CN100507624C - 高密度光纤背板及其制造方法和包括光纤背板的光纤网络装置 - Google Patents

Abstract

一种光纤背板(20)具有外壳部分(22)与从外壳部分的相同位置(32)延伸的多条光纤带状电缆(28)。一种排列包括多条光纤(26)、外壳(22)与一组带状电缆层(24)。所述外壳保持多条光纤的多个外壳部分。该组带状电缆层(24)以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分。该组带状电缆层的每层带状电缆层在外壳的相同位置(32)连接到外壳，从而多条光纤带状电缆从外壳的相同位置延伸。与仅具有从中心背板部分的不同位置(例如，分开几厘米)延伸的多个平行的带状电缆部分的传统的光纤背板比较，从相同的外壳位置延伸的多条光纤带状电缆能够得到更高的光纤密度。

Description

高密度光纤背板及其制造方法和包括光纤背板的光纤网络装置

背景技术

通常的光纤背板包括多条光纤的网络。通常，每条光纤将多个光信号(多个光脉冲)从一个位置传送到另一个位置。

一种传统的光纤背板包括矩形中心部分以及从中心部分的一端平行延伸的多条带状电缆部分。在每个带状电缆内的多条光纤连续地通过中心部分并且向外通过一条或多条的其它带状电缆部分。因此，当光纤背板处于操作状态时，通过一个带状电缆部分的多条光纤发送的多个光信号在这些光纤内连续地通过中心部分并且向外通过一条或多条的其它带状电缆部分。

光纤背板的中心部分通常包括：(i)外部覆盖层，其类似塑料层，(ii)多条光纤的多个部分，以及(iii)粘性液体，其防止在外部覆盖层内多条光纤的运动。光纤背板的带状电缆部分通常包括与用于中心部分的外部覆盖层相同的部分，以及通过其间的多条光纤的多个部分。外部覆盖层与液体保持多条光纤处于相应的位置并且防止它们相互运动。

为了形成光纤背板，制造商通常放下外部覆盖层的背面粘连的片以形成背板的底层。其次，制造商将多条光纤的多个部分沿着所需的多条光纤路径通过所述的片。然后，制造商加液体并且放下外部覆盖层的另一片以形成背板的顶层。最后，制造商将片的顶部与底部一起密封(例如，通过加热)并且切断片以形成中心部分与连接的带状电缆部分。那么，柔软与柔性的光纤背板能够夹住刚性的板并且连接在多个光纤元件(例如，多个电路板，多条光纤电缆等)之间以在多个元件当中传送多个光信号。

当两条光纤相互交叉时，光纤之一通常围绕另一条弯曲。随着光纤的弯曲半径的增加，通过弯曲的光纤的光能量损失也增加(即弯曲越尖锐，光能量损失越多)。由于光能量损失最小时光纤信号检测电路(例如，光感应电路)的效果最佳，因此制造商试图限制背板中任何单独点处多条光纤相互交叉的数。为此，光纤背板的制造商通常在每个带状电缆部分内以行的形式排列多条光纤的多个部分，以防止多条光纤在所述的带状电缆部分内相互交叉，并且将全部出现的光纤交叉放置在中心部分中。另外，由于在特定点处多条光纤相互交叉的数较高将导致多条光纤更严重地弯曲(即在顶部的光纤往往具有最尖锐地弯曲并且通常经受最多的光能量损失)，因此制造商试图限制中心部分中任何一点处多条光纤交叉的数(例如，小于8条)。而且，制造商将多个带状电缆部分连接到中心部分并保持相互之间有足够的距离(例如，几厘米)，从而由于在中心部分内从一个带状电缆部分到另一个带状电缆部分的多条光纤弯曲导致的光能量损失不会超过限度。

隔离的多条光纤(例如，单独的橡胶保护的多条光纤)通常从光纤背板的多个带状电缆部分的多个远端单独地延伸。每条光纤通常端接相应的光纤连接器，其提供光纤末端作为光学接口用于与另一条光纤的末端形成光纤连接。通常，多个光纤背板的连接器使用刚性弯肘型(例如，90度弧形)减压装置。另外，技术人员能够容易地将多个光纤连接器与另外的多个光纤连接器(例如，安装到刚性板的对应的多个光纤连接器)进行配合与不配合，以形成与多个其它元件的单独的多个光纤连接。

发明内容

不幸地是，上述的传统的光纤背板存在缺陷。特别地，由于背板的密度由中心部分中相互交叉的光纤的数限制，因此通过背板的光纤的数(例如，特定带状电缆部分中光纤的数，端接连接器中光纤的数等)相对的低。如果在充满液体的中心部分中特定的点处存在太多相互交叉的光纤，则通过中心部分的一些光纤往往被叠片或任何外力牵引。特别地，顶部的多条光纤(即在交叉的许多光纤上的顶部的多条光纤)往往下拉的程度最大。在一些情况下，多条光纤往往尖锐地弯曲从而导致过度的光能量损失。

而且，由于多条带状电缆从中心部分并排放置以此将多条带状电缆中光纤的数限制到中心部分的有效边缘的长度，因此密度低。这种缺陷使定标(scaling)变得困难。

另外，在一些情况下，密度低是由于相邻放置的带状电缆能够靠近的距离的限制。例如，如果背板的多个带状电缆部分相互过于靠近，则多条光纤可能被尖锐地弯曲并导致过度的光能量损失。同样，为了适当地切断叠片，制造商需要在多条带状电缆之间提供一定的间隙(例如，允许激光切断多个带状电缆部分的间隙)。

而且，具有保持单条光纤的多个末端的单独的多个光纤连接器的多个带状电缆部分的终端将光纤背板限制到低密度的应用。也就是说，光纤背板不适合需要许多光纤以不同方向运行的更复杂的路由情况。对于技术人员，可选方案是连接与/或结合多个光纤背板，或者对于更复杂的连接任务，使用携带多条光纤束的多条光纤电缆(替代光纤背板)的复杂网络。

与具有从中心部分的不同位置(例如，距离中心部分一侧几厘米的多个位置)延伸的平行的多个带状电缆部分的上述传统的光纤背板比较，本发明涉及的光纤连接技术使用光纤背板，其具有外壳部分与从外壳部分的相同位置延伸的多条光纤带状电缆。本发明适合高密度情况并且能够实施而没有显著的光能量损失。

本发明的一种排列涉及光纤背板，其包括多条光纤、外壳与一组带状电缆层。外壳保持多条光纤的多个外壳部分。该组带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分以形成多条光纤带状电缆。该组带状电缆层的每层带状电缆层在外壳的相同位置连接到外壳，从而多条光纤带状电缆从外壳的相同位置延伸。与从中心背板部分的不同的多个位置(例如，距离几厘米的多个位置)延伸的仅具有多个平行的带状电缆部分的传统的多个光纤背板比较，从相同的外壳位置延伸的多条光纤带状电缆得到更高的光纤密度。

在一种排列中，另一组带状电缆以行的形式保持多条光纤的多个其它带状电缆部分以形成多条其它光纤带状电缆。所述的另一组带状电缆层的每层带状电缆层在外壳的另一个位置连接到外壳，从而多条其它光纤带状电缆从外壳的其它部分延伸。另外，光纤背板能够具有多组光纤带状电缆，例如，第一组从一个位置延伸，第二组从另一个位置(可能平行于第一组)延伸等。

在一种排列中，每条光纤带状电缆的交叉部分实质上在X轴方向呈平面状，并且多条光纤带状电缆的每条光纤带状电缆的末端以列的形式对准，所述的列沿着实质上垂直于X轴方向的Y轴方向延伸。此排列提供用于多条光纤的堆叠，对于排列多条光纤，所述的堆叠技术是用于排列多条光纤的一种方便并良好组织的技术。

在一种排列中，外壳包括在压力下能够弹性变形的柔性聚合物层(例如，厚的塑料层)。在这种排列中，保持粘性胶水通过外壳的柔性聚合物层优选地围绕多条光纤的多个部分。粘性胶水有助于多条光纤的保留，这样在外壳内光纤的交叉点处将多条光纤的任何弯曲减少到最小程度。另外，即使在具体点处相互交叉的多条光纤的数相对地高(例如，八个或更多)时，由于多条光纤相互交叉，在外壳内也存在最小的光能量损失。

在一种排列中，外壳包括覆盖多条光纤的多个外壳部分的刚性构件。优选的，外壳的刚性构件限定其上多个光纤构件能够固定地安装的安装表面。在此排列中，多个光纤构件(例如，多个光纤连接器、多个光纤电路板、多个匹配的壳体与多个支持装置等)具有其上用于安装的刚性表面。

在一种排列中，一组光纤的连接构件(例如，多个套圈、多个连接器等)与一组带状电缆层耦合。每个光纤连接构件以相应的行放置在多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端。这种排列使得：相对于单独地位于分离的多个连接器中的传统光纤背板的多条光纤的多个末端，多条光纤的多个末端位于多个更高密度的连接器。

本发明的另一种排列涉及光纤网络装置。该装置包括多个光纤电路板和与多个光纤电路板连接的光纤背板。每个光纤电路板具有一组光纤电路板连接构件。光纤背板包括：多条光纤；一组带状电缆层，其以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分以形成多条光纤带状电缆；以及外壳，其保持多条光纤的多个外壳部分。该组带状电缆层的每层带状电缆层连接到在外壳的相同位置处的外壳，从而多条光纤带状电缆从外壳的相同位置延伸。背板还包括与该组带状电缆层耦合的一组光纤背板连接构件。每个光纤背板连接构件在相应的行中放置多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端，并且能够与对应的光纤电路板的连接构件形成一组光学连接。如此，该装置能够形成计算机系统(具有在多个电路板上操作电路系统)或计算机系统的部分。

本发明的另一种排列涉及用于形成光纤背板的方法。该方法包括下列步骤：提供限定多条轨道的支持装置；以及放置一组带状电缆层，从而该组带状电缆层的每层带状电缆层从由支持装置限定的相同的轨道延伸。另外，该方法包括下列步骤：分配多条光纤，从而多条光纤的多个带状电缆部分在该组带状电缆层上面延伸，并且多条光纤的多个支持装置部分通过由支持装置限定的多条轨道延伸。该方法还包括下列步骤：固定多条光纤，从而(i)该组带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分以形成从由支持装置限定的相同的轨道延伸的多条光纤带状电缆；并且(ii)该支持装置保持多条光纤的多个支持装置部分。此方法提供简单与方便的方法以可控与一致的方式制造上述光纤背板。

如上所述，本发明的特性可在光纤系统、设备与方法以及其它与计算机相关的元件中使用，比如所述的这些内容可由马萨诸塞州(Massachusetts)的波士顿(Boston)的Teradyne公司制造。

附图说明

参照附图，其中在全部不同的视图中，相同的参考字符指的是相同的部分，通过本发明的优选实施例的以下更加具体的描述，本发明的上述和其它目的、特性与优点将显而易见。所述的附图不需按照比例，而强调的重点在于：示出了本发明的原理。

图1是示出了适合本发明使用的柔性的光纤背板的透视图。

图2是适合制造光纤背板的制造装置的透视图。

图3是适合由图2的制造装置40使用的支持装置的俯视图。

图4是适合由图2的制造装置使用的带状电缆携带装置的侧视图。

图5是适合由图2的制造装置使用的可选的带状电缆携带装置的侧视图。

图6是从图1的光纤背板的外壳的相同位置延伸的一组光纤带状电缆的剖视图。

图7是由制造商执行用于制造光纤背板的过程。

图8是由图2的制造装置提供的刚性光纤背板的透视图。

图9是使用刚性光纤背板的光纤网络装置的透视图。

图10是适合由图2的制造装置使用的图3的支持装置的可选支持装置的俯视图。

图11是相对于图1的可选柔性光纤背板的透视图。

图12是图11的可选柔性光纤背板的具体细节的透视图。

图13是图3的支持装置的部分的剖示侧视图。

图14示出了在光纤插入支持装置的轨道内期间，图13的支持装置的部分的剖示侧视图。

图15示出了在光纤插入支持装置的轨道内以后，图13的支持装置的部分的剖示侧视图。

具体实施方式

本发明涉及光纤连接技术，该技术使用光纤背板，其具有外壳部分和从与外壳部分相同的位置延伸的多条光纤带状电缆。此技术适合用于高密度连接，并且能够实现而没有显著的光能量损失。背板的一种形式为具有相对的柔性并且能够以传统的方式挂住或夹住刚性的板。背板的另一种形式为刚性的并且能够支持多个安装的元件(例如，多个电路板，多个其它背板等)。

图1示出了适合本发明使用的柔性的光纤背板20。该光纤背板20包括：柔性外壳22；多组带状电缆层24-A，24-B与24-C(共同地称为多层带状电缆层24)；以及多条光纤26(其中一些通过外壳22的剖面部分能够看到)。多层带状电缆层24以行的形式保持柔性外壳22的多个带状电缆部分以形成多组光纤带状电缆28-A，28-B与28-C。并且特别地，仅如图1中的例子所示，一组带状电缆层24-A形成光纤带状电缆28-A，一组带状电缆层24-B形成光纤带状电缆28-B并且一组带状电缆层24-C形成光纤带状电缆28-C。

光纤背板20还包括连接到多层带状电缆层24的多个连接构件30(例如，配合连接器壳体的多个套圈，多个完整的连接器等)。例如，连接构件30-A1连接到带状电缆层24-A1以端接一条光纤带状电缆，连接构件30-A2连接另一条带状电缆层24-A2以端接另一条光纤带状电缆，依此类推。每条光纤带状电缆内存在一条或多条光纤(例如，一行光纤)，其在相应的连接构件30处端接。

进一步如图1所示，一组光纤带状电缆28-A从外壳22的位置32-A延伸。在顶部相互堆叠并且从单个位置延伸的光纤带状电缆28-A使得背板20适合高密度配置。特别地，多条带状电缆28适合高密度的多个连接构件30，即多个套圈保持一些光纤末端(例如，1 x 8阵列，1 x 12阵列等)。一组光纤带状电缆28-B从外壳22的位置32-B延伸。类似地，一组光纤带状电缆28-C从外壳22的位置32-C延伸。仅作为例子，多组光纤带状电缆28-A，28-B与28-C相互平行。

在一种排列中，外壳22充满粘性胶水，其在外壳22内提供对多条光纤26的支持。特别地，胶水的浓度阻碍在交叉点处的多条光纤26的弯曲，这样在外壳22内防止光能量过度损失。在另一种排列中，外壳22充满硬质膏剂(hard paste)，例如液体或环氧树脂，其变硬(例如经过一段时间或由于加热)以防止多条光纤的实质的弯曲。在这种排列中，光学背板20更加具有刚性，但仍优选地有些延展性使得多条光纤处于低压力状态以防止多条光纤的损害。

技术人员能够使用柔性的光纤背板20以将多个光纤元件连接在一起。例如，技术人员能够将背板夹到刚性板上，并且将多个连接构件30插入到各种光纤元件。连接到外壳22(例如，位置32-A)的相同位置的每组光纤带状电缆28(例如，组28-A)提供的光纤密度高于具有从每个位置延伸的单条带状电缆的上述传统的光纤背板所提供的光纤密度。本发明进一步的细节将参照图2说明。

图2示出了制造装置40，其适合制造光纤背板，比如图1的柔性背板20。制造装置40包括基底42、支持装置44、带状电缆携带装置46以及安装在基底42上的光纤分配机构48。该光纤分配机构48包括光纤提供装置50(例如，光纤的线轴)与分配头52。

带状电缆携带装置46包括多个带状电缆携带表面54，其用于携带带状电缆层和用于形成多个槽56，通过所述的多个槽56，分配头52能够分配光纤以形成多组光纤带状电缆28(见图1)。多个带状电缆携带表面54以多列58(例如，见列58-A)的形式排列。光纤分配机构48能够在支持装置44的任何多条轨道中和带状电缆携带装置46的任何多个槽56中分配光纤。在一种排列中，除了分配与切断光纤的多个部分以外，分配机构48还分配多层带状电缆层。在另一种排列中，在外部增加(例如，通过技术人员，自动设备等)多层带状电缆层被。光纤分配机构48优选地具有柔性以任何方向(例如，多个自由度)移动分配头52。现在将参照图3提供制造装置40的进一步细节。

图3示出了由图2的制造装置40使用的支持装置44的俯视图60。支持装置44包括刚性材料62(例如，给定线路的金属、塑料或玻璃光纤；铸模的塑料或陶瓷材料等)，其限定光纤分配机构48能够分配光纤到其中的多组轨道64。特别地，在制造装置40的操作期间，光纤分配机构48使光纤的多个部分从带状电缆携带装置46的多个槽56通过支持装置44的多组轨道64，再反向通过带状电缆携带装置46的其它的多个槽56，并且在每段的末端切断光纤。在此操作期间，光纤进入并离开在多层带状电缆层上的多组轨道64，在66-A，66-B与66-C位置处通向支持装置44。现在将参照图13到15提供此操作的进一步细节。

图13示出了支持装置44的部分的剖示侧视图300。如图所示，支持装置44限定轨道64并且具有零间隙膜302，其位于支持装置44的顶部的上面，用于一旦多条光纤放置到轨道64就保留在轨道64内的多条光纤。也就是说，所述的膜302包括提供进入轨道64的零间隙开口304。使膜302具有这种开口的一种方式是将膜302作为在支持装置44上面的接触片，并且然后沿着多组轨道64的中心切开膜302。

图14示出了在光纤26插入支持装置44的轨道64内期间，图13的支持装置44的部分的剖示侧视图310。通过光纤分配机构48(见图2)执行这种插入。特别地，分配头52沿着支持装置44的多组轨道64运行，同时将光纤26以箭头312的方向插入轨道64。

图15示出了在光纤26插入支持装置44的轨道64内以后，图13的支持装置44的部分的剖示侧视图320。如图所示，在光纤26插入和保留在轨道64内以后，膜302的零间隙开口304关闭。

再参照图3，轨道64提供具有在多条光纤中防止光能量过度损失的角的弯曲半径68(例如，弯曲半径大于和等于26毫米)。每条轨道能够同时优选地保持许多光纤(实质上保持的多条光纤的数由多条轨道64的高度(即深度)规定)。现在将参照图4提供制造装置40的进一步细节。

图4示出了制造装置40的带状电缆携带装置46的侧视图70。如上所述，带状电缆携带装置46涉及光纤背板20的多组光纤带状电缆28的制造。(见图1)。如图4所示，每个带状电缆携带表面54从支持装置44向外延伸。在操作期间，制造装置40在带状电缆携带装置46上分配一组带状电缆层74(例如，在多列58中通过多列58的方式，见图2)。特别地，制造装置40将带状电缆层74放置在每个带状电缆携带表面54上(见图3中带状电缆携带表面54-1上的带状电缆层74)。随后在制造过程中，制造装置40将光纤放置在带状电缆层74(见在带状电缆层74上的光纤部分76)与顶部的带状电缆层上面以形成完整的带状电缆，即通过带状电缆层74围绕在顶部与底部上的一行光纤部分76。为了保持多条光纤在它们固定的行位置，所述的带状电缆层74优选地粘着或粘附(例如，包括胶水层)。

在一种排列中，带状电缆携带装置46的多个带状电缆携带表面54位于固定的位置。也就是说，多个带状电缆携带表面54不可移动。在这种排列中，多个槽56充分的宽(即高)使得分配头52(也见图2)进入并且精确地将光纤放置在每层带状电缆层74上面。

在另一种排列中并且如图5所示，带状电缆携带装置46的多个带状电缆携带表面54是可移动的(例如，通过自动设备以上下的方式滑动)，从而使得：当制造具有连接到背板外壳的相同位置的许多带状电缆的多个背板时，许多带状电缆携带表面54能够使用。在这种排列中，机电设备移动多个带状电缆携带表面54以提供足够的空间用于分配头52适当地分配光纤电缆，即多个槽56的尺寸基于多个带状电缆携带表面54的多个位置。仅作为例子，由于多个带状电缆携带表面54的运动(在图5中通过箭头示出)，与其它的槽56比较，槽56-5具有相对大的尺寸。调节移动多个带状电缆携带表面54与分配光纤76的多层带状电缆层74是自动的(例如，使用软件可控制的)。

一旦多组光纤带状电缆28已形成，所述的多组28从支持装置44平行地延伸。现在将参照图6提供本发明的进一步细节。

图6是通过图2的制造装置40形成的多条光纤带状电缆28(例如，图1的多条光纤带状电缆28-A)的列90或堆叠的剖视图。列90提供多条光纤的高密度分组，其从支持装置44的单独位置延伸，即支持装置44的位置66-C(也见图3)。如图所示，每条光纤带状电缆28在Z轴的方向延伸并且在X轴的方向96实质上呈平面或扁平的形状。每条光纤带状电缆28包括由带状电缆层74形成的底部92-A与顶部92-B。一行光纤94(例如，图6中剖示并且在Z轴的方向延伸的12条光纤)位于底部92-A与顶部92-B之间。如图所示，多条光纤带状电缆28以实质上沿着实际上垂直于X轴方向的Y轴方向延伸的列90的形式排列。一旦形成多条光纤带状电缆28，通过制造图1所示的柔性背板(其涉及从支持装置44去除多条光纤)或涉及连续使用支持装置44作为刚性背板的部分的刚性背板，制造商就能够完成背板装配过程。

应该明白：在列90中的多条光纤94的密度远高于前面描述的传统的仅具有从任何具体位置延伸的单条带状电缆(而不是多条带状电缆)的背板的光纤密度。现在将参照图7提供关于制造商如何同时制造柔性与刚性形式的背板的进一步细节。

图7示出了由制造商执行用于制造光纤背板的过程100。在步骤102中，制造商提供限定多条轨道的支持装置。例如，见图3的限定多条轨道64的支持装置44。

在步骤104中，制造商放置一组带状电缆层，从而每层带状电缆层从由支持装置限定的相同的轨道延伸。例如，如图4所示，制造商将带状电缆层74放置在带状电缆携带装置46的多列58的每个带状电缆携带表面54上。当多层带状电缆层74以此多列58的形式(例如，列58-A)位于带状电缆携带装置46上时，每层带状电缆层74从由支持装置(例如，见图3的位置66-C)限定的相同的轨道延伸。作为步骤104的部分，制造商将所述的另一组的带状电缆层74放置在带状电缆携带装置46的其它的多列58，从而所述的另一组的多层带状电缆层74从支持装置的其它多个位置延伸(例如，见图3的位置66-A、66-B)。

在步骤106中，制造商分配并且切断多条光纤，从而多条光纤的多个带状电缆部分在一组带状电缆层74上面延伸，并且多条光纤的多个支持装置部分通过由支持装置限定的多条轨道(见图3中的支持装置44的多条轨道64)延伸。多层带状电缆层74粘着并且在适当的位置保持分配的多条光纤。

在步骤108中，制造商固定多条光纤，从而一组多层带状电缆层74以多行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分，以形成一组光纤带状电缆(例如，图1的一组光纤带状电缆28-A)。在一种排列中，制造商应用附加的多层带状电缆层74，从而以前提供的带状电缆层74(带状电缆底部)与新提供的多层带状电缆层74(带状电缆顶部)形成围绕分配的多条光纤的多个套。多层带状电缆层74的多个末端能够熔合在一起(例如，通过压力、加热、粘附及其组合作用等)。在此步骤中，支持装置连续地保持多条光纤的多个支持装置部分。

在步骤110中，制造商固定多条光纤的多个支持装置部分。为了制造刚性形式的背板，制造商采用弹性橡胶密封剂来密封多条轨道66的多个末端，使支持装置44(见图2与3)的多条轨道66充满粘性胶水并且提供刚性安装构件(例如，刚性的盖)以覆盖多条轨道66。

为了制造柔性背板，制造商还采用弹性橡胶密封剂来密封多条轨道66的多个末端，并且使支持装置44的多条轨道66充满粘性胶水。在粘性胶水固化以后，制造商从支持装置44去除多条光纤的多个保护支持装置部分。在一些排列中，注入机构或将非粘性层预先加入到支持装置44的过程有助于从支持装置44去除多条光纤的多个支持装置部分。制造商可选择地大量保存多条光纤的多个保护支持装置部分(例如，将所述的多个部分放置在次要的注模中，并且将更多材料注入到次要的注模以保持所述的多个部分在更大的单一注模中)。

应该明白：粘性胶水保留多条光纤，并且保持多条光纤在适当的位置，这有助于防止多条光纤弯曲。不存在这样的叠片，如同传统的光纤背板，将多条光纤下拉或使得多条光纤服从于外力。相反地，一旦粘性胶水注入并且固化，多条光纤就被保护。因此，消除了多条光纤在多个交叉点弯曲的倾向，并且在这些交叉点减少了光能量损失。结果，与传统的背板比较，更多的光纤能够在本发明的背板的具体点处相互交叉。

为了减少拉力，固化的粘性胶水优选地至少在带状电缆连接的位置具有柔性。另外，当多条带状电缆靠近多个接触点弯曲时，几乎不存在损坏多条光纤的可能性。

在步骤112中，制造商将一组光纤连接构件连接到一组带状电缆层74，从而每个光纤连接构件在相应的行中放置在多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端(例如，见图1中的连接构件30)。多个连接构件使得光纤背板与其它的多个连接构件形成多个光学连接(例如，具有多个光纤元件的电路板的多个连接构件)。柔性光纤背板如图1所示。刚性光纤背板如图8所示，现在将更加彻底地说明其中的细节。

图8示出了刚性光纤背板120，其使用图2的制造装置40的支持装置44。除了限定多条轨道66的支持装置44以外(也见图3)，背板120包括多组光纤带状电缆126，多个连接构件128与多条光纤。每条光纤带状电缆126包括套130，其由一起保护并保持一行光纤的多层带状电缆层74形成(也见图4)。

如图8所示，每组光纤的多层带状电缆126在相同的位置66处连接到支持装置44。例如，一组光纤的多层带状电缆126-A连接到在位置66-A处支持装置44等。

多条轨道66限定在支持装置44内，所述的支持装置44具有足够大的弯曲半径68以防止在多条光纤的多个支持装置部分中过度的光损失。因此，当支持装置44充满粘性胶水时(为简化仅仅由箭头122所示，并且更好的显示轨道64)，其能够携带大量光纤并且提供大量光纤的多个交叉而具有最小的光能量损失。

为了使支持装置44配合在多条轨道64内保护光纤的多个部分并且覆盖粘性胶水122的另一个支持装置(例如，刚性盖)，支持装置44还限定围绕支持装置44的外围的凸缘136。在一种排列中，背板120包括固态但柔性的胶水(例如，具有橡胶的粘稠度)，从而其不会流出多条轨道64，但使得多条光纤保持在较低的压力状态。将参照图9提供本发明的进一步细节。

图9示出了适合本发明使用的光纤网络装置140。该光纤网络装置140包括刚性光纤背板142与一组光纤电路板144。光纤背板142类似于图8的光纤背板120，但包括附加的特性。特别地，该光纤背板142还包括：支持装置146，其具有多组光纤带状电缆148(例如，见从支持装置146相同的位置延伸的一组光纤带状电缆148-A)；一组连接构件150，其端接一组光纤带状电缆148；以及盖151。每条光纤带状电缆包括带状电缆152，其在光纤背板142内围绕多条光纤。

光纤网络装置还包括一组带状电缆支架154，每个支架支持并保护从支持装置146的相同的位置延伸的一组光纤带状电缆148。每个带状电缆支架154优选地全部覆盖一组光纤带状电缆148。然而，图9中留下带状电缆支架154的一个侧面以示出在带状电缆支架154内多条光纤带状电缆152的配置。如图9所示，各条带状电缆优选地包括松弛部分(slack)。此松弛部分避免在背板142内加压的可能性，或者多个支持装置将连接构件150拉下或损坏带状电缆148的可能性。另外，在具体的带状电缆或电缆需要维护的情况下(例如，使得技术人员能够切断损坏的连接构件并替换另一个连接构件)，此松弛部分提供额外的电缆长度。

光纤网络装置140还包括一组连接器壳体156，其安装到背板142的刚性表面。在一种排列中，多个连接器壳体沿着它们的多个侧面打开以进行多条光纤带状电缆152与背板142的多个连接构件150的侧面安装。每块电路板144包括一组连接器158，其具有对应的多个连接构件160，当所述的电路板144安装到背板142上时，所述的多个连接构件160与背板142的多个连接构件150形成多组光学连接。背板142的刚性配置提供固定的安装表面，每块电路板144能够固定在该安装表面上并得到支持。

光纤网络装置140还包括一组单独的侧面连接装置162。每个侧面连接装置162包括形成背板142的部分的光纤带状电缆164，以及侧面连接支持装置166。如此，为了接入背板142，多条光纤电缆168能够插入侧面连接支持装置166以与光纤带状电缆164形成多个光纤连接。现在将参照图10提供背板142的进一步细节。

图10示出了适合用于制造图9的背板142的支持装置172的俯视图170。该支持装置172限定多条轨道174用于容纳光纤电缆的多个部分。多条轨道174沿着支持装置172的边缘运行到多个位置176，在所述的支持装置172的边缘处，多层带状电缆层连接以形成从支持装置172延伸的多条光纤带状电缆(例如，见图9的一组光纤带状电缆148-A)。由支持装置172限定的多条轨道174包括弯曲半径178，其足够的大以避免过度的光能量损失(例如，弯曲半径大于或等于26毫米)。

支持装置172还包括一组额外的多条轨道180，其沿着支持装置172的不同的侧面导向多个位置182用于形成多个侧面连接164(例如，见图9的多个侧面连接)。在制造过程期间，为了形成这样的侧面连接164，图2的制造装置40使多条光学电缆穿过多条额外的轨道180。

应该明白：支持装置172适合用于制造具有多组带状电缆从中延伸的多个背板。多条轨道174保持多条光纤，这样使得许多光纤穿过支持装置172。注入到多条轨道174的粘性胶水保留多条光纤并且保持多条光纤在适当的位置。因此，不存在：如同传统的背板中，多条光纤实质上的弯曲从而可能导致显著的光能量损失。特别地，不存在：如同传统的背板中的叠片，下拉交叉的多条顶部的光纤，或者利用外力以使多条光纤变形或将多条光纤移动到高压力的状态的可能性。

还应该明白：限定的轨道高度是防止光纤弯曲的一个因素。另外，在任何具体点处能够相互交叉的多条光纤的数实质上受到多条轨道174的高度的限制。另外，支持装置172适合用于制造高密度的多个光纤背板。

图11示出了柔性光纤背板190，其类似于联系图9与10中描述的刚性光纤背板，原因在于：柔性光纤背板也具有多个侧面连接。柔性光纤背板190还包括：柔性中心外壳192；多组光纤带状电缆194，其分别地从多个单独的位置与中心外壳192的边缘延伸；多个连接构件，其端接多条光纤带状电缆194；多条侧面连接的带状电缆198；以及多个连接构件200，其端接多条侧面连接的带状电缆198。每条光纤带状电缆194包括带状电缆层202，其覆盖所述光纤带状电缆194的多个光纤部分并且将这些光纤的多个部分保持在适当的位置。类似地，每条侧面连接的带状电缆198包括带状电缆层204，其覆盖所述光纤带状电缆198的多个部分并且将这些光纤的多个部分保持在适当的位置。

图12示出了光纤背板190的进一步细节。特别地，在图12中，光纤背板190的多条光纤206提供外壳192的剖面部分是可见的。另外，多个连接构件196与200没有示出。

本发明涉及光纤连接技术，其使用具有外壳部分(例如，柔性外壳、具有盖的刚性构件等)的光纤背板与从外壳部分的相同位置延伸的多条光纤带状电缆。另外，作为结果的背板能够具有柔性的形状，其以类似于传统的多个光纤背板的方式夹住或挂上刚性板。作为结果的背板能够可选地具有刚性的形式，其提供多个其它元件能够装置其上的刚性表面。这种技术适合用于高密度的多个连接，并且能够实施而没有显著的光能量损失。如上所述，本发明的特性可在计算机系统以及相关的装置、元件与过程中使用，比如所述的这些系统、装置、元件与过程可由马萨诸塞州(Massachusetts)的波士顿(Boston)的Teradyne公司制造。

鉴于本发明已具体示出并参照其中的优选实施例进行描述，应该明白：对于本领域的普通技术人员，在形式与细节方面，可在其中进行各种改变而不脱离本发明的精髓与范围，本发明的精髓与范围通过随附的权利要求来限定。

例如，应该明白：仅作为例子示出了背板20(见图1)、120(见图8)与190(见图11与12)，所述的背板包括从中心外壳延伸的三组多条光纤带状电缆。其它数目的组数也适合(例如，四、六、八等)。作为例子，图10的支持装置170包括10个位置176用于10组多条光纤带状电缆，每组能够包括多条带状电缆(同样见图6中的多条带状电缆的列90)。

另外，应该明白：仅作为例子描述了每条光纤带状电缆(见图6中的带状电缆28)通过结合(例如，使用压力、加热等的共同熔合)底部带状电缆层74(表面92-B)、一行光纤92与顶部带状电缆层74(表面92-A)而形成。其它带状电缆的形成技术也适合。例如，每条带状电缆28能够通过安排底部带状电缆层74与多条光纤92，然后在硬化成为柔性橡胶状材料的多条光纤92上面加胶或环氧树脂而形成。

而且，应该明白：仅作为例子示出了背板142的多个侧面连接162与多组带状电缆148呈90度的排列。在其它排列中，多个侧面连接162定位于不同的位置。在一种排列中，多个侧面连接162放置在背板的背面，即在相对于多组带状电缆148的侧面。这种排列能够在同时允许从前面与后面进入的机壳内放置。对于多个侧面连接162放置在背板的背面而不是侧面(即不是与多组带状电缆148呈90度)的排列，用于多个侧面连接162的多条带状电缆优选地从背板的中心外壳的背面而不是侧面延伸。例如，图10的支持装置170应该具有从相对于多个位置176的侧面的侧面(即背面)延伸的额外的多条轨道180。类似地，图11的背板190应该具有从相对于多组带状电缆194的侧面(即背面)延伸的额外的多个连接198。在其它的排列中，多个光纤背板具有以多个方向(即以X轴、Y轴与Z轴的方向)延伸的多条带状电缆。这种修改与增加在本发明的范围内。

另外，应该明白：上述的多个支持装置注入粘性胶水(例如，粘性聚合物)，其保留与保持多条光纤处于低压力与合适的弯曲半径的位置以避免过度的光能量损失。其它多种物质与材料也适合使用，比如硅类树脂，其注入多个支持装置轨道并且固化为更加刚性的固体。

Claims (17)

1.一种光纤背板，包括：

多条光纤；

一组带状电缆层，该组带状电缆层的每层带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分，以形成一组光纤带状电缆；以及

外壳，其保持多条光纤的多个外壳部分，该组带状电缆层的每层带状电缆层在外壳的相同位置连接到外壳，从而形成的一组光纤带状电缆从由外壳限定的单独的孔延伸，并且其中该组带状电缆层以列的形式从由外壳限定的单独的孔延伸。

2.如权利要求1所述的光纤背板，其中每条光纤带状电缆包括：多条光纤的至少两条，其以实质上沿着第一方向延伸的行的形式存在，并且其中该组带状电缆层以列的形式从由外壳限定的单独的孔延伸，从而该列沿着实质上垂直于第一方向的第二方向延伸。

3.如权利要求1所述的光纤背板，还包括：

另一组带状电缆层，所述的另一组带状电缆层的每层带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个其它带状电缆部分，以形成另一组光纤带状电缆，所述的另一组带状电缆层的每层带状电缆层在外壳的另一个位置连接到外壳，从而另一组形成的光纤带状电缆从由外壳限定的所述的另一个孔延伸，并且其中另一组带状电缆层以另一列的形式从由外壳限定的另一个孔延伸。

4.如权利要求1所述的光纤背板，其中所述外壳包括在压力下能够弹性变形的柔性聚合物层。

5.如权利要求4所述的光纤背板，还包括：

粘性胶水，其通过外壳的柔性聚合物层而被保持在多条光纤的多个支持装置部分周围。

6.如权利要求1所述的光纤背板，其中外壳包括覆盖多条光纤的多个外壳部分的刚性构件。

7.如权利要求6所述的光纤背板，其中外壳的刚性构件限定一安装表面，多个光纤构件能够固定地安装到所述安装表面上。

8.如权利要求1所述的光纤背板，还包括：

与该组带状电缆层耦合的一组光纤连接构件，每个光纤连接构件在相应的行中放置多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端。

9.一种用于形成光纤背板的方法，包括下列步骤：

提供限定多条轨道的支持装置；

放置一组带状电缆层，从而该组带状电缆层的每层带状电缆层从由支持装置限定的相同的轨道延伸；

分配多条光纤，从而多条光纤的多个带状电缆部分在该组带状电缆层上面延伸，并且多条光纤的多个支持装置部分通过由支持装置限定的多条轨道延伸；以及

固定多条光纤，从而(i)该组带状电缆层的每层带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分，以形成从由支持装置限定的相同的轨道以列的形式延伸的一组光纤带状电缆，并且(ii)该支持装置保持多条光纤的多个支持装置部分。

10.如权利要求9所述的方法，其中每条光纤带状电缆包括至少两条光纤，其以实质上沿着第一方向延伸的行的形式存在，并且其中放置该组带状电缆层的步骤包括下列步骤：

以沿着实质上垂直于第一方向的第二方向延伸的列的形式对准多层带状电缆层。

11.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：

放置另一组带状电缆层，从而所述的另一组带状电缆层的每层带状电缆层从由支持装置限定的另一条轨道延伸；其中分配多条光纤的步骤包括：分配在所述的另一组带状电缆层上面的多条光纤的多个其它带状电缆部分；以及其中固定多条光纤的步骤包括：以行的形式固定多条光纤的多个其它带状电缆部分，以形成从由支持装置限定的其它轨道延伸的多个其它光纤带状电缆部分。

12.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：

为了暴露多个支持装置部分，从限定多条轨道的支持装置去除多条光纤的多个支持装置部分；以及

用包括在压力下能够弹性变形的柔性聚合物层的外壳覆盖多条光纤的多个支持装置部分。

13.如权利要求12所述的方法，还包括下列步骤：

在从支持装置去除多条光纤的多个支持装置部分以前，将粘性胶水注入到支持装置，从而保持粘性胶水围绕多条光纤的多个支持装置部分。

14.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：

使由支持装置限定的多个轨道充满粘性胶水，从而通过支持装置，保持粘性胶水围绕多条光纤的多个支持装置部分。

15.如权利要求14所述的方法，提供支持装置的步骤包括下列步骤：

提供刚性构件，其限定一安装表面，多个光纤元件能够刚性安装到该安装表面上。

16.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：

将一组光纤连接构件连接到该组带状电缆层，从而每个光纤连接构件在相应的行中放置多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端。

17.一种光纤网络装置，包括：

多个光纤电路板，每个光纤电路板具有一组光纤电路板连接构件；以及

光纤背板，其与多个光纤电路板连接，所述的光纤背板包括：

多条光纤；

一组带状电缆层，该组带状电缆层的每层带状电缆层以行的形式保持多条光纤的多个带状电缆部分，以形成一组光纤带状电缆；

外壳，其保持多条光纤的多个外壳部分，该组带状电缆层的每层带状电缆层连接到在外壳的相同位置处的外壳，从而形成的该组光纤带状电缆从由外壳限定的单独的孔延伸，该组带状电缆层以列的形式从由外壳限定的单独的孔延伸；以及

一组光纤背板连接构件，其与该组带状电缆层耦合，每个光纤背板连接构件在相应的行中放置多条光纤的多个带状电缆部分的多个末端，并且能够与对应的光纤电路板连接构件形成一组光学连接。

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