DE102012205893B4

DE102012205893B4 - System und Verfahren zur ausgewogenen Kühlung für gestapelte Käfige hoher Dichte

Info

Publication number: DE102012205893B4
Application number: DE102012205893.1A
Authority: DE
Inventors: Robert Yi; Paul Yu
Original assignee: Broadcom International Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: CN102736198A; US8467190B2; US20120257355A1; DE102012025919B4; DE102012205893A1

Abstract

Elektrisches System, das elektrische System aufweisend:einen Käfig (50, 100, 100', 100") mit einer Oberseite (56, 106), einer Vorderseite (57) und einer Unterseite (58, 108);eine Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a), die in der Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist;eine Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b',104b), die in der Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist, wobei jeder der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) auf einem der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) gestapelt ist;eine obere Wärmesenke (60, 112), die sich von der Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt; undeine untere Wärmesenke (62, 114), die sich von der Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der Transceiver-Systeme. Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf Systeme und Verfahren zur ausgewogenen Kühlung von gestapelten Käfigen hoher Dichte, die mit Transceivern verwendet werden, einschließlich Käfige, die mit Transceivern für elektrische und optische Systeme verwendet werden.
Hintergrund
EP 1 827 070 A2 offenbart eine Vorrichtung aufweisend ein Substrat mit einer Montagefläche auf einer ersten Oberfläche des Substrats. Die Vorrichtung kann auch erste thermische Durchkontaktierungen umfassen, die sich von dem Montagebereich zu mindesten einem Inneren des Substrats erstrecken. Die Vorrichtung kann auch mindestens eine thermische Ebene umfassen, die im Wesentlichen parallel zur ersten Oberfläche des Substrats ist, wobei die mindestens eine thermische Ebene in thermischem Kontakt mit mindestens einer der ersten thermischen Durchkontaktierungen steht. Die Vorrichtung kann auch einen Kühlkörper-Befestigungsbereich und zweite thermische Durchkontaktierungen umfassen, die sich von dem Kühlkörper-Befestigungsbereich zum Inneren des Substrats erstecken, wobei die mindestens eine thermische Ebene in thermischem Kontakt mit den zweiten thermischen Durchkontaktierungen steht.
US 7 764 504 B2 offenbart eine Buchsenanordnung umfassend ein Gehäuse, das konfiguriert ist, um ein elektrisches Modul zu halten. Ein Energieübertragungselement, das von dem Gehäuse gehalten wird, ist so positioniert, dass es direkt mit dem elektrischen Modul in Eingriff kommt. Das Übertragungselement nimmt vom elektrischen Modul erzeugte Wärmeenergie auf. Die Aufnahmeanordnung umfasst auch einen Kühlkörper, der von dem Übertragungselement entfernt angeordnet ist. Ein wärmeleitfähiges Element erstreckt sich zwischen der Wärmesenke und dem Übertragungselement, um Wärmeenergie dazwischen zu übertragen.
US 7 275 959 B2 offenbart eine Multiport-Buchsenanordnung, die ein Gehäuse aufweist, das mehrere Ports bildet und in den Ports montierte elektrische Verbinder aufweist, so dass beim Zusammenbau mit einer Basis über Befestigungsmerkmale zwischen der Basis und dem Gehäuse eine einheitliche Multiport-Anordnung bereitgestellt wird, die leicht transportiert und auf einem Motherboard installiert werden kann.
Faseroptik wird weitgehend als ein Medium für Transmission von Sprach- und Datensignale benutzt. Als Transmissionsmedium bietet Licht Vorteile gegenüber traditionellen elektrischen Kommunikationstechniken. Lichtsignale erlauben zum Beispiel relativ hohe Transmissionsraten sowie Transmission über große Abstände ohne Signalverlust, und Lichtsignale sind nicht anfällig für elektromagnetische Störungen, die elektrische Signale störend beeinflussen können.
Optische Kommunikationssysteme bieten eine Anzahl von Herausforderungen bei der Implementierung. Zum Beispiel müssen die Daten, die von einem Lichtsignal getragen werden, bei der Sendevorrichtung von einem elektrischen Signal ins Licht umgewandelt werden, und dann bei der Empfängervorrichtung zurück vom Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Daher ist es in einem optischen Kommunikationssystem typischerweise notwendig, eine optische Faser an einen optoelektronischen Transmitter, Empfänger oder Transceiver-Vorrichtung zu koppeln, und wiederum die Vorrichtung an ein elektronisches System, wie zum Beispiel ein Schaltsystem oder ein Verarbeitungssystem, zu koppeln.
Diese Verbindungen können durch Modularisieren der Transceivervorrichtung, die sowohl bei der Sendevorrichtung als auch bei der Empfängervorrichtung verwendet werden, vereinfacht werden. Verschiedene Transceivermodulkonfigurationen sind zur Kopplung mit einer Zentralvorrichtung bekannt, wie zum Beispiel ein Hostrechner, ein Switching-Hub, ein Netzwerkrouter, eine Switch-Box, ein Computer I/O etc. Für solche Implementierungen ist es Standard, Transceiver in Käfige (cages) einzusetzen, wie zum Beispiel ein gestapelter Käfig 10 (stacked cage), der in 1A gezeigt ist. Der Käfig 10 ist eine Struktur zum Aufnehmen von Transceivern und weist Seiten 12, Oberseite 16 und Unterseite 18 (nicht in der in 1 gezeigten Ansicht zu sehen) auf. Der Käfig 10 weist zusätzlich eine Mehrzahl von Schächten (bays) 14a, 14a', 14b, 14b' auf. Der Käfig, der in 1 dargestellt ist, ist ein gestapelter Käfig, in der Bedeutung, dass ein Satz von Schächten 14a, 14a' oben auf einem anderen Satz von Schächten 14b, 14b' gestapelt ist.
Die innere Dimensionen der Schächte 14a, 14a', 14b, 14b' sind typischerweise an den Typ von Transceiver standardisiert, welchen der Käfig 10 aufnehmen soll, einschließlich zum Beispiel kleiner Formfaktor- bzw. Small Form-Factor-(SFF) oder SFF-Pluggable- (SFP) -Format. Ferner kann mehr als ein Käfig 10 in einem Hub oder Netzwerk-Switch 20 verwendet werden, wie es in der 1B dargestellt ist. 1B zeigt einen Teil eines Netzwerkswitches 20 mit einem Gehäuse, das aus Oberseite 22, Vorderseite 24, Seiten 26 und Unterseite (nicht in 1B gezeigt) besteht. Der Netzwerk-Switch 20 weist einen oder mehrere Käfige 10 auf, die in 1B als ein Käfig 10 dargestellt ist bzw. sind wobei Transceivermodule 16a, 16a' in die oberen Schächte 14a, 14a' eingeführt sind, und Transceivermodule 16b, 16b' in die unteren Schächte 14b, 14b' eingeführt sind.
Es ist erwünscht, so viele Transceiver 16a, 16a', 16b, 16b' wie möglich in jeden Käfig 10 einzupassen unter Beachtung des Bedürfnisses, dass jeder Schacht 14a, 14a', 14b, 14b' in Übereinstimmung mit den Standards für den einschlägigen Typ von Transceiver bemessen ist. In ähnlicher Weise ist es erwünscht, so viele Käfige 10 wie möglich in standardbemessene Netzwerk-Switche 20 hinein zu bringen. Das derartig dichte Zusammenpacken von Transceivern erzeugt jedoch, insbesondere wenn die Größe der Transceiver abnimmt und die Transceiver, wie es in den 1A und 1B gezeigt ist, vertikal gestapelt werden, Wärme, die schädlich für die Leistung der Transceiver sein kann. Wenn die Transceiver zum Beispiel optische Transceiver sind, müssen die optischen Elemente und elektrischen Bauteile der Transceiver, wie Lichtquellen (z. B. Laser), Lichtsensoren, Linsen und andere Optik, digitale Signaltreiber- und Empfängerschaltungen, etc. von jedem Transceiver unterhalb gewisser Temperaturen gehalten werden, um eine einwandfreie Funktion zu sichern.
Wenn die Protokolle, die in optischen Netzwerken verwendet werden, in der Transmissionsgeschwindigkeit schneller werden, nimmt die Wärme, die von den Transceivern erzeugt werden, typischerweise zu, insbesondere für kleinere Transceivermodule. Zum Beispiel benötigen 10-Gigabit-Transceiver üblicherweise Wärmeabfuhrmechanismen. Die Wärme, die von der Elektronik und Optoelektronik in den Transceivern 16a, 16a', 16b, 16b', wie beispielsweise denen in der 1B gezeigten, abgegeben wird, wird gewöhnlich mittels metallischer Abschnitte des Käfigs 10, in dem die Transceiver eingestöpselt sind, von den Transceivern weggeleitet. Wie in der 2 gezeigt, mag der Käfig 10, der leitend mit einer Platine (PCB Board) 30 verbunden ist, in einen Netzwerk-Switch 20 zur Verwendung in einem optischen System hineingeführt sein. Der Netzwerk-Switch 20 kann Aperturen oder Öffnungen in der Rückseite 28 des Gehäuses aufweisen (oder das Gehäuse des Netzwerk-Switches 20 mag keine hintere Abdeckung haben), die eine Luftströmung 32 zu der Hinterseite des Käfigs 10 hin und über die obere Oberfläche 16 des Käfigs 10 erlauben, um den Käfig 10 zu kühlen und die Wärme abzuführen, die von den in dem Käfig 10 eingestöpselten Transceivern (nicht gezeigt) erzeugt wird.
Solche Systeme sind jedoch ineffizient und kühlen die oberen und unteren Transceiver in einem gestapelten Käfig 10 nicht gleichmäßig. Eine solche ungleichmäßige Kühlung macht es schwierig, die Temperatur von allen Transceivern angemessen gleichmäßig zu steuern und mit jeglicher Sicherheit zu wissen, dass die in den unteren Schächten 14b, 14b' eingestöpselten Transceivern angemessen gekühlt werden, um eine effiziente Funktion zu sichern.
Zusammenfassung der Offenbarung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Systeme zur ausgewogenen Kühlung von Transceivern in gestapelten Käfigen (stacked cages) hoher Dichte. Verfahren zum Kühlen werden auch bereitgestellt. In einer beispielhaften Ausführungsform weist ein elektrisches System einen Käfig auf, wobei der Käfig eine Oberseite, eine Vorderseite und eine Unterseite hat. Der Käfig weist eine Mehrzahl von oberen Schächten auf, die in der Vorderseite des Käfigs angeordnet sind. Jeder der Mehrzahl von oberen Schächten ist zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert. Der Käfig weist auch eine Mehrzahl von unteren Schächten auf, die in der Vorderseite des Käfigs angeordnet sind. Jeder der Mehrzahl von unteren Schächten ist zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert. Ferner ist jeder der Mehrzahl von oberen Schächten auf einem der Mehrzahl von unteren Schächten gestapelt.
Eine obere Wärmesenke erstreckt sich von der Außenfläche der Oberseite des Käfigs und eine untere Wärmesenke erstreckt sich von der Außenfläche der Unterseite des Käfigs.
Ein beispielhaftes Verfahren weist Bereitstellen eines Käfigs mit einer Vorderseite, einer Oberseite und einer Unterseite auf. Die Vorderseite des Käfigs weist eine Mehrzahl von Schächten zum Aufnehmen von Transceivern auf. Eine Mehrzahl von oberen Wärmesenken, die sich von der Außenfläche der Oberseite des Käfigs erstrecken, wird bereitgestellt. Eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken, die sich von der Außenfläche der Unterseite des Käfigs erstrecken, wird auch bereitgestellt. Luft wird dann über die Außenfläche der Oberseite des Käfigs und die Außenfläche der Unterseite des Käfigs geblasen.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile werden ersichtlich sein oder sich manifestieren für einen Fachmann nach Studium der folgenden Figuren und detaillierten Beschreibung. Es wird beabsichtigt, dass alle solche weiteren Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile in dieser Beschreibung enthalten, innerhalb des Umfangs der Spezifikation und von den beigefügten Ansprüchen geschützt sein sollen.
Figurenliste
Die Erfindung kann besser verstanden werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen. Die Bauteile in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu, stattdessen wird Gewichtung darauf gelegt, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung deutlich zu illustrieren. In den Figuren beziehen sich durch die verschiedenen Ansichten hinweg ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Teile, wenn nicht anders angegeben. Für Bezugszeichen mit Buchstabenbezeichnungen, wie zum Beispiel „102A“ oder „102B“, mögen die Buchstabenbezeichnungen zwei ähnliche Teile oder Elemente unterscheiden, die in der gleichen Figur vorhanden sind. Buchstabenbezeichnungen für Bezugszeichen können weggelassen werden, wenn es beabsichtigt ist, dass ein Bezugszeichen alle Teile umfassen soll, die in allen Figuren das gleiche Bezugszeichen haben.

1A ist eine perspektivische Ansicht eines Käfigs zum Aufnehmen von Transceivern von einem im Stand der Technik bekannten Typ.
1B ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Netzwerk-Switches, wobei der Netzwerk-Switch einen Käfig, wie zum Beispiel den in 1A gezeigten, von einem im Stand der Technik bekannten Typ aufnimmt.
2 ist eine seitliche Schnittansicht eines Netzwerk-Switches, wie zum Beispiel den in 1B gezeigten.
3 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Käfigs für Transceivern, der eine ausgewogene Kühlung ermöglicht.
4 ist eine seitliche Schnittansicht eines beispielhaften Netzwerk-Switches, der die in 3 gezeigte Ausführungsform des Käfigs implementiert.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen beispielhaften Ausführungsform eines Käfigs zum Aufnehmen von Transceivern, der eine ausgewogene Kühlung ermöglicht.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Netzwerk-Switches, der die in 5 gezeigte Ausführungsform des Käfigs implementiert.

Detaillierte Beschreibung
Zunächst bezugnehmend auf die 3 wird eine illustrative oder beispielhafte Ausführungsform eines Käfigs 50 gezeigt. Der beispielhafte Käfig 50 weist ein Gehäuse auf, das Seiten 52a, 52b, Oberseite 56 und Unterseite 58 aufweist. Das Gehäuse kann von jedem geeigneten Material gemacht worden sein, wie beispielsweise Metallblech, kann aber jedes andere zweckdienliche Material sein, einschließlich eines Materials, das, wie es unten erörtert wird, zum thermischen Wegleiten der Wärme von den Bauteilen, die in den Käfig 50 eingeführt worden sind, zweckdienlich ist. Die Vorderseite des Käfigs 50 weist eine Mehrzahl von Schächten 54a, 54a', 54b, 54b' zum Aufnehmen von elektrischen oder optoelektrischen Bauteilen auf, wie zum Beispiel Transceivern.
Wie in 3 gezeigt, hat jeder Schacht 54a, 54a', 54b, 54b' eine grundsätzlich rechteckige Öffnung, die dem Profil des Transceivers oder anderen Bauteils entspricht, den bzw. das der Käfig zum Aufnehmen konfiguriert ist. In gleicher Weise mögen die Schächte zum Aufnehmen einer Vielfalt von Typen von Transceivern dimensioniert sein, einschließlich optischer Transceiver mit jedem gewünschten Formfaktor, wie zum Beispiel SFP, SFF, SFP+, QSFP, XFP, usw. Solche optischen Transceiver werden üblicherweise elektronische und optische Bauteile, wie zum Beispiel eine Lichtquelle (die eine lichtemittierende Diode oder ein Laser, wie zum Beispiel ein oberflächenemittierender Diodenlaser (VCSEL), sein mag), einen Lichtempfänger (der eine Fotodiode, wie zum Beispiel eine PIN-Diode („positive-intrinsic-negative“-Diode) sein mag) und verschiedene Schaltkreise und Schaltgeräte beinhalten.
Wie in 3 gezeigt, sind die Schächte 54a, 54a', 54b, 54b' in einer gestapelten Konfiguration angeordnet, bei der eine Reihe von oberen Schächten 54a, 54a' oben auf unteren Schächten 54b, 54b' gestapelt ist. Obwohl nur zwei obere Schächte 54a, 54a' und zwei untere Schächte 54b, 54b' erläutert werden, kann jede gewünschte Anzahl von Schächten benutzt werden ohne von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es sollte ferner verstanden werden, dass die Begriffe „obere“ und „untere“, wie sie hier benutzt werden, lediglich eine bequeme Bezugnahme bezüglich der gezeigten Ausführungsform(en) bezwecken und keine Einschränkung von der Art und Weise, in der Elemente orientiert werden können, bezwecken.
Der Käfig 50 weist auch eine Mehrzahl von oberen Wärmesenken 60, die mit der Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs verbunden sind, und eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken 62, die mit der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs 50 verbunden sind, auf. Die Platzierung und Konfiguration dieser oberen Wärmesenken 60 und unteren Wärmesenken 62 ermöglicht Luft sowohl über als auch unter dem Käfig 50 zu strömen, wodurch eine ausgewogene Kühlung für sowohl die oberen Transceiver-Schächte 54a, 54a' als auch die unteren Transceiver-Schächte 54b, 54b', wie unten erläutert, bereitgestellt wird.
Die in 3 gezeigten oberen Wärmesenken 60 sind als Stifte gestaltet, die in mehrere Reihen angeordnet sind, wobei die Reihen sich von der Rückseite des Käfigs 50 zu der Vorderseite des Käfigs 50 hin, wo die Transceiver-Schächte angeordnet sind, erstrecken. Andere Konfigurationen sind aber möglich. Jeder obere Wärmesenke-Stift 60 ist aus einem geeigneten leitfähigen Metall, wie zum Beispiel vernickeltes Kupfer, gebildet und dient dazu, Wärme von der Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs 50 abzuleiten. Die in 3 gezeigten oberen Wärmesenke-Stifte 60 sind gleichmäßig entlang jeder Reihe von Stiften verteilt, so dass Luft über die Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs von der Rückseite des Käfigs 50 zu der Vorderseite des Käfigs entlang oberen Kanälen 61, die zwischen den Reihen von oberen Wärmesenke-Stiften 60 gebildet sind, strömen kann.
In dieser Weise wird Luft, die durch die oberen Kanäle 61 strömt, über die oberen Wärmesenke-Stifte 60 strömen, wobei sie ferner die Wärme abführt, die durch die Oberseite 56 des Käfigs hoch und in die oberen Wärmesenke-Stifte 60 hinein geleitet wird. Desweiteren erlaubt ein solcher gleichmäßigen Abstand zwischen den oberen Wärmesenke-Stiften 60 in der in 3 gezeigten Ausführungsform auch, falls gewünscht, eine Luftströmung über die Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs in eine Richtung von der Seite 52a zu der Seite 52b, entweder zusätzlich zu oder anstelle von der Luftströmung von der Rückseite zu der Vorderseite des Käfigs 50.
Obwohl die oberen Wärmesenken 60 als gleichmäßige Reihen von oberen Wärmesenke-Stiften 60 dargestellt sind, können sie in anderen Ausführungsformen auch auf andere Weisen konfiguriert sein. Zum Beispiel können die oberen Wärmesenke-Stiften 60 in einigen Ausführungsformen mit weniger oder mehr Reihen von Stiften konfiguriert werden; sie können als Reihen von Stiften mit ungleichmäßigem Abstand konfiguriert werden, usw. In noch weiteren Ausführungsformen mögen die oberen Wärmesenken 60 gar keine Stifte sein, aber können im Wesentlichen massive Stücke aus irgendeinem leitfähigen Material sein, um die Fläche der oberen Wärmesenke 60 zu maximieren. In solchen Ausführungsformen mögen die oberen Wärmesenken 60 mit oder ohne Aperturen konfiguriert sein, um, wenn gewünscht, Luftströmung in einer von Seite 52a zu Seite 52b Weise zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen mögen die oberen Wärmesenken 60 eine Mischung von Stiften, im Wesentlichen massiven Stücken und jeder anderen gewünschten Struktur für die oberen Wärmesenken 60 aufweisen, oder eine beliebige Kombination davon (wie zum Beispiel wechselweise Reihen von oberen Wärmesenke-Stiften 60 und im Wesentlichen massiven Stücken). In ähnlicher Weise mögen, wenn gewünscht, verschiedene Materialien für einige, alle oder Teile der oberen Wärmesenken 60 benutzt werden, einschließlich der Benutzung von verschiedenen Materialien für verschiedene Reihen von oberen Wärmesenke-Stiften 60, verschiedenen Materialien für verschiedene Stifte innerhalb jeder Reihe von oberen Wärmesenke-Stiften 60, usw.
Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die oberen Wärmesenken 60 in einigen Ausführungsformen, eher als nur an der Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs angebracht zu sein, sich auch so weit in den Käfig hinein erstrecken können, wie es benötigt wird, um die oberen Wärmesenken 60 mit den Transceivern oder anderen Bauteilen (oder den Gehäusen solcher Transceiver oder anderen Bauteilen), die in die Schächte des Käfigs 50 eingeführt worden sind, in Kontakt zu bringen. In solchen Ausführungsformen könnten die oberen Wärmesenken 60 die Wärme von solchen Transceivern oder anderen Bauteilen direkt abführen, eher als solche Wärme durch Abführen der von der Oberseite 56 des Käfigs 50 empfangenen Wärme indirekt abzuführen. In ähnlicher Weise könnten die Wände der oberen Schächte 54a, 54a' auch, wenn gewünscht, mit Wärmesenken konfiguriert werden (nicht gezeigt). Solche Ausführungsformen würden mehr Abstand zwischen den oberen Schächten 54a, 54a' erfordern, würden aber auch zusätzliche direkte Kühlung für jeden oberen Schacht 54a, 54a' bereitstellen. In solchen Ausführungsformen könnten die Wärmesenken, die an den Wänden der oberen Schächten 54a, 54a' angebracht sind, durch den Körper des Käfigs 50 mit den oberen Wärmesenken 60 thermisch verbunden werden mittels direktes Kontakts der oberen Wärmesenken 60, die sich durch die Oberseite 56 des Käfigs 50 erstrecken, oder mittels eines beliebigen anderen gewünschten Verfahrens.
Der Käfig 50 weist auch eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken 62 auf, die mit der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigst 50 verbunden sind, um zu ermöglichen, dass Wärme sowohl von der Unterseite 58 des Käfigs 50 als auch von der Oberseite 56 des Käfigs 50 abgeführt wird. Anders als bei Käfigen des Standes der Technik (siehe 1B, 2), wo die Unterseite 58 des Käfigs 50 an einem Substrat 64 (in einigen Ausführungsformen ein Leiterplattensubstrat bzw. PCB-Substrat) fest angebracht ist, ist die Unterseite 58 des Käfigs 50 in der in 3 gezeigten Ausführungsform mittels der unteren Wärmesenken 62 mit dem Substrat 64 verbunden, so dass eine Lücke zwischen der Unterseite 58 des Käfigs 50 und dem Substrat 64 gebildet wird. Diese Separation ermöglicht, dass Luft über die Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs 10 in einer ähnlichen Weise, wie es oben bezüglich der Oberseite 56 des Käfigs 50 erläutert ist, geblasen wird, mit einer ähnlichen Kühlwirkung für die Unterseite 58 des Käfigs 10 und folglich für die Transceiver, die in den unteren Schächten 54b, 54b' des Käfigs 10 angebracht sind.
Wie bei den oberen Wärmesenken 60 mögen die unteren Wärmesenken 62 ermöglichen, dass Luft sowohl über als auch unter dem Käfig 50 strömt, wodurch ausgewogene Kühlung für sowohl die oberen Transceiver-Schächte 54a, 54a' als auch die unteren Transceiver-Schächte 54b, 54b' wie unten erläutert bereitgestellt wird. Die in 3 gezeigten unteren Wärmesenken 62 sind als Wärmesenke-Stifte konfiguriert, die in mehreren Reihen, die sich von der Rückseite des Käfigs 50 zu der Vorderseite des Käfigs 50 hin erstrecken, angeordnet sind. Andere Konfigurationen sind aber möglich. Jeder untere Wärmesenke-Stift 62 ist aus einem geeigneten leitfähigen Metall, wie zum Beispiel vernickeltes Kupfer, gebildet und dient dazu, Wärme von der Unterseite 58 des Käfigs 50 abzuführen. Die in 3 gezeigten unteren Wärmesenke-Stifte 62 sind gleichmäßig entlang jeder Reihe von Stiften verteilt, so dass Luft über die Außenfläche der Unterseite 56 des Käfigs von der Rückseite des Käfigs 50 zu der Vorderseite des Käfigs 50 entlang unteren Kanälen 63, die zwischen den Reihen von unteren Wärmesenke-Stiften 62 gebildet sind, strömen kann.
In dieser Weise wird Luft, die durch die unteren Kanäle 63 strömt, über die unteren Wärmesenke-Stifte 62 strömen, wobei sie ferner die Wärme abführt, die von den Transceivern erzeugt wird und durch die Unterseite 58 des Käfigs herunter und in die unteren Wärmesenke-Stifte 62 hinein geleitet wird. Desweiteren erlaubt ein solcher gleichmäßen Abstand zwischen den unteren Wärmesenke-Stiften 62 in der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform auch, falls gewünscht, eine Luftströmung über die Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs in eine Richtung von der Seite 52a zu der Seite 52b, entweder zusätzlich zu oder anstelle der Luftströmung von der Rückseite zu der Vorderseite des Käfigs 50.
Obwohl als gleichmäßige Reihen von unteren Wärmesenke-Stiften 62 dargestellt, mögen die unteren Wärmesenken 62 auch auf andere Weisen in anderen Ausführungsformen konfiguriert sein. Zum Beispiel können die unteren Wärmesenke-Stifte 62 in einigen Ausführungsformen mit weniger oder mehreren Reihen von Stiften konfiguriert werden; sie können als Reihen von Stiften mit ungleichmäßigem Abstand konfiguriert werden, usw. In noch weiteren Ausführungsformen mögen die unteren Wärmesenken 62 gar keine Stifte sein, aber können im Wesentlichen massive Stücke aus irgendeinem leitfähigen Material sein, um die Fläche der unteren Wärmesenke 62 wie gewünscht zu maximieren. In solchen Ausführungsformen mögen die unteren Wärmesenken 62 mit oder ohne Aperturen konfiguriert sein, um, wenn gewünscht, Luftströmung in einer von Seite 52a zu Seite 52b Weise zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen mögen die unteren Wärmesenken 62 eine Mischung von Stiften, im Wesentlichen massiven Stücken und jeder anderen gewünschten Struktur für die unteren Wärmesenken 62 aufweisen, oder eine beliebige Kombination davon (wie zum Beispiel wechselweise Reihen von unteren Wärmesenke-Stiften 62 und im Wesentlichen massiven Stücken). Wenn gewünscht mögen auch verschiedene Materialien für einige, alle oder Teile der unteren Wärmesenken 62 benutzt werden, einschließlich der Benutzung von verschiedenen Materialien für verschiedene Reihen von unteren Wärmesenke-Stiften 62, verschiedenen Materialien für verschiedene Stifte innerhalb jeder Reihe von unteren Wärmesenke-Stiften 62, usw.
Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die unteren Wärmesenken 62 in einigen Ausführungsformen, eher als nur an der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs angebracht zu sein, sich auch so weit in den Käfig hinein erstrecken können, wie es benötigt wird, um die unteren Wärmesenken 62 mit den Transceivern oder anderen Bauteilen (oder den Gehäusen solcher Transceiver oder anderer Bauteilen), die in die Schächte des Käfigs 50 eingeführt worden sind, in Kontakt zu bringen. In solchen Ausführungsformen könnten die unteren Wärmesenken 62 die Wärme von solchen Transceivern oder anderen Bauteilen direkt abführen, eher als solche Wärme durch Abführen der von der Unterseite 58 des Käfigs 50 aufgenommenen Wärme indirekt abzuführen. In ähnlicher Weise könnten die Wände der unteren Schächte 54b, 54b' auch, wenn gewünscht, mit Wärmesenken konfiguriert werden (nicht gezeigt). Solche Ausführungsformen würden mehr Abstand zwischen den unteren Schächten 54b, 54b' erfordern, würden aber auch zusätzliche direkte Kühlung für jeden unteren Schacht 54b, 54b' bereitstellen. In solchen Ausführungsformen könnten die Wärmesenken, die an den Wänden der unteren Schächten 54b, 54b' angebracht sind, durch den Körper des Käfigs 50 mit den unteren Wärmesenken 62 thermisch verbunden werden mittels direktes Kontakts der unteren Wärmesenke 62, die sich durch die Unterseite 58 des Käfigs 50 erstrecken, oder mittels eines beliebigen anderen gewünschten Verfahrens.
Wechselnd zu 4 wird eine seitliche Schnittansicht eines beispielhaften Netzwerk-Switches 70 gezeigt, der einen Käfig 50 implementiert, der dem in 3 gezeigten ähnlich ist. Obwohl ein Netzwerk-Switch 70 gezeigt wird, mag jede geeignete elektronische Vorrichtung, die Transceiver implementiert, wie beispielsweise ein Hub oder eine andere Vorrichtung, auf ähnliche Weise einen Käfig 50, wie den in 3 gezeigten, implementieren, und alle solche Vorrichtungen oder Teile davon, die Transceiver oder ähnliche Bauteile verwenden, sind innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung.
Der beispielhafte Netzwerk-Switch 70 weist ein Gehäuse auf, das eine Oberseite 72, eine Vorderseite 74, eine Unterseite 76 und wahlweise eine Rückwand 78 aufweist. Der in 4 gezeigte Netzwerk-Switch 70 weist zusätzlich auch einen Käfig 50 auf. Der Käfig 50 weist ähnlich der in 3 gezeigten Ausführungsform ein Gehäuse auf, das eine Oberseite 56, eine Vorderseite 57, eine Unterseite 58 und eine Rückseite 59 aufweist. Eine Mehrzahl von oberen Wärmesenken 60 ist mit der Außenfläche der Vorderseite 56 verbunden. Die oberen Wärmesenken 60 sind mit der Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs derart verbunden, dass sie Wärme von der Oberseite 56 des Käfigs 50 abführen. Ähnlich der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die in 4 gezeigten beispielhaften oberen Wärmesenken 60 obere Wärmesenke-Stifte 60, die in einer Mehrzahl von Reihen, die von der Rückseite 59 zu der Vorderseite 57 des Käfigs 50 verlaufen, angeordnet sind.
Eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken 62 sind mit der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs verbunden. Die unteren Wärmesenken 62 sind mit der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs 50 derart verbunden, dass sie Wärme von der Unterseite 58 des Käfigs 50 abführen, und derart, dass sie den Käfig 50 mit einem Substrat 76 so verbinden, dass eine Lücke zwischen der Außenfläche der Unterseite 58 des Käfigs und der Oberseite des Substrats 76 vorhanden ist. In einigen Ausführungsformen wird das Substrat ein PCB-Substrat 76 sein. In solchen Ausführungsformen mögen ein oder mehrere der unteren Wärmesenke-Stifte 62 konfiguriert und positioniert sein, um den Käfig 50 mit dem PCB-Substrat 76 kommunikativ zu verbinden, so dass Transceiver oder andere Elemente, die in den Käfig 50 eingeführt worden sind, in Verbindung mit anderen Elementen oder Bauteilen stehen und/oder Signale oder Strom mit anderen Elementen oder Bauteilen austauschen mögen, welche an dem PCB-Substrat angebracht oder mit diesem verbunden sind (nicht gezeigt).
Ähnlich der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die in 4 gezeigten beispielhaften unteren Wärmesenken 62 untere Wärmesenke-Stifte 62, die in einer Mehrzahl von Reihen, die von der Rückseite 59 zu der Vorderseite 57 des Käfigs 50 verlaufen, angeordnet sind. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform weisen die unteren Wärmesenke-Stifte 62 größere Längen als die oberen Wärmesenke-Stifte 60 auf, um zu ermöglichen, dass mehr Kühlung an der Unterseite 58 des Käfigs 50 erfolgt.
Ein Vorteil der Verwendung von längeren unteren Wärmesenke-Stiften 62 ist die stärkere Kühlung von jeglichen Transceivern oder anderen Bauteilen, die in die unteren Schächte 54b, 54b' (siehe 3) eingesetzt werden mögen und typischerweise höhere Betriebstemperaturen als Transceiver oder Bauteile aufweisen, die in die oberen Schächte 54a, 54a' (siehe 3) gestapelter Käfigkonstruktionen, wie beispielsweise Käfig 50, eingeführt werden. In anderen Ausführungsformen könnten die oberen Wärmesenke-Stifte 60 allerdings gleich lang wie oder länger als die unteren Wärmesenke-Stifte 62. Ebenso könnten die unteren Wärmesenke-Stifte 62 in einigen Ausführungsformen aus einem anderen Material wie die oberen Wärmesenke-Stifte 60 gemacht werden, um zu erlauben, dass ein Satz von Wärmesenke-Stiften 60, 62 mehr Wärme als der andere Satz abführt oder, falls gewünscht, Wärme mit einer anderen Geschwindigkeit bzw. Rate als der andere Satz abführt.
In anderen Ausführungsformen mögen die oberen Wärmesenken 60 und die unteren Wärmesenken 62 des in 4 gezeigten Käfigs 50 keine Stifte sein, sondern stattdessen im Wesentlichen massive Stücke von irgendeinem leitfähigen Material sein, um den Oberflächenbereich der Wärmesenke nach Wunsch zu maximieren. In solchen Ausführungsformen mögen die oberen und/oder unteren Wärmesenken 60, 62 mit oder ohne Aperturen konfiguriert sein, um, wenn gewünscht, Luftströmung in einer von Seite 52a zu Seite 52b Weise zu ermöglichen (nicht gezeigt). In einigen Ausführungsformen mögen die oberen und/oder unteren Wärmesenken 60, 62 in ähnlicher Weise eine Mischung von Stiften, im Wesentlichen massiven Stücken und jeder anderen gewünschten Struktur für die Wärmesenken aufweisen, oder eine beliebige Kombination davon (wie zum Beispiel wechselweise Reihen von Wärmesenke-Stiften und im Wesentlichen massiven Stücken).
Zusätzlich, obwohl die unteren Wärmesenken 62 zum Befestigen der Unterseite 58 des Käfigs 50 an dem Substrat 76 dienen mögen, mag es in einigen Ausführungsformen nicht gewünscht sein, dass Wärme von der Unterseite 58 des Käfigs 50, durch die unteren Wärmesenken 62 und in das Substrat 76 abgeführt wird. In solchen Ausführungsformen mag das Substrat 76 ein nicht-leitfähiges Material sein und/oder eine Schicht aus nicht-leitfähigem Material mag zwischen den Enden der unteren Wärmesenken 62 und der oberen Oberfläche des Substrats 76 vorgesehen sein, um nach Wunsch oder Bedarf Wärmeabfuhr von der Unterseite 58 des Käfigs in das Substrat 76 hinein zu vermeiden.
Wie es in 4 gezeigt wird, ist ein Ende der oberen Wärmesenken 60 mit der Außenfläche der Oberseite 56 des Käfigs 50 verbunden, während das andere Ende der oberen Wärmesenken 56 mit der Innenfläche, oder in unmittelbarer Nähe dazu, der Oberfläche 72 des Netzwerk-Switches 70 verbunden sein mag. Es mag nicht gewünscht sein, dass Wärme von der Oberseite 56 des Käfigs 50, durch die oberen Wärmesenken 60 und in die Oberfläche 72 des Netzwerk-Switches 70 abgeführt wird. In solchen Ausführungsformen mag die Oberseite 72 des Netzwerk-Switches 70 ein nicht-leitfähiges Material sein und/oder eine Schicht aus nicht-leitfähigem Material mag zwischen den Enden der oberen Wärmesenken 60 und der Innenfläche der Oberseite 72 des Netzwerk-Switches 70 vorgesehen sein (wie beispielsweise durch Kleben einer Schicht von nicht-leitfähigem Material an die Innenfläche der Oberseite 72 des Netzwerk-Switches 70, zum Beispiel). In anderen Ausführungsformen mag eine Lücke oder einen Luftspalt zwischen den oberen Enden der oberen Wärmesenken 60 und der Oberseite 72 des Netzwerk-Switches 70 vorgesehen sein, so dass kein nicht-leitfähiges Material benötigt wird.
In Betrieb kann geblasene Luft 80 durch Aperturen, Löcher oder andere Öffnungen in der Rückwand 78 des Netzwerk-Switches 70 in das Netzwerk-Switch 70 hineinkommen und sowohl über die Oberseite 56 als auch unter die Unterseite 58 des Käfigs 50 vorbeiziehen. In einigen Ausführungsformen mag der Netzwerk-Switch 70 gar keine Rückwand 78 haben und so eine freie Strömung der geblasenen Luft 80 in den Netzwerk-Switch 70 hinein erlauben. Die geblasene Luft 80, die zwischen den Reihen von oberen Wärmesenke-Stiften 60 und unteren Wärmesenke-Stiften 62 (siehe 3) vorbeizieht bewirkt eine größere Wärmeabfuhr von der Oberseite 56 und Unterseite 58 des Käfigs 50 als sie ohne die oberen Wärmesenke-Stifte 60 stattfinden würde. Dies bewirkt wiederum, dass eine stärkere Kühlung der Transceiver oder anderen Bauteilen, die in den Käfig 50 hineingeführt worden sind, bereitgestellt wird, insbesondere für dicht gepackte Transceiver mit kleinem Formfaktor, die in Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen benutzt werden, einschließlich optischer Transceiver mit verschiedenen Formfaktoren, wie zum Beispiel SFF, SFP+, QSFP, XFP, usw.
Durch Implementieren der unteren Wärmesenken 62, und in einigen Ausführungsformen durch selektives Konfigurieren der Größe oder des Materials der unteren Wärmesenken 62 im Vergleich zu den oberen Wärmesenken 60, können die unteren Schächte 54b, 54b' zusätzlich eine ähnliche Kühlwirkung wie die der oberen Schächte 54a, 54a' in einer gestapelten-Käfig-Ausführungsform des Käfigs 50 erhalten. Dies bringt eine verbesserte Anpassung zwischen den Wärmepegeln der oberen Schächte 54a, 54a' und der unteren Schächte 54b, 54b', was eine erleichterte Überwachung der Wärme in dem Käfig 50 ermöglicht. Wenn es zum Beispiel bekannt ist, dass das Implementieren einer unteren Wärmesenke 62 oder einer bestimmten Konfiguration einer unteren Wärmesenke 62 bewirkt, dass die unteren Schächte 54b, 54b' beständig innerhalb weniger Grade von den oberen Schächten 54a, 54a' bleibt, müsste nur ein Satz von Schächten überwacht werden, um zu sichern, dass die maximal erwünschte Wärme für effizientes Funktionieren der Transceiver, die in alle Schächte hineingeführt worden sind, nicht überschritten wurde.
Wechselnd zu 5 wird eine perspektivische Ansicht einer anderen beispielhaften Ausführungsform für den Käfig 100 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, mag ein Käfig 100 ein Gehäuse aufweisen, das Seiten 102, 102b, eine Oberseite 106 und eine Unterseite 108 aufweist. Die Vorderseite des Käfigs 100 weist eine Mehrzahl von Öffnungen oder Schächten 104a, 104b auf, die in zwei Reihen angeordnet sind, die obere Schächte 104a, die oben auf unteren Schächten 104b gestapelt sind, aufweisen. Obwohl der Einfachheit halber hier nur ein oberer Schacht 104a und ein unterer Schacht 104b erläutert werden, mag jede Anzahl von gewünschten oberen Schächten 104a oder unteren Schächten 104b in der in 5 gezeigten gestapelten Käfigkonfiguration des Käfigs 100 benutzt werden. Wie in 5 gezeigt, weist jeder Schacht 104a, 104b eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung auf, die dem Profil des Transceivers oder anderen Bauteils entspricht, zu deren Aufnahme der Käfig konfiguriert ist.
Wie es in 5 gezeigt wird, weist jeder Schacht 104a, 104b eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung auf, die dem Profil eines beispielhaften optischen Transceivers entspricht. Wie es von einem Fachmann verstanden werden würde, sind die in 5 gezeigten beispielhaften Schächte 104a, 104b im Allgemeinen rechteckig, um einem beispielhaften SFP-optischen Transceiver zu entsprechen; wird aber ein anderer Typ von Transceiver benutzt, der von einem optischen Transceiver abweicht, oder wäre ein anderer Formfaktor des optischen Transceivers (wie zum Beispiel SFF, SFP+, QSFP, XFP, usw.) zur Benutzung mit dem Käfig 100 vorgesehen, dann mag die Form und Konfiguration der Schächte 104a, 104b (und des Käfigs 100) sich entsprechend ändern und würde immer noch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallen.
In der in 5 gezeigten Ausführungsform sind obere Wärmesenken 112 an der Außenfläche der Oberseite 106 des Käfigs 100 angebracht, so dass sie Wärme von der Oberseite 106 des Käfigs 100 abführen. Die in 5 gezeigten oberen Wärmesenken 112 sind keine Stifte, sondern stattdessen von im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Form, was eine größere Fläche für die Wärmeabfuhr bereitstellt. Diese oberen Wärmesenken 112 sind in einer Mehrzahl von Reihen angeordnet, die auf der Rückseite des Käfigs anfangen und sich zu der Vorderseite erstrecken. Wegen der Form dieser beispielhaften oberen Wärmesenken 112 ist eine Luftströmung von der Rückseite des Käfigs 100 über die Oberseite 106 des Käfigs 100 aber schwierig. Stattdessen wird eine Luftströmung von der Seite 102a zu der Seite 102b zwischen der oberen Wärmesenken 112 passieren und über die Oberfläche der oberen Wärmesenken 112 strömen, wodurch Wärme von der Oberseite 106 des Käfigs abgeführt wird.
Die in 5 gezeigte Ausführungsform weist in ähnlicher Weise auch eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken 114 auf, die an der Außenfläche der Unterseite 108 des Käfigs 100 angebracht sind. Anders als bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen für den Käfig 50 (siehe 3 bis 4) sind die unteren Wärmesenken 114 von der in 5 gezeigten Ausführungsform des Käfigs 100 nicht zwischen der Außenfläche der Unterseite 108 des Käfigs 100 und der Oberfläche eines Substrats 110 angeordnet. Stattdessen ist die Unterseite 108 des Käfigs 100 in der in 5 gezeigten Ausführungsform direkt auf dem Substrat 110 befestigt. Die unteren Wärmesenken 114 sind in Aussparungen des Substrats 110 angebracht und erstrecken sich von der Unterseite 108 des Käfigs 100 nach unten und vorbei der unteren Oberfläche des Substrats 110.
Diese unteren Wärmesenken 114 sind auch als im Wesentlichen quadratisch oder rechteckig geformt gezeigt, was mehr Fläche für Wärmeabfuhr bereitstellt. Die unteren Wärmesenken 114 der 5 sind in einer Mehrzahl von Reihen angeordnet, die in der Mitte der Unterseite 108 des Käfigs 100 anfangen und sich zu der Vorderseite erstrecken. Wiederum ist wegen der Form dieser unteren Wärmesenken 114 die Luftströmung von der Rückseite des Käfigs 100 über der Unterseite 108 des Käfigs 100 schwierig. Stattdessen wird eine Luftströmung von der Seite 102a zu der Seite 102b zwischen der unteren Wärmesenken 114 passieren und über deren Oberfläche strömen, wodurch Wärme von der Unterseite 108 des Käfigs abgeführt wird.
Ein Vorteil der in 5 gezeigten Ausführungsform des Käfigs 100 ist die Einfachheit, mit der solche Ausführungsformen in konventionelle Systeme hineingepasst werden können, wie zum Beispiel der in 6 gezeigten Netzwerk-Switch 150. 6 zeigt ein Gehäuse eines Standard-Netzwerk-Switches 150 mit einer Oberseite 152, einer Vorderseite 154 und Seiten 156a, 156b (156b ist nicht in der Ansicht des Netzwerk-Switches in 6 gezeigt). Eher als das Gehäuse des Netzwerk-Switches 150 verändern zu müssen, können drei Käfige 100, 100', 100", die dem in 5 gezeigten ähnlich sind, in das Gehäuse des Netzwerk-Switches 150 hineingeführt werden. Die drei Käfige 100, 100', 100" sind gestapelte Käfigkonfigurationen, wobei jede mit zwei Reihen von acht Schächten 104a, 104b, die mit einer Reihe von acht oberen Schächten 104a, die oben auf jedem korrespondierenden unteren Schacht 104b gestapelt sind, angeordnet sind.
In der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform mögen die Seiten 156a, 156b des Netzwerk-Switches 150 mit Slots 158a, 158b (nicht in der in 6 gezeigten Ansicht des Netzwerk-Switches gezeigt) oder anderen Aperturen ausgestattet sein, die ermöglichen, dass Luft in eine Seite 156a des Netzwerk-Switches 150, über die oberen Wärmesenken 112 und unteren Wärmesenken 114 von jedem der Käfige 100, 100', 100" und aus der anderen Seite 156b des Netzwerk-Switches 150 geblasen wird. Folglich können die Vorteile der ausgewogenen Kühlung von sowohl den oberen Schächten 104a als auch den unteren Schächten 104b jedes Käfigs 100, 100', 100" immer noch erreicht werden unter Verwendung bestehender Netzwerk-Switchen 150 (oder anderer ähnlichen Systeme oder Einrichtungen, die Käfige zum Aufnehmen von Transceivern oder anderen elektrischen oder opto-elektrischen Bauteile benutzen). Wie oben erläutert, mögen die Größe, Form, Materialien und/oder Konfigurationen der oberen Wärmesenken 112 und unteren Wärmesenken 114 in verschiedenen Ausführungsformen nach Wunsch variiert werden.
Es sollte beachtet werden, dass die Offenbarung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere beispielhaften oder illustrativen Ausführungsformen mit dem Zweck, die Prinzipien und Konzepte der Erfindung zu demonstrieren, vorgelegt worden ist. Die Erfindung ist nicht auf diesen Ausführungsformen beschränkt. Des Weiteren wird das Wort „beispielhaft“ hier in der Bedeutung „als Beispiel, Fall oder Illustration dienend“ benutzt. Jeder Aspekt, der hier als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als gegenüber anderen Aspekten bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen. Wie es von Fachleuten angesichts der hier bereitgestellten Beschreibung verstanden wird, können viele Variationen zu den hier beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden. Deswegen wird es, obwohl ausgewählte Aspekte gezeigt und detailliert beschrieben worden sind, verstanden, dass verschiedene Substitutionen und Abänderungen dieser vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie von den folgenden Ansprüchen festgelegt.

Claims

Elektrisches System, das elektrische System aufweisend: einen Käfig (50, 100, 100', 100") mit einer Oberseite (56, 106), einer Vorderseite (57) und einer Unterseite (58, 108); eine Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a), die in der Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist; eine Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b',104b), die in der Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist, wobei jeder der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) auf einem der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) gestapelt ist; eine obere Wärmesenke (60, 112), die sich von der Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt; und eine untere Wärmesenke (62, 114), die sich von der Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt.
Elektrisches System gemäß Anspruch 1, wobei die obere Wärmesenke (60, 112) eine Mehrzahl von Wärmesenken (60, 112) aufweist, die sich von der Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstrecken.
Elektrisches System gemäß Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112) eine Mehrzahl von Wärmesenke-Stiften (60) und/oder eine Mehrzahl von rechteckigen Wärmesenken aufweist, und/oder wobei die Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112) in Reihen angeordnet sind, um eine Luftströmung über die Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") zu gestatten.
Elektrisches System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die untere Wärmesenke (62, 114) eine Mehrzahl von Wärmesenken (62, 114) aufweist, die sich von der Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstrecken.
Elektrisches System gemäß Anspruch 4, das ferner ein Substrat (64) aufweist, das an zumindest einer der Mehrzahl von Wärmesenken (62), die sich von der Außenfläche der Unterseite (58) des Käfigs (50) erstrecken, derart angebracht ist, dass die zumindest eine Wärmesenke (62) der Mehrzahl von Wärmesenken (62) zwischen der oberen Fläche des Substrats (64) und der Außenfläche der Unterseite (58) des Käfigs (50) angeordnet ist, und/oder wobei die Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114) eine Mehrzahl von rechteckigen Wärmesenken und/oder eine Mehrzahl von Wärmesenke-Stiften (62) aufweist, und/oder wobei die Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114) in Reihen angeordnet sind, um eine Luftströmung über die Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") zu gestatten.
Elektrisches System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner eine zusätzliche Wärmesenke (60, 62, 112, 114) aufweist, die an einer Wand von zumindest einem der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a',104a) oder an einer Wand von zumindest einem der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) angebracht ist.
Käfig (50, 100, 100', 100") zur Verwendung in einem elektrischen System, der Käfig (50, 100, 100', 100") aufweisend: ein Gehäuse mit einer Rückseite (59), einer Oberseite (56, 106), einer Vorderseite (57) und einer Unterseite (58, 108); eine Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a), die in der Vorderseite (57) des Gehäuses angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist; eine Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b), die in der Vorderseite (57) des Gehäuses angeordnet sind, wobei jeder der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) zum Aufnehmen eines Transceivers konfiguriert ist, wobei die Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) auf der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) gestapelt ist; eine Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112), die sich von der Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Gehäuses erstrecken; und eine Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114), die sich von der Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Gehäuses erstrecken.
Käfig gemäß Anspruch 7, der ferner ein Substrat (64) aufweist, wobei zumindest eine der Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62) zwischen einer oberen Fläche des Substrats (64) und der Außenfläche der Unterseite (58) des Gehäuses angeordnet ist, oder der ferner ein Substrat (110) aufweist, welches an der Außenfläche der Unterseite (108) des Gehäuses angebracht ist, wobei die Mehrzahl von unteren Wärmesenken (114) sich durch Aperturen in dem Substrat (110) erstrecken, und/oder wobei zumindest eine der Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112) sich durch die Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt, so dass die zumindest eine Wärmesenke (60, 112) der Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112) Wärme von einem Transceiver, der in einen der Mehrzahl von oberen Schächten (54a, 54a', 104a) eingeführt worden ist, direkt abführen kann, und/oder wobei zumindest eine der Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114) sich durch die Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstreckt, so dass die zumindest eine Wärmesenke (62, 114) der Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114) Wärme von einem Transceiver, der in einen der Mehrzahl von unteren Schächten (54b, 54b', 104b) eingeführt worden ist, direkt abführen kann.
Verfahren zur ausgewogenen Kühlung, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines Käfigs (50, 100, 100', 100"), der eine Vorderseite (57), eine Oberseite (56, 106) und eine Unterseite (58, 108) aufweist, wobei die Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") eine Mehrzahl von Schächten (54a, 54a', 54b, 54b', 104a, 104b) zum Aufnehmen von Transceivern aufweist; Bereitstellen einer Mehrzahl von oberen Wärmesenken (60, 112), die sich von der Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstrecken; Bereitstellen einer Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62, 114), die sich von der Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100") erstrecken; und Blasen von Luft (80) über die Außenfläche der Oberseite (56, 106) des Käfigs (50, 100, 100', 100") und die Außenfläche der Unterseite (58, 108) des Käfigs (50, 100, 100', 100").
Verfahren Gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend Bereitstellen eines Substrats (64), wobei die Mehrzahl von unteren Wärmesenken (62) zwischen einer oberen Fläche des Substrats (64) und der Außenfläche der Unterseite (58) des Käfigs (50) angeordnet ist, und/oder wobei der Schritt des Blasens von Luft (80) ferner Blasen von Luft (80) von der Rückseite (59) des Käfigs (50, 100, 100', 100") zu der Vorderseite (57) des Käfigs (50, 100, 100', 100") aufweist, und/oder wobei der Schritt des Blasens von Luft (80) ferner Blasen von Luft (80) von einer Seite (52a, 102a) des Käfigs (50, 100, 100', 100") zu der anderen Seite (52b, 102b) des Käfigs (50, 100, 100', 100") aufweist.