技术领域
[0001] 本
发明涉及通信领域，尤其涉及一种背板系统。
背景技术
[0002] 在IT
服务器领域，随着
半导体集成度不断提升和业务需求不断加大，单个系统的功耗越来越高。以刀片服务器为例，一台10U高的单台设备功耗已经达到7200W，并在向10000W演进，系统供电和
散热能
力逐渐成为系统设计的关键
瓶颈之一。如何解决系统性能提升随之而来的功率提升与系统散热及供电设计难度不断加大的矛盾，已经成为各个设备厂商需要不断攻克的技术难题。
[0003] 图1A是一种现有背板通信系统的立体结构示意图，图1B是一种现有背板通信系统的剖视图。如图1A和1B所示，该系统采用模
块化结构设计，包括电源模块101、业务模块102和背板模块103。系统内部一般采用中置的方式实现背板模块103，该背板模块103除了完成各业务模块102间的
信号通信，还需要实现电源通流功能。通常系统内部采用12V电源总线，因此要实现7200W的系统内部供电，背板模块103需要实现800A以上的通
电流能力，若是10000W的设备，则需要实现800A以上的通电流能力。
[0004] 该现有通信系统直接通过一块背板来实现信号连接和电源通流的功能。如图1A所示，该通信系统由背板实现深度方向、横向和纵向的电源通电流功能。再如图1B所示。在这种单一背板方案下，背板的
正面需要摆放单板电源连接器104、单板信号连接器105，背板背面需要摆放系统电源连接器106，并且背板正
反面的连接器必须错开
位置，最终导致背板可开孔区域受限。背板开孔区域很小，系统
风阻就很大，直接导致系统散
热能力不高，难以支持大功率业务模块散热。而且当系统有多个电源模块时，电源模块间的电流汇聚会占用背板的层数和背板的空余空间，从而进一步减小背板开孔区域和增加背板成本。例如现有刀片服务器、交换机、路由器等框式电器设备为了实现高密的业务能力，系统功率不断提升，从而导致系统供电和散热实现困难的问题。
发明内容
[0005] 本发明
实施例提供了一种背板系统，以解决大功率服务器和通信系统的供电和散热问题。
[0006] 本发明实施例提供了一种背板系统。该系统包括：一个或多个业务板卡、电源模块、信号背板以及电源背板；
[0007] 所述业务板卡设置在所述信号背板的一侧，用于业务的处理；
[0008] 所述信号背板，用于所述业务板卡间的信号互连或者所述业务板卡与其他模块之间的信号互连；
[0009] 所述电源模块，设置在所述信号背板的另一侧，用于通过所述电源背板与所述业务板卡相连接，用于通过所述电源背板为所述业务板卡供电；
[0010] 其中，所述电源背板与所述信号背板之间形成
通风区域或者所述信号背板上具有通风孔；所述通风区域和所述通风孔用于形成由所述信号背板一侧到另一侧的风道，以对所述系统进行散热；
[0011] 所述电源背板所在的平面与所述风道的通风方向平行；所述信号背板与所述电源背板所在的平面垂直，并且与所述风道的通风方向垂直。
[0012] 本发明实施例的背板系统，采用电源背板与信号背板分别进行电流传送和数据互连，由电源背板直接完成了多个电源模块的电流合路以及向业务板卡的通流功能，使得信号背板不再参与供电功能，从而提升了系统的散热能力和系统的供
电能力，并且减少了信号背板上用于通电流的印刷
电路板(PCB)层数和PCB空间，进一步提升了信号背板可开孔的面积和降低了信号背板的成本，并且电源与信号不会相互干扰，使得系统更加稳定。
附图说明
[0013] 图1A是一种现有背板通信系统的立体结构示意图；
[0014] 图1B是一种现有背板通信系统的剖视图；
[0015] 图2A是本发明的背板系统的立体结构示意图；
[0016] 图2B是本发明的背板系统的剖视图。
具体实施方式
[0017] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0018] 本发明采用将立体的组合背板设计方案，增大了中置背板的开孔面积，提升了系统的散热能力。
[0019] 图2A是本发明实施例的背板系统的立体结构示意图，图2B是本发明的背板系统的剖视图。如图2A和2B所示，该背板系统包括：电源模块201，业务板卡202、电源背板203和信号背板204。
[0020] 业务板卡202设置在所述信号背板204的一侧，用于集成业务，完成业务的处理，可以设置一个或多个。信号背板204用于业务板卡202间的信号互连或者业务板卡202与其他模块之间的信号互连。电源模块201设置在信号背板204另一侧电源区域的任一位置或其组合，用于通过电源背板203与业务板卡202相连接，用于通过电源背板203为业务板卡202供电。电源背板203与信号背板204之间形成通风区域，或者在信号背板204上具有通风孔时，形成由信号背板204的一侧到另一侧的风道，以对系统进行散热。电源背板203用于接入电源模块201并传送电流，其平行于系统散热风道而设置，并且与信号背板204的设置满足一定的夹
角。具体地，电源背板203所在平面近似垂直于信号背板204所在平面，即电源背板203可以近似
水平设置于电源模块201与业务板卡202之间的任一位置或其组合，也可以近似平行于业务板卡202所在平面而设置，这样使电源背板203占用了最少的风道方向的空间，就有利于提高系统的通风与散热能力。由此可见，电源背板203、信号背板204和风道通风方向三者之间的位置关系为：电源背板203所在的平面与风道的通风方向平行；信号背板204与电源背板203所在的平面垂直，并且与风道的通风方向垂直。上述位置关系中的“平行”和“垂直”均不是绝对的，允许有较小的偏差。也就是说，在设置电源背板203与信号背板204时，只要尽量做到使其占用较少通风面积，能够达到较好的散热效果即可。优选地，在本发明实施例中，将电源背板203近似水平设置于信号背板204的上方和下方。
[0021] 电源背板203和信号背板204均可采用悬空设置的方法，此时在电源背板203与信号背板204之间形成通风区域，或者电源背板203和信号背板204也可以紧密相接，但在信号背板204上开设有通风孔，通风孔的位置可以设置在信号背板204上空闲的区域。通风孔的设置是用于沿电源背板方向形成的风道通过通风孔通风降温，以减小该背板系统的系统风阻，从而提升系统的散热能力。优选地，本实施例中，采用在信号背板204上开设通风孔204A的方法来实现系统内的通风。
[0022] 该背板系统还包括系统电源连接器205、单板电源连接器206和单板信号连接器207。系统电源连接器205和单板电源连接器206位于风道内，可设置于电源背板203任意一面的对应电源区域，并且分别与电源背板203的前后两端相连接，以实现电源模块201的接入和传送。系统电源连接器205还与电源模块201相连接，即电源模块201通过系统电源连接器205与电源背板203相连接，以完成电源由电源模块201到电源背板203的接入和传送。单板电源连接器206还与业务板卡202相连接，即业务板卡202通过单板电源连接器206与电源背板203相连接，以完成电源由电源背板203到业务板卡202的接入和传送。并且系统电源连接器205和单板电源连接器206在信号背板204所在平面的投影区域重叠，这样信号背板204正反面的电源连接器复用空间，不会再占用额外的背板空间，使信号背板上可开孔的面积增大，即增大了通风孔的面积，进而提高了系统的通风与散热能力。
单板信号连接器207分别与信号背板204和业务板卡202相连接，即业务板卡202通过单板信号连接器207与信号背板204相连接，用于实现业务板卡202中的业务数据到信号背板204的传送。
[0023] 该背板系统可以包括一个或多个电源模块和一个或多个电源背板，多个电源模块可以分布在该背板系统的电源区域的任一位置或其组合，同处于与该电源模块相连接的相应电源背板所在平面内的多个电源相邻放置。多个电源背板可以近似水平设置在该背板系统的上部、中部、下部或其组合，并且相互平行，或者近似平行设置于业务板卡所在的任一平面内或其组合。同处于同一平面内的多个电源背板沿垂直于风道的方向相邻放置。例如，高密复杂的通信系统、刀片服务器设备由于功率较大，电源就需要部署在所述系统的多个区域。
[0024] 该背板系统可以包括一个或多个信号背板，多个信号背板可以上下相邻设置、左右相邻设置或采用这两种方式组合设置。
[0025] 在本实施例中，如图2A所示，该背板系统包含了多个电源模块201，分别设置在用于放置电源模块的电源区域的顶部和底部。对应地，在该系统的上下两个位置的背板电源区域，各设置了一个水平的电源背板203。在两个电源背板之间竖直设置了一个信号背板204，此时该背板系统的背板结构的侧剖视图类似于“工”字，简称为“工”字型立体背板。
[0026] 另外，本发明的另一实施例的背板系统与上一实施例的背板系统的不同在于只包含一个电源背板和一个信号背板。该背板系统适用于中小容量的系统，或者适用于放置业务板卡的业务槽位不需要拆分的系统中。电源模块集中设置在电源背板附近的某一区域，例如设置在该背板系统的顶部、中部或底部。则电源背板的电源接入区和业务板卡的电源接入区设置在相应电源背板的上部或下部。本实施例中，将电源模块集中设置在该背板系统的顶部，单板电源连接器和系统电源连接器分别设置在电源背板上部的前后两端。此时该背板系统的背板结构侧剖视图类似于“T”字，简称为“T”字型立体背板。本实施例中，若将电源模块集中设置在该背板系统的底部，则该背板系统的背板结构侧剖视图类似于倒置的“T”字，简称为倒“T”字型立体背板。
[0027] 本发明的又一实施例的背板系统与以上两个实施例的背板系统的不同在于包含一个电源背板和两个信号背板。电源背板水平设置于该通信系统的中部，在电源背板的上部和下部分别竖直设置一个信号背板。将电源模块集中设置在该背板系统电源区域的中部，单板电源连接器和系统电源连接器分别设置在电源背板上部的前后两端。此时该背板系统的背板结构侧剖视图类似于“+”字，简称为“+”字型立体背板。
[0028] 在本发明的上述实施例的背板系统中，还可以包括汇流条，再如图2B所示，汇流条208竖直设置于相邻电源背板之间。当该背板系统具有多个电源背板，并且多个电源背板间需要汇流时，相邻电源背板间采用汇流条208连接，用于实现多个电源模块中的电流合路。所述汇流条208可采用
铜条、
铝条、铜线缆或铝线缆等导电部件。如果该背板系统只包括一个电源背板或者虽包括多个电源背板但之间不需要通流时，则该背板系统中不包括汇流条208，各个电源区域独立供电。
[0029] 在本发明的上述实施例的背板系统中，还可以包括风扇模块209，用于通过通风区域或通孔给该背板系统提供通风。风扇模块209所需的电源可由该背板系统内部包含的电源模块201来提供，也可以由外部设置的电源来提供。
[0030] 在本发明的上述实施例的背板系统中，还可以包括交换模块210，其通过另一个单板信号连接器207与信号背板204相连接，用于实现各个业务板卡202之间的业务的连接和交换。
[0031] 以上所述的本发明实施例的背板系统工作时，电源模块给整个系统供电，电源背板通过与其连接的系统电源连接器、单板电源连接器将电源接入系统并将电流传送至业务板卡。相邻电源背板之间通过汇流条使多个电源模块中的电流合路，实现通流。信号背板通过与其连接的单板信号连接器将业务板卡上的数据传送至信号背板，使得相邻业务板卡之间的业务数据信号之间实现互连，并进行通信。当系统工作过程中，系统风阻增大时，利用风扇给系统提供风速，并通过电源背板与信号背板之间的通风区域或者信号背板上的通孔进行通风，实现了系统的散热。
[0032] 如上所述，本发明上述实施例的具有“工”字型、“T”字型、倒“T”字型或“+”字型的立体背板系统，由于水平设置的电源背板平行于系统风道方向，并且用于连接业务板卡和电源模块的单板电源连接器和系统电源连接器在信号背板上的投影区域重叠，使得信号背板上可以挖空的区域增加，增大了通风孔的面积，减小了系统的风阻，从而提升了系统的散热能力和系统的供电能力。同时水平设置的电源背板直接完成了多个电源模块的电流合路以及向业务板卡的通流功能，使得信号背板不再参与供电功能，减少了信号背板上用于通电流的PCB层数和PCB空间，进一步提升了信号背板可开孔的面积和降低了信号背板的成本，并且电源与信号不会相互干扰，使得系统更加稳定。
[0033] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
