一种带有风冷散热功能的QSFP模块

一种带有风冷散热功能的qsfp模块
技术领域
1.本实用新型涉及光纤通信技术，具体涉及一种带有风冷散热功能的qsfp模块。


背景技术：

2.qsfp(quad small form-factor pluggable，四芯小尺寸可插拔)接口是数据中心常用的高密度、高速可插拔数据传输设备，在高性能计算、交换机、路由器和存储方面具有重要价值。随着传输速率不断升高，接口功耗不断增大，尤其是在模块组装密度提高后，如将4个qsfp接口组成一个整体模块后，部分内部接口的热量更难散出，导致模块内部温度急剧升高，造成插入光纤故障率变高，严重时甚至导致无法使用。qsfp接口模块的散热方案已有相关研究和专利文献，如公告号为cn 207665410 u的中国专利文献公开了一种新型的qsfp模块散热结构，记载了通过增强导热能力和扩大散热面积来改善散热效果。此外，公布号为cn 113906837a的中国专利文献公开了一种用于在第一模块与第二模块之间传递热量的设备，通过设计一种增强导热性能的中间结构，达到强化散热的目的。这种两种方案均是通过增强导热的方式来强化散热效果。然而，当多个qsfp接口堆叠在一起时，这些方案难以有效解决底部qsfp接口的散热问题，导致接口温度过高，影响其性能和使用寿命。此外，当这种接口装置在散热风道末端时，由于风温过高，即使导热效果得到优化，也难以解决散热问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种带有风冷散热功能的qsfp模块，本实用新型能改善功率密度和组装密度提高后的qsfp接口模块的对流散热，确保qsfp接口模块的可靠热特性，具有针对性强、散热能力强、可实施性高的优点。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种带有风冷散热功能的qsfp模块，包括带有上层接口插槽和下层接口插槽的光口笼，所述光口笼的上层接口插槽和下层接口插槽之间设有送风部件，所述光口笼的侧壁或尾部安装有排风口，所述送风部件用于将外部的冷却风送入光口笼内以对上层接口插槽和下层接口插槽中安装的qsfp接口降温后从排风口中排出。
6.可选地，所述送风部件包括风机和集风器，所述风机安装在集风器的进风口侧，所述集风器的出风口与光口笼的内腔连通。
7.可选地，所述集风器的出风口还连接有导风管，所述导风管的侧壁上设有多个出风口，所述多个出风口均与光口笼的内腔连通。
8.可选地，所述风机的电源端还连接有用于对风机进行调速的调速器。
9.可选地，所述集风器、导风管两者中至少其一安装有用于对冷却风进行制冷的半导体制冷片。
10.可选地，所述光口笼的上层接口插槽和下层接口插槽之间设有用于安装导光柱的中间面板，所述送风部件安装在中间面板上。
11.可选地，所述送风部件为合成射流送风器。
12.可选地，所述合成射流送风器包括外壳和设于外壳内的至少一个送风腔，所述送风腔内设有带有通孔的压电薄膜，所述压电薄膜将送风腔分隔为两半，且其中的一半带有多个与光口笼的内腔连通的外部连通口。
13.可选地，所述外壳上设有供电接口，所述供电接口与压电薄膜的电极相连。
14.可选地，所述供电接口连接有驱动电路以用于驱动压电薄膜振动产生气流。
15.和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本实用新型包括带有上层接口插槽和下层接口插槽的光口笼，所述光口笼的上层接口插槽和下层接口插槽之间设有送风部件，所述光口笼的侧壁或尾部安装有排风口，所述送风部件用于将外部的冷却风送入光口笼内以对上层接口插槽和下层接口插槽中安装的qsfp接口降温后从排风口中排出，区别于现有专利中通过增强导热性能的方式来强化散热，本实用新型通过在多通道qsfp模块内部强化对流传热实现强化散热，从而能够改善功率密度和组装密度提高后的qsfp接口模块的对流散热，确保qsfp接口模块的可靠热特性，具有针对性强、散热能力强、可实施性高的优点。
附图说明
16.图1为本发明实施例一带有风冷散热功能的qsfp模块的结构示意图。
17.图2为本发明实施例一中送风部件的结构示意图。
18.图3为本发明实施例二中送风部件的结构示意图。
19.图例说明：1、光口笼；11、上层接口插槽；12、下层接口插槽；13、排风口；14、中间面板；2、送风部件；21、风机；22、集风器；23、导风管；231、出风口；24、外壳；241、供电接口；25、送风腔；251、外部连通口；26、压电薄膜。
具体实施方式
20.实施例一：
21.如图1所示，本实施例提供一种带有风冷散热功能的qsfp模块，包括带有上层接口插槽11和下层接口插槽12的光口笼1，光口笼1的上层接口插槽11和下层接口插槽12之间设有送风部件2，光口笼1的侧壁或尾部安装有排风口13，送风部件2用于将外部的冷却风送入光口笼1内以对上层接口插槽11和下层接口插槽12中安装的qsfp接口降温后从排风口13中排出。区别于现有专利中通过增强导热性能的方式来强化散热，本实施例带有风冷散热功能的qsfp模块通过在多通道qsfp模块内部强化对流传热实现强化散热，从而能够改善功率密度和组装密度提高后的qsfp接口模块的对流散热，确保qsfp接口模块的可靠热特性，具有针对性强、散热能力强、可实施性高的优点。
22.参见图1，光口笼1目前一般是采用顶部的顶面作为散热面，可以安装风冷散热器或液冷板实现对整模块的散热，然而，由于底部qsfp模块距离散热面远，且中间存有空隙，只能通过侧面的铝箔导热，导致底部qsfp模块的散热不佳。本实施例通过在光口笼1的上层接口插槽11和下层接口插槽12之间设有送风部件2，光口笼1的侧壁或尾部安装有排风口13，以将散热冷风从上层接口插槽11和下层接口插槽12之间的进风口送入，在与qsfp模块换热后，从出风口13排出。
23.毫无疑问，送风部件2可以根据需要采用微型风机阵列、合成射流装置或无叶风扇等类似装置。作为一种可选的实施方式，如图2所示，本实施例中送风部件2包括风机21和集风器22，风机21安装在集风器22的进风口侧，集风器22的出风口与光口笼1的内腔连通。在多通道的qsfp接口堆叠安装形式中，上下接口之间需要留出一定空间，用于安装导光柱结构，但由于空间小，进风口也小，导致系统冷却风难以进入qsfp模块内部，从而无法将热量高效散出，针对上述问题，本实施例中送风部件2包括风机21和集风器22，通过风机21主动送风、集风器22对风力进行增压增强，从而可通过光口笼1的上层接口插槽11和下层接口插槽12之间狭小的空间送入将热量高效散出，通过针对性设计导风结构以增强局部风速的方法来实现强化散热，具有针对性强、散热能力强、可实施性高等特点。作为一种可选的实施方式，参见图2，本实施例中集风器22为漏斗状，风机21安装在漏斗开口侧。
24.考虑到光口笼1的上层接口插槽11和下层接口插槽12之间狭小的空间长度较长，为了提升气流送入的均匀度，提升光口笼1内侧的散热效果，如图2所示，本实施例中集风器22的出风口还连接有导风管23，导风管23的侧壁上设有多个出风口231，多个出风口231均与光口笼1的内腔连通，从而可利用出风口231形成均匀、一致的冷风供给。
25.此外，考虑到qsfp模块不同qsfp接口数量，以及不同负荷状态下热量的差异，可在风机21的电源端还连接有用于对风机21进行调速的调速器，利用调速器科实现对风机21的调速，从而可针对qsfp模块不同qsfp接口数量，以及不同负荷状态下热量的差异进行动态的功率控制，以提升节能效果。
26.此外，进一步考虑到环境温度等可能造成温度过高、风机21的冷却性能不足的问题，可在风器22、导风管23两者中至少其一安装有用于对冷却风进行制冷的半导体制冷片，从而可以通过主动制冷的方式调控送风温度，进一步以控制送风温度，提高散热效果。
27.如图2所示，本实施例中光口笼1的上层接口插槽11和下层接口插槽12之间设有用于安装导光柱的中间面板14，送风部件2安装在中间面板14上。中间面板14是光口笼1的现有部件，通过将送风部件2安装在中间面板14上，可方便实现对现有光口笼1的改造。
28.实施例二：
29.本实施例与实施例一基本相同，其主要区别为送风部件2的实现形式不同。本实施例中，送风部件2为合成射流送风器。如图3所示，合成射流送风器包括外壳24和设于外壳24内的至少一个送风腔25，送风腔25内设有带有通孔的压电薄膜26，压电薄膜26将送风腔25分隔为两半，且其中的一半带有多个与光口笼1的内腔连通的外部连通口251。如图3所示，本实施例中外壳24上设有供电接口241，供电接口241与压电薄膜26的电极相连。如图3所示，本实施例中供电接口241连接有驱动电路以用于驱动压电薄膜26振动产生气流。通过供电接口241给压电薄膜26提供驱动电压，驱动压电薄膜26振动产生气流，通过外部连通口251。进入光口笼1内部，完成散热后从排气口13排出。抑或可以使气流方向反向，从外部连通口251进入，从进风口排出。同样地，为了控制进入光口笼1的温度，可以在合成射流送风装置表面安装半导体制冷片，通过主动制冷的方式调控送风温度。
30.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种带有风冷散热功能的qsfp模块，包括带有上层接口插槽(11)和下层接口插槽(12)的光口笼(1)，其特征在于，所述光口笼(1)的上层接口插槽(11)和下层接口插槽(12)之间设有送风部件(2)，所述光口笼(1)的侧壁或尾部安装有排风口(13)，所述送风部件(2)用于将外部的冷却风送入光口笼(1)内以对上层接口插槽(11)和下层接口插槽(12)中安装的qsfp接口降温后从排风口(13)中排出。2.根据权利要求1所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述送风部件(2)包括风机(21)和集风器(22)，所述风机(21)安装在集风器(22)的进风口侧，所述集风器(22)的出风口与光口笼(1)的内腔连通。3.根据权利要求2所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述集风器(22)的出风口还连接有导风管(23)，所述导风管(23)的侧壁上设有多个出风口(231)，所述多个出风口(231)均与光口笼(1)的内腔连通。4.根据权利要求3所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述风机(21)的电源端还连接有用于对风机(21)进行调速的调速器。5.根据权利要求4所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述集风器(22)、导风管(23)两者中至少其一安装有用于对冷却风进行制冷的半导体制冷片。6.根据权利要求1所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述光口笼(1)的上层接口插槽(11)和下层接口插槽(12)之间设有用于安装导光柱的中间面板(14)，所述送风部件(2)安装在中间面板(14)上。7.根据权利要求1所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述送风部件(2)为合成射流送风器。8.根据权利要求7所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述合成射流送风器包括外壳(24)和设于外壳(24)内的至少一个送风腔(25)，所述送风腔(25)内设有带有通孔的压电薄膜(26)，所述压电薄膜(26)将送风腔(25)分隔为两半，且其中的一半带有多个与光口笼(1)的内腔连通的外部连通口(251)。9.根据权利要求8所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述外壳(24)上设有供电接口(241)，所述供电接口(241)与压电薄膜(26)的电极相连。10.根据权利要求9所述的带有风冷散热功能的qsfp模块，其特征在于，所述供电接口(241)连接有驱动电路以用于驱动压电薄膜(26)振动产生气流。

技术总结
本实用新型公开了一种带有风冷散热功能的QSFP模块，本实用新型包括带有上层接口插槽和下层接口插槽的光口笼，所述光口笼的上层接口插槽和下层接口插槽之间设有送风部件，所述光口笼的侧壁或尾部安装有排风口，所述送风部件用于将外部的冷却风送入光口笼内以对上层接口插槽和下层接口插槽中安装的QSFP接口降温后从排风口中排出，从而能够改善功率密度和组装密度提高后的QSFP接口模块的对流散热，确保QSFP接口模块的可靠热特性，具有针对性强、散热能力强、可实施性高的优点。可实施性高的优点。可实施性高的优点。


技术研发人员：邓增 李宝峰 孙言强 张顺路 马柯帆 贾春波 宋飞 姚信安 黎铁军
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/14