CN102263340A - 模块连接器组件以及包括该组件的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了构造为具有用于提供光学和电学通信能力的光学和电学连接器的模块连接器组件以及包括该组件的系统。一种模块连接器组件提供了符合RJ-45布线标准的电耦合构造和提供了具有光通信能力的组件的光耦和构造。此外，模块连接器组件被构造为具有与已有的实施RJ-45布线标准的8P8C插座和插头反相兼容性。因此，模块连接器组件可以被用来以更高数据速率(例如，10Gb/s以上)传送光数据或者以更低数据速率(例如，1Gb/s)传送电数据信号。

Description

模块连接器组件以及包括该组件的系统
技术领域
本发明涉及符合注册插座-45(RJ-45)布线标准的类型的模块连接器组件。更具体地，本发明涉及具有符合RJ-45布线标准的电耦合构造和提供具有光通信能力的组件的光耦合构造。
背景技术
各种模块连接器组件被用于在容纳在电线缆中的电导体的末端与连接到线缆的末端的终端设备的电路的电触点之间对电信号进行耦合。模块连接器组件具有使得电子线缆的末端终止的插头和与该插头相匹配的插座。插头的外表面和插座的内表面具有位于它们上面的、彼此匹配的匹配部件，以可移除地将插头互锁在插座内。当插头被与插座互锁到匹配关系时，插头的各个电触点与插座的各个电触点相接触。插头的电触点与线缆的各个电导体的末端电耦合。类似地，插座的电触点与终端设备的电路的各个电触点电耦合。通过全部的这些电连接，在线缆的电导体上承载的电信号被电耦合到终端设备的电路，并且反之亦然。
在通信工业中公知的一种类型的模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。8P8C模块连接器组件通常与双绞铜线一同使用以在基于以太网的通信网络上对电数据信号进行通信。在基于以太网的通信网络中，8P8C连接器组件的电触点和其他电路被构造为符合RJ-45布线标准(其被称作T-568A和T-568B布线标准)。因为这些类型的模块连接器组件在被制造来用于基于以太网的通信网络时符合RJ-45布线标准，所以它们通常被称作RJ-45连接器。
基于以太网的通信网络当前具有以超出1吉比特每秒(Gb/s)的数据速率承载电数据信号的能力。虽然光通信链路现在能够在10Gb/s的数据速率下在高达约100米(m)的距离上工作，但是这种光学链路的使用还没有被扩展到由基于高速以太网的网络所占据的区域中。光学链路的使用还没有被扩展到这些区域中的一个原因是制造可以以这些数据速率工作的可插拔光学模块连接器组件的成本比制造以这些数据速率工作的8P8C模块连接器组件的成本要高得多。光学链路的使用还没有被扩展到这些区域中的另一个原因是当前还没有具有与已有的电以太网方案反向兼容能力的光学方案。虽然可以使用实施RJ-45布线标准的8P8C模块连接器来设计以高于1Gb/s的数据速率工作的电连接器，但是这种连接器将会比以相同数据速率工作的光学连接器消耗更多功率。此外，对于这种高数据速率电连接器的设计复杂性将会导致连接器比以1Gb/s的数据速率工作的那些昂贵得多。此外，将会需要具有更高成本的新的接缆方案来以比1Gb/s更高的数据速率在约100米(m)的距离上传播数据信号。
当前有大量的具有8P8C模块连接器的服务器和其它设备，这些8P8C模块连接器具有根据RJ-45标准构造的电触点和电路。期望提供这样的模块连接器组件，其提供光和电通信能力并且与已有的实施RJ-45布线标准的8P8C模块连接器组件反向兼容。
发明内容
本发明涉及插座、插头、包括插座和插头的模块连接器组件以及结合该模块连接器组件的系统。插座包括具有前部、后部和形成在后部中的光学接口，以及电触点构造。前部具有形成在其中的插头开口，该开口被构造来接收插头。光学接口被构造为与执行光-电(OE)转换和电-光(EO)转换的一个或多个模块光学耦合。电触点构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
插头包括插头壳体，插头壳体包括其中具有光学接口的前部、用于接收线缆的末端的后部、闩锁机构、导线和光纤(WOF)引导装置以及电触点构造。多个电触点被设置在插头壳体的前部上。光学接口至少包括形成在前部中的第一和第二开口，第一和第二开口被构造为分别与接收光纤和发送光纤的末端耦合。插头壳体被构造为与形成在插座中的插头开口相匹配。闩锁机构被设置在插头壳体的上侧上。闩锁机构至少具有一个锁止部件，以与插座的一个或多个锁止部件相匹配。在将插头壳体插入插座中之前，WOF引导装置将8位置、8触点(8P8C)的双绞铜导线以及发送和接收光纤定位在适当的位置。与通常对于标准电缆进行的那样，WOF引导装置也允许混合线缆的场终止。插头的电接触构造符合RJ-45布线标准。
系统能够在通信连路上执行光通信或电通信。系统包括系统电路板、安装在系统电路板的表面上的至少第一控制器集成电路(IC)以及模块连接器组件。系统电路板位于通信链路的近端。在系统电路板上具有多个电触点以及通过系统电路板来确定线路(route through)的多个导电迹线。第一控制器IC被安装在系统电路板的表面上。第一控制器IC被构造为与位于通信链路的一个或多个远端的一个或多个控制器IC自动协商，来确定是否通过通信链路执行光通信模式或电通信模式。模块连接器组件被安装在系统电路板的表面上，并且包括具有电通信构造和光通信构造的插座以及构造为可移除地连接到插座的插头。该插头具有电通信构造和光通信构造。
本发明的这些和其他特征和优点将会通过以下描述、附图和权利要求而变得更加清楚。
附图说明
图1A-图1C分别示出了根据示例性实施例的模块连接器组件的插头1的立体前右上方、前左上方和前右下方的视图。
图2示出了根据示例性实施例的与图1A-图1C中示出的插头相匹配的模块连接器组件的插座的前立体图。
图3示出了具有连接到其上的盖体的图2中示出的插座的后立体图，其中门处于打开位置以展现在盖体内的、将要安装OE和EO转换模块的位置。
图4A和图4B分别示出了安装到图3中示出的盖体的EO和OE转换模块的前立体图和后立体图。
图5示出了在图4A和图4B中示出的OE和EO转换模块已经被安装到插座的背面之后但是在门被关上之前，图2中示出的插座的后立体图。
图6示出了在OE和EO转换模块已经被安装到插座的背面并且门已经被关闭之后插座的前立体图。
图7示出了包括图1A-图1C中示出的插头和图2、3、5和6中示出的插座的本发明的模块连接器组件的立体图。
图8示出了图7中示出的组件的截面图，其中插座的一部分被移除以示出将图1A-1C中示出的插头可移动地固定到插座上的方式。
图9示出了图2中示出的插座的截面图，其中图1A-图1C中示出的插头被移除以允许插座的锁止结构被看到。
图10A示出了具有图1A-图1C中示出的插头的图7中示出的模块连接器组件的剖面图，其中该插头与插座在第一互锁位置互锁以进行电以太网通信。
图10B示出了具有图1A-图1C中示出的插头的图7中示出的模块连接器组件的剖面图，其中该插头与插座在第二互锁位置互锁以进行电以太网通信。
图11示出了图10A和图10B中示出的插头的导线引导装置的截面图。
图12示出了图7和图8中示出的系统PCB的框图，其具有图8中示出的模块连接器组件以及根据一个示意性实施例的安装到其上的附加组件。
图13示出了图7和图8中示出的系统PCB的框图，其具有图8中示出的模块连接器组件以及根据另一个示意性实施例的安装到其上的附加组件。
具体实施方式
本发明涉及具有符合RJ-45布线标准的电耦合构造和提供具有光通信能力的管够和构造的模块连接器组件。此外，模块连接器组件被构造为具有与符合RJ-45布线标准的现有的8P8C插座和插头反向兼容的能力。因此，模块连接器组件可以被用来使用本发明的插座和插头来以更高的数据速率(例如，10Gb/s以上)执行光数据信号的通信，或者使用已知的8P8C插座和插头来以更低的数据速率(例如，1Gb/s)执行电数据信号的通信。
作为这里使用的术语“反向兼容”是意图表示模块连接器组件的插座和插头可以分别与具有普通RJ-45布线构造的普通8P8C模块连接器的插座和插头分别匹配。因此，如果具有普通RJ-45布线构造的普通8P8C插头与本发明的插座匹配，那么模块连接器组件将会作为普通的8P8C模块连接器组件来进行工作。类似地，如果本发明的插头与普通8P8C模块连接器组件的插座相匹配，那么8P8C模块连接器组件将会以普通方式工作。
图1A-图1C分别示出了根据示例性实施例的模块连接器组件的插头1的立体前右上方、前左上方和前右下方的视图。插头1在许多方面与用于以太网通信的普通8P8C插头相似，相似处在于插头1包括符合RJ-45布线标准中的一者(即，T-568A或T-568B)的电布线。插头1具有插头壳体2、形成在插头壳体2的上部上的闩锁机构3、包括形成在插头壳体2前部中的开口10a和10b的光接口以及设置在插头1的底部上的偏移触点4。闩锁机构3在其上具有当插头1与插座配合时与插座的锁止部件相配合的锁止部件3a，如下文中参照图7-10B更详细地描述的。对于普通的8P8C模块连接器组件插头，当插头被安装到线缆的一端时，绝缘偏移触点4刺穿线缆的扭曲铜双绞线(为了清楚而未示出)的绝缘外套。与插头1一同使用的线缆将会通常是由电子工业协会和电信工业协会(EIA/TIA)定义的五类(CAT 5)或六类(CAT 6)线缆、光纤线缆或混合线缆。CAT 5和CAT 6线缆是电以太网线缆。存在各种用于当今工业的光纤线缆，但是可以由插头1作为终止的光纤线缆将会通常是具有发送光纤、接收光纤、增强膜和保护外套的圆线缆。然而应当注意，本发明对于用在插头1中的线缆的类型没有限制。
根据实施例，可以由插头1来终止的混合线缆是这样一种线缆，其包括与包含在诸如CAT 5、CAT 5e、CAT 6或CAT 6e线缆中的电线那些相似或相同的电线，并且也包括发送光纤和接收光纤。这种混合线缆提供了与其他点以太网数据信号或光数据信号通信的选项。混合线缆通常包括八根绝缘铜线、至少一根发送光纤、至少一根接收光纤以及线缆外套。如果线缆是上述已知线缆中的一种，诸如CAT 5、CAT 5e、CAT 6或CAT 6e线缆，那么发送和接收光纤可以被嵌入主线缆外套中或者它们可以是在主线缆外套之外并且嵌入一个或多个光纤线缆外套中。在后一种情况下，可以通过一些适当的连接机构将两个线缆外套彼此连接。在连接到插头1的线缆的末端处，绝缘铜线的散开的末端可以被剥离掉其绝缘体并且根据RJ-45布线标准插入插头1的导线和光纤(WOF)引导装置(为了清楚而未示出)中，如下文中参照图11更详细地描述的。与对于光纤终端通常执行的一样，光纤的松散的末端可以被剥离掉其保护外套和缓冲层并且被抛光。经抛光的末端之后将会被插入各个套圈(为了清楚而未示出)，之后这些套圈被引导通过上述WOF引导装置，使得套圈被设置在提供插头1的光学接口的各个开口10a和10b中，如下文中参照图11更详细地描述的。
开口10a和10b被设置为在插头1的近侧端面8中与插头1的右侧和左侧相邻。如下文中参照图8-10B更详细地描述的，光电(OE)和电光(EO)转换模块(为了清楚而未示出)的套圈型元件被分别部分地接收到开口10a和10b中。在各个开口10a和10b中，套圈型装置的末端与插头1的各个光学系统(为了清楚而未示出)紧邻，各个光学系统转而与接收光纤和发送光纤的各个末端光学耦合，如下文中参照图10B和11更详细地描述的。该光学配置提供了用于在OE和EO转换模块与接收和发送光纤之间分别进行光的光学耦合的光学耦合接口。
插座壳体2具有形成在插座壳体2的、与近侧端面8相邻的前部中的分层表面11。分层表面包括上层表面11a和下层表面11b，使得插头壳体2的下表面2a与上层表面11a之间的第一距离D1大于插头壳体2的下表面2a与下层表面11b之间的第二距离D2。第一距离D1与第二距离D2之间的这种差异结合形成在闩锁机构3上的锁止部件3a以及结合形成在插座(为了清楚而未示出)中的互补部件一同工作，以允许插头1与插座在第一或第二互锁位置中互锁，如下文中参照图8-图10B更详细地描述的。虽然分层表面11不是必需的，但是它提供了用于在增强插头1的多功能性的同时给插头1提供电学和光学能力的许多可能的方案中的一种。此外，提供这两种不同的锁止位置也是在使用模块连接器组件的系统中自动地区分以电以太网模式工作还是以光学模式工作的一种方式。此外，因为插座具有与分层表面11互补的部件，所以被构造为符合RJ-45布线标准的已有的8P8C插头可以被以普通的方式互锁在插座内。这些特征在下文中参照图6-8更详细地描述。
图2示出了根据示例性实施例的与图1A-1C中示出的插头相匹配的模块连接器组件的插座20的前立体图。插座20具有插座壳体22，在其中具有前开口23。前开口23被构造为接收诸如图1A-1C中示出的插头1的8P8C插头或者传统的8P8C插头(为了清楚而未示出)。多个(例如8个)电触点被设置在开口23的内部，以当插头被锁止在插座20内部时与图1A-1C中示出的各个绝缘偏移触点4形成接触。电触点24电耦合到插座20之外的其他电路(为了清楚而未示出)。插座壳体22具有固定到插座壳体22的后部的后盖25。后盖25具有与盖体25处于铰链连接关系的门26。盖体25具有形成在其中的开口27，当OE和EO转换模块被安装到插座壳体22中时，OE和EO转换模块(为了清楚而未示出)的上述套圈型元件(为了清楚而未示出)延伸穿过该开口，如下文中参照图3-5更详细地说明的。或者，在其中OE和EO转换模块或多个模块被安装到其上存在插座壳体22的外部电路板(为了清楚而未示出)上的实施例中，各根光纤的各自的末端延伸到各个开口27中，以将(一个或多个)外部EO和OE转换模块光学耦合到插座20，如下文中参照图13更详细地描述的。
图3示出了具有连接到其上的盖体25的图2中示出的插座20的后立体图，其中门26处于打开位置以展现在盖体25内的、将要安装OE和EO转换模块(为了清楚而未示出)的位置。图4A和4B分别示出了EO和OE转换模块30的前立体图和后立体图。根据该示例性实施例，OE和EO转换模块30形成在分离的基板上。然而应当注意，OE和EO转换模块30可以被集成在相同的基板上。为了图示的方便并且为了简短，后一种方案没有示出在附图中，因为其外观与图4A和4B中示出的EO或OE转换模块30非常的相似。
EO转换模块30包括基板30a和EO模块壳体30b。EO模块壳体30b包括前述套圈型元件，其在图4A和4B中由附图标记30b′表示。套圈型元件30b′具有设置在其中的光学系统(例如透镜)30b″。在EO模块壳体30b内，通常是激光二极管(为了清楚而未示出)的EO转换装置和相应的激光二极管驱动器集成电路(IC)(为了清楚而未示出)被安装在基板30a上并且电耦合到基板30a。当EO转换模块30被安装到插座20的后盖25中时，设置在PCB 30a上的电触点30c与设置在后盖25上的各个电触点28(图3)形成接触。电触点28由其他电导体(为了清楚而未示出)电耦合到在插座20外部的电路，如下文中参照图12更详细地描述的。或者，EO和OE转换模块或者组合EO/OE转换模块可以被安装在其上存在插座壳体22的外部系统板上，在这种情况下，与套圈型元件30b′类似或相同的套圈型元件具有与其连接的光纤末端，使得设置在光纤的相反末端的光纤尾纤从EO/OE转换模块延伸到孔27中，如下文中参照图13更详细地描述的。在这种替换实施方式中，设置在插座壳体上的电触点28和29是不必要的。
OE转换模块(为了清楚而未示出)在构造上与图4A和4B中示出的EO转换模块30相同，除了代替激光二极管和驱动器IC，OE转换模块具有通常为P-I-N光电二极管(为了清楚而未示出)的OE转换装置和接收器IC(为了清楚而未示出)。将会参照图4A和4B描述OE转换模块的可以看到的组件。虽然P-I-N光电二极管和接收器IC在图4A和4B中是不能看到的，但是它们安装在基板30a上并且电耦合到基板30a。
当由图1中示出的插头1来终止光纤或混合线缆时，由激光二极管产生的光被经由光学系统30b″耦合到线缆的发送光纤的末端(为了清楚而未示出)。相反地，从线缆的接收光纤的末端传递出来的光背经由光学系统30b″耦合到P-I-N二极管上，其将光转换为电信号。之后经由设置在后盖25上的电触点29(图3)将电信号耦合到插座20外部的电路，如下文中参照图12更详细地描述的。如上所述，代替如图4A和4B所示存在于两个分离基板上的OE和EO转换模块，激光二极管、P-I-N光电二极管、激光二极管驱动器IC和接收器IC可以被集成在单个基板上。或者，激光驱动器和接收器可以被集成在相同的IC上，该IC之后将会被集成在其上也集成了套圈型元件30b′和光学系统30b″的单个基板上。在后一种情况下，光学系统30b″可以被容纳在相同的模块壳体30b中，或者在分离的模块壳体中，并且套圈型元件30b′可以是相同的模块壳体的一部分或者分离的模块壳体的一部分。
图5示出了在图4A和4B中示出的OE和EO转换模块30已经被安装到插座20的背面之后但是在门26被关上之前，图2中示出的插座20的后立体图。图6示出了在OE和EO转换模块30已经被安装到插座20的背面并且门26已经被关闭之后插座20的前立体图。套圈型元件30b′中的一个的末端可以被看到定位在形成在后盖25中的开口27中的一者内。盖体25中的、EO和OE转换模块30固定到盖体25上的位置在图3中示出为盖体25的各个矩形部分已经被移除以容纳模块壳体30b和基板30a的形状的切除区域。本发明对于其中EO和OE转换模块30或盖体25被成形的方式或者其中模块30连接到盖体25的方式没有限制。例如，整个模块壳体30b可以延伸穿过盖体25进入前开口23中，如参照图9-10B更详细地描述的，或者可选择地，只有套圈型元件30b′可以延伸通过盖体25进入前开口23，如图6所示。
图7示出了包括图1A-1C中示出的插头1和被安装在系统印刷电路板(PCB)42上的图2、3、5和6中示出的插座20的本发明的模块连接器组件40的立体图。图8示出了图7中示出的组件40的截面图，其中插座20的一部分被移除以示出将图1A-1C中示出的插头1可移动地固定到插座20上的方式。图9示出了图2中示出的插座20的截面图，其中图1A-1C中示出的插头1被移除以允许插座20的锁止结构45和46被看到。在插头1被插入形成在插座20的前方的开口23中时，插座20的锁止部件45和46中的一者与闩锁机构3的锁止部件3a相配合。图10A示出了包括图2中示出的插座20和标准仅电(electrical-only)RJ-45插头37的图7中示出的模块连接器组件的剖面图，其中RJ-45插头37与插座20在上述第一互锁位置互锁以进行电以太网通信。图10B示出了图7中示出的模块连接器组件40的剖面图，其中图1A-1C中示出的插头1与插座20在上述第二互锁位置互锁以进行由图12和图13中的以太网控制器和物理层IC指定的光通信或以太网电通信，如下文中更详细地描述的。现在将会参照图7-10B描述插头1和插座20彼此互锁的方式。
如可以在图9中看到的，在形成在插座20的前部中的开口23内，存在第一和第二锁止部件45和46。第一和第二锁止部件45和46分别是形成在插座20的上部中的第一和第二开口。第一和第二锁止部件45和46具有与锁止机构3的锁止部件3a的形状互补的形状。在图1A-1C中示出的插头1被插入形成在插座20的前方的开口23中时，根据插头1是如何沿着图7中由箭头47表示的方向被插入插座20中的方式，插座20的锁止部件45和46中的一者与闩锁机构3的锁止部件3a配合。沿着朝向系统PCB42的方向按压闩锁机构3会将闩锁机构3解锁，以允许其被从插座20移除。如果插头1被插入插座20中足够得深，以使得插座1的闩锁机构3上的锁止部件3能够被接收到锁止部件45中，那么插头1将会与插座20被互锁在上述第一互锁位置。如果插头1被插入插座20中足够得深，以使得插座1的闩锁机构3上的锁止部件3能够被接收到锁止部件46中，那么插头1将会与插座20被互锁在上述第二互锁位置。图10A和10B分别示出了在插座20内的、分别位于第一和第二互锁位置的标准仅电插头37和图1A-1C的插头1。
插座20的下侧上的电触点48与系统PCB 42上的电触点24(为了清楚而未示出)的相接触。电触点48是设置在图2和6中示出的插座20的开口23中的电触点24的远端。在图10A中示出的第一互锁位置中，与图1A-1C中示出的插头的绝缘偏移触点4相似或相同的标准仅电插头的绝缘偏移触点被经由插座20的电触点4电耦合到位于插座20下方的系统PCB42上的电触点(为了清楚而未示出)。存在于第一互锁位置中的这种电耦合构造使得能够进行电以太网通信。在图10B中示出的第二互锁位置中，在OE和EO转换模块30的套圈型元件30b′(图4A和4B)的光学系统30b″与接收和发送光纤的末端(为了清楚而未示出)之间分别产生光学接口。如上所述，固定在插头壳体2内的WOF引导装置60(图10B)具有用于机械地引导混合线缆(为了清楚而未示出)的电线以及将混合线缆(为了清楚而未示出)的光纤的末端上的套圈机械地引导到形成在插头壳体2中的开口10a和10b中的机械引导件的功能，如下文中参照图11更详细地描述的。在图10B中示出的第二互锁位置中，插头1的分层表面(图1A-1C)紧邻形成在插座20的上部中的互补形状表面49(图9)，以在插座开口23中使得插头1的向前运动停止。存在于第二互锁位置中的光学耦合构造使得能够在除了通过触点48向系统板42的电通信之外执行光通信，或者代替该电通信执行光通信。如下文中参照图12更详细地描述的，与OE和EO转换模块30通信的其他组件和/或插座的RJ-45布线被安装到系统PCB 42上，并且经由系统PCB 42的导体而电连接到插座20的电触点48。
图11示出了图10A和图10B中示出的WOF引导装置60的截面图。当WOF引导装置60被安装在插头壳体2的内部时，在引导装置60的侧面上的锁止部件61被接收到形成在插头壳体2中的开口(为了清楚而未示出)中，以使得WOF引导装置60与插头壳体2互锁。WOF引导装置60具有形成在其中的开口63a和63b，套圈64和65被分别地设置在其中。套圈64和65中的每一者都分别具有设置在其上的压缩弹簧66和67，它们具有比各个开口63a和63b略微更大的直径。每个套圈64和65都分别具有凸缘部分64a和65a，凸缘部分64a和65a分别具有比套圈64和65的外径更大并分别与压缩弹簧66和67的外径尺寸大致相同的外径。套圈64和65分别具有与接收和发送光纤(为了清楚而未示出)的外径尺寸大致相同的内径64b和65b。在接收和发送光纤被引导到各个套圈64和65内时，各个光纤的末端与形成在各个套圈64和65内的透镜64c和65c相邻。
通过参照图1A、4A、9、10B和11，在插头1被插入形成在插座20中的开口23中并且与插座20在上述第二互锁位置互锁时，各个套圈64和65的各个末端64d和65d都被接收到各个OE和EO转换模块30的套圈型元件30b′的各个末端的内部，使得各个末端64d和65d与各个套圈型元件30b′的各个光学系统30b″形成接口。随着插头1被插入形成在插座20中的开口23并且套圈64和65的各个末端64d和65d与各个光学系统30b″形成接触，沿着插头1的插入方向的力使得套圈64和65分别收缩到形成在WOF引导装置60中的开口63a和63b中。一旦插头1的闩锁机构3的锁止部件3a与形成在插座壳体22上的锁止部件46互锁，那么套圈64和65的收缩停止。压缩弹簧66和67施加保持末端64d和65d与各个光学系统30b′紧邻的力。在具有非常小的光学损耗(如果存在光学损耗的话)的状态下发生所得到的各个套圈64和65的末端64d和65d与各个光学系统30b″之间的光学信号的耦合。
图12示出了图7和图8中示出的系统PCB 42的框图，其具有模块连接器组件40以及安装到其上的附加组件。在上文中参照图1A-11描述的示意性实施例中，在图12中被标记有附图标记30和30″的OE和EO转换模块被以上文中参照图5描述的方式安装到插座20中，模块30′和30″的电触点30c(图4A)与盖体25的各个电触点28和29(图3)相接触，电触点28和29转而与设置在系统PCB 42(图7和图8)上的各个电连接部相接触。通过参照图12，迹线71a和71b将OE和EO转换模块30′和30″电耦合到以太网控制器和物理层(ECPL)IC 80。迹线组73a和73b将电信号从ECPL IC 80传送到插座20的电触点48并且将电信号从电触点48传送到插座20的ECPL IC 80。如将要在下文中更详细地描述的，EPCL IC80具有与位于与安装模块连接器组件40的链路末端相对的链路末端处的相应的IC(为了清楚而未示出)执行自动协商以选择是否执行电或光通信的能力。
在要从系统PCB 42通过线缆72(其为光缆或者混合线缆)发送光信号时，电信号被从EPLC IC 80通过导电迹线71a发送到EO转换模块30′。EO转换模块30′将电信号转换为光信号并且将光信号耦合到线缆72的发送光纤(为了清楚而未示出)的末端中。在通过线缆72的接收光纤(为了清楚而未示出)接收到的光信号被从接收光纤的末端耦合到OE转换模块30″中时，OE转换模块30″将光信号转换为电信号并且将电信号耦合到导电迹线71b，以发送给EPLC IC 80。EPLC IC 80经由导电迹线92与系统控制器IC 100通信。
在要从系统PCB 42通过线缆72(其为光缆或者混合线缆)发送电以太网信号时，电信号被从EPLC IC 80通过导电迹线73a发送到插座20和插头1内的RJ-45电路(为了清楚而未示出)。电信号之后被从插座20和插头1内的RJ-45电路电耦合到线缆72的一根或多根电线上。当通过线缆72的一根或多跟电线接收到电以太网信号时，通过插座20和插头1的RJ-45电路将电信号从线缆72的电线的末端耦合到导电迹线73b，导电迹线73b将电信号传送到EPLC IC 80。
作为对于上文中参照图12描述的示意性实施例的替换，OE/EO转换模块可以在插座20的外部并且被安装到系统PCB 42上，如现在参照图13描述的。图13示出了具有图7和图8中示出的模块连接器组件40和安装到其上的附加组件(包括EO和OE(EO/OE)转换模块110)的系统PCB的框图。根据本实施例，EO/OE转换模块110在插座20的外部。除了图4A和4B中示出的OE和EO转换模块30已经被从插座20移除之外，插座20可以与图2、3和5中示出的插座相同。两根光纤94a和94b将EO/OE转换模块110光耦合到插座20。光纤94a和94b的、要被插入插座20中的末端可以在其上面具有与图11中示出的套圈64和65或者图9中示出的套圈型元件30b′相似或相同的套圈。这些其上具有套圈或套圈型元件的末端被穿过图3中示出的孔27插入插座20的背面。EO/OE转换模块110的端口可以具有与图9中示出的套圈型元件30b′相似的套圈型元件。
在将要从系统PCB 42通过线缆72发送光信号时，将电信号从EPLCIC 80通过导电迹线93a发送到EO/OE转换模块110。EO/OE转换模块111将电信号转换为光信号并且将光信号耦合到与其连接的光纤94a的末端。在光纤94a上承载的光信号被经由透镜元件95a光学耦合到线缆72的发送光纤(为了清楚而未示出)的末端。当在插座20中通过线缆72的接收光纤(为了清楚而未示出)接收到光信号时，经由透镜元件95b将光信号耦合到与其连接的光纤95b的末端，光纤95b将光信号传输到EO/OE转换模块110。光信号被从光纤95b的相反末端光学耦合出来进入EO/OE转换模块110，EO/OE转换模块110将光信号转换为电信号。电信号之后通过导电迹线93b传送给EPLC控制器IC 80。
在要通过线缆72从系统PCB 42通过线缆72发送电以太网信号时，将电信号通过导电迹线73a从EPLC IC 80发送到插座20和插头1中的RJ-45电路(为了清楚而未示出)。之后将电信号从插座20和插头1中的RJ-45电路电耦合到线缆72的一根或多个电线上。在通过线缆72的一根或多个电线接收到电以太网信号时，经由插头1和插座20的RJ-45电路将电以太网信号从线缆72的电线的末端耦合到导电迹线73b，导电迹线73b将电信号传送给EPLC IC 80。
将要描述执行上述自动协商操作的方式。如上所述，EPLC IC 80自动地选择是否使用光通信或电通信。这例如可以通过与802.3以太网标准的第28款限定的自动协商功能类似的方式来实现，其中包括在网络中的以太网基站的数据速率能力是已知的并且通过限定的电脉冲序列的交换来选择固定数据速率。根据本发明，在电以太网路径(100兆比特每秒(Mbps)或10Mpbs或1Mpbs)上执行自动协商操作以判断是否在网络中的基站之间共享光路，并且因此判断是否将其激活为通信模式；可以在自动协商基础页中限定7比特的特定值来表明类似于图12或图13中任何一者示出的那样构造的基站的光学能力。通过参照图12和13，EPLC IC 80与位于一个或多个相对链路末端处的一个或多个相似或相同的控制器IC执行自动协商处理，以判断是否要执行电通信或光通信，并且之后选择合适的工作模式。通常，如果链路相对末端被构造为执行光通信，那么由于光工作模式以更高数据速率来执行的事实，EPLC IC 80将会选择光工作模式；否则，EPLC IC 80将会选择电工作模式。
如上所述，插头1和插座20与已有的8P8C模块连接器组件插座和插头反向兼容。换言之，模块连接器组件的插座和插头分别与具有典型的RJ-45布线构造的典型的8P8C模块连接器的插座和插头相配合。因此，如果具有典型的RJ-45布线构造的典型的8P8C插头与本发明的插座相配合的话，那么模块连接器组件将会作为典型的8P8C模块连接器组件来进行工作。类似地，如果本发明的插头与典型的8P8C模块连接器组件的插座相配合的话，那么8P8C模块连接器组件将会以典型的方式工作。然而，如果具有图1A-1C中示出的构造的光缆或混合线缆插头被连接到具有图2、3和5中示出的构造的插座的话，所得到的模块连接器组件可以以光学模式或电以太网模式工作，如上文中参照图12和图13描述的。这些特征允许执行高速电或光操作，并且1具有极大通用性的模块连接器组件。
应当注意，为了展示本发明的原理和概念，已经通过参照几个示意性、示例性实施例来描述了本发明。本领域的技术人员应该理解，考虑到这里提供的描述，可以在不偏离本发明的原理的状态下对于这里描述的实施例进行许多修改。例如，代替使得第一和第二锁止部件45和46形成在开口23内的插座壳体22上并且单个锁止部件3a形成在闩锁机构3上，可以将单个锁止部件45或46形成在插座壳体22上，并且多个、间隔开的锁止部件3a可以形成在插座1的缩小机构3上。如本领域技术人员将会理解的，这些修改都将在本发明的范围内。

Claims (36)

1.一种模块连接器组件的插座，包括：
插座壳体，包括：
前部，所述前部具有形成在其中的插头开口，所述插头开口被构造来接收插头；
后部，所述后部具有形成在其中的光学接口，所述光学接口被构造为与执行光-电(OE)转换和电-光(EO)转换的一个或多个模块光学耦合；
以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
2.根据权利要求1所述的插座，其中，所述模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。
3.根据权利要求1所述的插座，其中，所述插头开口被构造为接收以下所有的插头：
具有符合RJ-45布线标准的电触点构造的标准8位置、8触点(8P8C)插头；
仅具有光学构造的光学插头；以及
具有符合RJ-45布线标准的电触点构造以及光学构造的混合插头。
4.根据权利要求1所述的插座，还包括固定到所述插座壳体的后部的EO转换模块和OE转换模块。
5.根据权利要求4所述的插座，其中，所述EO转换模块包括：
EO转换模块基板；
设置在所述EO转换模块基板上的多个电触点；
连接到所述EO转换模块基板的至少一个激光二极管；
连接到所述EO转换模块基板的至少一个激光驱动器IC；
光学系统；以及
套圈型元件。
6.根据权利要求5所述的插座，其中，所述OE转换模块包括：
OE转换模块基板；
设置在所述OE转换模块基板上的多个电触点；
连接到所述OE转换模块基板的至少一个光电二极管；
连接到所述OE转换模块基板的至少一个接收器IC；
光学系统；以及
套圈型元件。
7.根据权利要求1所述的插座，还包括固定到所述插座壳体的后部的组合EO和OE(EO/OE)转换模块。
8.根据权利要求7所述的插座，其中，所述EO/OE转换模块包括：
基板；
设置在所述基板上的多个电触点；
连接到所述基板的至少一个激光二极管；
连接到所述基板的至少一个激光驱动器IC；
连接到所述基板的至少一个光电二极管；
连接到所述基板的至少一个接收器IC；
光学系统；以及
套圈型元件。
9.根据权利要求1所述的插座，还包括固定到所述插座壳体的后部的第一透镜元件和第二透镜元件，所述插座壳体的后部被构造为在分别与所述第一和第二透镜元件相邻的第一和第二位置处连接到第一和第二光纤的末端，其中，所述第一和第二光纤的第二末端被分别耦合到所述插座外部的所述EO转换模块和所述OE转换模块。
10.根据权利要求1所述的插座，其中，所述插座至少具有第一和第二锁止部件，这些部件用于将所述插头与所述插座互锁到用于电以太网通信的第一位置或用于光通信的第二位置中的一者中。
11.一种模块连接器组件的插头，包括：
插头壳体，包括：
前部，该前部上设置有多个电触点并设置有光学接口，所述光学接口包括形成在所述前部中的至少第一和第二开口，所述第一开口被构造为与接收光纤的末端相耦合，所述第二开口被构造为与发送光纤的末端相耦合，所述插头壳体被构造为与形成在插座中的插头开口相匹配；
闩锁机构，其设置在所述插头壳体的上侧，所述闩锁机构在其上至少具有一个锁止部件，用于与所述插座的一个或多个锁止部件相匹配；
以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
12.根据权利要求11所述的插头，其中，所述模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。
13.根据权利要求11所述的插头，其中，所述插头被构造为与以下所有的插头相匹配：
具有符合RJ-45布线标准的电触点构造的标准8位置、8触点(8P8C)插座；
仅具有光学构造的光学插座；以及
具有符合RJ-45布线标准的电触点构造以及光学构造的混合插座。
14.根据权利要求11所述的插头，还包括：
至少部分地设置在所述第一和第二开口内部的第一和第二套圈，所述第一和第二套圈包括弹簧机构，所述弹簧机构在允许所述套圈沿着相对于所述第一和第二开口的各自的纵轴的轴向移动的同时将所述套圈向前方偏置，所述第一和第二套圈具有各自的内径，所述第一和第二套圈的各自的内径的尺寸确定为分别接收所述接收光纤和所述发送光纤的末端。
15.根据权利要求11所述的插头，其中，所述插头的前部具有分层表面，根据所述插头被插入插座的距离，所述分层表面允许所述插头与所述插座在用于电以太网通信的第一位置或者用于光通信的第二位置中的一者中机械地耦合。
16.一种模块连接器组件，包括：
插座，包括：
插座壳体，所述插座壳体的前部具有形成在其中的插头开口，所述插头开口被构造为接收插头，所述插座壳体的后部具有形成在其中的光学接口，所述光学接口被构造为与执行光-电(OE)转换和电-光(EO)转换的一个或多个模块光学耦合，其中，至少一个锁止部件在所述插头开口中形成在所述插座壳体上；以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准；
以及
插头，包括：
插头壳体，所述插头壳体的前部具有设置在其上的多个电触点并具有光学接口，所述光学接口包括形成在所述插头壳体的前部中的至少第一和第二开口，所述第一开口被构造为与接收光纤的末端相耦合，所述第二开口被构造为与发送光纤的末端相耦合，所述插头壳体被构造为与形成在所述插座中的所述插头开口相匹配；其中，闩锁机构被设置在所述插头壳体的上侧，所述闩锁机构在其上具有至少一个锁止部件，该部件用于与所述插座壳体的所述至少一个锁止部件相配合；以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
17.根据权利要求16所述的模块连接器组件，其中，所述模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。
18.根据权利要求16所述的模块连接器组件，还包括固定到所述插座壳体的后部的EO转换模块和OE转换模块。
19.根据权利要求18所述的模块连接器组件，其中，所述EO转换模块包括：
EO转换模块基板；
设置在所述EO转换模块基板上的多个电触点；
连接到所述EO转换模块基板的至少一个激光二极管；
连接到所述EO转换模块基板的至少一个激光驱动器集成电路(IC)；
光学系统；以及
套圈型元件。
20.根据权利要求19所述的模块连接器组件，其中，所述OE转换模块包括：
OE转换模块基板；
设置在所述OE转换模块基板上的多个电触点；
连接到所述OE转换模块基板的至少一个光电二极管；
连接到所述OE转换模块基板的至少一个接收器IC；
光学系统；以及
套圈型元件。
21.根据权利要求16所述的模块连接器组件，还包括固定到所述插座壳体的后部的第一透镜元件和第二透镜元件，所述插座壳体的后部被构造为在分别与所述第一和第二透镜元件相邻的第一和第二位置处连接到第一和第二光纤的末端，其中，所述第一和第二光纤的第二末端被分别耦合到所述插座外部的所述EO转换模块和所述OE转换模块。
22.根据权利要求16所述的模块连接器组件，其中，所述插座至少具有第一和第二锁止部件，这些部件用于与所述插头的所述闩锁机构的所述至少一个锁止部件互锁，使得所述插座和所述插头互锁到用于电以太网通信的第一位置或用于光通信的第二位置中的一者。
23.根据权利要求16所述的模块连接器组件，其中，所述模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。
24.根据权利要求16所述的模块连接器组件，还包括：至少部分地设置在所述第一和第二开口内部的第一和第二套圈，所述第一和第二套圈包括弹簧机构，所述弹簧机构在允许所述套圈沿着相对于所述第一和第二开口的各自的纵轴的轴向移动的同时将所述套圈向前方偏置，所述第一和第二套圈具有各自的内径，所述第一和第二套圈的各自的内径的尺寸确定为分别接收所述接收光纤和所述发送光纤的末端。
25.根据权利要求16所述的模块连接器组件，其中，所述插头的前部具有分层表面，根据所述插头被插入所述插座的距离，所述分层表面允许所述插头与所述插座在用于电以太网通信的第一位置或者用于光通信的第二位置中的一者中机械地耦合。
26.根据权利要求16所述的模块连接器组件，还包括：
具有第一末端和第二末端的混合线缆，所述混合线缆的第一末端被固定到所述插头壳体的后部，所述混合线缆具有多个电导体并且至少具有所述发送光纤和所述接收光纤，其中，所述电导体的第一末端与设置在所述插头壳体的前部中的各个电触点相接触。
27.根据权利要求26所述的模块连接器组件，其中，所述多个电导体包括至少8个电导体。
28.一种能够通过通信链路执行光通信或电通信的系统，所述系统包括：
在所述通信链路的近端处的系统电路板，在所述系统电路板上具有多个电触点以及通过所述系统电路板来确定线路的多个导电迹线；
安装在所述系统电路板的表面上的至少第一控制器集成电路(IC)，所述第一控制器IC被构造为与位于所述通信链路的一个或多个远端处的一个或多个控制器IC自动协商，来确定通过所述通信链路执行光通信模式还是电通信模式；
安装在所述系统电路板的表面上的模块连接器组件，所述模块连接器组件包括：
插座，其具有电通信构造和光通信构造；以及
插头，其构造为以可移除方式连接到所述插座，所述插头具有电通信构造和光通信构造。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述插座包括：
插座壳体，所述插座壳体的前部具有形成在其中的插头开口，所述插头开口被构造为接收插头，所述插座壳体的后部具有形成在其中的光学接口，所述光学接口被构造为与执行光-电(OE)转换和电-光(EO)转换的一个或多个模块光学耦合，其中，至少一个锁止部件在所述插头开口中形成在所述插座壳体上；以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述插头还包括：
插头壳体，所述插头壳体的前部具有设置在其上的多个电触点并具有光学接口，所述光学接口包括形成在所述插头壳体的前部中的至少第一和第二开口，所述第一开口被构造为与接收光纤的末端相耦合，所述第二开口被构造为与发送光纤的末端相耦合，所述插头壳体被构造为与形成在插座中的插头开口相匹配；其中，闩锁机构被设置在所述插头壳体的上侧，所述闩锁机构在其上具有至少一个锁止部件，用于与所述插座壳体的所述至少一个锁止部件相配合；以及
电触点，其构造为符合注册插座(RJ)-45布线标准。
31.根据权利要求28所述的系统，还包括：
具有第一末端和第二末端的混合线缆，所述混合线缆的第一末端被固定到所述插头壳体的后部，所述混合线缆具有多个电导体并且至少具有所述发送光纤和所述接收光纤，其中，所述电导体的第一末端与设置在所述插头壳体的前部中的各个电触点相接触。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述多个电导体包括至少八个电导体。
33.根据权利要求28所述的系统，其中，所述模块连接器组件是8位置、8触点(8P8C)模块连接器组件。
34.根据权利要求28所述的系统，还包括固定到所述系统电路板的表面的EO和OE(EO/OE)转换模块，所述EO/OE转换模块电连接到所述第一控制器IC并且光耦合到所述插座。
35.根据权利要求28所述的系统，还包括固定到所述插座壳体的后部的EO转换模块和OE转换模块，所述EO转换模块和所述OE转换模块电连接到所述第一控制器IC。
36.根据权利要求28所述的系统，还包括固定到所述插座壳体的后部的EO和OE(EO/OE)转换模块，所述EO/OE转换模块电连接到所述第一控制器IC。
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