COMMUNICATIONS DATA CENTER之第61/635,479號美國臨時專利申請案之優先權，該美國臨時專利申請案特此以全文引用方式併入本文中。

本發明係關於一種用於一微型及/或強固數據中心之背板。

數據中心係提供用以支援電腦及對應使用者之一網路所必需之基礎設施之電腦設施。此基礎設施通常由包含伺服器設備、電力調節設備、冷卻設備及網路連線設備(例如，交換器或路由器)之複數個子系統構成。此等子系統通常透過一系列纜線而以操作方式連接在一起。該等子系統中所包含之習用組件經設計以在一嚴格受控之物理環境中操作。此物理環境通常係實質上不含過多污物、碎屑或顆粒及振動之一氣候控制環境。

可藉由子系統將一數據中心組織成一標準大小(例如，高度、深度及寬度)之功能「托盤」。此等托盤包括一各別數據中心子系統之必要組件。該等托盤儲存於垂直架或櫃中。該等櫃為在受控環境中(例如，在一建築中之一受控室內)之托盤儲存提供一機械外殼。該等櫃幾乎不為設備提供免受櫃外部之環境影響之保護。

根據本文中所揭示之實施例中之至少一項態樣，應認識到，標準數據中心並不達成一仔細控制之穩定且安全之環境外部之數據中心放置。為克服此等位置要求，提供一種用於一數據中心之一加固背板及隨附外殼。該背板可包含接受來自複數個卡之輸入之複數個高密度多觸點連接器，每一卡表示各種數據中心子系統中之一者。該背板可進一步固定於一加固外殼內以提供免受環境要素影響之保護及用以促進熱耗散之一散熱片。

在至少一項實施例中，提供一種加固通信數據中心。該加固通信數據中心包含具有一主體之一加固外殼。該加固外殼包含：一以可移除方式安全密封之出入蓋，其固定至該主體；一背板支撐結構，其在該主體內；及一背板，其以可移除方式耦合至該主體內之該背板支撐結構。該背板包含用以與複數個卡以可移除方式連接之複數個連接器，該複數個連接器包含用以以可移除方式連接至一電源供應器卡之至少一個連接器、用以以可移除方式連接至一交換矩陣卡之至少一個連接器及用以連接至一模組卡之至少一個連接器。該背板亦包含用以電連接一電源供應器卡與一交換矩陣卡及一模組卡之第一複數個電連接以及用以電連接一交換矩陣卡與一模組卡之第二複數個電連接。

在該加固通信數據中心中，該背板可包含一印刷電路板。該背板可進一步包含：一第一高密度多觸點連接器，其經組態以與一電源供應器卡以可移除方式連接；一第二高密度多觸點連接器，其經組態以與一交換矩陣卡以可移除方式連接；一第三高密度多觸點連接器，其經組態以與一模組卡以可移除方式連接；複數個電力分配跡線，其經配置以將電力自該第一高密度多觸點連接器分配至該第二高密度多觸點連接器及該第三高密度多觸點連接器；及複數個通信跡線，其經配置而以操作方式連接該第二高密度多觸點連接器與該第三高密度多觸點連接器。

在該加固通信數據中心中，該背板可係一被動背板。該背板可進一步包含至少一個風扇埠。該背板可進一步包含一串列埠。

在該加固通信數據中心中，該複數個電力分配跡線配置成自該第一高密度多觸點連接器至該第二高密度多觸點連接器及該第三高密度多觸點連接器之一星形網路。該複數個通信跡線可配置成自該第二高密度多觸點連接器至該第一高密度多觸點連接器及該第三高密度多觸點連接器之一星形網路。

在該加固通信數據中心中，該模組卡可係一第一模組卡且該背板可進一步包含經組態以接收來自一第二模組卡之輸入之一第四高密度多觸點連接器。

在該加固通信數據中心中，該加固外殼可由鋁構造。該加固外殼可與外部碎屑及濕度隔絕。該加固外殼可進一步包含固定至該加固外殼之該主體之一散熱片。該散熱片可經設計以每安裝於該背板中之卡耗散50瓦特之熱量。該加固外殼可經設計以在周圍溫度介於攝氏-40度至攝氏74度之範圍內期間達成通信數據中心操作。該加固外殼經設計以在超過3,000米之海拔上達成通信數據中心操作。

在該加固通信數據中心中，固定至該加固外殼之該主體之該以可移除方式密封之出入蓋可包含至少一個埠。該以可移除方式密封之出入蓋之該至少一個埠可包含一乙太網路埠。該背板可包含以操作方式連接至該以可移除方式密封之出入蓋之該至少一個埠之至少一個埠。

在該加固通信數據中心中，該加固外殼進一步包含若干熱管及一散熱片。該散熱片可位於距該主體一距離處。該等熱管可以操作方式連接至位於距該加固外殼某一距離處之該散熱片。

下文詳細論述另外其他態樣、實施例及此等例示性態樣及實施例之優點。此外，應理解，前述資訊及以下詳細說明兩者僅係各種態樣及實施例之說明性實例且意欲提供用於理解所主張態樣及實施例之本質及特徵之一概述或框架。本文中所揭示之任何實施例可與任何其他實施例組合。對「一實施例」、「一實例」、「某些實施例」、「某些實例」、「一替代實施例」、「各種實施例」、「一項實施例」、「至少一項實施例」、「此及其他實施例」或諸如此類之參考未必相互排斥且意欲指示連同該實施例所闡述之一特定特徵、結構或特性可包含於至少一項實施例中。本文中此等術語之出現未必全部指代相同實施例。

100‧‧‧數據中心

102‧‧‧背板

104A至104B‧‧‧高密度多觸點連接器/電源供應器卡

106A‧‧‧高密度多觸點連接器/交換矩陣卡/第一交換矩陣卡高密度多觸點連接器

106B‧‧‧高密度多觸點連接器/交換矩陣卡/第二交換矩陣高密度多觸點連接器

108A至108H‧‧‧高密度多觸點連接器/模組卡

110A‧‧‧卡/板/電源供應器卡/初級電源供應器卡/初級源

110B‧‧‧卡/板/電源供應器卡/第二電源供應器卡/次級電源供應器卡/次級電源

112A‧‧‧卡/板/交換矩陣卡/第一交換矩陣卡

112B‧‧‧卡/板/交換矩陣卡/第二交換矩陣卡

114A至114H‧‧‧卡/板/模組卡

116A至116B‧‧‧風扇埠

118A至118B‧‧‧管理乙太網路埠

120‧‧‧聯合測試行動組埠/聯合測試行動組連接/聯合測試行動組輸入埠

122‧‧‧同步埠

124A‧‧‧電力分配跡線/跡線

124B‧‧‧電力分配跡線/第二組電力分配跡線/跡線

126A‧‧‧通信跡線/第一組通信跡線

126B‧‧‧通信跡線/星形網路/第二組通信跡線

128A至128B‧‧‧卡/風扇

130‧‧‧失效切換跡線

132‧‧‧背側

134‧‧‧前側

200‧‧‧背板與加固外殼總成

202‧‧‧加固外殼

204‧‧‧散熱片/顯式散熱片

302‧‧‧加固外殼

304A至304B‧‧‧電源供應器卡槽/槽/圖元件

306A至306B‧‧‧交換矩陣卡槽/槽

308A至308H‧‧‧模組卡槽/槽/圖元件

310‧‧‧散熱器

402‧‧‧加固外殼

404A‧‧‧電源供應器卡槽/槽/圖元件

406A至406B‧‧‧交換矩陣卡槽

408A至408H‧‧‧模組卡槽/圖元件

502‧‧‧加固外殼

504A至504B‧‧‧電源供應器卡槽/槽/圖元件

506A至506B‧‧‧交換矩陣卡槽

508A至508G‧‧‧模組卡槽/圖元件

602‧‧‧加固外殼

604A至604B‧‧‧電源供應器卡槽/槽/圖元件

606A至606B‧‧‧交換矩陣卡槽

608A至608H‧‧‧模組卡槽/圖元件

702‧‧‧加固外殼

704A至704B‧‧‧電源供應器卡槽/槽/圖元件

706A至706B‧‧‧交換矩陣卡槽

708A至708H‧‧‧模組卡槽/圖元件

下文參考隨附各圖論述至少一項實例之各種態樣，各圖並不意欲按比例繪製。該等圖經包含以提供對各種態樣及實例之一圖解說明及一進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分，但並不意欲作為對本文中所揭示之實施例之限制之一定義。該等圖式與說明書之其餘部分一起用以闡釋所闡述及所主張之態樣及實例之原理及操作。在該等圖中，各種圖中所圖解說明的每一相同或幾乎相同之組件皆由一相同符號表示。出於清晰之目的，可能並未在每一個圖中標記每一個組件。在該等圖中：圖1圖解說明一背板設計之一實例性佈線示意圖；圖2圖解說明安裝有隨附背板之一實例性加固外殼；圖3圖解說明安裝有隨附背板之另一實例性加固外殼；圖4圖解說明安裝有隨附背板之另一實例性加固外殼；圖5圖解說明安裝有隨附背板之另一實例性加固外殼；圖6圖解說明安裝有隨附背板之另一實例性加固外殼；且圖7圖解說明安裝有隨附背板之另一實例性加固外殼；

應瞭解，本文中所論述之方法及裝置之實例在應用上並不限於以下說明中所陳述或隨附圖式中所圖解說明之構造細節及組件配置。該等方法及裝置能夠在其他實例中實施且能夠以各種方式實踐或實施。特定實施方案之實例在本文中僅出於說明性目的而提供而非意欲為限制性的。特定而言，並非意欲自任何其他實例中之一類似作用排除連同任何一或多個實例而論述之動作、元件及特徵。

此外，本文中所使用之措詞及術語係出於說明目的而不應視為限制性的。本文中以單數方式所提及之對系統及方法之實例或元件或動作之任何參考亦可涵蓋包含複數個此等元件之實例，且本文中以複數方式對任何實例或元件或動作之任何參考亦可涵蓋包含僅一單個元件之實例。呈單數或複數形式之參考並非意欲限制當前所揭示之系統或方法、其組件、動作或元件。本文中對「包含(including)」、「包括(comprising)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「涉及(involving)」及其變化形式之使用意欲涵蓋此後所列示之物項及其等效形式以及額外物項。對「或」之參考可視為包含性的以使得使用「或」所闡述之任何術語可指示所闡述之術語中之一單個、一個以上及所有物項中之任何者。

本發明之實施例大體而言係關於一種小外觀尺寸高密度通信數據中心背板及使一通信數據中心能夠在多種惡劣環境中操作之對應外殼。如本文中所使用，一通信數據中心包含一背板，該背板包括至一電源供應器子系統或卡、一交換矩陣子系統或卡及一模組子系統或卡中之每一者之若干連接器。該模組子系統或卡可包含虛擬或專用伺服器模組卡、射頻通信模組卡(例如，支援IEEE 802.11 Wi-Fi或蜂巢式4G-LTE協定)、乙太網路交換模組卡、整合式服務路由器模組卡、視訊記錄及存檔模組卡以及類比輸入或輸出模組卡。該背板在包括一通信數據中心之複數個子系統之間提供耐久連接。該外殼提供免受可影響通信數據中心之操作之外部環境要素影響之一保護層。背板及外殼可安裝於其中並操作之多種惡劣環境包含但不限於移動環境(例如，一火車、一飛機、一公車、一船及一汽車)、至少部分曝露於外部環境(例如，安裝於一桿上或一平臺上)之地下環境及地上環境。

在一項實施例中，背板經組態以支援一移動環境中之一通信數據中心。該通信數據中心經組態以與一網際網路服務業者(ISP)通信，並給該移動環境內之複數個使用者提供恆定網際網路連接。通信數據中心與ISP之間的通信不必係僅透過一有線連接。該連接可包含在移動環境外部之複數個穩定源與位於該移動環境中之一接收器(例如，一天線)之間之一無線通信鏈路，如特此以全文引用之方式併入本文中之專利公開案US2008/0125129中所揭示。該通信數據中心可具有與該移動環境中(例如，在一火車之車頂上)之一天線之一連接，以建立與該複數個穩定源及隨後ISP之通信鏈路。該通信數據中心亦可連接至該移動環境內之一第二天線，以給該移動環境內之使用者(例如，一火車上之乘客)提供恆定無線網際網路連接。

圖1就一數據中心100圖解說明背板之此一實施例。如所展示，圖1之數據中心100包含一背板102、管理乙太網路埠118A至118B、一JTAG埠120、一同步埠122、電力分配跡線124A至124B、通信跡線126A至126B、複數個高密度多觸點連接器104A至104B、106A至106B及108A至108H、複數個卡110A至110B、112A至112B及114A至114H、風扇埠116A至116B、風扇128A至128B、失效切換跡線130、一前側134及一背側132。

背板102可由多種材料製作且可執行多種功能。舉例而言，背板102可係一印刷電路板(PCB)總成。一PCB係可由複合材料構造，以提供必要結構來支撐電組件及電組件之間之「跡線」之一板。該等跡線係位於PCB內或PCB上以達成PCB上之任何給定點集之間之一電連接的導體。背板102可達成與背板102成整體或連接至背板102之各種裝置之間的通信及電力轉移。背板102可以一「主動」或「被動」方式達成此通信。一被動背板在連接至該板之各種裝置之間並不具有任何介入組件。一被動背板(舉例而言)僅由一板、基本電路元件、跡線及任何必要外部連接(例如，埠或連接器)構成。相較而言，一主動背板具有某一形式之可程式化能力。一主動背板(舉例而言)可包含緩衝連接至背板102之兩個裝置之間之通信之背板上的積體電路(IC)晶片。另外，主動背板實施例或被動背板實施例中之背板102可包含非揮發性數據儲存器，諸如儲存唯一地識別背板之資訊之一識別可程式化唯讀記憶體(IDPROM)。

除跡線之外，背板102亦可具有複數個高密度多觸點連接器104A至104B、106A至106B及108A至108H。一高密度多觸點連接器可包含每線性英吋具有至少27.5至82個差動對(每線性公分11至32個差動對)且具有指定阻抗(例如，85歐姆或100歐姆)之一多觸點連接器。該等高密度多觸點連接器中之每一者皆可包含一「插座」或一對應「插頭」。該插座可固定至背板102且可包含電連接至背板102上之各別跡線之複數個「接腳」。每一接腳提供一電觸點以將一裝置連接至背板上或背板內之一跡線。該等接腳可基於每一特定接腳之功能而進一步分組成「通道」。舉例而言，將電力提供至一裝置之一系列接腳可分組成一電力通道。該插座亦可包含靜電放電(ESD)接腳以安全地釋放靜電。

另外，每一接腳之長度亦可基於由接腳所執行之特定功能而變化。舉例而言，將一裝置連接至接地之接腳可能長於其他接腳以確保將裝置連接至接地之接腳首先連接。如所闡述，變化接腳之長度可使裝置能夠熱抽換。接腳長度可包含用以達成熱抽換裝置之至少三個不同長度。熱抽換裝置係可在系統操作期間被連接或斷開連接之裝置。額外存在偵測接腳可包含於插座中以加速通信數據中心可偵測裝置自通信數據中心之添加或移除之速率。

該複數個接腳及後續通道可由對連接器提供結構支撐並連同接腳形成插座之一不導電材料環繞。對應插頭可固定至一裝置且可包含用於對應插座中之每一接腳之一容座。每一容座可電連接至裝置上之相關組件且可經組態以接納來自對應插座之一接腳並與之連接。該等容座亦可由用以對插頭提供結構支撐並充當接腳容座中之每一者之間的一絕緣體之一不導電材料環繞。適合高密度多觸點連接器包含可自安費諾公司(Amphenol Corporation)購得之XCEDE系族之連接器。

應瞭解，所闡述之該等高密度多觸點連接器可更改以適合應用。舉例而言，插座可固定至裝置且插頭可固定至背板102。另外，背板102亦可具有任何數目個高密度多觸點連接器且不限於圖1中所圖解說明之連接器之數目。高密度多觸點連接器亦可包含一閂鎖機構以進一步加固每一卡與背板之間的連接。該閂鎖機構可包括以可移除方式嚙合背板上之高密度多觸點連接器上之一唇緣的裝置上之一夾。該夾可由任何柔韌材料構造，包含(但不限於)基於聚氯乙烯(PVC)之塑膠。

複數個高密度多觸點連接器104A至104B、106A至106B及108A至108H促進背板102與直接連接至板110A至110B、112A至112B及114A至114H之「卡」之間的連接。卡係執行通信數據中心操作所需之複數個功能之任一子組之裝置。每一卡包含一或多個印刷電路板及相關聯積體電路以用於執行一組功能，諸如(但不限於)電力調節、電路交換及資訊路由。該等卡可直接連接至透過固定至每一卡之插頭而固定至背板102之插座。該等卡可基於卡執行之通信數據中心子系統功能而分組成複數個類型。背板102所接受之卡類型可包含電源供應器卡 110A至110B、交換矩陣卡112A至112B及模組卡114A至114H。應瞭解，該複數個高密度多觸點連接器針對背板所支援的卡之每一類型具有相同接腳佈局或構造。舉例而言，用於兩個電源供應器卡110A至110B之高密度多觸點連接器104A至104B可係相同而用於一交換矩陣卡106A之連接器則可具有一不同接腳佈局或構造。另外，該複數個高密度多觸點連接器亦可針對所有卡之類型或類型之任何子組具有相同接腳佈局或構造。

背板102可透過一高密度多觸點連接器而接受一電源供應器卡110A。電源供應器卡110A可自一外部源接受「污」電力並改良其特性以得到「清潔」電力。在某些實施例中，電源供應器卡包含能夠接收來自兩個相異電源之電力之兩個相異電力輸入。清潔電力係滿足以操作方式連接至背板102之該複數個裝置所需之規格之電力。相比而言，污電力則係自一外部電源接收的可或可不滿足以操作方式連接至背板102之該複數個裝置所需之要求之電力。背板102自電源供應器卡110A所接收之清潔電力可透過一組電力分配跡線124A而分配至板上之其他卡。該組電力分配跡線124A可組態成來自高密度多觸點連接器104A及接受來自交換矩陣卡106A至106B或模組卡108A至108H之輸入之高密度多觸點連接器之一星形網路。所接收清潔電力可處於與通信數據中心或其組件之特定需要相稱之任何電壓位準、額定電流及電流類型(例如，交流電及直流電)。背板所接受之電壓可包含54伏特及24伏特電壓。背板亦可接受背板內之該組電力分配跡線124A處之任何給定額定電壓或電流以促進至以操作方式連接至背板之該複數個卡之分配。應瞭解，背板102可接受用於冗餘之一第二電源供應器卡110B。背板102亦可包含一第二組電力分配跡線124B以分配來自第二電源供應器卡110B之電力。

應瞭解，電源供應器卡所接受之特定污電力電壓可基於應用而變化。在一重軌應用中，所接受之電壓可介於28伏特至42伏特之範圍內，其中一標稱值為36伏特。在一通勤鐵路應用中，所接受之電壓可介於58伏特至90伏特之範圍內，其中一標稱值為72伏特。在歐洲鐵路應用中，所接受之電壓可介於78伏特至130伏特之範圍內，其中一標稱值為110伏特。應瞭解，污電力可源自一預先存在電力設施網路外部之多種局部電源，包含(但不限於)太陽能電池、風力機及電池。次級電源供應器卡110B可或可不具有與初級電源供應器卡110A相同之污電源或(若干)源。背板102自跡線124B上之次級電源110B所接收之電力可或可不處於與自跡線124A上之初級源110A所接收之電力相同之額定電壓及電流。電源供應器卡亦可具有可程式化能力。電源供應器之可程式化能力可包含內部監測並傳輸效能數據(諸如(但不限於)電源供應器溫度、電力品質度量及效率)之能力。電源供應器之可程式化能力可進一步包含設定抵抗過多電流流入至經星形網路組態之電力分配跡線124A或124B中之每一者中之個別可調整保護。

背板102亦可接受一第一交換矩陣卡112A。第一交換矩陣卡112A透過在第一交換矩陣卡高密度多觸點連接器106A與複數個其他高密度多觸點連接器104A至104B及108A至108H之間的一星形組態中之一第一組通信跡線126A而達成以操作方式連接至背板102之複數個卡之間的通信。應瞭解，背板可包含一第二交換矩陣卡112B、配置成一星形網路126B之一第二組通信跡線及一第二交換矩陣高密度多觸點連接器106B以用於冗餘。第一或第二交換矩陣卡可透過第一組通信跡線126A及第二組通信跡線126B而提供對以操作方式連接至背板之模組卡之複數個通信連接。藉由通信跡線126A至126B達成之該複數個通信連接可包含乙太網路連接、串列埠連接及鍵盤、視訊、滑鼠、通用串列匯流排(KVM+)連接。藉由第一組通信跡線126A達成之乙太網路連接可包含：一第一乙太網路連接(例如，初級乙太網路A)，其經組態以傳遞由模組卡與第一交換矩陣卡之間的任一模組卡產生或處理之數據；及一第二乙太網路連接(例如，管理乙太網路A)，其經組態以傳遞用於任何其他卡或風扇128A至128B與第一交換矩陣卡之間的系統管理之數據。藉由第二組通信跡線126B達成之乙太網路連接可包含：第三乙太網路連接(例如，初級乙太網路B)，其經組態以傳遞由模組卡與第二交換矩陣卡之間的任一模組卡產生或處理之數據；及一第四乙太網路連接(例如，管理乙太網路B)，其經組態以傳遞用於任何其他卡或風扇128A至128B與第二交換矩陣卡之間的系統管理之數據。在初級乙太網路A或初級乙太網路B上傳遞的來自模組卡之彙總數據可經由第一或第二交換矩陣卡之面板上之複數個乙太網路埠而外部傳輸。交換矩陣卡之面板上之乙太網路埠可容納小外觀尺寸可插拔(SFP)光收發器以用於連接至光纖數據鏈路。有利地，第一或第二交換矩陣卡可在初級乙太網路A與初級乙太網路B之間路由彙總數據以及使用初級乙太網路A或初級乙太網路B來在複數個模組卡當中路由彙總數據。另外，亦可透過失效切換跡線130在第一交換矩陣卡與第二交換矩陣卡之間路由數據。在管理乙太網路A連接或管理乙太網路B連接上傳遞之系統管理數據可係自第一或第二交換矩陣卡之面板上之一乙太網路埠外部接收，或在管理乙太網路B在背板102上之情形中在管理乙太網路A或管理乙太網路埠118B之情形中自一管理乙太網路埠118A接收。

可使得用於傳遞系統管理數據之管理乙太網路A連接及管理乙太網路B連接可用於以操作方式連接至背板之所有卡，包含風扇128A至128B。串列埠連接可包含藉由第一組通信跡線126A達成之一第一串列埠連接及藉由第二組通信跡線126B達成之一第二串列埠連接。該等串列埠連接可在任一模組卡與第一或第二交換矩陣卡之間傳遞模組卡組態數據。可經由第一或第二交換矩陣卡之面板上或背板上的符合 RS232標準之一串列埠而使得串列埠連接可用。KVM+連接亦可包含藉由第一組通信跡線達成之一第一KVM+連接及藉由第二組通信跡線達成之一第二KVM+連接。KVM+連接可在任一模組卡與第一或第二交換矩陣卡之間傳遞由一使用者輸入的關於鍵盤、滑鼠、視訊及通用串列匯流排(USB)之數據。可經由第一或第二交換矩陣卡之面板使得用於一使用者鍵盤、滑鼠、視訊及USB之連接對一使用者可用。

背板可透過高密度多觸點連接器108A至108H而進一步接受複數個模組卡114A至114H。可跨越所有模組卡使用相同高密度多觸點連接器接腳佈局及構造。模組卡可將多種功能提供至通信數據中心。模組卡可包含虛擬或專用伺服器模組卡、射頻通信模組卡(例如，支援IEEE 802.11 Wi-Fi或蜂巢式4G-LTE協定)、乙太網路交換模組卡、整合式服務路由器模組卡、視訊記錄及存檔模組卡以及類比輸入或輸出模組卡。背板可為連接至背板之每一模組卡提供至少兩個乙太網路通道、一專用異步串列通道及KVM+連接(鍵盤、視訊、滑鼠及USB)。應瞭解，背板並不限於如圖1中所見之八個模組卡且可經組態以基於通信數據中心之特定需要而接受任何數目個模組卡。具體而言，背板可經設計以接受4個、6個或8個模組卡。

背板亦可包含特此以全文引用之方式併入本文中之根據IEEE 1149.1標準測試存取埠及邊界掃描架構之一聯合測試動作群組(JTAG)連接120。背板102可透過複數個JTAG跡線而達成JTAG輸入埠120與連接至背板102之每一個卡之間的通信。經由JTAG埠之通信實現系統測試及除錯。

背板亦可包含一同步埠122。同步埠122在背板102上可包含針對一差動對之一終端。背板102可接收來自同步埠之一同步信號，且經由複數個同步跡線，將該信號分配至接受來自交換矩陣卡106A至106B及模組卡108A至108H之輸入的複數個高密度多觸點連接器。該同步信號可包含(但不限於)來自一全球定位系統(GPS)之一每秒脈衝數(PPS)信號。有利地，該同步信號可由需要應用中之確定時序確定性(諸如量測一重軌運輸應用中之運載工具類比信號)的模組卡使用。

背板亦可包含將電力或控制信號提供至風扇128A至128B之風扇埠116A至116B。風扇128A或128B可包含分組在一起以形成一風扇卡之複數個風扇單元。風扇卡可構造為具有與一電源供應器卡、交換矩陣卡或模組卡相同的尺寸。背板102上之對應風扇埠116可包含一高密度多觸點連接器，且風扇卡之對應高密度多觸點連接器可直接連接至背板102上之風扇埠116中。舉例而言，背板102上之風扇埠116可係一插座，且對應插頭可固定至風扇卡。該等風扇可經配置以使空氣圍繞安裝於背板中之該等卡循環，從而在操作期間降低以操作方式連接至背板之卡的溫度。該等風扇可經進一步配置以朝向環繞背板之一外殼推動空氣，從而促進熱量自安裝於背板中之該等卡轉移至該外殼。應瞭解，該等風扇不必分組成一風扇卡，且隨後風扇埠不必係一高密度多觸點連接器。該等風扇可安裝於環繞背板之一環境(例如，一外殼)中，且以操作方式連接至背板上之風扇埠116或連接於任何卡之面板上之一埠上。

在另一實施例中，背板102係固定於一加固外殼內。該加固外殼可經設計以保護背板及其對應卡免於曝露於環境要素(包含但不限於溫度、濕度、水、振動及碎屑)。圖2圖解說明加固外殼之此一實施例。如所展示，圖2包含圖1之背板及對應埠或連接器、一加固外殼202及一散熱片204。另一選擇係，加固外殼202之外部表面可提供足夠直接熱輻射能力，以便排除對一顯式散熱片204之需要。

圖2中之背板與加固外殼總成200可包含一加固外殼202。加固外殼202可回應於安裝於加固外殼內之背板102之尺寸而採取任何種類形狀之形式。背板102可以可移除方式耦合至加固外殼202內之一背板支撐結構。背板102可透過多種機構(包含但不限於一螺絲與螺紋孔總成)以可移除方式耦合至背板支撐結構。背板支撐結構可具有接受具有一匹配螺紋圖案之螺絲之複數個螺紋孔。背板102可在與背板支撐結構中之螺紋孔之位置相稱之位置處具有複數個孔。可將該等螺紋螺絲放置穿過背板中之複數個孔中之每一者並旋緊至背板支撐結構中之各別螺紋孔中之每一者中。螺紋螺絲可塗佈有一化合物(諸如但不限於LOCTITE)以防止在振動期間鬆動。背板支撐結構或背板102可具有襯套或墊圈(例如，鎖緊墊圈)以充當背板102與背板支撐結構之間的一緩衝器。該等襯套可由一彈性材料構造以減小振動對背板102之效應。

加固外殼202內之背板102可透過固定至加固外殼202之主體之一以可移除方式密封之出入蓋而接達。參考圖1，以可移除方式密封之出入蓋可固定至主體以達成對數據中心之前側134或數據中心之背側132之接達。在其他實施例中，加固外殼202可包含附接至加固外殼之主體之一第二以可移除方式安全密封之出入蓋，其中附接至主體之第一安全密封之出入蓋達成對數據中心之前側134之接達，而附接至加固外殼之主體之第二以可移除方式密封之出入蓋達成對數據中心之背側132之接達。

固定至加固外殼202之主體之以可移除方式密封之出入蓋可具有面向一向外方向安裝於其中之至少一個埠。面向一向外方向之與以可移除方式密封之出入蓋成整體之該至少一個埠可以操作方式連接至背板或安裝於背板中之任何卡之面板上之一對應埠。舉例而言，以可移除方式密封之出入蓋可具有以操作方式連接至背板102上之管理乙太網路埠118之一乙太網路埠。可用一化合物(諸如但不限於橡膠或環氧樹脂)來密封以可移除方式密封之出入蓋上之該等埠以避免碎屑或水侵入至加固外殼中。自加固外殼引出之有線或光纖連接未必需要固定至加固外殼202之主體之以可移除方式密封之出入蓋上之一埠。有線或光纖連接可穿過以一化合物(諸如但不限於橡膠或環氧樹脂)密封的加固外殼之主體中之隔板式連接器或孔而離開加固外殼。

在另一實施例中，加固外殼202可在閉合以可移除方式密封之出入蓋時使背板102及其所安裝組件與外部環境完全隔絕。藉助於藉由針對每一卡使用高密度多觸點連接器而在數據中心子系統功能當中提供期望之卡互連(例如，初級乙太網路A、初級乙太網路B、管理乙太網路A、管理乙太網路B、電力、JTAG、同步及KVM+)，背板102消除子系統模組之間的纜線互連。消除纜線互連之結果係促成一密封外殼中之緊密卡封裝的減小之複雜性。密封加固外殼可經構造以滿足國家或國際分級要求。實例性加固外殼分級包含但不限於國家電氣製造商協會(NEMA)及國際保護(IP)分級。舉例而言，密封加固外殼可按照NEMA-6P設計並滿足IP68關於在加固外殼浸沒期間使用聚碳酸酯塑膠或不銹鋼金屬構造進行之污物進入保護及水保護之要求。加固外殼可進一步經構造以使內部通信數據中心能夠在一寬廣周圍條件範圍下操作。周圍條件可包含介於攝氏-40度至攝氏74度之範圍內之溫度及超出3,000米之海拔。個別模組卡、電源供應器卡及交換矩陣卡可使用散熱器、熱管或類似系統來將熱量自卡之組件傳導至散熱片204。在一加固外殼202由具有良好熱傳導及輻射性質之一金屬(諸如鋁，舉例而言)製成之情形中，散熱器或熱管可將熱量自卡之組件直接傳導至加固外殼202。

在另一實施例中，實體加固外殼可能不使背板與外部環境隔絕。加固外殼可含有一或多個通路以供空氣進入/退出加固外殼。此等空氣通路可促進冷卻程序並達成較好熱耗散。該等空氣通路可具有使空氣移動至加固外殼中或移動出加固外殼之一專用風扇單元。該等風扇單元可具有可拆卸過濾器以將污物及碎屑自進入或退出加固外殼之空氣移除。

加固外殼可經設計而耗散與安裝於背板中之卡相稱之特定量之熱量。更具體而言，加固外殼可經設計以針對安裝於背板中之每一卡耗散50瓦特之熱量。熱量耗散可透過將散熱片204添加至加固外殼而達成。加固外殼可進一步由具有優良熱轉移性質之一材料或材料之一組合(諸如但不限於鋁及銅)構造。應瞭解，散熱片204不必如圖2中所展示直接固定至加固外殼。散熱片可位於遠離加固外殼之主體之一距離處並透過熱管而固定至加固外殼之主體。該等熱管可將熱量自加固外殼之主體轉移至位於遠離加固外殼之主體之一距離處之散熱片。

除先前所闡述之空氣冷卻技術之外或替代先前所闡述之空氣冷卻技術，加固外殼亦可使用水冷卻技術。加固外殼可在壁內具有通路從而使一液體冷卻劑能夠在加固外殼之壁之間流通。液體冷卻劑可包含但不限於水或任何其他流體。熱量可自加固外殼之壁轉移至在加固外殼壁內循環之液體冷卻劑。然後，液體冷卻劑可將熱量自加固外殼移除至位於遠離加固外殼之主體某一距離處之一放熱器。

在各種實施例中，背板102固定於不專門使用一散熱片或風扇單元之一加固外殼內。加固外殼可經設計以保護背板及其對應卡免於曝露於環境條件(包含但不限於溫度、濕度、水、振動及碎屑)。圖3圖解說明加固外殼之此一實施例。如所展示，圖3包含一加固外殼302、電源供應器卡槽304A至304B、交換矩陣卡槽306A至306B、模組卡槽308A至308H及散熱器310。加固外殼302亦包含圖1之背板及對應埠或連接器。

加固外殼302中之槽304A至304B、306A至306B及308A至308H係接受並儲存卡的加固外殼中之容座。另外，槽304A至304B、306A至306B及308A至308H亦可恰當地對準插入至用於卡的背板中之對應高密度多觸點連接器104A至104B、106A至106B及108A至108H中之每一卡。槽304A至304B、306A至306B及308A至308H可形成有散熱器310，由具有良好熱傳導及輻射性質之一材料構造，以可移除方式安裝於加固外殼中在每一卡之間。另一選擇係，加固外殼302及散熱器310可由一單一連續材料件(例如，自一實心鋁塊機械加工或在一模具中澆鑄)形成。另外，加固外殼302或散熱器310亦可具有一熱膠或一熱化合物以促進熱量在卡與加固外殼或散熱器之間轉移。

應瞭解，槽之特定尺寸及設計可基於槽經組態以接受之對應卡類型之設計而變化。應進一步瞭解，加固外殼之特定尺寸可隨槽之數目及每一槽之尺寸兩者而變化。圖4至圖7圖解說明額外加固外殼設計及後續卡外觀尺寸。圖4至圖7中所圖解說明之設計並非所有可能組合或設計之一窮盡性圖解說明。如所展示，圖4至圖7中之每一圖，一加固外殼402、502、602及702；電源供應器卡槽404A、504A至504B、604A至604B及704A至704B；交換矩陣卡槽406A至406B、506A至506B、606A至606B及706A至706B；以及模組卡槽408A至408H、508A至508G、608A至608H及708A至708H。加固外殼402、502、602及702亦包含圖1之背板及對應埠或連接器。

背板及後續加固外殼可經結構化以靠近加固外殼302、402、502、602及702之邊緣而安置用於電源供應器卡104A至104B及後續槽304A至304B、404A、504A至504B、604A至604B及704A至704B之高密度多觸點連接器從而促進熱量自電源供應器卡轉移至加固外殼302、402、502、602及702。電源供應器卡之特定外觀尺寸可基於其特性(諸如電源供應器卡之一額定功率)而變化。舉例而言，具有一較高額定功率之一電源供應器卡可耗散較多熱量且需要一較大外觀尺寸，如藉由圖元件304A至304B及404A所圖解說明。相比而言，具有一較低額定功率之一電源供應器卡可耗散較少熱量且因此以一較小外觀尺寸操作，如藉由圖元件504A至504B、604A至604B及704A至704B所圖解說明。背板及後續加固外殼可係用以較靠近於加固外殼之中心安置耗散較少熱量之卡類型及較接近於加固外殼之邊緣安置耗散較多熱量之卡類型之其他結構。應瞭解，該等模組卡可基於模組卡之特定功能而耗散不同量之熱量且因此可能需要不同外觀尺寸。舉例而言，耗散較多熱量之模組卡可能需要一較大外觀尺寸及因此一較大槽大小，如藉由圖元件308A至308H、408A至408B、508A、608A至608B及708A至708H所圖解說明。相比而言，耗散較少熱量之模組卡可較靠近地堆疊在一起而具有一較小外觀尺寸及因此一較小槽大小，如圖元件408C至408H、508B至508G及608C至608H中所圖解說明。

已如此闡述了至少一項實例之數個態樣，應瞭解，熟習此項技術者將易於想到各種變更、修改及改良。舉例而言，應瞭解，取決於其中使用通信數據中心之特定要求，通信數據中心可包含不同數目及類型之卡。舉例而言，取決於該等要求，某些實施方案可包含兩個電源供應器卡但僅一單個交換矩陣卡及僅一單個模組卡，而其他實施方案則可包含僅一單個電源供應器卡但多個交換矩陣卡及多個模組卡。此外，應瞭解，在某些環境(諸如一醫烷)中，通信數據中心背板可不使用加固外殼而安裝於一習用數據中心架中。此等變更、修改及改良意欲係本發明之部分，且意欲在本文中所揭示之實施例之範疇內。因此，前述說明及圖式僅以實例方式。