CN100443939C - 利用倾斜抛光套管及对准键适配器的光纤阵列连接***以及用于其的线缆 - Google Patents

Abstract

一种光纤带(12)线缆，包括：形成为带的多根大体平行光纤(14)，所述带在纵向方向上延伸并包括第一端部及第二端部；以及在所述带的所述第一端部及第二端部的每一个处附装的端接组件(15，15’)。每个所述端接组件(15，15’)都包括主体(18，18’)及套管(22，22’)，所述主体在其上表面上具有键(26，26’)。所述套管具有暴露所述光纤的端部的抛光接触表面(28，28’)；所述接触表面(28，28’)形成相对于垂直于由所述光纤界定的轴线的平面的斜角。位于所述带(12)的所述第一及第二端部处的所述端接组件(15，15’)或者都略微面向上，或者都略微面向下。

Description

利用倾斜抛光套管及对准键适配器的光纤阵列连接***以及用于其的线缆

关联申请

本申请主张于2004年6月4日申请、发明名称为“单模光纤阵列连接***”的美国临时专利申请号60/577,305的优先权。

技术领域

本发明大体涉及光纤带状线缆、连接器、适配器、以及接插***(patching system)。

背景技术

当今，光纤通用于对包括通信及数据信号的各种信号进行传输。光纤可以是仅具有一个较强传播模式的单模光纤(通常用于长距离通信)，或是其中以不同模式传输的光以不同时间到达、从而使得传输信号分散的多模光纤。

单模光纤经由成对光纤在收发器(即，可对光信号进行发射及接收的装置)之间传输信号。具体而言，成对光纤其中一者将从第一收发器向第二收发器传输信号，而成对光纤其中另一者将从第二收发器向第一收发器传输信号。以此方式，光信号不会沿同一光纤在不同方向上行进(否则将导致信号之间的干涉)。

这种配对设置对组织光学永久连接的两个收发器装置而言非常简单，但是在实践中，通常通过庞大的光纤、连接器、及接插板网络来连接收发器。例如，一种通用光学***包括在一端的多个收发器、连接至收发器并连接至安装在接插板上的双工适配器的接插线对、经由阵列适配器连接至双工适配器(其连接多光纤带状线缆(通常为每带12根光纤))的扇形散开单元(fan-out unit)、经由第二阵列适配器连接至带状线缆的相对端的第二扇形散开单元、以及经由接插线对通过另一双工适配器连接至第二扇形散开单元的相应收发器。因此很明显，能够布置在各种不同装置中的单个光纤及收发器之间的线缆的路径以确保单个收发器按需连接是重要的。

为确保线缆组件与信号极性的互配性，已建立了界定光纤、线缆、适配器、及连接器的设置标准。例如，适用于阵列连接器的一种上述标准(TIA-604-5B)涉及MPO光纤连接器的互配性。另一种具有由TR-42.8委员会著述的提议附录的标准TIA 568-B.3涉及通过利用阵列连接器及适配器的(包括MPO的)***来维持光纤的极性。上述提议附录讨论了建立从一个收发器的发射侧至另一收发器的接收侧的光通道的四种不同方法。一种称为“方法A”的方法旨在“连接多个双工光学收发器端口或旨在连接两个平行光学收发器端口，......”。利用方法A建立的***使用A型带状线缆、A型适配器、A型转换器以及568B.3接插线。

方法A的光通道特征之一在于阵列适配器为“键向上对键向上(keyup to key up)”或“对准键(aligned-key)”型适配器。该术语指位于线缆的终端主体上的小突起(或“键”)的方位，使得用户可将线缆连接以使线缆相对于适配器正确地取向(未正确取向的线缆会对准错误光纤，这将妨碍对光信号的正确传输)。对于阵列连接器，对准键适配器不如标准“键向上对键向下(key up to key down)”或“相对键(opposed-key)”适配器那样传统，但是在TIA-604-5B中界定为“键选择k＝2(key option k＝2)”的可接受的替换。为了在制造期间辅助提供线缆终端，一些阵列连接器(例如，包括MPO的)在各个终端组件的主体部分上具有“主体标记(body mark)”(任何视觉标示，通常为白色涂料标记)以表示应该如何取向线缆用于连接。传统上，阵列连接器的主体标记位于(作为标记为“光纤1”的光纤)线缆的相同侧，并在键向上突起的情况下当面对光纤的暴露端观察时主体标记将位于主体部分的左侧。

在方法A中“对准键”连接存在的其中一个困难是相接合的光纤之间的实际接触角。很多线缆以套管端接，该套管暴露线缆的光纤的端部以与另一线缆光学互连的。一旦线缆的光纤被***并结合至套管，则抛光线缆的暴露端以改善结合线缆之间的信号传输。既可垂直于光纤轴线进行上述抛光(公知为“平”抛光)，这通常在多模应用中采用，也可相对于光纤的轴线以微小倾斜角度进行上述抛光(公知为“倾斜”抛光(“angle”polishing))，这通常在单模应用中采用。因其可降低在传输期间发生光无意地从光纤的端部反射的风险，故通常优选对单模应用采用倾斜抛光。但是，对套管进行倾斜抛光要求相接合的套管相对地成一定角度，既要求相接合的套管其中一者的斜面必须略微面向上，而另一套管的斜面必须略微面向下，以为了光传输而使得这些面正确地邻接。通常阵列连接器的每个套管都会包括套管标记(通常还可为一些诸如涂料标记或模压记号的视觉标示)，该套管标记在结合及抛光之前向端接线缆的用户表示如何在套管中取向光纤带。通常，套管标记位于线缆的与上述光纤1相同的侧，并处于线缆的与连接器主体标记相同的侧。这种布置指示安装者抛光接触表面，使得在暴露光纤面向右的情况下当从具有套管标记的套管侧面(其)观察套管时，套管的下边缘在抛光处理期间被磨去。在该常规端接处理中，连接器主体上的键面向上。

因为上述关联于方法A的要求，在依然具有(a)与适配器相接合的现有“对准键”及(b)用于线缆套管的倾斜抛光表面的同时，通过常规部件不可能完成该方法A的连接布置(事实上，由TIA TR-42.8提出的TIA568-B.3的附录阐明了“用在连接方法A中的全部连接器都必须被平抛光；倾斜抛光连接器不能通过键向上对键向上来连接”)。因此，期望一种光学***能满足方法A的连接要求且符合其他这些结构要求，以确保单模性能及极性，。

发明内容

本发明在能够使得数据通信***符合由TIA TR 42.8所著述的TIA568-B.3附录的关于阵列连接极性要求的同时，同时还提供倾斜抛光端接的改善性能。作为第一方面，本发明的实施例涉及光纤带状线缆。该线缆包括：形成为带的多根大体平行光纤，所述带在纵向方向上延伸并包括第一端部及第二端部；以及在所述带的所述第一端部及第二端部的每一个处附装的端接组件。每个所述端接组件都包括主体及套管，所述主体在其上表面具有键，所述套管具有暴露所述光纤的端部的抛光接触表面。所述接触表面形成相对于垂直于由所述光纤界定的轴线的平面的斜角；或者(a)各个接触表面都略微面向上，或者(b)各个接触表面都略微面向下。该设置提供了对光纤的对准键或“键向上对键向上”接合，同时还允许光纤被倾斜抛光。

作为第二方面，本发明的实施例涉及数据通信***，包括：第一收发器及第二收发器；第一扇形散开单元及第二扇形散开单元；与所述第一扇形散开单元及所述第二扇形散开单元连接的第一适配器及第二适配器；以及带状干线线缆。每个扇形散开单元都包括多根光纤。所述第一扇形散开单元光学地经由第一光纤对与所述第一收发器相连接，而所速第二扇形散开单元光学地经由第二光纤对与所述第二收发器相连接。所述第一扇形散开单元及所述第二扇形散开单元中的每一个还包括具有抛光接触表面的套管，所述接触表面暴露所述多根光纤的端部，所述接触表面相对于垂直于所述光纤的轴线的平面成斜角。所述第一扇形散开单元及所述第二扇形散开单元的端接主体的每一个都包括从其上表面向上突起的键。所述带状干线线缆包括：形成为带的多根大体平行光纤，所述带在纵向方向上延伸并包括第一端部及第二端部；在所述带的所述第一端部及第二端部的每一个处附装的端接组件，每个所述端接组件都包括主体及套管，所述主体在其上表面具有键，而所述套管具有暴露所述光纤的端部的抛光接触表面。所述接触表面形成相对于垂直于由所述光纤界定的轴线的平面的斜角。所述干线线缆的所述第一端部的所述端接组件连接至所述第一适配器，而所述干线线缆的所述第二端部的所述端接组件连接至所述第二适配器。或者(a)所述带状干线线缆的各个套管接触表面都略微面向上，或者(b)所述带状干线线缆的各个接触表面都略微面向下。

附图说明

图1A是本发明的带状线缆的实施例的示意性俯视图。

图1B是图1A的带状线缆的侧视图。

图2是可用于图1A的带状线缆的阵列适配器的立体透视图。

图3A是用于图1A的带状线缆的扇形散开单元的实施例的示意性俯视图。

图3B是图3A的扇形散开单元的侧视图。

图4A是采用图1A的带状线缆的数据传输***的示意性俯视图。

图4B是图1A的带状线缆的末端与图3A的扇形散开单元之间的连接的部分侧视图。

图5是采用图1A的带状线缆的数据传输***的替代性示意性俯视图。

具体实施方式

现将在以下更详细地描述本发明，其中示出了本发明的优选实施例。但是，本发明可以不同形式实施并不应解释为限制于这里所列出的实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使内容揭示的更彻底完整，并可向本领域的技术人员充分地揭示本发明。在附图中，通篇类似的标号表示类似的元件，而为了清楚起见，会对线、层及区域的厚度进行夸大。

应该理解的是，当元件被描述为处于另一元件之“上”时，其可直接置于另一元件上或也可在中间间隔有其他元件。相反，当元件被描述“直接”处于另一元件之“上”时，其间没有其他元件介入。应该理解的是，当元件被描述“连接”或“附装”至另一元件时，其可直接连接或附装至其他元件或也可在中间间隔有其他元件。相反，当元件被描述“直接连接”或“直接附装”至另一元件时，其间没有其他元件介入。在这里，用语“及/或”包括相关列出项目的一个或更多的任意及全部结合。

现参考附图，在图1A及图1B中示出了总体由10表示的光纤带状线缆。线缆10包括带12以及在带12的两端的端接组件15，15’。以下将详细描述这些部件。

再参考图1A及图1B，带12包括12根光纤14，每根光纤都具有芯及保护覆层。光纤14以平行方式布置以形成带12。为清楚起见，通常将带的光纤单独称为光纤1，光纤2等等；在示出的带12中，光纤1最靠近图1A的顶边缘，光纤2位于下方邻接光纤1，以此类推，而光纤12是图1A中最下方的光纤。相关于光纤14的其他约规包括颜色等等在TIA/EIA-598，“Optical Fiber Cable Color Coding”中阐明。

典型光纤的结构及组成对本领域的技术人员而言是熟知的，在这里将不进行详细描述。在一些实施例中，光纤是单模光纤。示例性光纤包括商品名为TeraSPEED^TM的光纤，可从得克萨斯州，理查森市的SYSTIMAX

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本领域的技术人员了解也可采用不同结构的带。例如，可应用具有不同数量光纤(通常为6根及8根光纤带)的带。

接着参考图1A及图1B，端接组件15包括附装至带12的套管22、附装至套管22的主体18、以及附装至主体18的护套16。护套16、主体18以及套管22的结构及互连对本领域的技术人员而言是熟知的，在这里不需要对其进行详细描述。

再次参考图1A及图1B，套管22包括接触表面28，接触表面28将光纤14暴露成在接合部件中的相接合的光纤。接触表面28略微面向上，相对于平面FS成一定角度，该平面FS与处于角度α的光纤14的轴线垂直。通常角度α处于约5度至15度之间，例如，在用于MPO连接器的TIA-604-5B中特定角度为8度。

依然参考图1A及图1B，主体18包括处于其顶表面之上的对准键26。主体18还可包括主体标记20(与在图1A中示意性示出的MPO连接器类似)，主体标记20向操作者表明主体18与套管20的正确取向以便于装配。在示出的实施例中，主体标记20处于等分表面BS(其垂直地等分主体18及套管22)的与上述光纤1相同的侧之上。主体标记20可以是任何本领域技术人员认为适于表明对端接组件15的正确取向的视觉标示(诸如涂料标记)。

依然参考图1A及图1B，示出的套管22包括可选的套管标记24(如同MPO连接器)，其在接触表面28抛光期间使操作者确定对光纤14及套管22的正确取向。套管标记24位于套管22上，位于等分表面BS的相对于主体标记20一侧的一侧上，即，位于与光纤12相同的侧上。操作者会将光纤14***套管22，使得光纤12位于套管22的与套管标记24相同的侧上(这不同于现有光纤的***)。而且，套管标记24的该位置表明操作者对光纤14的端部进行倾斜抛光将形成接触表面28，使其倾斜或略微面向上。

再参考图1A及图1B，端接组件15’包括与端接组件15结构相似的护套16’、主体18’及套管22’。具体而言，键26’向上突起，并且当光纤14在套管22’处端接时，倾斜接触表面28’略微面向上并与垂直于光纤14(其在套管22’终结)的轴线的平面形成角度α’。端接组件15’及端接组件15之间的差异包括(a)主体标记20’布置在带12的对应于光纤12的一侧，及(b)套管标记24’(如果由MPO连接器包含)布置在带12的对应于光纤1的一侧。这些布置使得主体标记18，18’位于带12的相对侧上(即，在等分平面BS及键26，26’的相对侧上)，并使得套管标记24，24’也位于带12的相对侧上，使得位于线缆10的各个端部上的套管及主体标记位于其各个端接组件15，15’的相对侧上。

现参考图2，其中示出了总体由30表示的MPO适配器。适配器30包括穿过其的开口31。键槽32也延伸通过适配器30而邻近开口31，且确定键槽32的大小并对其进行配置以接收来自线缆10的各个键26，26’以及来自诸如扇形散开单元的其他部件的接合键。锁34略微延伸进入开口以接合并固定相应端接组件15，15’。适用于本发明的实施例的示意性MPO适配器及其他阵列适配器对本领域技术人员而言是熟知的，在这里将不对其结构及材料进行详细描述。在TIA-604-5B中描述了示意性MPO阵列适配器30，其中对准键示例被描述为“键选择k＝2”。

现参考图3A及图3B，总体表示为36的扇形散开单元包括带部38，该带部38包括光纤39、传输件54、端接组件37、以及单光纤连接器56a-561。带部38在端接组件37与传输件54之间延伸；从传输件54起始，光纤39在端接在各个单一光纤连接器56a-561内之前分开或成对“扇形散开”。成对的光纤39遵循规定在由TIA TR-42.8至TIA568-B.3所提出的附录中、并被确定为方法A的协定，例如光纤1与12成对，光纤2与11成对，以此类推直至光纤6与7成对。在授权于Del Grosso等人的美国专利号6,785,600中也描述了成对设置，在这里通过引用其整体将其内容结合于本说明书中。

除了带部38、套管46、倾斜抛光、以及主体42被常规端接外，如同上述，端接组件37包括结合线缆10的护套40、主体42、以及套管46；如在示意性MPO连接器中，(a)主体标记44及套管标记48位于带部38的相同侧上，并位于光纤1的相同侧上，且(b)尽管键50从套管46向上突起，但套管46的倾斜接触表面52略微面向下。如下所述，接触表面52的这种取向使得扇形散开单元36的端接组件37与线缆10的端接组件15接合。

本领域技术人员将理解包括带部38、传输件54、端接组件37、以及单一光纤连接器56a-561的扇形散开单元36的构造。示例性扇形散开单元可从得克萨斯州，理查森市的SYSTIMAX

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图4A示出了采用线缆10、两个阵列适配器30、以及上述类型的两个相同的扇形散开单元36的数据传输***60。***60还包括数个位于***60的远端部处的收发器66，66’(为了清楚起见仅示出两个收发器)。收发器66，66’可以是任意数量的在光纤网络上发送并接收光学数据的装置，包括计算机、电话、服务器、以及路由器。每个收发器66，66’都与对应成对的现有TIA/EIA-568-B.3兼容接插线64，64’相连接。接插线64，64’依次与两个双工适配器62，62’的一者中的端口相连接，本领域的技术人员将理解其构造及功能。每个扇形散开单元36的单一光纤连接器56a-561都***如上所述并示于图4A及图4B中的成对的各个双工适配器62，62’中。在其相对端部，相同的第二扇形散开组件36经由阵列适配器30中一者被连接至线缆10的各个端接组件15，15’。

如图4A及图4B所示，扇形散开单元36与线缆10的端接组件15，15’之间的连接是“键向上对键向上”，这符合由TIA TR-42.8所提出的TIA 568-B.3附录的要求，并被确定为方法A。但是，通过创造性的构造，略微面向上的端接组件15，15’的接触表面28，28’可与略微面向下的扇形散开单元36的接触表面52配合。这些倾斜表面的配合提供了通常优于非倾斜(即，平)接触表面对光学数据的传输方式，并通过对线缆10的端接主体18，18’以及扇形散开单元36的端接主体42的“键向上对键向上”取向而实现上述方式(见图4B)。需要注意，端接组件15，15’中的任一者都可与扇形散开单元36中的任一者相连接，并依然可操作。

通过在成对连接收发器66，66’之间布置的传输通路，可以验证***60的确为光学信号提供了正确连接。现参考图4A，从收发器66的传输部Tx开始的光学信号将行进通过标有“光纤12”的接插线64到达双工适配器62。然后该信号进行通过信号光纤连接器56b进入扇形散开组件36的光纤12，其将该信号传递至阵列适配器30。在该位置，信号通过端接组件15传输至线缆10的与扇形散开组件36的光纤12对准的光纤1。信号通过线缆10在光纤1中传输至端接组件15’，通过第二阵列适配器30，并进入第二扇形散开单元36，在这里信号传输至其光纤1。然后，该信号在第二扇形散开单元36的光纤1中传输，通过单一光纤连接器56a、双工适配器62’、接插线对64’的光纤1，并进入收发器66’的接收部Rx。由此，信号正确地从收发器66的发射部传输至收发器66’的接收部。

依然参考图4A，可从收发器66’的发射部Tx至收发器66’的接收部Rx形成并行传输通路。具体而言，信号从收发器66’的发射部Tx行进，通过接插线对64’的光纤12，通过双工适配器62’进入第二扇形散开单元36的光纤12，通过第二阵列适配器30进入线缆10的光纤12，通过第一阵列适配器30并进入第一扇形散开单元36的光纤1，并通过双工适配器62进入接插线对64的光纤1以传输进入收发器66的接收部Rx。因此，可看到信号适当地从收发器66’的发射部Tx传输至收发器66的接收部Rx。

本领域的技术人员还可理解，线缆10可这样构造：即在键26依然向上突起时可将带12取向成使接触表面28略微面向下，而非使套管22，22’的接触表面28略微面向上。这种改变可采用具有键及接触表面的扇形散开单元36，该接触表面在键50向上延伸时略微面向上。

图5示出了可采用本发明的线缆的总体由100表示的另一种***。***100包括构造类似于上述线缆10的带状干线线缆110。“对准键”阵列适配器120，120’连接至线缆110的各个端部。于是，带状接插线130，130’连接至阵列适配器120，120’，并接着可连接至阵列收发器。带状干线线缆110的端接组件115，115’的结构与上述线缆10的结构相同，而阵列接插线130的端接组件135与上述扇形散开单元36的端接组件50的结构相同。这样，通过倾斜抛光光纤，线缆110与接插线130，130’所希望的“键向上对键向上”连接被采用。

本领域的技术人员将理解，其他数据通信***也可采用本发明的具有对准键适配器的带状干线线缆。示例性替代***包括加固的阵列连接器至单一光纤扇形散开件，来代替图4A中示出的扇形散开单元36及36’、双工适配器62及62’、以及双工接插线64及64’。

上述为本发明的说明而不应被解释为其限制。尽管已描述了本发明的示例性实施例，但本领域的技术人员将容易理解可对示例性实施例有多种修改而实质上并不脱离本发明的新颖的教导及优点。因此，所有这些修改都意图包含在由权利要求界定的本发明的范围内。本发明由所附权利要求界定，权利要求的等同物也包含在内。

Claims (10)

1.一种数据通信***，包括：

第一收发器及第二收发器；

第一扇形散开单元及第二扇形散开单元，其每个都包括多根光纤，其中，所述第一扇形散开单元经由第一光纤对与所述第一收发器光学地连接，而所述第二扇形散开单元经由第二光纤对与所述第二收发器光学地连接，所述第一扇形散开单元及所述第二扇形散开单元中的每一个还包括端接主体和具有抛光接触表面的套管，所述抛光接触表面暴露所述多根光纤的端部，所述接触表面相对于垂直于所述光纤的轴线的平面成斜角，所述第一扇形散开单元及所述第二扇形散开单元的端接主体的每一个都包括从其上表面向上突起的键；

第一适配器及第二适配器，其中所述第一适配器与所述第一扇形散开单元的套管相连，该第二适配器与所述第二散开单元的套管相连；以及

带状干线线缆，其包括：形成为带的多根大体平行光纤，所述带在纵向方向上延伸并包括第一端部及第二端部；以及在所述带的所述第一端部及第二端部的每一个处附装的端接组件，每个所述端接组件都包括主体及套管，所述端接组件的主体在其上表面具有键，所述端接组件的套管具有暴露所述带状干线线缆的光纤的端部的抛光接触表面，其中所述端接组件的接触表面相对于垂直于所述干线线缆的光纤的轴线的平面成斜角，

其中所述干线线缆的所述第一端部的所述端接组件连接至所述第一适配器，而所述干线线缆的所述第二端部的所述端接组件连接至所述第二适配器，以及

其中，或者(a)所述带状干线线缆的各个套管的接触表面都略微面向上，或者(b)所述带状干线线缆的各个套管的接触表面都略微面向下。

2.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，每个所述扇形散开单元的所述光纤都分离成对，且其中所述扇形散开单元的光纤由内侧向外侧依次配对。

3.如权利要求2所述的数据通信***，其特征在于，每个所述扇形散开单元都包括偶数根光纤，且所述干线线缆包括相同偶数根光纤。

4.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，每个所述扇形散开单元的多根光纤中的一最靠外的光纤表示为光纤1，所述扇形散开单元的多根光纤中的另一最靠外的光纤表示为光纤n，且所述带状干线线缆的最靠外的光纤表示为光纤1及光纤n，且其中所述干线线缆的光纤1光学地与所述第一扇形散开单元的光纤n及所述第二扇形散开单元的光纤1相连接，且其中所述干线线缆的光纤n光学地与所述第一扇形散开单元的光纤1及所述第二扇形散开单元的光纤n相连接。

5.如权利要求2所述的数据通信***，其特征在于，所述干线线缆的所述光纤为单模光纤。

6.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，所述第一适配器及所述第二适配器为对准键阵列适配器。

7.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，所述第一收发器与所述第一扇形散开单元经由双工对准键适配器相连接，及所述第二收发器经由双工对准键适配器与所述第二扇形散开单元相连接。

8.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，所述干线线缆的套管的所述接触表面与垂直于所述干线线缆的光纤的轴线的所述平面之间的所述斜角在5度与15度之间。

9.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，所述干线线缆的套管的所述接触表面与垂直于所述干线线缆的光纤的轴线的所述平面之间的所述斜角为8度。

10.如权利要求1所述的数据通信***，其特征在于，位于所述带的所述第一端部的所述端接组件还包括位于所述干线线缆的所述键的相对横向两侧上的第一主体标记及第一套管标记，而位于所述带的所述第二端部的所述端接组件还包括位于所述干线线缆的所述键的相对横向两侧上的第二主体标记及第二套管标记，且其中所述第一主体标记及所述第二主体标记位于在所述干线线缆的所述键的相对横向两侧上。

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