專利名稱：高密度光纖背板及其制造方法和包括光纖背板的光纖網(wǎng)絡(luò)裝置的制作方法
背景技術(shù)：
通常的光纖背板包括多條光纖的網(wǎng)絡(luò)。通常，每條光纖將多個光信號(多個光脈沖)從一個位置傳送到另一個位置。
一種傳統(tǒng)的光纖背板包括矩形中心部分以及從中心部分的一端平行延伸的多條帶狀電纜部分。在每個帶狀電纜內(nèi)的多條光纖連續(xù)地通過中心部分并且向外通過一條或多條的其它帶狀電纜部分。因此，當(dāng)光纖背板處于操作狀態(tài)時，通過一個帶狀電纜部分的多條光纖發(fā)送的多個光信號在這些光纖內(nèi)連續(xù)地通過中心部分并且向外通過一條或多條的其它帶狀電纜部分。
光纖背板的中心部分通常包括(i)外部覆蓋層，其類似塑料層，(ii)多條光纖的多個部分，以及(iii)粘性液體，其防止在外部覆蓋層內(nèi)多條光纖的運(yùn)動。光纖背板的帶狀電纜部分通常包括與用于中心部分的外部覆蓋層相同的部分，以及通過其間的多條光纖的多個部分。外部覆蓋層與液體保持多條光纖處于相應(yīng)的位置并且防止它們相互運(yùn)動。
為了形成光纖背板，制造商通常放下外部覆蓋層的背面粘連的片以形成背板的底層。其次，制造商將多條光纖的多個部分沿著所需的多條光纖路徑通過所述的片。然后，制造商加液體并且放下外部覆蓋層的另一片以形成背板的頂層。最后，制造商將片的頂部與底部一起密封(例如，通過加熱)并且切斷片以形成中心部分與連接的帶狀電纜部分。那么，柔軟與柔性的光纖背板能夠夾住剛性的板并且連接在多個光纖元件(例如，多個電路板，多條光纖電纜等)之間以在多個元件當(dāng)中傳送多個光信號。
當(dāng)兩條光纖相互交叉時，光纖之一通常圍繞另一條彎曲。隨著光纖的彎曲半徑的增加，通過彎曲的光纖的光能量損失也增加(即彎曲越尖銳，光能量損失越多)。由于光能量損失最小時光纖信號檢測電路(例如，光感應(yīng)電路)的效果最佳，因此制造商試圖限制背板中任何單獨點處多條光纖相互交叉的數(shù)。為此，光纖背板的制造商通常在每個帶狀電纜部分內(nèi)以行的形式排列多條光纖的多個部分，以防止多條光纖在所述的帶狀電纜部分內(nèi)相互交叉，并且將全部出現(xiàn)的光纖交叉放置在中心部分中。另外，由于在特定點處多條光纖相互交叉的數(shù)較高將導(dǎo)致多條光纖更嚴(yán)重地彎曲(即在頂部的光纖往往具有最尖銳地彎曲并且通常經(jīng)受最多的光能量損失)，因此制造商試圖限制中心部分中任何一點處多條光纖交叉的數(shù)(例如，小于8條)。而且，制造商將多個帶狀電纜部分連接到中心部分并保持相互之間有足夠的距離(例如，幾厘米)，從而由于在中心部分內(nèi)從一個帶狀電纜部分到另一個帶狀電纜部分的多條光纖彎曲導(dǎo)致的光能量損失不會超過限度。
隔離的多條光纖(例如，單獨的橡膠保護(hù)的多條光纖)通常從光纖背板的多個帶狀電纜部分的多個遠(yuǎn)端單獨地延伸。每條光纖通常端接相應(yīng)的光纖連接器，其提供光纖末端作為光學(xué)接口用于與另一條光纖的末端形成光纖連接。通常，多個光纖背板的連接器使用剛性彎肘型(例如，90度弧形)減壓裝置。另外，技術(shù)人員能夠容易地將多個光纖連接器與另外的多個光纖連接器(例如，安裝到剛性板的對應(yīng)的多個光纖連接器)進(jìn)行配合與不配合，以形成與多個其它元件的單獨的多個光纖連接。

發(fā)明內(nèi)容
不幸地是，上述的傳統(tǒng)的光纖背板存在缺陷。特別地，由于背板的密度由中心部分中相互交叉的光纖的數(shù)限制，因此通過背板的光纖的數(shù)(例如，特定帶狀電纜部分中光纖的數(shù)，端接連接器中光纖的數(shù)等)相對的低。如果在充滿液體的中心部分中特定的點處存在太多相互交叉的光纖，則通過中心部分的一些光纖往往被疊片或任何外力牽引。特別地，頂部的多條光纖(即在交叉的許多光纖上的頂部的多條光纖)往往下拉的程度最大。在一些情況下，多條光纖往往尖銳地彎曲從而導(dǎo)致過度的光能量損失。
而且，由于多條帶狀電纜從中心部分并排放置以此將多條帶狀電纜中光纖的數(shù)限制到中心部分的有效邊緣的長度，因此密度低。這種缺陷使定標(biāo)(scaling)變得困難。
另外，在一些情況下，密度低是由于相鄰放置的帶狀電纜能夠靠近的距離的限制。例如，如果背板的多個帶狀電纜部分相互過于靠近，則多條光纖可能被尖銳地彎曲并導(dǎo)致過度的光能量損失。同樣，為了適當(dāng)?shù)厍袛喁B片，制造商需要在多條帶狀電纜之間提供一定的間隙(例如，允許激光切斷多個帶狀電纜部分的間隙)。
而且，具有保持單條光纖的多個末端的單獨的多個光纖連接器的多個帶狀電纜部分的終端將光纖背板限制到低密度的應(yīng)用。也就是說，光纖背板不適合需要許多光纖以不同方向運(yùn)行的更復(fù)雜的路由情況。對于技術(shù)人員，可選方案是連接與/或結(jié)合多個光纖背板，或者對于更復(fù)雜的連接任務(wù)，使用攜帶多條光纖束的多條光纖電纜(替代光纖背板)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。
與具有從中心部分的不同位置(例如，距離中心部分一側(cè)幾厘米的多個位置)延伸的平行的多個帶狀電纜部分的上述傳統(tǒng)的光纖背板比較，本發(fā)明涉及的光纖連接技術(shù)使用光纖背板，其具有外殼部分與從外殼部分的相同位置延伸的多條光纖帶狀電纜。本發(fā)明適合高密度情況并且能夠?qū)嵤┒鴽]有顯著的光能量損失。
本發(fā)明的一種排列涉及光纖背板，其包括多條光纖、外殼與一組帶狀電纜層。外殼保持多條光纖的多個外殼部分。該組帶狀電纜層以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分以形成多條光纖帶狀電纜。該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層在外殼的相同位置連接到外殼，從而多條光纖帶狀電纜從外殼的相同位置延伸。與從中心背板部分的不同的多個位置(例如，距離幾厘米的多個位置)延伸的僅具有多個平行的帶狀電纜部分的傳統(tǒng)的多個光纖背板比較，從相同的外殼位置延伸的多條光纖帶狀電纜得到更高的光纖密度。
在一種排列中，另一組帶狀電纜以行的形式保持多條光纖的多個其它帶狀電纜部分以形成多條其它光纖帶狀電纜。所述的另一組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層在外殼的另一個位置連接到外殼，從而多條其它光纖帶狀電纜從外殼的其它部分延伸。另外，光纖背板能夠具有多組光纖帶狀電纜，例如，第一組從一個位置延伸，第二組從另一個位置(可能平行于第一組)延伸等。
在一種排列中，每條光纖帶狀電纜的交叉部分實質(zhì)上在X軸方向呈平面狀，并且多條光纖帶狀電纜的每條光纖帶狀電纜的末端以列的形式對準(zhǔn)，所述的列沿著實質(zhì)上垂直于X軸方向的Y軸方向延伸。此排列提供用于多條光纖的堆疊，對于排列多條光纖，所述的堆疊技術(shù)是用于排列多條光纖的一種方便并良好組織的技術(shù)。
在一種排列中，外殼包括在壓力下能夠彈性變形的柔性聚合物層(例如，厚的塑料層)。在這種排列中，保持粘性膠水通過外殼的柔性聚合物層優(yōu)選地圍繞多條光纖的多個部分。粘性膠水有助于多條光纖的保留，這樣在外殼內(nèi)光纖的交叉點處將多條光纖的任何彎曲減少到最小程度。另外，即使在具體點處相互交叉的多條光纖的數(shù)相對地高(例如，八個或更多)時，由于多條光纖相互交叉，在外殼內(nèi)也存在最小的光能量損失。
在一種排列中，外殼包括覆蓋多條光纖的多個外殼部分的剛性構(gòu)件。優(yōu)選的，外殼的剛性構(gòu)件限定其上多個光纖構(gòu)件能夠固定地安裝的安裝表面。在此排列中，多個光纖構(gòu)件(例如，多個光纖連接器、多個光纖電路板、多個匹配的殼體與多個支持裝置等)具有其上用于安裝的剛性表面。
在一種排列中，一組光纖的連接構(gòu)件(例如，多個套圈、多個連接器等)與一組帶狀電纜層耦合。每個光纖連接構(gòu)件以相應(yīng)的行放置在多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端。這種排列使得相對于單獨地位于分離的多個連接器中的傳統(tǒng)光纖背板的多條光纖的多個末端，多條光纖的多個末端位于多個更高密度的連接器。
本發(fā)明的另一種排列涉及光纖網(wǎng)絡(luò)裝置。該裝置包括多個光纖電路板和與多個光纖電路板連接的光纖背板。每個光纖電路板具有一組光纖電路板連接構(gòu)件。光纖背板包括多條光纖；一組帶狀電纜層，其以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分以形成多條光纖帶狀電纜；以及外殼，其保持多條光纖的多個外殼部分。該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層連接到在外殼的相同位置處的外殼，從而多條光纖帶狀電纜從外殼的相同位置延伸。背板還包括與該組帶狀電纜層耦合的一組光纖背板連接構(gòu)件。每個光纖背板連接構(gòu)件在相應(yīng)的行中放置多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端，并且能夠與對應(yīng)的光纖電路板的連接構(gòu)件形成一組光學(xué)連接。如此，該裝置能夠形成計算機(jī)系統(tǒng)(具有在多個電路板上操作電路系統(tǒng))或計算機(jī)系統(tǒng)的部分。
本發(fā)明的另一種排列涉及用于形成光纖背板的方法。該方法包括下列步驟提供限定多條軌道的支持裝置；以及放置一組帶狀電纜層，從而該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層從由支持裝置限定的相同的軌道延伸。另外，該方法包括下列步驟分配多條光纖，從而多條光纖的多個帶狀電纜部分在該組帶狀電纜層上面延伸，并且多條光纖的多個支持裝置部分通過由支持裝置限定的多條軌道延伸。該方法還包括下列步驟固定多條光纖，從而(i)該組帶狀電纜層以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分以形成從由支持裝置限定的相同的軌道延伸的多條光纖帶狀電纜；并且(ii)該支持裝置保持多條光纖的多個支持裝置部分。此方法提供簡單與方便的方法以可控與一致的方式制造上述光纖背板。
如上所述，本發(fā)明的特性可在光纖系統(tǒng)、設(shè)備與方法以及其它與計算機(jī)相關(guān)的元件中使用，比如所述的這些內(nèi)容可由馬薩諸塞州(Massachusetts)的波士頓(Boston)的Teradyne公司制造。


參照附圖，其中在全部不同的視圖中，相同的參考字符指的是相同的部分，通過本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下更加具體的描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特性與優(yōu)點將顯而易見。所述的附圖不需按照比例，而強(qiáng)調(diào)的重點在于示出了本發(fā)明的原理。
圖1是示出了適合本發(fā)明使用的柔性的光纖背板的透視圖。
圖2是適合制造光纖背板的制造裝置的透視圖。
圖3是適合由圖2的制造裝置40使用的支持裝置的俯視圖。
圖4是適合由圖2的制造裝置使用的帶狀電纜攜帶裝置的側(cè)視圖。
圖5是適合由圖2的制造裝置使用的可選的帶狀電纜攜帶裝置的側(cè)視圖。
圖6是從圖1的光纖背板的外殼的相同位置延伸的一組光纖帶狀電纜的剖視圖。
圖7是由制造商執(zhí)行用于制造光纖背板的過程。
圖8是由圖2的制造裝置提供的剛性光纖背板的透視圖。
圖9是使用剛性光纖背板的光纖網(wǎng)絡(luò)裝置的透視圖。
圖10是適合由圖2的制造裝置使用的圖3的支持裝置的可選支持裝置的俯視圖。
圖11是相對于圖1的可選柔性光纖背板的透視圖。
圖12是圖11的可選柔性光纖背板的具體細(xì)節(jié)的透視圖。
圖13是圖3的支持裝置的部分的剖示側(cè)視圖。
圖14示出了在光纖插入支持裝置的軌道內(nèi)期間，圖13的支持裝置的部分的剖示側(cè)視圖。
圖15示出了在光纖插入支持裝置的軌道內(nèi)以后，圖13的支持裝置的部分的剖示側(cè)視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及光纖連接技術(shù)，該技術(shù)使用光纖背板，其具有外殼部分和從與外殼部分相同的位置延伸的多條光纖帶狀電纜。此技術(shù)適合用于高密度連接，并且能夠?qū)崿F(xiàn)而沒有顯著的光能量損失。背板的一種形式為具有相對的柔性并且能夠以傳統(tǒng)的方式掛住或夾住剛性的板。背板的另一種形式為剛性的并且能夠支持多個安裝的元件(例如，多個電路板，多個其它背板等)。
圖1示出了適合本發(fā)明使用的柔性的光纖背板20。該光纖背板20包括柔性外殼22；多組帶狀電纜層24-A，24-B與24-C(共同地稱為多層帶狀電纜層24)；以及多條光纖26(其中一些通過外殼22的剖面部分能夠看到)。多層帶狀電纜層24以行的形式保持柔性外殼22的多個帶狀電纜部分以形成多組光纖帶狀電纜28-A，28-B與28-C。并且特別地，僅如圖1中的例子所示，一組帶狀電纜層24-A形成光纖帶狀電纜28-A，一組帶狀電纜層24-B形成光纖帶狀電纜28-B并且一組帶狀電纜層24-C形成光纖帶狀電纜28-C。
光纖背板20還包括連接到多層帶狀電纜層24的多個連接構(gòu)件30(例如，配合連接器殼體的多個套圈，多個完整的連接器等)。例如，連接構(gòu)件30-A1連接到帶狀電纜層24-A1以端接一條光纖帶狀電纜，連接構(gòu)件30-A2連接另一條帶狀電纜層24-A2以端接另一條光纖帶狀電纜，依此類推。每條光纖帶狀電纜內(nèi)存在一條或多條光纖(例如，一行光纖)，其在相應(yīng)的連接構(gòu)件30處端接。
進(jìn)一步如圖1所示，一組光纖帶狀電纜28-A從外殼22的位置32-A延伸。在頂部相互堆疊并且從單個位置延伸的光纖帶狀電纜28-A使得背板20適合高密度配置。特別地，多條帶狀電纜28適合高密度的多個連接構(gòu)件30，即多個套圈保持一些光纖末端(例如，1×8陣列，1×12陣列等)。一組光纖帶狀電纜28-B從外殼22的位置32-B延伸。類似地，一組光纖帶狀電纜28-C從外殼22的位置32-C延伸。僅作為例子，多組光纖帶狀電纜28-A，28-B與28-C相互平行。
在一種排列中，外殼22充滿粘性膠水，其在外殼22內(nèi)提供對多條光纖26的支持。特別地，膠水的濃度阻礙在交叉點處的多條光纖26的彎曲，這樣在外殼22內(nèi)防止光能量過度損失。在另一種排列中，外殼22充滿硬質(zhì)膏劑(hard paste)，例如液體或環(huán)氧樹脂，其變硬(例如經(jīng)過一段時間或由于加熱)以防止多條光纖的實質(zhì)的彎曲。在這種排列中，光學(xué)背板20更加具有剛性，但仍優(yōu)選地有些延展性使得多條光纖處于低壓力狀態(tài)以防止多條光纖的損害。
技術(shù)人員能夠使用柔性的光纖背板20以將多個光纖元件連接在一起。例如，技術(shù)人員能夠?qū)⒈嘲鍔A到剛性板上，并且將多個連接構(gòu)件30插入到各種光纖元件。連接到外殼22(例如，位置32-A)的相同位置的每組光纖帶狀電纜28(例如，組28-A)提供的光纖密度高于具有從每個位置延伸的單條帶狀電纜的上述傳統(tǒng)的光纖背板所提供的光纖密度。本發(fā)明進(jìn)一步的細(xì)節(jié)將參照圖2說明。
圖2示出了制造裝置40，其適合制造光纖背板，比如圖1的柔性背板20。制造裝置40包括基底42、支持裝置44、帶狀電纜攜帶裝置46以及安裝在基底42上的光纖分配機(jī)構(gòu)48。該光纖分配機(jī)構(gòu)48包括光纖提供裝置50(例如，光纖的線軸)與分配頭52。
帶狀電纜攜帶裝置46包括多個帶狀電纜攜帶表面54，其用于攜帶帶狀電纜層和用于形成多個槽56，通過所述的多個槽56，分配頭52能夠分配光纖以形成多組光纖帶狀電纜28(見圖1)。多個帶狀電纜攜帶表面54以多列58(例如，見列58-A)的形式排列。光纖分配機(jī)構(gòu)48能夠在支持裝置44的任何多條軌道中和帶狀電纜攜帶裝置46的任何多個槽56中分配光纖。在一種排列中，除了分配與切斷光纖的多個部分以外，分配機(jī)構(gòu)48還分配多層帶狀電纜層。在另一種排列中，在外部增加(例如，通過技術(shù)人員，自動設(shè)備等)多層帶狀電纜層被。光纖分配機(jī)構(gòu)48優(yōu)選地具有柔性以任何方向(例如，多個自由度)移動分配頭52?，F(xiàn)在將參照圖3提供制造裝置40的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖3示出了由圖2的制造裝置40使用的支持裝置44的俯視圖60。支持裝置44包括剛性材料62(例如，給定線路的金屬、塑料或玻璃光纖；鑄模的塑料或陶瓷材料等)，其限定光纖分配機(jī)構(gòu)48能夠分配光纖到其中的多組軌道64。特別地，在制造裝置40的操作期間，光纖分配機(jī)構(gòu)48使光纖的多個部分從帶狀電纜攜帶裝置46的多個槽56通過支持裝置44的多組軌道64，再反向通過帶狀電纜攜帶裝置46的其它的多個槽56，并且在每段的末端切斷光纖。在此操作期間，光纖進(jìn)入并離開在多層帶狀電纜層上的多組軌道64，在66-A，66-B與66-C位置處通向支持裝置44?，F(xiàn)在將參照圖13到15提供此操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖13示出了支持裝置44的部分的剖示側(cè)視圖300。如圖所示，支持裝置44限定軌道64并且具有零間隙膜302，其位于支持裝置44的頂部的上面，用于一旦多條光纖放置到軌道64就保留在軌道64內(nèi)的多條光纖。也就是說，所述的膜302包括提供進(jìn)入軌道64的零間隙開口304。使膜302具有這種開口的一種方式是將膜302作為在支持裝置44上面的接觸片，并且然后沿著多組軌道64的中心切開膜302。
圖14示出了在光纖26插入支持裝44的軌道64內(nèi)期間，圖13的支持裝置44的部分的剖示側(cè)視圖310。通過光纖分配機(jī)構(gòu)48(見圖2)執(zhí)行這種插入。特別地，分配頭52沿著支持裝置44的多組軌道64運(yùn)行，同時將光纖26以箭頭312的方向插入軌道64。
圖15示出了在光纖26插入支持裝置44的軌道64內(nèi)以后，圖13的支持裝置44的部分的剖示側(cè)視圖320。如圖所示，在光纖26插入和保留在軌道64內(nèi)以后，膜302的零間隙開口304關(guān)閉。
再參照圖3，軌道64提供具有在多條光纖中防止光能量過度損失的角的彎曲半徑68(例如，彎曲半徑大于和等于26毫米)。每條軌道能夠同時優(yōu)選地保持許多光纖(實質(zhì)上保持的多條光纖的數(shù)由多條軌道64的高度(即深度)規(guī)定)。現(xiàn)在將參照圖4提供制造裝置40的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖4示出了制造裝置40的帶狀電纜攜帶裝置46的側(cè)視圖70。如上所述，帶狀電纜攜帶裝置46涉及光纖背板20的多組光纖帶狀電纜28的制造。(見圖1)。如圖4所示，每個帶狀電纜攜帶表面54從支持裝置44向外延伸。在操作期間，制造裝置40在帶狀電纜攜帶裝置46上分配一組帶狀電纜層74(例如，在多列58中通過多列58的方式，見圖2)。特別地，制造裝置40將帶狀電纜層74放置在每個帶狀電纜攜帶表面54上(見圖3中帶狀電纜攜帶表面54-1上的帶狀電纜層74)。隨后在制造過程中，制造裝置40將光纖放置在帶狀電纜層74(見在帶狀電纜層74上的光纖部分76)與頂部的帶狀電纜層上面以形成完整的帶狀電纜，即通過帶狀電纜層74圍繞在頂部與底部上的一行光纖部分76。為了保持多條光纖在它們固定的行位置，所述的帶狀電纜層74優(yōu)選地粘著或粘附(例如，包括膠水層)。
在一種排列中，帶狀電纜攜帶裝置46的多個帶狀電纜攜帶表面54位于固定的位置。也就是說，多個帶狀電纜攜帶表面54不可移動。在這種排列中，多個槽56充分的寬(即高)使得分配頭52(也見圖2)進(jìn)入并且精確地將光纖放置在每層帶狀電纜層74上面。
在另一種排列中并且如圖5所示，帶狀電纜攜帶裝置46的多個帶狀電纜攜帶表面54是可移動的(例如，通過自動設(shè)備以上下的方式滑動)，從而使得當(dāng)制造具有連接到背板外殼的相同位置的許多帶狀電纜的多個背板時，許多帶狀電纜攜帶表面54能夠使用。在這種排列中，機(jī)電設(shè)備移動多個帶狀電纜攜帶表面54以提供足夠的空間用于分配頭52適當(dāng)?shù)胤峙涔饫w電纜，即多個槽56的尺寸基于多個帶狀電纜攜帶表面54的多個位置。僅作為例子，由于多個帶狀電纜攜帶表面54的運(yùn)動(在圖5中通過箭頭示出)，與其它的槽56比較，槽56-5具有相對大的尺寸。調(diào)節(jié)移動多個帶狀電纜攜帶表面54與分配光纖76的多層帶狀電纜層74是自動的(例如，使用軟件可控制的)。
一旦多組光纖帶狀電纜28已形成，所述的多組28從支持裝置44平行地延伸?，F(xiàn)在將參照圖6提供本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖6是通過圖2的制造裝置40形成的多條光纖帶狀電纜28(例如，圖1的多條光纖帶狀電纜28-A)的列90或堆疊的剖視圖。列90提供多條光纖的高密度分組，其從支持裝置44的單獨位置延伸，即支持裝置44的位置66-C(也見圖3)。如圖所示，每條光纖帶狀電纜28在Z軸的方向延伸并且在X軸的方向96實質(zhì)上呈平面或扁平的形狀。每條光纖帶狀電纜28包括由帶狀電纜層74形成的底部92-A與頂部92-B。一行光纖94(例如，圖6中剖示并且在Z軸的方向延伸的12條光纖)位于底部92-A與頂部92-B之間。如圖所示，多條光纖帶狀電纜28以實質(zhì)上沿著實際上垂直于X軸方向的Y軸方向延伸的列90的形式排列。一旦形成多條光纖帶狀電纜28，通過制造圖1所示的柔性背板(其涉及從支持裝置44去除多條光纖)或涉及連續(xù)使用支持裝置44作為剛性背板的部分的剛性背板，制造商就能夠完成背板裝配過程。
應(yīng)該明白在列90中的多條光纖94的密度遠(yuǎn)高于前面描述的傳統(tǒng)的僅具有從任何具體位置延伸的單條帶狀電纜(而不是多條帶狀電纜)的背板的光纖密度?，F(xiàn)在將參照圖7提供關(guān)于制造商如何同時制造柔性與剛性形式的背板的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖7示出了由制造商執(zhí)行用于制造光纖背板的過程100。在步驟102中，制造商提供限定多條軌道的支持裝置。例如，見圖3的限定多條軌道64的支持裝置44。
在步驟104中，制造商放置一組帶狀電纜層，從而每層帶狀電纜層從由支持裝置限定的相同的軌道延伸。例如，如圖4所示，制造商將帶狀電纜層74放置在帶狀電纜攜帶裝置46的多列58的每個帶狀電纜攜帶表面54上。當(dāng)多層帶狀電纜層74以此多列58的形式(例如，列58-A)位于帶狀電纜攜帶裝置46上時，每層帶狀電纜層74從由支持裝置(例如，見圖3的位置66-C)限定的相同的軌道延伸。作為步驟104的部分，制造商將所述的另一組的帶狀電纜層74放置在帶狀電纜攜帶裝置46的其它的多列58，從而所述的另一組的多層帶狀電纜層74從支持裝置的其它多個位置延伸(例如，見圖3的位置66-A、66-B)。
在步驟106中，制造商分配并且切斷多條光纖，從而多條光纖的多個帶狀電纜部分在一組帶狀電纜層74上面延伸，并且多條光纖的多個支持裝置部分通過由支持裝置限定的多條軌道(見圖3中的支持裝置44的多條軌道64)延伸。多層帶狀電纜層74粘著并且在適當(dāng)?shù)奈恢帽３址峙涞亩鄺l光纖。
在步驟108中，制造商固定多條光纖，從而一組多層帶狀電纜層74以多行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分，以形成一組光纖帶狀電纜(例如，圖1的一組光纖帶狀電纜28-A)。在一種排列中，制造商應(yīng)用附加的多層帶狀電纜層74，從而以前提供的帶狀電纜層74(帶狀電纜底部)與新提供的多層帶狀電纜層74(帶狀電纜頂部)形成圍繞分配的多條光纖的多個套。多層帶狀電纜層74的多個末端能夠熔合在一起(例如，通過壓力、加熱、粘附及其組合作用等)。在此步驟中，支持裝置連續(xù)地保持多條光纖的多個支持裝置部分。
在步驟110中，制造商固定多條光纖的多個支持裝置部分。為了制造剛性形式的背板，制造商采用彈性橡膠密封劑來密封多條軌道66的多個末端，使支持裝置44(見圖2與3)的多條軌道66充滿粘性膠水并且提供剛性安裝構(gòu)件(例如，剛性的蓋)以覆蓋多條軌道66。
為了制造柔性背板，制造商還采用彈性橡膠密封劑來密封多條軌道66的多個末端，并且使支持裝置44的多條軌道66充滿粘性膠水。在粘性膠水固化以后，制造商從支持裝置44去除多條光纖的多個保護(hù)支持裝置部分。在一些排列中，注入機(jī)構(gòu)或?qū)⒎钦承詫宇A(yù)先加入到支持裝置44的過程有助于從支持裝置44去除多條光纖的多個支持裝置部分。制造商可選擇地大量保存多條光纖的多個保護(hù)支持裝置部分(例如，將所述的多個部分放置在次要的注模中，并且將更多材料注入到次要的注模以保持所述的多個部分在更大的單一注模中)。
應(yīng)該明白粘性膠水保留多條光纖，并且保持多條光纖在適當(dāng)?shù)奈恢?，這有助于防止多條光纖彎曲。不存在這樣的疊片，如同傳統(tǒng)的光纖背板，將多條光纖下拉或使得多條光纖服從于外力。相反地，一旦粘性膠水注入并且固化，多條光纖就被保護(hù)。因此，消除了多條光纖在多個交叉點彎曲的傾向，并且在這些交叉點減少了光能量損失。結(jié)果，與傳統(tǒng)的背板比較，更多的光纖能夠在本發(fā)明的背板的具體點處相互交叉。
為了減少拉力，固化的粘性膠水優(yōu)選地至少在帶狀電纜連接的位置具有柔性。另外，當(dāng)多條帶狀電纜靠近多個接觸點彎曲時，幾乎不存在損壞多條光纖的可能性。
在步驟112中，制造商將一組光纖連接構(gòu)件連接到一組帶狀電纜層74，從而每個光纖連接構(gòu)件在相應(yīng)的行中放置在多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端(例如，見圖1中的連接構(gòu)件30)。多個連接構(gòu)件使得光纖背板與其它的多個連接構(gòu)件形成多個光學(xué)連接(例如，具有多個光纖元件的電路板的多個連接構(gòu)件)。柔性光纖背板如圖1所示。剛性光纖背板如圖8所示，現(xiàn)在將更加徹底地說明其中的細(xì)節(jié)。
圖8示出了剛性光纖背板120，其使用圖2的制造裝置40的支持裝置44。除了限定多條軌道66的支持裝置44以外(也見圖3)，背板120包括多組光纖帶狀電纜126，多個連接構(gòu)件128與多條光纖。每條光纖帶狀電纜126包括套130，其由一起保護(hù)并保持一行光纖的多層帶狀電纜層74形成(也見圖4)。
如圖8所示，每組光纖的多層帶狀電纜126在相同的位置66處連接到支持裝置44。例如，一組光纖的多層帶狀電纜126-A連接到在位置66-A處支持裝置44等。
多條軌道66限定在支持裝置44內(nèi)，所述的支持裝置44具有足夠大的彎曲半徑68以防止在多條光纖的多個支持裝置部分中過度的光損失。因此，當(dāng)支持裝置44充滿粘性膠水時(為簡化僅僅由箭頭122所示，并且更好的顯示軌道64)，其能夠攜帶大量光纖并且提供大量光纖的多個交叉而具有最小的光能量損失。
為了使支持裝置44配合在多條軌道64內(nèi)保護(hù)光纖的多個部分并且覆蓋粘性膠水122的另一個支持裝置(例如，剛性蓋)，支持裝置44還限定圍繞支持裝置44的外圍的凸緣136。在一種排列中，背板120包括固態(tài)但柔性的膠水(例如，具有橡膠的粘稠度)，從而其不會流出多條軌道64，但使得多條光纖保持在較低的壓力狀態(tài)。將參照圖9提供本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖9示出了適合本發(fā)明使用的光纖網(wǎng)絡(luò)裝置140。該光纖網(wǎng)絡(luò)裝置140包括剛性光纖背板142與一組光纖電路板144。光纖背板142類似于圖8的光纖背板120，但包括附加的特性。特別地，該光纖背板142還包括支持裝置146，其具有多組光纖帶狀電纜148(例如，見從支持裝置146相同的位置延伸的一組光纖帶狀電纜148-A)；一組連接構(gòu)件150，其端接一組光纖帶狀電纜148；以及蓋151。每條光纖帶狀電纜包括帶狀電纜152，其在光纖背板142內(nèi)圍繞多條光纖。
光纖網(wǎng)絡(luò)裝置還包括一組帶狀電纜支架154，每個支架支持并保護(hù)從支持裝置146的相同的位置延伸的一組光纖帶狀電纜148。每個帶狀電纜支架154優(yōu)選地全部覆蓋一組光纖帶狀電纜148。然而，圖9中留下帶狀電纜支架154的一個側(cè)面以示出在帶狀電纜支架154內(nèi)多條光纖帶狀電纜152的配置。如圖9所示，各條帶狀電纜優(yōu)選地包括松弛部分(slack)。此松弛部分避免在背板142內(nèi)加壓的可能性，或者多個支持裝置將連接構(gòu)件150拉下或損壞帶狀電纜148的可能性。另外，在具體的帶狀電纜或電纜需要維護(hù)的情況下(例如，使得技術(shù)人員能夠切斷損壞的連接構(gòu)件并替換另一個連接構(gòu)件)，此松弛部分提供額外的電纜長度。
光纖網(wǎng)絡(luò)裝置140還包括一組連接器殼體156，其安裝到背板142的剛性表面。在一種排列中，多個連接器殼體沿著它們的多個側(cè)面打開以進(jìn)行多條光纖帶狀電纜152與背板142的多個連接構(gòu)件150的側(cè)面安裝。每塊電路板144包括一組連接器158，其具有對應(yīng)的多個連接構(gòu)件160，當(dāng)所述的電路板144安裝到背板142上時，所述的多個連接構(gòu)件160與背板142的多個連接構(gòu)件150形成多組光學(xué)連接。背板142的剛性配置提供固定的安裝表面，每塊電路板144能夠固定在該安裝表面上并得到支持。
光纖網(wǎng)絡(luò)裝140還包括一組單獨的側(cè)面連接裝置162。每個側(cè)面連接裝置162包括形成背板142的部分的光纖帶狀電纜164，以及側(cè)面連接支持裝置166。如此，為了接入背板142，多條光纖電纜168能夠插入側(cè)面連接支持裝置166以與光纖帶狀電纜164形成多個光纖連接?，F(xiàn)在將參照圖10提供背板142的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
圖10示出了適合用于制造圖9的背板142的支持裝置172的俯視圖170。該支持裝置172限定多條軌道174用于容納光纖電纜的多個部分。多條軌道174沿著支持裝置172的邊緣運(yùn)行到多個位置176，在所述的支持裝置172的邊緣處，多層帶狀電纜層連接以形成從支持裝置172延伸的多條光纖帶狀電纜(例如，見圖9的一組光纖帶狀電纜148-A)。由支持裝置172限定的多條軌道174包括彎曲半徑178，其足夠的大以避免過度的光能量損失(例如，彎曲半徑大于或等于26毫米)。
支持裝置172還包括一組額外的多條軌道180，其沿著支持裝置172的不同的側(cè)面導(dǎo)向多個位置182用于形成多個側(cè)面連接164(例如，見圖9的多個側(cè)面連接)。在制造過程期間，為了形成這樣的側(cè)面連接164，圖2的制造裝置40使多條光學(xué)電纜穿過多條額外的軌道180。
應(yīng)該明白支持裝置172適合用于制造具有多組帶狀電纜從中延伸的多個背板。多條軌道174保持多條光纖，這樣使得許多光纖穿過支持裝置172。注入到多條軌道174的粘性膠水保留多條光纖并且保持多條光纖在適當(dāng)?shù)奈恢?。因此，不存在如同傳統(tǒng)的背板中，多條光纖實質(zhì)上的彎曲從而可能導(dǎo)致顯著的光能量損失。特別地，不存在如同傳統(tǒng)的背板中的疊片，下拉交叉的多條頂部的光纖，或者利用外力以使多條光纖變形或?qū)⒍鄺l光纖移動到高壓力的狀態(tài)的可能性。
還應(yīng)該明白限定的軌道高度是防止光纖彎曲的一個因素。另外，在任何具體點處能夠相互交叉的多條光纖的數(shù)實質(zhì)上受到多條軌道174的高度的限制。另外，支持裝置172適合用于制造高密度的多個光纖背板。
圖11示出了柔性光纖背板190，其類似于聯(lián)系圖9與10中描述的剛性光纖背板，原因在于柔性光纖背板也具有多個側(cè)面連接。柔性光纖背板190還包括柔性中心外殼192；多組光纖帶狀電纜194，其分別地從多個單獨的位置與中心外殼192的邊緣延伸；多個連接構(gòu)件，其端接多條光纖帶狀電纜194；多條側(cè)面連接的帶狀電纜198；以及多個連接構(gòu)件200，其端接多條側(cè)面連接的帶狀電纜198。每條光纖帶狀電纜194包括帶狀電纜層202，其覆蓋所述光纖帶狀電纜194的多個光纖部分并且將這些光纖的多個部分保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩ｎ愃频?，每條側(cè)面連接的帶狀電纜198包括帶狀電纜層204，其覆蓋所述光纖帶狀電纜198的多個部分并且將這些光纖的多個部分保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 圖12示出了光纖背板190的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。特別地，在圖12中，光纖背板190的多條光纖206提供外殼192的剖面部分是可見的。另外，多個連接構(gòu)件196與200沒有示出。
本發(fā)明涉及光纖連接技術(shù)，其使用具有外殼部分(例如，柔性外殼、具有蓋的剛性構(gòu)件等)的光纖背板與從外殼部分的相同位置延伸的多條光纖帶狀電纜。另外，作為結(jié)果的背板能夠具有柔性的形狀，其以類似于傳統(tǒng)的多個光纖背板的方式夾住或掛上剛性板。作為結(jié)果的背板能夠可選地具有剛性的形式，其提供多個其它元件能夠裝置其上的剛性表面。這種技術(shù)適合用于高密度的多個連接，并且能夠?qū)嵤┒鴽]有顯著的光能量損失。如上所述，本發(fā)明的特性可在計算機(jī)系統(tǒng)以及相關(guān)的裝置、元件與過程中使用，比如所述的這些系統(tǒng)、裝置、元件與過程可由馬薩諸塞州(Massachusetts)的波士頓(Boston)的Teradyne公司制造。
鑒于本發(fā)明已具體示出并參照其中的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，應(yīng)該明白對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在形式與細(xì)節(jié)方面，可在其中進(jìn)行各種改變而不脫離本發(fā)明的精髓與范圍，本發(fā)明的精髓與范圍通過隨附的權(quán)利要求來限定。
例如，應(yīng)該明白僅作為例子示出了背板20(見圖1)、120(見圖8)與190(見圖11與12)，所述的背板包括從中心外殼延伸的三組多條光纖帶狀電纜。其它數(shù)目的組數(shù)也適合(例如，四、六、八等)。作為例子，圖10的支持裝置170包括10個位置176用于10組多條光纖帶狀電纜，每組能夠包括多條帶狀電纜(同樣見圖6中的多條帶狀電纜的列90)。
另外，應(yīng)該明白僅作為例子描述了每條光纖帶狀電纜(見圖6中的帶狀電纜28)通過結(jié)合(例如，使用壓力、加熱等的共同熔合)底部帶狀電纜層74(表面92-B)、一行光纖92與頂部帶狀電纜層74(表面92-A)而形成。其它帶狀電纜的形成技術(shù)也適合。例如，每條帶狀電纜28能夠通過安排底部帶狀電纜層74與多條光纖92，然后在硬化成為柔性橡膠狀材料的多條光纖92上面加膠或環(huán)氧樹脂而形成。
而且，應(yīng)該明白僅作為例子示出了背板142的多個側(cè)面連接162與多組帶狀電纜148呈90度的排列。在其它排列中，多個側(cè)面連接162定位于不同的位置。在一種排列中，多個側(cè)面連接162放置在背板的背面，即在相對于多組帶狀電纜148的側(cè)面。這種排列能夠在同時允許從前面與后面進(jìn)入的機(jī)殼內(nèi)放置。對于多個側(cè)面連接162放置在背板的背面而不是側(cè)面(即不是與多組帶狀電纜148呈90度)的排列，用于多個側(cè)面連接162的多條帶狀電纜優(yōu)選地從背板的中心外殼的背面而不是側(cè)面延伸。例如，圖10的支持裝置170應(yīng)該具有從相對于多個位置176的側(cè)面的側(cè)面(即背面)延伸的額外的多條軌道180。類似地，圖11的背板190應(yīng)該具有從相對于多組帶狀電纜194的側(cè)面(即背面)延伸的額外的多個連接198。在其它的排列中，多個光纖背板具有以多個方向(即以X軸、Y軸與Z軸的方向)延伸的多條帶狀電纜。這種修改與增加在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
另外，應(yīng)該明白上述的多個支持裝置注入粘性膠水(例如，粘性聚合物)，其保留與保持多條光纖處于低壓力與合適的彎曲半徑的位置以避免過度的光能量損失。其它多種物質(zhì)與材料也適合使用，比如硅類樹脂，其注入多個支持裝置軌道并且固化為更加剛性的固體。
權(quán)利要求
1.一種光纖背板，包括多條光纖；一組帶狀電纜層，其以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分以形成多條光纖帶狀電纜；以及外殼，其保持多條光纖的多個外殼部分，該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層在外殼的相同位置連接到外殼，從而多條光纖帶狀電纜從外殼的相同位置延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖背板，其中每條光纖帶狀電纜的交叉部分實質(zhì)上在X軸方向呈平面狀，并且其中多條光纖帶狀電纜的每條光纖帶狀電纜的末端以列的形式對準(zhǔn)，所述的列沿著實質(zhì)上垂直于X軸方向的Y軸方向延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖背板，還包括另一組帶狀電纜層，其以行的形式保持多條光纖的多個其它帶狀電纜部分以形成多條其它光纖帶狀電纜，所述的另一組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層在外殼的另一個位置連接到外殼，從而多條其它光纖帶狀電纜從外殼的其它部分延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的光纖背板，其中所述外殼包括在壓力下能夠彈性變形的柔性聚合物層。
5.如權(quán)利要求4所述的光纖背板，還包括粘性膠水，其通過外殼的柔性聚合物層而保持圍繞多條光纖的多個部分。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖背板，其中外殼包括覆蓋多條光纖的多個外殼部分的剛性構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖背板，其中外殼的剛性構(gòu)件限定一安裝表面，多個光纖構(gòu)件能夠固定地安裝到所述安裝表面上。
8.如權(quán)利要求1所述的光纖背板，還包括與該組帶狀電纜層耦合的一組光纖連接構(gòu)件，每組光纖連接構(gòu)件在相應(yīng)的行中放置多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端。
9.一種用于形成光纖背板的方法，包括下列步驟提供限定多條軌道的支持裝置；放置一組帶狀電纜層，從而該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層從由支持裝置限定的相同的軌道延伸；分配多條光纖，從而多條光纖的多個帶狀電纜部分在該組帶狀電纜層上面延伸，并且多條光纖的多個支持裝置部分通過由支持裝置限定的多條軌道延伸；以及固定多條光纖，從而(i)該組帶狀電纜層以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分，以形成從由支持裝置限定的相同的軌道延伸的多條光纖帶狀電纜，并且(ii)該支持裝置保持多條光纖的多個支持裝置部分。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中每層帶狀電纜層的交叉部分實質(zhì)上在X軸方向呈平面狀，并且其中放置該組帶狀電纜層的步驟包括下列步驟以實質(zhì)上沿著Y軸方向延伸的列的形式對準(zhǔn)多層帶狀電纜層。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括下列步驟放置另一組帶狀電纜層，從而所述的另一組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層從由支持裝置限定的另一條軌道延伸；其中分配多條光纖的步驟包括分配在所述的另一組帶狀電纜層上面的多條光纖的多個其它帶狀電纜部分；以及其中固定多條光纖的步驟包括以行的形式固定多條光纖的多個其它帶狀電纜部分，以形成從由支持裝置限定的其它軌道延伸的多個其它光纖帶狀電纜部分。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括下列步驟為了暴露多個支持裝置部分，從限定多條軌道的支持裝置去除多條光纖的多個支持裝置部分；以及用包括在壓力下能夠彈性變形的柔性聚合物層的外殼覆蓋多條光纖的多個支持裝置部分。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括下列步驟在從支持裝置去除多條光纖的多個支持裝置部分以前，將粘性膠水注入到支持裝置，從而保持粘性膠水圍繞多條光纖的多個支持裝置部分。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括下列步驟使由支持裝置限定的多個軌道充滿粘性膠水，從而通過支持裝置，保持粘性膠水圍繞多條光纖的多個支持裝置部分。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，提供支持裝置的步驟包括下列步驟提供剛性構(gòu)件，其限定一安裝表面，多個光纖元件能夠剛性安裝到該安裝表面上。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括下列步驟將一組光纖連接構(gòu)件連接到該組帶狀電纜層，從而每個光纖連接構(gòu)件在相應(yīng)的行中放置多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端。
17.一種光纖網(wǎng)絡(luò)裝置，包括多個光纖電路板，每個光纖電路板具有一組光纖電路板連接構(gòu)件；以及光纖背板，其與多個光纖電路板連接，所述的光纖背板包括多條光纖；一組帶狀電纜層，其以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分以形成多條光纖帶狀電纜；外殼，其保持多條光纖的多個外殼部分，該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層連接到在外殼的相同位置處的外殼，從而多條光纖帶狀電纜從外殼的相同位置延伸；以及一組光纖背板連接構(gòu)件，其與該組帶狀電纜層耦合，每個光纖背板連接構(gòu)件在相應(yīng)的行中放置多條光纖的多個帶狀電纜部分的多個末端，并且能夠與對應(yīng)的光纖電路板連接構(gòu)件形成一組光學(xué)連接。
全文摘要
一種光纖背板(20)具有外殼部分(22)與從外殼部分的相同位置(32)延伸的多條光纖帶狀電纜(28)。一種排列包括多條光纖(26)、外殼(22)與一組帶狀電纜層(24)。所述外殼保持多條光纖的多個外殼部分。該組帶狀電纜層(24)以行的形式保持多條光纖的多個帶狀電纜部分。該組帶狀電纜層的每層帶狀電纜層在外殼的相同位置(32)連接到外殼，從而多條光纖帶狀電纜從外殼的相同位置延伸。與僅具有從中心背板部分的不同位置(例如，分開幾厘米)延伸的多個平行的帶狀電纜部分的傳統(tǒng)的光纖背板比較，從相同的外殼位置延伸的多條光纖帶狀電纜能夠得到更高的光纖密度。
文檔編號G02B6/43GK1809775SQ02804622
公開日2006年7月26日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月6日
發(fā)明者塞佩赫·基亞尼 申請人:泰拉丁公司