DE102019112007A1

DE102019112007A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE102019112007A1
Application number: DE102019112007.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, der ein erstes Ende (25) mit einem Käfigsteckmodul (21, 51, 61) für einen Aufnahmekäfig (104, 105) in einem elektronischen Gerät (101) umfasst. Zudem umfasst der Steckverbinder eine Anzahl von zweiten Enden (24), die mittels einer Anzahl von flexiblen elektrischen Leitern (23) fest mit dem ersten Ende (25) verbunden sind. Dabei weisen die zweiten Enden (24) Anschlussstücke (22, 71, 91) auf, die nicht als Käfigsteckmodule ausgebildet sind. Ferner sind ein Set (110) sowie ein System (100) und die Verwendung eines Steckverbinders (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, ein Set mit einem solchen Steckverbinder sowie ein Datenübertragungssystem mit einem solchen Steckverbinder und die Verwendung eines Steckverbinders zum Herstellen einer elektrischen Verbindung.
Ein Käfigsteckmodul ist ein Verbindungsstecker, der in einen zugehörigen bzw. kompatiblen Käfig bzw. Aufnahmekäfig gesteckt werden kann, der auf einem Hostboard bzw. einer Trägerplatine eines elektronischen Geräts angeordnet ist. Bei dem elektronischen Gerät handelt es sich z. B. um ein Netzwerkgerät für ein Datennetzwerk. Das Käfigsteckmodul ist in der Regel einfach und schnell austauschbar („hot-swap“). Dadurch können die elektronischen Geräte leicht auf andere Medien umgestellt werden und sind im Falle eines Defekts des Käfigsteckmoduls schnell repariert. Wenn also Hersteller Hostboards mit einer Elektronik fertigen, die solche Käfige verwendet, können die Benutzer später aus einer Vielzahl von kompatiblen Modulen wählen.
In die Gruppe der Käfigsteckmodule fallen z. B. diverse SFP-Module (small form-factor pluggable), die eine Vielzahl von optischen Modulen bieten. SFP ist ein normiertes, herstellerübergreifendes, mechanisch definiertes Modul. Diese Module sind ursprünglich als Verbindungsstecker für schnelles Ethernet, Fibre Channel und SONET ausgelegt worden. Die originale Spezifikation ist für eine Übertragungsrate bis zu 5 Gbit/s (Gigabit/Sekunde) definiert.
Neben SFP gibt es für Käfigsteckmodule noch ähnliche Standards bzw. Erweiterungen davon, wie SFP+, QSFP, QSFP+ XENPAK, X2, XFP, CSFP, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten und nur in ihrer Größe, ihrem elektrischen Steckverbinder sowie ihrer Datenrate voneinander abweichen. All diese dem Fachmann bekannten Module sowie etwaige neue Module mit derselben Funktionsweise werden zusammenfassend mit dem Begriff „Käfigsteckmodul“ bezeichnet. Davon abzugrenzen sind Verbindungsstecker bzw. Anschlussstücke, die mit einfachen Buchsen verbunden werden, wie z. B. USB-Stecker, BNC-Stecker, RJ45-Stecker, RS232-Stecker oder dergleichen.
Mittlerweile sind auch aus der Praxis etliche (auch nicht-standardisierte) Käfigsteckmodule mit elektrischen Steckern bekannt. Die mit Abstand häufigste Form ist ein Käfigsteckmodul mit genau einer außenseitigen RJ45-Buchse für CAT-basiertes Ethernet, die starr aus dem Käfig bzw. dem elektronischen Gerät hinausragt. Dabei ist üblicherweise der hinausragende Teil in seinem Querschnitt senkrecht zur Einschubrichtung größer als der Käfig bzw. der andere Teil des Käfigsteckmoduls. Demzufolge müssen die Käfige auf dem Hostboard weiter beabstandet angeordnet sein, um eine Nutzung mit diesen Käfigsteckmodulen zu ermöglichen, sodass sich der Platzbedarf nachteilig vergrößert.
Außerdem gibt es Käfigsteckmodule für BNC-Stecker, welche im Bereich der Audio- bzw. Videodatenübertragung üblich sind. So beschreibt z. B. die US 2011/0249944 A1 die nicht-horizontale Anordnung von mehr als einem Stecker. Dabei können jedoch aus Platzgründen keine normalen BNC-Stecker verbaut werden, sondern außenseitig ragen starr je nach Modul Mini-BNC, HD-BNC oder DIN 1.0/2.3 aus dem Käfig bzw. dem elektronischen Gerät hinaus. Diese drei Optionen sorgen häufig für Verwechselungen bei den Benutzern und außerdem sind die notwendigen Adapterkabel auf Standard-BNC-Stecker recht kostspielig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Verbindung für elektronische Geräte mit einem Käfigsteckmodul anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Steckverbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach Patentanspruch 1, ein Set nach Patentanspruch 13, ein Datenübertragungssystem nach Patentanspruch 14 sowie die Verwendung eines Steckverbinders zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach Patentanspruch 14 gelöst.
Der eingangs genannte Steckverbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung umfasst ein erstes Ende mit einem Käfigsteckmodul für einen Aufnahmekäfig in einem elektronischen Gerät. Zudem weist der Steckverbinder eine Anzahl von zweiten Enden auf. Letztere sind mittels einer Anzahl von flexiblen elektrischen Leitern fest mit dem ersten Ende verbunden. Sie weisen dabei Anschlussstücke auf, die nicht als Käfigsteckmodule ausgebildet sind.
Eine elektrische Verbindung bezeichnet den direkten oder indirekten Kontakt zwischen zwei elektrischen Leitern. Im Rahmen der Erfindung dient der Steckverbinder somit als elektrische Kupplung bzw. Adapter zwischen zwei zu verbindenden Anschlüssen, um zwischen den Anschlüssen eine elektrische Verbindung herzustellen.
Ein Käfig ist eine Hülle, die den für das Käfigsteckmodul benötigten Raum vom übrigen Innenraum eines elektronischen Geräts abgrenzt. Dadurch wird vermieden, dass Gegenstände durch eine Öffnung für das Käfigsteckmodul in den Innenraum des elektronischen Geräts eindringen können. Der Käfig ist beispielsweise eine aus einem Metallblech geformte, zur Außenseite des elektronischen Geräts hin offene Haube. Er wird bevorzugt auf eine Platine gesteckt und trennt somit einen im Wesentlichen quaderförmigen Raum für das Käfigsteckmodul ab.
Wie eingangs bereits beschrieben, handelt es sich bei dem Käfigsteckmodul um ein käfigkompatibles Steckmodul. Es wird beim bestimmungsgemäßen Gebrauch also in einen mechanisch passenden sowie in der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung korrespondierenden Käfig eingeführt bzw. eingesteckt, der in einem elektronischen Gerät angeordnet ist. Es stellt somit eine modulare und im Wesentlichen in das elektronische Gerät integrierte Erweiterung des elektronischen Geräts dar. Dabei nimmt es verglichen mit einfachen Verbindungsteckern mit einer ähnlichen Querschnittsfläche senkrecht zur Steckrichtung, wie z. B. USB-Steckern, BNC-Steckern, RJ45-Steckern, mehr Raum im Inneren des elektronischen Geräts ein.
Als Enden werden die äußeren Stücke bzw. die Bereiche bezeichnet, in denen der Steckverbinder mit einem anderen Anschluss verbunden wird. An seinen zweiten Enden weist er dazu Anschlussstücke auf. Diese Anschlüsse stellen im Sinne der Erfindung keine modulare Erweiterung des elektronischen Geräts dar, sondern lediglich der Verbindung. D.h., sie nehmen verglichen mit einem Käfigsteckmodul, das eine vergleichbare Querschnittsfläche senkrecht zur Steckrichtung aufweist, wenig Raum im Inneren des elektronischen Geräts ein.
Die flexiblen Leiter sind aus dem Käfigsteckmodul herausgeführt. Es handelt sich also nicht um eine lediglich interne Verkabelung. Ihre Anzahl richtet sich nach der Anzahl der zweiten Enden des Steckverbinders und danach, wie viele Pole die Verbindungen zu den zweiten Enden jeweils umfassen. Wenn ein zweites Ende z. B. als RJ45-Stecker ausgebildet ist, umfasst es z. B. 8 Pole. Wenn ein zweites Ende z. B. als BNC-Stecker ausgebildet ist, umfasst es 2 Pole. Bevorzugt sind mehrere der flexiblen Leiter in einem gemeinsamen Kabel zusammengefasst, wie später noch näher erläutert wird.
Als Kabel wird allgemein ein, bevorzugt mit Isolierstoffen ummantelter, ein- oder mehradriger Verbund von Adern (Einzelleitungen bzw. einzelne elektrische Leiter) bezeichnet, welcher der Übertragung von Energie oder Information dient.
Die Leiter sind insofern flexibel, d. h. biegsam, als sie wie üblich, z. B. als Kabel, gebogen und verlegt werden können. Extreme Biegungen sind aber aufgrund von etwaigen Beschädigungen und zugunsten einer längeren Lebensdauer der flexiblen Leiter zu vermeiden.
Dass die flexiblen Leiter jeweils „fest“ mit dem ersten Ende des Steckverbinders verbunden sind, heißt, dass sie zumindest nicht direkt, also nicht ohne das Gehäuse zu öffnen, lösbar sind. Sie können also beispielsweise verlötet sein oder als interne Steckverbindung in dem Käfigsteckmodul ausgeführt sein, die bei geschlossenem Gehäuse des Käfigsteckmoduls formschlüssig fixiert ist. Der Begriff „Anzahl“ bezeichnet allgemein, dass die entsprechende Komponente einmal oder mehrmals umfasst ist.
Mittels der Anzahl von flexiblen Leitern des Steckverbinders kann somit der Anschlussort der einzelnen Anschlüsse an das Käfigsteckmodul aus der unmittelbaren Nähe des Käfigsteckmoduls weg verlegt werden. Dies kann zum einen die bisher üblicherweise hohe Anschlussdichte im Anschlussbereich eines elektronischen Geräts verringern und somit die Handhabung erleichtern. Zum andern wird dadurch ein besserer Zugang zu den Anschlüssen ermöglicht, da sie örtlich flexibel bzw. beweglich sind. Mittels des erfindungsgemäßen Steckverbinders können also auch Anschlussstücke, die aufgrund ihrer Querschnittsfläche senkrecht zur Steckrichtung überhaupt nicht auf der Fläche eines Käfigsteckmoduls unterzubringen wären, mit dem Käfigsteckmodul und dadurch mit dem elektronischen Gerät verbunden werden.
Das eingangs genannte Set umfasst einen erfindungsgemäßen Steckverbinder und ein erstes elektronisches Gerät mit einem Aufnahmekäfig, in dem das Käfigsteckmodul des Steckverbinders angeordnet und verbunden ist.
Das heißt, in dem Aufnahmekäfig ist ein Steckanschluss einer Platine des elektronischen Geräts angeordnet, mit dem das Käfigsteckmodul elektrisch verbunden ist. Bei dem elektronischen Gerät kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Gerät mit einem oder mehreren Aufnahmekäfigen handeln. Insbesondere kann es ein Netzwerkgerät zur Datenübertragung und bevorzugt ein Netzwerkgerät für ein Audionetzwerk und/oder ein Videonetzwerk sein. Als Netzwerkgeräte werden dabei Geräte verstanden, die für mehr als reine Punkt-zu-Punkt- bzw. Direktverbindungen vorgesehen sind.
Ebenfalls bevorzugt kann es sich bei dem ersten elektronischen Gerät aber auch um einen sogenannten Repeater handeln, der unter anderem eine ebensolche Punkt-zu-Punkt-Verbindung ermöglicht. Repeater können allerdings auch als Komponente in einem größeren Netzwerk verwendet werden. Ein Repeater kann dabei zum einen zur Signalverstärkung, zum anderen auch zur Signalkonvertierung eingesetzt werden. Dazu umfasst er beispielsweise zwei gegeneinander geschaltete Aufnahmekäfige. Davon kann einer z. B. mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder ausgestattet sein und also Signale mittels einer Kupferleitung übertragen. Der andere Aufnahmekäfig kann z. B. mit einem „normalen“ SFP-Modul ausgestattet sein und die Signale mittels eines Lichtleiters weiterübertragen. Von dem Begriff „übertragen“ sind im Rahmen dieser Anmeldung Kombinationen von „senden und/oder empfangen“ umfasst. Es erfolgt mittels des Repeaters also bevorzugt eine Signalkonvertierung von einem elektrischen auf ein optisches Signal oder umgekehrt.
Bevorzugt handelt es sich um ein Audiomischpult, eine Videoschnittkonsole, eine Stagebox, einen Router oder dergleichen. Elektronische Aufnahmegeräte und/oder Ausgabegeräte wie Kameras, Mikrofone, Lautsprecher, Bildschirme, Projektoren oder dergleichen können bevorzugt ebenfalls mit einem Aufnahmekäfig ausgestattet sein und als erstes elektronisches Gerät fungieren.
Grundsätzlich kann ein elektronisches Gerät mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder auch mit sich selbst verbunden werden, sofern eine Anwendung dies erforderlich machen sollte. Weit häufiger dient der erfindungsgemäße Steckverbinder jedoch dazu, unterschiedliche elektronische Geräte zu verbinden und ggf. als austauschbarer Adapter zischen den Geräten zu wirken. Dementsprechend umfasst das eingangs genannte Datenübertragungssystem ein erfindungsgemäßes Set und zumindest ein zweites elektronisches Gerät, das ein Anschlussstück aufweist, das mit dem Anschlussstück eines zweiten Endes des Steckverbinders verbunden ist.
Mittels des Steckverbinders können also auch mehrere zweite elektronische Geräte mit dem ersten elektronischen Gerät verbunden werden. Bei dem zweiten elektronischen Gerät kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Gerät handeln, das ein geeignetes Anschlussstück aufweist. D. h. das Anschlussstück des zweiten elektronischen Geräts ist mit zumindest einem der Anschlussstücke der zweiten Enden des Steckverbinders kompatibel. Dadurch kann mittels Stecken und/oder Schrauben zwischen den Anschlussstücken eine elektrische Verbindung hergestellt werden. Dies erfolgt insbesondere nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, also z. B. zwischen einem männlichen Stecker und einem weiblichen Stecker. Die elektrische Verbindung kann dabei mehrere Pole umfassen, an denen sich die Anschlussstücke gegenseitig kontaktieren.
Insbesondere können auch mehrere zweite Enden des Steckverbinders mit dem zweiten elektronischen Gerät verbunden sein. Beispielsweise kann über einen solchen ersten Anschluss eine Anzahl von Videosignalen und/oder Audiosignalen übertragen werden, während über einen zweiten Anschluss Steuersignale und/oder Kontrollsignale ausgetauscht werden.
Entsprechend erfolgt die eingangs genannte Verwendung eines Steckverbinders zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem ersten elektronischen Gerät und zumindest einem zweiten elektronischen Gerät. Dabei weist der Steckverbinder an einem ersten Ende ein Käfigsteckmodul auf, mit dem er mit dem ersten elektronischen Gerät verbunden wird. Zudem weist er eine Anzahl von zweiten Enden mit jeweils einem Anschlussstück auf, welches nicht als Käfigsteckmodul ausgebildet ist. Das zumindest eine Anschlussstück ist mittels eines flexiblen elektrischen Leiters fest mit dem Käfigsteckmodul verbunden und wird mit dem zweiten elektrischen Gerät verbunden.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.
Das Käfigsteckmodul ist bevorzugt als SFP-Modul, SFP+-Modul, QSFP-Modul, QSFP+-Modul, XENPAK-Modul, X2-Modul, XFP-Modul, CFP-Modul oder CFP+-Modul ausgebildet.
Wie eingangs bereits beschrieben, unterscheiden sich diese im Wesentlichen standardisierten Module in ihrer Größe, ihrem elektrischen Steckverbinder sowie ihrer Datenrate voneinander. Ihre jeweiligen Spezifikationen sind dem Fachmann bekannt, weshalb hier auf eine detaillierte Auflistung verzichtet wird. Bei der Auslegung des Steckverbinders können somit der Platzbedarf im elektronischen Gerät sowie die an den Anschlüssen der zweiten Enden jeweils benötigte Datenrate und außerdem die Herstellungskosten bzw. Beschaffungskosten berücksichtigt werden.
Die Anschlussstücke der zweiten Enden umfassen vorzugsweise Anschlussstücke aus der Gruppe: BNC, RJ45, USB, RS232, HDMI, DVI, Display-Port, Mini-Display-Port, Thunderbolt.
Auch die Spezifikationen dieser Anschlussstücke sind dem Fachmann bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Auflistung verzichtet wird. Von dem Sammelbegriff „USB“ sind dabei alle USB-Standards, wie z. B. USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, USB 3.2 usw. und deren einzelne Generationen, sowie unterschiedliche Steckerformate, wie z. B. USB A, USB B, USB C, Mini-USB, Micro-USB, USB Alternate Mode, und dergleichen umfasst.
Bei der Auslegung des Steckverbinders kann also entsprechend den Anforderungen der gewünschten Anwendung aus einer Vielzahl unterschiedlicher Anschlussstücke für die zweiten Enden gewählt werden. Häufig soll jedoch eine Anzahl gleicher oder ähnlicher elektronischer Geräte miteinander verbunden werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Anzahl von Kameras und/oder Bildschirmen bzw. Projektoren handeln. In einem anderen Beispiel handelt es sich um eine Anzahl von Geräten, die mittels Ethernet miteinander verbunden werden sollen. Daher sind die Anschlussstücke der zweiten Enden einander bevorzugt gleich.
Im Rahmen der Audiodatenübertragung bzw. Videodatenübertragung sind derzeit BNC-Stecker sehr verbreitet. Dementsprechend sind besonders bevorzugt die Anschlussstücke der zweiten Enden alle als BNC-Stecker ausgebildet. Dadurch können insbesondere mehrere entsprechende Geräte über den erfindungsgemäßen Steckverbinder verbunden werden.
Alternativ kann aber auch der Bedarf bestehen, unterschiedliche Signale zu übertragen. Dafür sind bevorzugt zumindest zwei der Anschlussstücke der zweiten Enden voneinander verschieden. So können beispielsweise Steuersignale sowie Audiosignale und/oder Videosignale in den jeweils etablierten Übertragungsstandards und über die jeweils etablierten Anschlüsse übertragen werden.
Das Käfigsteckmodul ist bevorzugt so ausgebildet, dass es an zumindest eines der zweiten Enden Signale der Formate AES10/MADI, AES67, AVB als Audiosignale oder SD-SDI, HD-SDI, 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI oder ST2110 als Videosignale überträgt. Die entsprechenden Signale sind dem Fachmann aus den zugehörigen Übertragungsstandards bekannt, weswegen an dieser Stelle auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet wird. Mittels der Audio- bzw. Videosignale werden Audio- bzw. Videodaten übertragen, weswegen diese Begriffe im Folgenden weitgehend synonym verwendet werden. Wie zuvor bereits erwähnt, können somit unterschiedliche Geräte aus dem Audio- bzw. Videobereich miteinander verbunden werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Kameras, Mikrofone, Lautsprecher, Bildschirme, Projektoren, Mischpulte, Videoschnitt-Konsolen, Netzwerkgeräte zur Datenübertragung und/oder dergleichen handeln.
Auch wenn sich Vorteile der Erfindung schon bei nur einem zweiten Ende ergeben, treten sie besonders bei mehreren zweiten Enden hervor. Entsprechend weist der Steckverbinder vorzugsweise zumindest zwei zweite Enden auf. Besonders bevorzugt weist er genau zwei zweite Enden auf. Vorzugsweise weist der Steckverbinder zumindest vier zweite Enden auf. Besonders bevorzugt weist er genau vier zweite Enden auf. Der Steckverbinder weist bevorzugt zumindest acht zweite Enden aufweist. Besonders bevorzugt weist er genau acht zweite Enden auf.
Grundsätzlich ist es möglich, eine Anzahl von Leitern, die zu einem oder mehreren der zweiten Enden führen, in einem Kabel zusammenzufassen. Bevorzugt sind die elektrischen Leiter jedoch für alle zweite Enden in einem an das Käfigsteckmodul anschließenden Abschnitt zunächst in genau einem gemeinsamen Kabel geführt. Die Kabel werden dann später an einer oder mehreren Positionen auf die Anzahl von zweiten Enden aufgeteilt. Dies kann beispielsweise in Form eines oder mehrerer Y-Verbinder erfolgen.
Dadurch kann die Kabelanzahl beim Austritt aus dem Käfigsteckmodul minimiert werden, was die Anschlüsse bei elektronischen Geräten übersichtlicher macht und außerdem wertvolle Querschnittsfläche einspart, da z. B. eine gemeinsame Isolierung genutzt werden kann.
Alternativ sind die elektrischen Leiter vom Käfigsteckmodul an für jedes zweite Ende in einem separaten Kabel geführt. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die zweiten Enden unmittelbar räumlich aufgeteilt bzw. zu verschiedenen Orten verlegt werden sollen. Besonders bevorzugt werden bei zwei zweiten Enden die Kabel jeweils separat geführt. Dadurch ergeben sich aufgrund der Beschaffenheit der Käfigstecksteckmodule bauliche Vorteile.
Insbesondere sind bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder die folgenden Konfigurationsvarianten bevorzugt:

1x Käfigsteckmodul als SFP-Modul und 1x Anschlussstück als RJ45-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als CSFP-Modul und 2x Anschlussstück als RJ45-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als QSFP-Modul und 4x Anschlussstück als RJ45-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als SFP-Modul und 1x Anschlussstück als USB-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als CSFP-Modul und 2x Anschlussstück als USB-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als QSFP-Modul und 4x Anschlussstück als USB-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als SFP-Modul und 1x Anschlussstück als BNC-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als SFP-Modul und 2x Anschlussstück als BNC-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als CSFP-Modul und 4x Anschlussstück als BNC-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als QSFP-Modul und 8x Anschlussstück als BNC-Stecker,
1x Käfigsteckmodul als CSFP-Modul und 2x Anschlussstück als RJ45-Stecker und 1x Anschlussstück als BNC-Stecker.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

1 eine grob schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
2 eine grob schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
3 eine grob schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
4 eine grob schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
5 eine grob schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
6 eine grob schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
7 eine grob schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
8 eine grob schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders und
9 eine schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems.

In 1 ist grob schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 20 dargestellt. Der Steckverbinder 20 umfasst ein Käfigsteckmodul 21, ein Anschlussstück 22 sowie elektrische Leiter 23. Das Käfigsteckmodul 21 ist als SFP-Modul 21 ausgebildet, das Anschlussstück 22 ist als BNC-Stecker 22 ausgebildet und die elektrischen Leiter 23 sind als genau ein Koaxialkabel 42 ausgebildet. Dabei verbindet das Koaxialkabel 42 das Anschlussstück 22 fest mit dem SFP-Modul 21, d. h. beim bestimmungsgemäßen Gebrauch sind sowohl der BNC-Stecker 22 als auch das SFP-Modul 21 form- und/oder kraftschlüssig unlösbar mittels des Koaxialkabels 42 miteinander verbunden.
Der Steckverbinder 20 weist an einem ersten Ende 25 das SFP- Modul 21 und an einem zweiten Ende 24 das Anschlussstück 22 auf. Das Koaxialkabel 42 ist wie für Kabel üblich biegsam, sodass das Anschlussstück 22 somit innerhalb der mechanischen Grenzen des Koaxialkabels 42, d. h. im Rahmen seiner Biegsamkeit und seiner Länge, beliebig positioniert werden kann, auch wenn das SFP-Modul in ein elektronisches Gerät 101 (siehe 9) eingebracht ist. Die Länge der Koaxialkabel 42 kann dabei grundsätzlich beliebig unter Berücksichtigung eines etwaigen Leitungsverlustes gewählt werden.
2 zeigt grob schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 30, der dem Steckverbinder 20 aus 1 ähnlich ist. Im Unterschied dazu weist der Steckverbinder 30 jedoch zwei zweite Enden 24 mit jeweils einem BNC-Stecker 22 als Anschlussstück 22 auf. Jeder der BNC-Stecker 22 ist mittels eines Koaxialkabels 42 mit dem SPF-Modul 21 des ersten Endes 25 fest verbunden.
In 3 ist grob schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 40 dargestellt, der dem Steckverbinder 30 aus 2 ähnlich ist. Im Unterschied dazu sind die elektrischen Leiter 23 in einem ersten an das SFP- Modul 21 anschließenden gemeinsamen Kabelabschnitt 41 in einem gemeinsamen Kabel geführt. An einer Gabelungsstelle 43 werden die elektrischen Leiter 23 auf je ein separates Kabel 42 für je einen der zwei BNC-Stecker 22 aufgeteilt. Die separaten Kabel 42 sind auch hier als Koaxialkabel 42 ausgebildet. Der gemeinsame Kabelabschnitt 41 kann beispielsweise realisiert sein, indem die elektrischen Leiter 23 als parallele Koaxialkabel in einer gemeinsamen Mantelung geführt sind (hier nicht gezeigt).
4 zeigt grob schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 50, der dem Steckverbinder 40 aus 3 ähnlich ist. Im Unterschied dazu teilen sich die elektrischen Leiter 23 nach dem gemeinsamen Kabelabschnitt 41 an der Gabelungsstelle 43 jedoch vier separate Koaxialkabel 42. Die vier Koaxialkabel 42 führen zu vier zweiten Enden 24, die je einen BNC-Stecker 22 aufweisen. Insgesamt stehen somit vier BNC-Anschlüsse zur Verfügung. Um die entsprechend größere Datenrate übertragen, d. h. empfangen bzw. senden zu können, ist das Käfigsteckmodul 51 hier als CSFP-Modul 51 ausgebildet.
5 zeigt grob schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 60, der dem Steckverbinder 40 aus 3 ähnlich ist. Im Unterschied dazu teilen sich die elektrischen Leiter 23 nach dem gemeinsamen Kabelabschnitt 41 an der Gabelungsstelle 43 jedoch acht separate Koaxialkabel 42. Die acht Koaxialkabel 42 führen zu acht zweiten Enden 24, die je einen BNC-Stecker 22 aufweisen. Insgesamt stehen somit acht BNC-Anschlüsse zur Verfügung. Um die entsprechend größere Datenrate übertragen, d. h. empfangen bzw. senden zu können, ist das Käfigsteckmodul 61 hier als QSFP-Modul 61 ausgebildet.
Die zuvor anhand der 1 bis 5 beschriebenen Steckverbinder 20, 30, 40, 50, 60 werden bevorzugt eingesetzt, um elektronische Geräte zu verbinden, die bei einer Übertragung von Audiodaten und/oder Videodaten beteiligt sind. Dabei werden die Audiodaten bevorzugt in einem der Formate AES10/MADI, AES67, AVB und die Videodaten in einem der Formate SD-SDI, HD-SDI, 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI oder ST2110 übertragen.
In 7 ist grob schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 80 dargestellt, der dem Steckverbinder 50 aus 4 ähnlich ist. Im Unterschied dazu sind jedoch die vier Anschlussstücke als RJ45-Stecker 71 ausgebildet. Die vier separaten Kabel sind als TP-Kabel 72 (twisted pair) ausgebildet, das beispielsweise acht elektrische Einzelleiter 23 umfasst. Das Käfigsteckmodul ist als QSFP-Modul 61 ausgebildet. Auch hier sind analog zu 4 die TP-Kabel 72 in einem gemeinsamen Kabelabschnitt 41 von einer gemeinsamen Mantelung umschlossen.
Mittels der RJ45-Stecker 71 und der entsprechenden TP-Kabel 72 können nahezu beliebige Signale übertragen werden. Eine Übertragung mittels des Ethernet-Standards ist ebenso möglich wie die Übertragung von Audiosignalen mittels des MADI-Standards.
8 zeigt grob schematisch ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 90, der dem Steckverbinder 80 aus 7 ähnlich ist. Im Unterschied dazu sind jedoch die vier Anschlussstücke als USB-C-Stecker 91 und die separaten Kabel als entsprechende USB-Kabel 92 mit einer typischen Anzahl von elektrischen Einzelleitern 23 ausgebildet. Auch hier sind analog zu 7 die USB -Kabel 92 in einem gemeinsamen Kabelabschnitt 41 von einer gemeinsamen Mantelung umschlossen.
In 6 ist grob schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 70 gezeigt, der dem Steckverbinder 80 aus 7 ähnlich ist. Anstelle von vier RJ45-Steckern weist der Steckverbinder 70 lediglich zwei RJ45-Stecker 71 sowie einen BNC-Stecker 22 als Anschlussstück auf. Der BNC-Stecker 22 ist mit einem Koaxialkabel 42 verbunden, die RJ45-Stecker sind jeweils mit einem TP-Kabel 72 verbunden.
Diese Kabel werden separat bis zur Gabelungsstelle 43 geführt und sind im gemeinsamen Kabelabschnitt 41 von einer gemeinsamen Mantelung umschlossen. Der Steckverbinder 80 kann also beispielsweise eingesetzt werden, wenn zugleich Videosignale mittels des BNC-Steckers 22 sowie zum Beispiel Steuersignale mittels des RJ45-Steckers 71 übertragen werden sollen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn man ein Aufnahmegerät wie zum Beispiel eine Kamera für eine Aufnahme steuern und zugleich das aufgenommene Videosignal übertragen möchte.
Dazu ist in 9 grob schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems 100 als Blockdiagramm dargestellt. Das Datenübertragungssystem 100 umfasst hier ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sets 110, welches wiederum ein erstes elektronisches Gerät 101 sowie den Steckverbinder 50 umfasst, der bereits anhand von 4 detailliert erläutert wurde.
Das erste elektronische Gerät 101 weist zwei Käfige 104, 105 für Käfigsteckmodule auf. Davon ist ein erster Käfig 104 für die Aufnahme eines CSFP-Moduls eingerichtet, das über zwei SDI-Schnittstellen Videosignale versendet und über zwei SDI-Schnittstellen Videosignale empfängt. In den ersten Käfig 104 ist der Steckverbinder 50 mit seinem CSFP-Modul 51 eingebracht.
Zudem umfasst das Datenübertragungssystem 100 vier zweite elektronische Geräte, nämlich zwei Bildschirme 102 und zwei Videokameras 103. Die zweiten elektronischen Geräte 102, 103 weisen jeweils zumindest einen BNC-Anschluss 107 auf, der mit jeweils einem der BNC-Stecker 22 des Steckverbinders 50 korrespondiert und mit diesem verbunden ist. Somit wird jedes der zweiten elektronischen Geräte 102,103 mittels des Steckverbinders 50 mit dem ersten elektronischen Gerät 101 zur Datenübertragung verbunden.
Bei dem ersten elektronischen Gerät 101 kann es sich beispielsweise um ein Netzwerkgerät für das Routing, also die Weiterleitung, der Videodaten oder auch andere über das Netzwerk übertragene Daten, wie Steuerdaten oder dergleichen, handeln. Dazu kann es z. B. auch als Stagebox für eine Bühne oder ein Aufnahmestudio ausgebildet sein. Es kann aber z. B. auch eine Videoschnittkonsole sein, um die Videodaten direkt zu verarbeiten.
Das erste elektronische Gerät 101 weist zudem zwei Datenverbindungen 106 zu weiteren elektronischen Geräten in einem Netzwerk auf, die hier als Pfeile angedeutet sind. Das erste elektronische Gerät 101 kann somit auch Daten aus dem Netzwerk empfangen und an die zweiten elektronischen Geräte 102, 103 weiterleiten oder umgekehrt die Daten der zweiten elektronischen Geräte 102, 103 weiter an das Netzwerk übertragen.
Das erste elektronische Gerät 101 kann grundsätzlich mit einer beliebigen Anzahl erfindungsgemäßer Steckverbinder verbunden sein. Beispielhaft weist es hier einen zweiten Käfig 105 auf, der zur Verwendung mit einem weiterer Steckverbinder 60 ausgebildet und eingerichtet ist, der bereits anhand von 5 detailliert beschrieben wurde. Der Steckverbinder 60 ist mit seinem QSFP-Modul 61 in den zweiten Käfig 105 des ersten elektronischen Geräts 101 eingebracht und damit verbunden. Mittels des Steckverbinders 60 können somit bis zu acht weitere zweite elektronische Geräte mit dem ersten elektronischen Gerät 101 verbunden werden. Das erste elektronische Gerät 101 kann also insbesondere auch Aufnahmekäfige für die anhand der 1 bis 8 beschriebenen Steckverbinder 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 zur Verbindung mit weiteren elektronischen Geräten aufweisen.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise der erfindungsgemäße Steckverbinder auch für eine geräteinterne Verkabelung genutzt werden. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Gerät“, „Set“ und „System“ nicht aus, dass die betreffende Komponente aus mehreren zusammenwirkenden Teilkomponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0249944 A1 [0006]

Claims

Steckverbinder (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung umfassend - ein erstes Ende (25) mit einem Käfigsteckmodul (21, 51, 61) für einen Aufnahmekäfig (104, 105) in einem elektronischen Gerät (101) und - eine Anzahl von zweiten Enden (24), die mittels einer Anzahl von flexiblen elektrischen Leitern (23) fest mit dem ersten Ende (25) verbunden sind und Anschlussstücke (22, 71, 91) aufweisen, die nicht als Käfigsteckmodule ausgebildet sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei das Käfigsteckmodul (21, 51, 61) als SFP-Modul, SFP+-Modul, QSFP-Modul, QSFP+-Modul, XENPAK-Modul, X2-Modul, XFP-Modul, CFP-Modul oder CFP+-Modul ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlussstücke (22, 71, 91) der zweiten Enden (24) Anschlussstücke aus der Gruppe: BNC, RJ45, USB, RS232, HDMI, DVI, Display-Port, Mini-Display-Port, Thunderbolt umfassen.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlussstücke (22, 71, 91) der zweiten Enden (24) einander gleich sind.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlussstücke (22) der zweiten Enden (24) alle als BNC-Stecker (22) ausgebildet sind.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei der Anschlussstücke (22, 71, 91) der zweiten Enden (24) voneinander verschieden sind.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Käfigsteckmodul (21, 51, 61) so ausgebildet ist, dass es an zumindest eines der zweiten Enden (24) Signale der Formate AES10/MADI, AES67, AVB als Audiosignal oder SD-SDI, HD-SDI, 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI oder ST2110 als Videosignale überträgt.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, der zumindest zwei zweite Enden (24) aufweist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, der zumindest vier zweite Enden (24) aufweist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, der zumindest acht zweite Enden (24) aufweist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Leiter (23) in einem an das Käfigsteckmodul (21, 51, 61) anschließenden Abschnitt (41) zunächst in einem gemeinsamen Kabel geführt sind.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die elektrischen Leiter (23) vom Käfigsteckmodul (21, 51, 61) an für jedes zweite Ende (24) in einem separaten Kabel geführt sind.
Set (110) mit einem Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und einem ersten elektronischen Gerät (101) mit einem Aufnahmekäfig (104, 105), in dem das Käfigsteckmodul (21, 51, 61) des Steckverbinders angeordnet und verbunden ist.
Datenübertragungssystem (100) mit einem Set nach Anspruch 13 und zumindest einem zweiten elektronischen Gerät (102, 103), das ein Anschlussstück aufweist, das mit dem Anschlussstück (22, 71, 91) eines zweiten Endes (24) des Steckverbinders verbunden ist.
Verwendung eines Steckverbinders (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90) zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem ersten elektronischen Gerät (101) und zumindest einem zweiten elektronischen Gerät (102, 103), wobei der Steckverbinder (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90) ein erstes Ende (25) mit einem Käfigsteckmodul (21, 51, 61) aufweist, mit dem er mit dem ersten elektronische Gerät (101) verbunden wird, und eine Anzahl von zweiten Enden (24), die Anschlussstücke (22, 71, 91) aufweisen, die nicht als Käfigsteckmodule ausgebildet sind, wobei zumindest ein Anschlussstück (22, 71, 91) mittels zumindest eines flexiblen elektrischen Leiters (23) fest mit dem Käfigsteckmodul (21, 51, 61) verbunden ist und mit dem zweiten elektrischen Gerät (102, 103) verbunden wird.