TW201328061A - 絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模組以及模組化接線面板組件 - Google Patents

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

本發明關於一種絕緣移位接觸接線板，係用於提供一束雙絞線對電性接觸，束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對。每一第一與第二雙絞線對之一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，絕緣移位接觸接線板包含一第一接觸對與一第二接觸對，係分別包含用於與第一雙絞線對之第一電線和第二電線電連接之一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，其中，每一第一接觸對與第二接觸對之第一絕緣移位接觸和第二絕緣移位接觸與解纜點之距離實質上彼此相等，並接近於解纜點。

Description

絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模組以及模組化接線面板組件
本發明係關於一種電連接器，特別是關於用於平衡對通訊之電連接器。
電連接器通常被使用作為平衡雙絞線通訊電纜佈線網狀網路(balanced twisted pair communication cabling reticulation networks)中之元件，其中這些電連接器例如是模組化的插頭和插座。這些電連接器的應用包含了等領域。在區域網路(LAN)和電信網路中，這樣的連接器往往被用來將諸如電腦和電話設備之終端裝置連接至建築物中的纜線系統。
RJ45為一種常被用於區域網路(LAN)和電信網路之模組化的連接器。而定義用於平衡對應用之連接器(特別是RJ45連接器)的性能要求的國際標準例如是EIA-568-C.2和ISO11801。這些標準透過分類(例如分類5e、6和6A)來標示各式各樣性能上的級別。這些要求包含關於諸如近端串音(NEXT)和回波損耗(RL)之參數所定義之高頻率傳輸性能基準。
串音可以被定義為一個通訊電路和另一個鄰近電路之間之不需要的訊號耦合。它代表著兩個以上的鄰近電路之間之一種干擾形式，因此它對電路的運作上會產生負面影響。除非在設計連接器時採取特殊措施以抵消串音，否則平衡對連接器內部(例如RJ45 內部)之導體之緊密物理間隔和緊密佈線以及用於電纜腳位分配之標準要求意味著不需要之高階串音會被導入電路並且通過連接器。當設計平衡對連接器時，需要大量心思來將出現在配對的連接器中的串音降低至相關標準要求所規定的水準。
為了使RJ45連接器遵守國際標準之性能要求，連接器設計必須採用串音補償技術。這是因為當一插頭插入一個沒有串音補償的插座時，這個插座所呈現之串音特性繪會遠遠超過標準所規定之極限值。為了符合標準，一連接器不僅需要補償在插座中出現之串音，而且補償在插頭中出現之大量之串音。由於串音隨著頻率而增加，前述的補償在更高的性能分類(例如Cat 6和Cat 6A)的連接器中就更為重要了，其原因在於當涉及的頻率逐漸增加時對應的標準要求就更嚴格更高的性能分類中變得更重要。對於Cat 5e、Cat 6以及Cat 6A之性能要求分別為100MHz、250MHz以及500MHz。因此，任何可以降低在插座中所出現之串音之數量之任何技術都是非常有價值的，因為它降低需要的串音補償之數量。
對於早期設計的連接器而言，其採用相對簡單的電容串音補償措施，並且在那時這些措施已足以達到相關標準之性能要求。但是隨著科技的進展，電腦網路速度已經以急遽地增加；並且為了反映更繁重的網路速度要求，各種標準對於連接器的性能要求亦對應地變得嚴格。隨著標準越來越嚴格，要設計一個符合標準的連接器已經越來越困難。因此，任何可以提高一連接器的傳輸性能或使安裝者更容易終止或安裝連接器的設計都是非常有價值 的。
一電路之目的係為了容納一訊號和引導它從訊號源至接收器。在高頻時，電路就如同傳輸線一般。所有的傳輸線具有稱為特性阻抗(characteristic impedance)之一性能。當訊號沿著傳輸線行進時，在傳輸線之電路阻抗不同於傳輸線特性阻抗的點會產生反射。在通訊電路上反射不被需要的，因為它們代表一種訊號損失的來源。在部份類型電路上，它們也可以造成對訊號源之干擾。一電路之回波損失(return loss)提供阻抗不匹配程度之度量單位，其中前述的阻抗不匹配是因為電路阻抗偏差或不連續所引起的。由於RJ45的固有的非對稱物理結構，當在平衡對電路中以高頻率被使用時，被插入的RJ45連接器展現出顯著的阻抗不匹配。
本發明之一目的是為了克服了與習知技術電連接器相關之串音和回波損耗之上述問題之其中之一。
因此，鑒於上述問題，在本發明之一第一方面中，係提供有一種絕緣移位接觸接線板，係用於提供一束雙絞線對電性接觸，束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對第一雙絞線對在此束雙絞線對之一分叉點與第二雙絞線對分開，第一雙絞線對之一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，第二雙絞線對之一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，絕緣移位接觸接線板包含：(a)一第一接觸對，係包含用於與第一雙絞線對之第一電線 和第二電線電連接之一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，(b)一第二接觸對，係包含用於與第二雙絞線對之第一電線和第二電線電連接之一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，其中，每一第一接觸對與第二接觸對之第一絕緣移位接觸和第二絕緣移位接觸與解纜點之距離實質上彼此相等，並接近於解纜點，以最小化在第一雙絞線對與第二雙絞線對之間之串音。
依照本發明之一第二方面，提供有包含依照本發明之第一方面之至少一個絕緣移位接觸接線板之一電插座。
依照本發明之一第三方面，提供有包含依照本發明之第二方面之至少兩個電插座之一插座模組。
依照之本發明之一第四方面，第四方面包含至少一個插座模組，至少一個插座模組適於被容納和限制在適於被架式安裝之一插座模組外殼中。
「第1圖」係示出一絕緣位移接觸(IDC,insulation displacement contact)接線板15。在此圖中，IDC接線板15尚未連接一插座外殼，以及它特徵在於一底座11，其中底座11上被安裝兩對絕緣位移連接器(IDC)10。每個IDC 10用於連接來自一雙絞線對(twisted wire pair)之單一條導線。此外，IDC接線板15之一凸出部30位於IDC 10之間。當雙絞線對被插進IDC接線 板15中，凸出部30之外型能夠促使雙紋線之導線分開。
「第2圖」係描述由容納在一第一插座外殼46中之一IDC接線板25所構成之一RJ45插座之後部。在此圖中，IDC接線板25係一體成型，以及IDC接線板25之特徵在於安裝在一底座11上之4對IDC 10。在其他的實施例中(未繪示)，兩個IDC接線板15能夠取代一單獨IDC接線板25。重要的是，本實施例的重點是在於一IDC接線板中之每個IDC對之結構和定位，而不是任意一個底座11上之IDC對之數量。每個IDC 10具有一電傳導部，電傳導部包含兩個彼此相對的刀具13。導線16被迫進入刀具13之間，以使刀具13割破線絕緣體，進而使導線16和IDC 10之間形成一電連接。底座11提供在下文描述的定位上支撐IDC 10的結構。依照本發明，同一對IDC中之IDC 10的位置係儘可能靠近彼此，並不同的IDC 10對在底座11上的位置係盡可能遠離彼此。
繼續參考「第2圖」，多條導線16係源自多束的雙絞線對18，其中這些雙絞線對係被放一絕緣套中以形成一電纜(未示出)。形成一雙絞線對18之每對導線16係與一對IDC 10匹配。這些雙絞線對18在分叉點20相互分開。每一雙絞線對18之每個導線16在一解纜點(untwist point)22彼此分開。導線16之每個被容納至IDC 10之各自容納部中，在容納部中導線16的絕緣被切斷並產生電性接觸。在同一條雙絞線對18中，每一導線16之從解纜點22至各自的IDC 10之接觸點之長度實質相同。保持各對線相同長度有助於將回波損耗的惡化程度減至最小。
為了保持從解纜點22至接觸點IDC 10之線對之長度實質相同，一IDC對之一IDC 10係儘可能地接近另一個IDC 10。這更有助於串音之降低。透過使得IDC 10之刀具13彼此平行排列、以及在一對IDC 10中之刀具13之平面對向相對於中心線之夾角實際大於0度便能夠使達到這種使IDC 10儘可能彼此靠近的結構。這樣的刀具13的配置方式允許刀具13非常靠近彼此，進而允許即將被安裝之IDC 10非常靠近彼此，進而使得它們之間之垂直距離係小於IDC之平側邊之寬度。這在為IDC接線板25之一後視圖之「第3圖」中被更好地示出。角度12係約為35度，並係為刀具13被對向之角度，進而在它們之間之距離14係小於距離17。
而且，每對IDC 10被安裝，進而包含IDC 10之一第一對和一第二對之表面之平面係實質正交的並被遠遠隔開，進而在IDC 10之任意對之間之間隔係超過形成一對IDC 10之任意兩個IDC10之間之間隔。「第3圖」係描述此排列，並更表明位於對稱軸23之每個側邊上之IDC 10對，比它們相對於對稱軸23之相對側邊上之IDC 10，相互更接近。
「第3圖」也繪示出在底座11上之IDC 10之鏡像V形排列。首先，IDC對係以一鏡像影像排列以使得通過每對相鄰的IDC刀具13之中心之直線彼此相交而形成一V形21。這V形21跨過對稱軸23而被鏡射於IDC接線板25之另一側。角度40係接近150度。
上面描述的排列最小化為了要材切電纜而需要自電纜移除的護套的體積。
IDC接線板15和25之外形尺寸屬於標準形狀和尺寸，因此它們可以被安裝在市場中已經可獲得之標準插座中。每對IDC 10(對應於一雙絞線對18之每對導線16)所配置的位置係用以在插座之標準外形尺寸之規範內最大化它們之間的距離。
「第4圖」係本發明之第二方面之一RJ45插座50之一示意圖，RJ45插座50包含連接於RJ45插座之第一插座外殼46和第二插座外殼48之一IDC接線板25。第一插座外殼46容納IDC接線板25，並提供一連接第二插座外殼48的機構。
「第5圖」係繪示具有插入在IDC 10中之導線16之一RJ45插座之一示意圖。每個導線16係電連接至各自的IDC 10。一電纜60包含從一分叉點22分開之複數個雙絞線對18。如上述對「第3圖」的說明，IDC接線板25之幾何形狀允許對小程度地解開(untwisting)雙絞線對，也允許最小化雙絞線對之彼此分離的線材之長度。
「第7圖」係繪示由第一插座外殼46和第二插座外殼48所構成之一RJ45插座50電連接器之一前視圖。第一插座外殼46和第二插座外殼48定義出用以接收一RJ45插頭56之一RJ45插座55。在一實施例中，第一插座外殼46和第二插座外殼48是一個一體成形的外殼(未示出)。RJ45插座50之頂端被安裝一夾子52，夾子52之目的係為將RJ45插座50固定至一插線面板底盤(未示 出)或壁裝插座板(未示出)中。夾子52的外型係經過特別的設計，以使得使用者可以經由「第13圖」中所繪示的一字型螺絲起子的插入和施加壓力來輕易地將RJ45插座50從一壁裝插座板或一插線面板底盤移除或是輕易地將RJ45插座50插入將RJ45插座50從一壁裝插座板或一插線面板底盤。
「第9圖」係繪示沒有外殼之RJ45插座50，其中此RJ45插座50暴露出串音補償印刷電路板(PCB)60和62。電路板之功能是讓輸入端子對(未示出)連接至各自的輸出端子對(未示出)。第一PCB 60係經由PCB互聯機構61正交地互連至一第二PCB 62，以節省在RJ45插座50之第二插座外殼48內的空間。PCB 60和62包含具有交叉指型電容器之複數對訊號導體(未示出)，其中這些訊號導體係被適當地配置以補償和抵消串音。交叉指型電容器係包含具有適當尺寸與外型的PCB追蹤導體(PCB track conductor)(未示出)，PCB追蹤導體在第一PCB 60之鄰近安裝在介電塊56中之彈簧觸點54的位置與第一PCB 60上之電路(未繪示)電連接。彈簧觸點54的外型以及位置係用以與一RJ45插頭(未示出)接觸，以及用以將串音最小化。此外，複數個輸出端子對(未示出)係連接至第二PCB 62。PCB互連機構61經由多個互連導體63將位於第一PCB 60上之導電路徑對連接至位於第二PCB 62上之各自導電路徑對。PCB互連機構61用以固定PCB 60和62的位置並且使PCB 60與62分別垂直於這些互連導體63。這些互連導體63彼此遠離對方以將串音最小化。第二PCB 62係 電連接至IDC 10，IDC 10被安裝在RJ45插座50之後部，並以終止於第二PCB 62上之一組各自的IDC終止位置64。此外第二PCB 62係電連接至PCB互連機構61以與第一PCB60電性連接。第二PCB 62也包含一第一組回波損耗補償陣列(未示出)，第一組回波損耗補償陣列包含多個被適當放置的交叉指型電容器。交叉指型電容器包含具有適當的尺寸和形狀的PCB追蹤導體(未示出)，PCB追蹤導體在PCB之接近IDC終止位置64與訊號導體對電連接。
「第10圖」係繪示具有習知IDC接線板72之一習知接線面板模組70。習知IDC接線板72包含按對分組之IDC 74。相比於前述之IDC接線板25的中心的連線形成一V字型，習知IDC接線板72的IDC之中心的連線為一直線。此習知技術接線面板模組70包含一單獨模組，此單獨模組包含六個RJ45插座55(未示出)。
「第11圖」係繪示依照本發明之一第三方面和一第四方面之接線面板90之後側示意圖。接線面板90係為依照本發明之一第四方面之一模組化接線面板組件，其包含四個依照本發明之第三方面之接線面板模組100。接線面板排列包含一鋼製的接線面板框架150、複數個模組插入式連接器(未示出)、一鋼製的電纜管理框架160，其中這些接線面板模組100以可以被移除的方式配置於接線面板框架150內。接線面板90被安裝有凸緣152以允許接線面板90可以被安裝在一19”機架(未示出)上。電纜管理框架160藉由電纜管理支撐162和164而被安裝。為了容易實現無螺絲的 組裝並且為了使電纜管理框架160能夠經由卡扣於接線框架150之背部，電纜管理框架160被設計成當電纜管理框架160被包裝時電纜管理框架160佔據最小的體積。位於每個接線面板模組100之後部之IDC之V形排列可以與「第12圖」之習知技術接線面板70之後部之IDC之V形排列做出對比。接線面板框架150可以容納多達24個水平設置之RJ類型連接端口50。接線面板框架150可以被安裝有一選擇的儀錶盤附件(未示出)，儀錶盤附件可以被用於端口設計目的或者被設計以提高外表美觀。
對於本領域之技術人員顯然的是在不脫離本發明之範圍的情況下，可以進行本發明之設計或結構之細節上之各種潤飾。特別地，當本發明已經透過參考一RJ45電連接器而被描述之同時，它不限於這樣之一應用。
10‧‧‧絕緣位移連接器
11‧‧‧底座
12‧‧‧角度
13‧‧‧刀具
14‧‧‧距離
15‧‧‧IDC接線板
16‧‧‧線
17‧‧‧距離
18‧‧‧雙絞線對
20‧‧‧分叉點
21‧‧‧V形
22‧‧‧解纜點
23‧‧‧對稱軸
25‧‧‧IDC接線板
30‧‧‧凸出部
40‧‧‧角度
46‧‧‧第一插座外殼
48‧‧‧第二插座外殼
50‧‧‧RJ45插座
52‧‧‧夾子
54‧‧‧彈簧觸點
55‧‧‧RJ45插座
56‧‧‧RJ45插頭
60‧‧‧第一PCB
61‧‧‧PCB互聯機構
62‧‧‧第二PCB
63‧‧‧互聯導體
64‧‧‧IDC終止位置
70‧‧‧習知技術接線面板模組
72‧‧‧習知技術IDC接線板
74‧‧‧IDC
90‧‧‧接線面板
100‧‧‧接線面板模組
150‧‧‧鋼接線面板框架
152‧‧‧凸緣
160‧‧‧鋼電纜管理框架
162‧‧‧電纜管理支撐
第1圖係為依照本發明之第一方面之一第一實施例之一絕緣移位接觸接線板之一示意圖；第2圖係為依照本發明之一第二方面之一RJ45插座組件之一後視圖，RJ45插座組件包含依照本發明之第一方面之一第二實施例之一單獨絕緣位移接觸(IDC)接線板組件，這裡RJ45插座組件係描述一四對電纜之銜接的四雙絞線對；第3圖係為依照第2圖中所描述之本發明之第一方面之第二實施例之一IDC接線板之一後視圖，其中某些結構元件之角度已經被選擇以提供允許串音降低之補償和回波損失之優化之幾何特 徵；第4圖係為示出IDC接線板結構之本發明之第二方面之RJ45插座組件之一示意圖；第5圖係為示出IDC接線板結構和包含線連接之本發明之第二方面之RJ45插座組件之一示意圖；第6圖係為四雙絞線對已經被去除之本發明之第二方面之RJ45插座組件之一後視圖；第7圖係為示出RJ45插座外殼之前視圖和插座之容納部之本發明之第二方面之RJ45插座組件之一示意圖，此視圖也示出與一RJ45插頭電接觸進行電接觸之部份導電觸點；第8圖係為與插座組件之內部結構被示出之本發明之第二方面之RJ45插座組件緊密配合之一RJ45插頭之一側剖視圖；第9圖係為插座組件之前外殼已經被去除之第7圖中所示出之本發明之第二方面之RJ45插座組件之一示意圖；第10圖係為一習知技術模組化接線面板組件之一示意圖；第11圖係為依照本發明之一第四方面之一模組化接線面板組件之一示意圖，其包含依照本發明之一第三方面之四個IDC接線板，這裡每個IDC接線板模組包含依次由依照本發明之第一方面之複數個IDC接線板所組成之依照本發明之第二方面之六個RJ54插座；第12圖係為一習知技術模組化接線面板組件之一示意圖，此模組化接線面板組件係描述四個習知技術IDC接線板模組，每個 IDC接線板模組包含整合形成以組成此模組之六個習知技術IDC接線板插座，一個模組被示出具有線連接；以及第13圖係為依照本發明之第四方面之一接線面板之一後透視圖。
10‧‧‧絕緣位移連接器
11‧‧‧底座
15‧‧‧IDC接線板
30‧‧‧凸出部

Claims (6)

  1. 一種絕緣移位接觸接線板，係用於提供一束雙絞線對電性接觸，該束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對，該第一雙絞線對在該束雙絞線對之一分叉點與該第二雙絞線對分開，該第一雙絞線對之一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，該第二雙絞線對之一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，該絕緣移位接觸接線板包含：一第一接觸對，係包含用於與該第一雙絞線對之該第一電線和該第二電線電連接之一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸；以及一第二接觸對，係包含用於與該第二雙絞線對之該第一電線和該第二電線電連接之一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，其中，每一該第一接觸對與該第二接觸對之該第一絕緣移位接觸和該第二絕緣移位接觸與該解纜點之距離實質上彼此相等，並接近於該解纜點，以最小化在該第一雙絞線對與該第二雙絞線對之間之串音。
  2. 如請求項第1項所述之絕緣移位接觸接線板，其中每一該第一接觸對與該第二接觸對之該第一絕緣移位接觸和該第二絕緣移位接觸係實質地互相鄰近，以及該第一接觸對和該第二接觸對係充分地互相遠離，以最小化該等雙絞線對之間之串音，並提供每一該第一絞線對與該第二絞線對所定義之一電路最小 的回波損耗惡化。
  3. 如請求項第2項所述之絕緣移位接觸接線板，其中該第一接觸對和該第二接觸對以V形鏡像排列。
  4. 一種電插座，係包含依照上述請求項1-3中任一請求項所述之該絕緣移位接觸接線板，其中該絕緣移位接觸接線板係連接至該電插座之一插座外殼。
  5. 一種插座模組，係包含至少二個依照上述請求項4所述之該電插座。
  6. 一種模組化接線面板組件，係包含至少一個依照上述請求項5所述之該插座模組，其中該插座模組適於被容納和限制在適於被架式安裝之一插座模組外殼中。
TW101148457A 2011-12-23 2012-12-19 絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模組以及模組化接線面板組件 TWI508391B (zh)

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