JP5893744B2 - 高データ率アプリケーション用下位互換接続性 - Google Patents

Description

現在、構造化銅配線におけるＩＥＥＥによって指定された最速通信データ率の１つは、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ標準における１０ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）である。この標準における構造化配線基盤は、撚り線対配線およびＲＪ４５接続性に基づく。ＩＥＥＥによって指定されるこの型式の構造化銅配線は、イーサネット（登録商標）通信が発生する４つの平衡型差分対を含む。準拠チャンネルはケーブル、コネクタ、およびチャンネルに関するＴＩＡ５６８カテゴリ６Ａ（ＣＡＴ６Ａ）仕様にも合致するであろう。これらのＣＡＴ６Ａ構成要素およびチャンネルは、１００メータリンクにわたるデータ通信のための５００ＭＨｚ帯域幅を提供する。

２０１０年６月にＩＥＥＥは、４０Ｇｂｐｓおよび１００Ｇｂｐｓの速度における高速イーサネット通信のための新しい標準ＩＥＥＥ８０２．３ａｎを批准した。この新しい標準はファイバと銅媒体の両方を必要とするが、支持された唯一の銅媒体は短（７ｍ）二軸ベースの銅ケーブル組み立て体であった。撚り線対構造化銅リンクに関する規定はなかった。

低コスト、下位互換性、および現場終端可能接続性等の構造化銅チャンネルに付随する従来型利点は、４０および１００Ｇｂｐｓ等のより高速においても依然として望ましい。このことが、多くの当業者を、構造化銅チャンネル上の４０Ｇｂｐｓの送信可能性の調査に駆り立てた。一部業者はより高い帯域幅（１０００ＭＨｚ）カテゴリ７ａ（ＣＡＴ７Ａ）のケーブルおよび接続性が４０Ｇｂｐｓ送信を支持可能と考えた。嵌め合わされた接続コネクタにおいて１０００ＭＨｚの帯域幅を達成するには、構造の根本的変更が必要である。従来型ＲＪ４５接続性は、１対が別の対の周りに分離されて、平行１−８整列様式に取りまとめられた４つの接点対を提供する。導体のこの取りまとめでは、帯域幅が１０００ＭＨｚに拡張されたときに、混信、モード変換、および反射減衰量に関連する大きな技術的問題が生じる。これらの接続性難題に対する２つの異なるＣＡＴ７Ａ解決策が業界で受諾された。

ＩＥＣ６１０７６−３−１０４仕様は１つの構造を詳述し、これは４対の接点を個々の遮蔽された「四分円」に隔離し、１０００ＭＨｚにおける混信およびモード変換を最小化するためのより管理可能方策を可能とする。この設計の少なくとも１つの型式の根本的障害は、下位互換性という構造化銅配線の１つの主要利点を犠牲にすることが可能であることであり、これはＲＪ４５プラグが６１０７６−３−１０４型コネクタと互換性がないためである。

ＩＥＣ６０６０３−７−７１に指定される別の接続性解決策は、２つの「モード」の動作を組み込んでおり、これはＲＪ４５様式プラグとの下位互換性、ならびに４対の接点が「四分円」に隔離されている、「ＡＲＪ４５」と呼ばれることがあるより高い帯域幅様式プラグを可能とするものである。ＩＥＣ６０６０３−７−７１型のコネクタ設計は、６１０７６−３−１０４様式のコネクタよりもはるかに電気的および機構的に難題を突きつけるが、主要特徴である下位互換性は維持する。ＲＪ４５プラグと嵌め合わされたとき、コネクタは必要な電気的混信補償を提供してＣＡＴ６Ａ等のＲＪ４５率標準と一致しなければならない。６０６０３−７−７１プラグと嵌め合わされたとき、コネクタは対応する隔離された接点配置を提供する必要がある。二元モード機能性は、ＲＪ４５接点の２つの最外対を共有し、ＲＪ４５接点の真ん中の２対を接地し、そして２つの新しい隔離接点対を提供することによって達成される。合計するとコネクタ内には６対の接点が存在し、そのうちの４つはどの様式のプラグと嵌め合わされるかによって使用される。これらの特別な対の存在およびコネクタの機構的柔軟性は、非使用接点間の潜在的寄生連結および／または補償回路を望まないゆえに、非常に難題な電気設計を生じる。ＲＪ４５接点の２つの最外対を共有することにより、これらの対と他の対との間のいかなる混信補償回路も、意図されない不平衡を生じる可能性があり、６０６０３−７−７１プラグと嵌め合わされたときに、コネクタを介してモード変換および挿入損失増加につながる。反対に、ＲＪ４５プラグと嵌め合わされたときは、非使用隔離接点は各対間の意図されない寄生連結経路を提供する可能性があり、混信および反射減衰量性能の劣化につながる。

直前に論議した両方のＣＡＴ７Ａコネクタは１０００ＭＨｚの帯域幅を有するチャンネルを支持するが、直前に論議されたコネクタを有するチャンネルは、約２５メートル長にわたる４０Ｇｂｐｓ送信のみ支持できることを容量分析が示した。さらに、データの送信および受信に必要な電子回路の複雑性は大きく、１０年程度では妥当な出力レベルで入手し得ないかもしれない。構造化銅チャンネルの到達距離を、５０メートルの意義のある距離にまで拡張するためには、より高い帯域幅チャンネルが必要である。容量分析は、４０Ｇｂｐｓ送信を最良的に支持するためにはチャンネル帯域幅は２ＧＨｚに近づく必要があることを示している。さらに、電子回路に負わされる一部のデジタル信号処理負荷を軽減するためには、改善されたコネクタ更新および反射減衰量性能が必要となり得、このことは電子回路の複雑性と全体的電力消費量を駆り立てる。

当技術において必要なものは、より高いカテゴリのケーブルと接続性の解決策であり、構造化銅チャンネル上で少なくとも４０Ｇｂｐｓ送信を支持し、ＲＪ４５接続性との下位互換性を含むものである。

本発明は、以下の図および記述を参照してよりよく理解され得る。図中の構成要素は必ずしも正確な比率ではなく、その代り本発明の原理を図解するために強調されて配置されている。

本発明の１つの実施形態に従う、銅構造化配線通信システムの透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、構造化配線通信システムにおけるジャックの分解透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、構造化配線通信システムにおける図２で描写されるジャックの印刷回路版（ＰＣＢ）の正面の表面。 本発明の１つの実施形態に従う、構造化配線通信システムにおける図２で描写されるジャックの印刷回路版（ＰＣＢ）の背面の表面。 本発明の１つの実施形態に従う、ジャックに挿入されるプラグの型式に基づく切り替え可能回路接続の概略図で、このジャックは動作のＲＪ４５モード中に利用され、図４に描かれるＰＣＢの背面表面上の接点パッド１〜８を接続して、図３に描かれるＰＣＢの正面表面上の接点パッド１〜８を分離する。 本発明の１つの実施形態に従い、ジャックに挿入されるプラグの型式に基づく切り替え可能回路接続の概略図で、このジャックは動作のＡＲＪ４５モード中に利用され、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグがジャックに挿入され、そして図４に描かれるＰＣＢの背面表面５５上の接点パッド１’〜８’を接続して、図３に描かれるＰＣＢの正面表面上の接点パッド１’〜８’を分離する。 本発明の１つの実施形態に従う、ＲＪ４５プラグおよびＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグの透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、ケーブル遮蔽体と個々の遮蔽体対との間の連続性を確立するために、金属分割具がＰＣＢに接地された、図２に描かれたジャックの一部分の背面透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、図２に描かれたジャックの一部分の正面透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、正面不伝導性フレームと接続された背面不伝導性フレーム間に挟まれたＰＣＢを有する、図２に描かれたジャックの一部分の背面透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、正面不伝導性フレームと接続された背面不伝導性フレーム間に挟まれたＰＣＢを有する、図２に描かれたジャックの一部分の側面図。 本発明の１つの実施形態に従う、ＰＣＢの正面上の適切に配置された接地パッドを通してＰＣＢに接地された図２に描かれるジャックの導体。 本発明の１つの実施形態に従う、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグの図２に描かれたジャックへの挿入の側面図。 本発明の１つの実施形態に従う、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグのジャックへの挿入時における、正面不伝導性フレームと接続された背面不伝導性フレーム間に挟まれたＰＣＢを有する、図２に描かれたジャックの一部分の側面図。 本発明の１つの実施形態に従う、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグのジャックへの挿入時における図２に描かれたジャックのＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、構造化配線通信システムにおけるジャックの分解透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、第１の位置に第２のＰＣＢを有する、図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、構造化配線通信システムにおける図１６に描かれたジャックの第２の印刷回路版（ＰＣＢ）の上部表面。 本発明の１つの実施形態に従う、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグの図１６に描かれたジャックへの挿入の側面図。 本発明の１つの実施形態に従う、第２のＰＣＢを第２の位置に有する、図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、第２の位置における図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、第２の位置における図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、第２のＰＣＢの１つの代替バージョンを第１の位置に有する、図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。 本発明の１つの実施形態に従う、第２のＰＣＢの１つの代替バージョンを第２の位置に有する、図１６に描かれたジャックの第１のＰＣＢの正面表面の透視図。

本発明はＩＥＣ６０６０３−７−７１コネクタ（ジャック）解決策を提供し、これはコネクタに挿入されるプラグの型式に基づく２つのモードの動作を支持する。１つの動作モードは、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグが挿入されたときの１０Ｇｂｐｓを超える速度での構造化銅チャンネルを通る高速通信を支持可能である。このジャックの電気的および機械的設計は、ＩＥＣ６０６０３−７−７１要件の１０００ＭＨｚを十分超えて使用可能帯域幅を拡張し、４０ＧＢＡＳＥ−Ｔ等の将来の潜在的アプリケーションを支持する。さらに、第２の動作モードは、標準ＲＪ４５プラグがジャックに挿入されたときに、１０ＧＢＡＳＥ−Ｔおよびそれ以下の全低速ＢＡＳＥ−Ｔアプリケーションに対する低位互換性をジャックに提供する。本発明のジャックの二元的機能性は、コネクタに挿入されるプラグの型式に基づいて活性化される一意的切り替え機能を介して可能となる。

図１を参照すると、本発明に従う銅構造化配線通信システム４０が示されており、これはジャック４４およびジャック４４に関連し、係合するＲＪ４５プラグ４６を有するパッチパネル４２を含む。代替的に、図７に示される６０６０３−７−７１型式プラグ７０は、ＲＪ４５プラグ４６の代わりに関連ケーブルと共に使用可能である。表現された通信システム４０は、データセンタ等の構造化配線環境において使用されるときに、ジャック４４のための１つの典型的アプリケーションを図解する。ケーブル４８はジャック４４の一端に対して終端され、別のケーブル５０はプラグ４６において終端されており、これはジャック４４の他方の側に挿入され、プラグ４６とジャック４４を通して双方向通信を可能とする。

本発明は図１に示されるように通信システム４０において使用可能であるが、本発明に従う他の通信システムは、パッチパネル４２以外の装具を含むことが可能である。本発明の装具は、受動装具または能動装具が可能である。受動装具の例は、これらに限定されないが、モジュール型パッチパネル、角度付パッチパネル、および壁ジャックが可能である。能動装具の例は、これらに限定されないが、イーサネットスイッチ、ルータ、サーバ、物理層管理システム、およびデータセンタ、通信室に見ることができるパワーオーバーイーサネット装具、セキュリティ装置（カメラおよび他のセンサ等）ならびにドアアクセス装具、および電話、コンピュータ、ファックス、プリンタおよび他のワークステーションエリアに見られる周辺装置が可能である。本発明に従う通信システム４０は、飾り棚、置き棚、ケーブル管理ならびに頭上経路設定システム、および他のその様な装具をさらに含むことが可能である。

図２〜図６を参照すると、本発明の１つの実施形態は、ジャック４４を含み、これはＰＣＢ５２、正面不伝導性フレーム５４、背面不伝導性フレーム５６、垂直ＰＣＢ金属摺動体５８、垂直バネ６０、プラグインターフェース接点（ＰＩＣ）６１（４、５）、ＰＩＣ６２（１、２、３、６、７、８）、ＰＩＣ６３（３’、４’、５’、６’）、絶縁変位接点（ＩＤＣ）６４、水平金属分割具６６、垂直金属分割具６７および金属ジャック筐体６８を有するものである。ジャック４４はワイヤキャップ、引張軽減クリップおよび他のケーブル、導体コネクタ装置をも含むことが可能である。

要素５２、５４、５６、５８、６０、６１、６２、６３の組み合わせである、ジャック４４内の切替機構６５は、図７に示されるように、ＲＪ４５プラグ４６およびＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０準拠の二元機能性を提供し、そして垂直自由度を有する摺動ＰＣＢ５２およびＲＪ４５およびＩＥＣ６０６０３−７−７１のためのＰＣＢ５２における２つの独立回路１００、１０２を有する連結回路、（これらは図３、図４、図５、および図６に示される）、を組み込むことによって達成される。摺動ＰＣＢ５２は、挿入されたプラグに基づいてＰＣＢ５２の位置決めを援助するバネ要素６０の上に乗る。さらに、ＰＣＢ５２は不伝導性フレーム（表面５４および背面５６）間に拘束される。不伝導性フレーム５４、５６は整列機能８４、８８ならびにＰＣＢ５２内の付き合わせ機能８６を有し、ＰＣＢ５２をＺ方向に拘束するのを援助し、プラグ４６、７０の挿入および引き抜き時にＰＣＢ５２に関する最大垂直移動（−Ｙおよび＋Ｙ方向）を限定するための一方向をも提供する。ジャックに挿入されるプラグの型式に基づき、プラグ４６またはプラグ７０、ＰＣＢ５２は、ジャック接点６１、６２、および６３とＰＣＢ５２上の２つの独立回路１００、１０２の１つとの間の信号経路の切り替えを可能とする２つの可能な場所の１つに配置される。

ジャック４４は１２個のプラグインターフェース接点を提供されており、それらはＰＩＣ６１（接点４、５）,ＰＩＣ６２（接点１、２、３、６、７、８）およびＰＩＣ６３（接点３’、４’、５’、６’）で、ＰＣＢ５２の正面側の対応する接点パッドおよびプラグ４６または７０の接点と整合されるように固定正面不伝導性フレーム５４によって所定位置に保持される。正面不伝導性フレーム５４は、突出したカンチレバー型特徴部８０、８２をも有し、これらはプラグ接点と係合された状態でＰＩＣ６１、６２、６３を支持する。カンチレバー型特徴部８０、８２は、挿入および係合時にＰＩＣ６１、６２、６３のための追加垂直力を提供するのを助ける。ＰＩＣ１〜８（６１、６２）は従来型ＲＪ４５プラグと嵌め合うような形で取りまとめられる。図７に示されるＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグ７０は、接点対間のより多くの分離を創生し、また各対間の遮蔽体７３を提供することによって、ＲＪ４５プラグ４６と比較して、４対間のより多くの隔離を提供するように設計されている。

図７および１３を参照すると、切替機構は、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグの正面の鼻特徴部７１によって、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０の挿入中に活性化される。プラグ７０を挿入すると、ＰＣＢ５２は摺動し、これはジャック４４内のＰＩＣ６１、６２、６３を通るプラグ接点間の信号経路をＰＣＢ５２上の２つの異なる回路１００、１０２の１つに切り替える。図５および図６の概略図は、ジャック４４に挿入されるプラグの型式、４６または７０に基づく切り替え可能回路接続を示す。図５を参照すると、動作のＲＪ４５モード中に利用される１つの回路１００は、プラグ４６がジャック４４に挿入されたとき、図４に示されるように、ＰＣＢ５２の背面表面５５上の接点パッド１〜８を接続し、図３に示されるように、ＰＣＢ５２の正面表面５７上の接点パッド１〜８を分離する。図６を参照すると、ＰＣＢ５２上の第２の回路１０２が、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０がジャック４４に挿入されたときに利用され、図４に示されるように、ＰＣＢ５２の背面表面５５上の接点パッド１’〜８’を接続し、図３に示されるように、ＰＣＢ５２の正面表面５７上の接点パッド１’〜８’を分離する。図２を参照すると、ＩＤＣ６４はジャック４４までの撚り線対ケーブルを終端させるための手段を提供し、固定背面不伝導性フレーム５６によって所定位置に保持されてＰＣＢ５２との整合を維持する。ＰＣＢ５２の背面側との接続は、図４に示されるように、メッキ済み貫通穴または接点パッドまでトレースによって接続されるバイアによって行われる。ＰＣＢ５２の背面側上では、適切なバイアまでトレースによって接続される追加接点パッドが、８個のＩＤＣ６４と整合するように位置決めされる。２つの独立した回路１００、１０２において、どの接点パッド間においても接続の共通点はない。接地パッド３Ｇ’、４Ｇ’、５Ｇ’、および６Ｇ’はＰＣＢ５２の背面表面５５上に配置され、動作のＲＪ４５モード中に不使用ＰＩＣ６３（３’、４’、５’、および６’）を接地する。接地パッド３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、および６Ｇは、ＰＣＢ５２の背面表面５５上に配置され、動作のＩＥＣ６０６０３−７−７１モード中に不使用ＰＩＣ（３、４、５、および６）を接地する。ＰＣＢ５２の正面表面５７上の接地パッドは、動作のいずれかのモード中に金属分割具６６、６７の接地方法を提供する。

プラグ４６またはプラグ７０のいずれかからの適切なプラグ接点をＩＤＣ６４に接続するために互いに隔離された、２つの完全に独立した回路１００、１０２を使用することにより、動作のＲＪ４５モード中に必要とされる補償回路は、ＩＥＣ６０６０３−７−７１モードで動作中にジャック４４の電気的性能に衝撃を与えない。各回路１００、１０２のこの隔離は、ジャック４４の広帯域幅性能目標を満たそうとするときに利点がある。２つの独立した回路１００、１０２を使用することにより、切り替え中にＰＣＢ５２の摺動行為と連結され、ＩＤＣ６４は、それぞれＲＪ４５プラグ４６およびＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０専用の接点パッド１〜８、１’〜８’の別々のセットと接触するようになる。

図２を参照すると、ＰＩＣ（６１、６２および６３）、ＩＤＣ（６４）および金属分割具（６６、６７）は、その脚端においてバネ特性９０、９２、９４、９６、９８を有する様に設計され、したがって、摺動ＰＣＢ５２との払拭接点を有しながら、接点パッド上に一定の力を有する。ＰＩＣ６１は、ＰＩＣ６２とは異なる位置および向きにおいてＰＣＢ５２と係合する。ＰＩＣ６２に対するこのＰＩＣ６１の取りまとめは、ＲＪ４５モードで動作時に、対３６および４５間のジャック内のあらゆる追加混信を最小化するのに役立つ。

４信号対間の隔離を維持するため、またＩＤＣ６４とワイヤ対間の望まない混信を阻止するため、水平６６および垂直金属分割具６７が組み立てられ、ＩＤＣ６４の４対間に位置決めされる。金属分割具６６、６７のこの取りまとめは、各ワイヤ対に関する四分円の形成を可能とする。金属分割具６６、６７は、４ワイヤ対のそれぞれの周りに包まれる個々の金属箔遮蔽体を接地する１つの方法も提供する。図８を参照すると、金属分割具６６、６７をＰＣＢ５２に接地することにより、ケーブル遮蔽体の連続性ならびに個々の対遮蔽体が確立可能である。組み立て品全体が金属ジャック筐体６８内に挿入され、これはまた金属ジャック全体についてケーブル間の遮蔽体の連続性ならびにプラグ接続性を維持するのにも役立つ。

図９〜１２を参照すると、動作中は、ジャック４４にプラグが何も挿入されていないとき（「アイドル状態」）、バネ要素６０は、ＰＣＢ５２の整合特徴部８６が不伝導性フレーム５４、５６上の対応する位置決め特徴部８４、８８と係合するまで、ＰＣＢ５２’を上方向へ強いる。ＰＣＢ５２がこの位置にあって、ＰＣＢ５２の正面側の接点パッド１〜８は固定ＰＩＣ（６１、６２）１〜８と整合される。さらに、ＰＣＢ５２の背面側のＩＤＣ接点パッド１〜８は、図１０および１１に示されるように、固定ＩＤＣ（６４）１〜８と整合される。このアイドル状態にある間、８つのＲＪ４５接点６１、６２は８つのＩＤＣ６４とＰＣＢ５２を介して接続される。

ＲＪ４５プラグ４６が、図１１に図解されるように、ジャック４４に挿入されると、切替機構は活性化されない。プラグ接点はジャック４４内の固定接点（６１、６２）１〜８と係合し、それにより、プラグ４６とジャック４４の他方端上のＩＤＣ６４内で終端されるケーブルとの間の連続性を確立する。ＣＡＴ６Ａ等のＲＪ４５ジャックにおいて一般的なように、ＲＪ４５プラグ内に存在する固有の混信を打ち消すために混信補償が必要である。この補償回路は、図５に概略的に示されるＣ１３、Ｃ３５、Ｃ４６およびＣ６８等の導体間の離散および／または分配容量性および誘電性要素を含み得るものであるが、ＰＣＢ５２の内部および／または外部上に実現可能である。反射減衰量、遠端混信（ＦＥＸＴ）、平衡性等を最適化するのに役立つ他の補償要素も含まれることが可能である。ジャック４４がＲＪ４５プラグ４６と係合されている間、ＰＣＢ５２は、８つのＲＪ４５プラグ接点６１、６２とケーブル導体を終端する８つのＩＤＣ６４との間の連続性を提供する形で位置決めされる。他の固定ＰＩＣ６３、３’、４’、５’、および６’は、ジャック４４内の各対間の意図しない連結および混信を導入する可能性がある。この意図しない連結および混信が発生するのを阻止するため、これらの導体６３は、図１２に示されるように、ＰＣＢ５２の正面側の適切に配置された接地パッドを通して、ＰＣＢ５２に接地される。

図１３を参照すると、ＩＥＣ６０６０３−７−７１様式プラグ７０がジャック４４に挿入されたとき、プラグの正面上の鼻特徴部７１はＰＣＢ５２にマウントされたＰＣＢ摺動体５８と係合する。プラグ７０がジャック４４にさらに挿入されるにつれ、鼻特徴部７１は摺動体５８の角度のついた面に対して力と変位を提供する。摺動体５８は摺動体５８の傾斜に基づき、変位をＰＣＢ５２に転送する。この設計では、ＰＣＢ５２の変位は水平方向に沿って不伝導性フレーム（５４および５６）により提供される拘束のゆえにＹ方向に変換される。その結果、鼻特徴部７１の挿入と共にＰＣＢ５２は下方向に移動する間、ＰＣＢ５２の底部表面はバネ６０を押す。ＰＣＢ５２からの力の垂直構成要素がバネ力より大きいときは、ＰＣＢ５２は下方向に摺動し、プラグ７０がその最終位置に挿入されるまでバネ要素６０を反らせる。この行為は、ステップＳ１０（プラグ接近）、Ｓ１２（初期プラグ接触）、Ｓ１４（ＰＣＢ５２の摺動行為）、およびＳ１６（最終係合位置）と共に図１３に図解される。摺動体５８は変位をＰＣＢ５２に転送する形で設計され、一方、バネに類似する特性１００も有して、必要な垂直変位が発生したときに部品のいくつかの許容値および動きを提供する。

図１４および１５を参照すると、ＰＣＢ５２の正面と係合する１２の固定ＰＩＣ（６１、６２および６３）ならびにＰＣＢ５２の背面と係合する８つの固定ＩＤＣ接点６４は、ＰＣＢ５２が下方向に摺動するように強いられるにつれ、ＲＪ４５接点パッドから接続を絶たれる。プラグがいっぱいに挿入されると、ＰＣＢ５２はその最終位置まで下方向に摺動する。この位置において、１２のＰＩＣと８つの固定ＩＤＣは、図１４および図１５に見られるように、ＰＣＢ５２の正面および背面側の異なる接点パッドとこの時点で整合される。ＰＣＢ５２が移動するにつれ、ＰＩＣ６１、６２、６３はそれぞれの接点パッドを摺動によりオフおよびオンとする。ＰＣＢ５２の接点パッドの摺動によるオンおよびオフのプロセスにおいて、ＰＣＢ５２の接点パッドの表面上に存在し得るあらゆる汚染物または酸化物は払拭され、それにより、ＰＩＣ６１、６２、６３、ＩＤＣ６４、およびＰＣＢ５２間の強固な気密接続を確保する。

動作のＩＥＣ６０６０３−７−７１モードにおいてすべての１２の固定ＰＩＣ６１、６２、６３および８つの固定ＩＤＣ６４を新しい接点パッドに接続することによって、動作のＲＪ４５モードのために必要であったＰＣＢ５２上のすべての補償回路が全４つの信号対上の信号経路から完全に切り離される。さらに、ＰＩＣ３、４、５、および６はＰＣＢ５２の正面側の接地パッドに接続される。不使用のＰＩＣ３、４、５、および６を接地することは、十分な反射減衰量、挿入損失、およびより高い周波数における電気的平衡性能を達成するうえで利点がある。

図１６を参照すると、１つの実施形態に従って、第２のジャック４５は２つのステージ補償のための設備を含む。広い十分な帯域幅にわたってＲＪ４５プラグの混信を十分に補償するためには、２ステージの回路を実装することが必要であろう。例えば、ＣＡＴ６Ａ標準は５００ＭＨｚの周波数までの混信要件を指定する。２ステージの補償が必要となった場合には、第２のＰＣＢ７２を水平構成内に組み込み可能である。図１６はジャック４５の分解図で、垂直ＰＣＢ５３、正面不伝導性フレーム５９、背面不伝導性フレーム５６、垂直ＰＣＢ金属摺動体５８、垂直バネ６０、ＰＩＣ１〜８（ＰＩＣ６１、６２）、ＰＩＣ（３’、４’、５’、６’）６３、ＩＤＣ６４、水平金属分割部６６、垂直金属分割部６７、および金属ジャック筐体６８、不伝導性摺動体７４、ジャック筐体６９、水平ＰＣＢ７２および水平バネ７６、を備える。

ジャック４５の動作中、補償回路の第１のステージは、ＰＣＢ７２上に配置可能であり、一方、第２の補償ステージはＰＣＢ５３上に配置可能である。バネ要素７６は、図１７に示されるように、ＰＣＢ７２を、固定ＰＩＣ（６１、６２）１〜８をＰＣＢ７２の頂面側の対応する接点パッドと整合させるために、適切な位置（ＲＪ４５プラグ４６インターフェースについて）に強いる。適切な補償回路は、これは導体間の不伝導性および／または分配容量性および誘導性要素を含み得るが、図１８に示されるように、ＰＣＢ７２の内部および／または外部層上に実現可能である。

図１７〜１９を参照すると、もしも補償の２つのステージがＰＣＢ７２およびＰＣＢ５３を介して動作のＲＪ４５モードにおいて必要とされる場合には、補償回路の両ステージは全４信号対から切り離される必要がある。補償回路のこの切り離しを達成するには、固定ＰＩＣのＰＣＢ７２への接続は、動作のＩＥＣ６０６０３−７−７１モードのために変更されねばならない。

図１６および図１９を参照すると、ＰＣＢ５３にマウントされた２つの不伝導性摺動体７４が、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０が挿入されたときにＰＣＢ５３が下方向へ摺動するように強いられると、ＰＣＢ７２と係合するように設計される。ＰＣＢ７２はＹ方向に移動することを拘束され、バネ要素７６がＺ方向に沿う動きに抗し、Ｚ方向はわずかな程度となる。プラグ７０が挿入されると、ＰＣＢ５３は下方向に摺動するように強いられ（Ｓ１８）、これは不伝導性摺動体７４がＰＣＢ７２に対して力を適用し、変位させるようにする。不伝導性摺動体７４の傾斜性質およびＰＣＢ７２に関するＹ方向における拘束の理由で、ＰＣＢ５３の下方向変位（Ｓ１８）は、バネ７６に対するＺ方向へ変換される。この水平力がバネ要素７６の対抗力より大きいときは、ＰＣＢ７２は横方向に摺動し（Ｓ２０）、プラグ７０がその最終位置に挿入されるまでバネ要素７６を圧縮する。ＰＣＢ７２の頂部表面と係合する８つのＰＩＣ６１、６２は、ＰＣＢ７２が横方向に摺動するように強いられると、対応するＲＪ４５接点パッドから切り離される。プラグ７０がジャック４５内にいっぱいに挿入されると、ＰＣＢ７２はその最終位置まで横方向に摺動する。この位置において、８つのＰＩＣ６１、６２はＰＣＢ７２の頂部側の異なる接点パッドと今度は整合される。ＰＩＣ１、２、７、および８はＰＣＢ７２上の補償回路とはもはや接続はなく、ＰＩＣ３、４、５、および６は、図２０に示されるように、ＰＣＢ７２の頂部側の接地パッドと今度は接続される。これらの信号接地パッドは、十分な反射減衰量、挿入損失、およびより高い周波数における電気的平衡性能を達成する上において利点がある。

ＰＣＢ５３、７２の摺動行為は、これはＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０の正面上の鼻特徴部７１によって活性化されるが、本質的にはＰＣＢ５３、７２上の２つの異なる回路間の嵌め合い接続性を通して信号経路を切り替える。図６はＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ７０がジャックに挿入されたときに切り替え可能回路接続を図式的に示す。

本発明に従う２つの追加実施形態が図２１〜２４に示されている。図２１（ＲＪ４５モード）および図２２（ＩＥＣ６０６０３−７−７１モード）に示される１つの実施形態では、ＰＣＢ７５は、追加接点７７（０および９接点）により、ジャック４４内のＰＣＢ５２の代理をし得る。図２３（ＲＪ４５モード）および図２４（ＩＥＣ６０６０３−７−７１モード）に示される別の実施形態では、追加接点７７（０および９接点）により、ＰＣＢ７９は、ジャック４５内のＰＣＢ５３の代理が可能で、ＰＣＢ７８はジャック４５内ＰＣＢ７２の代理が可能である。図２１〜２４に示される実施形態は、本発明に従うジャック４４、４５の電気的整合を、より具体的には、追加接点７７（０および９接点）、ジャック４４または４５のいずれかがＩＥＣ６０６０３−７−７１モードで動作時に、改善可能である。

図２１〜２４に示される実施形態では、ＩＥＣ６０６０３−７−７１モードで動作時に、ＰＩＣ（６２）１および２は、ＩＥＣ６０６０３−７−７１プラグ上の対応する接点と嵌め合わされ、そしてＰＩＣ３は接地される。ＰＩＣ３の位置がＰＩＣ２に隣接すると、インピーダンスの不連続性が生じる。ＰＩＣ１の偶数および奇数モードインピーダンスは、生得的にＰＩＣ２より高い。このインピーダンス不連続性は、このインターフェースにおける電気的反射の増加ならびにモード変換の増加に帰結する。対１２の差分反射減衰量、挿入損失、および混信性能は、ジャックのこの生得的条件のゆえにすべて劣化される。これらの性能劣化を避けるために、ＰＩＣ１および２の偶数および奇数モードインピーダンスは、ケーブルの特性インピーダンスと等しく、そして一致されるべきである。接点０（７７）を導入することによって、これは動作のＩＥＣ６０６０３−７−７１モードで接地されるが、ＰＩＣ１（６２）に隣接してインピーダンスは等しくなる。これは接地導体および信号導体（Ｇ−Ｓ−Ｓ−Ｇ）の平衡構成を提供し、そしてこの平衡送信線構成は、帯域幅が増加するにつれ、信号健全性に対してより利点を有する。

動作のＩＥＣ６０６０３−７−７１モードにおいて、類似した懸念がＰＩＣ７および８に存在する。ＰＩＣ７および８はその対応するプラグ接点と嵌め合わされ、ＰＩＣ６は接地される。ＰＩＣ６がＰＩＣ７に隣接しているため、ＰＩＣ８の偶数および奇数モードインピーダンスは生得的にＰＩＣ７より高い。追加接地接点９（７７）をＰＩＣ８（６２）に隣接して追加することにより、平衡Ｇ−Ｓ−Ｓ−Ｇ構成が創生され、性能劣化が回避または最小化される。プラグ７０の挿入時にＰＣＢ７５が下方向へ摺動するとき、実施形態３の場合は、接点０および９（７７）はＰＣＢ７５上の接点パッドを通して接地され、また実施形態４の場合は、接点０および９（７７）は、プラグ７０の挿入時にＰＣＢ７９が下方向へ摺動するとき、ＰＣＢ７９、７８上の接点パッドを通して接地される。接点７７（０および９）の固定位置は、ＰＩＣ１〜８に対してわずかにずらされ、プラグ本体が０および９接点７７と干渉せずに十分に挿入されることを可能とする。このずれがなければ、プラグ本体の堅固な部分はＰＩＣの形状と干渉して変形させるであろう。プラグ本体は０および９接点７７を遮蔽できるように修正も可能である。

接点７７（０および９）の別の可能な使用法は、ジャック４４または４５がＲＪ４５モードにおいて動作しているときに必要とされる混信補償回路に組み込むことである。これらは、対１２および対７８に連結する対３６の分離によって引き起こされるスーパーペア効果を最小化する追加の方法を提供し得る。

本明細書中に記述される目的物は、ときどき、異なる他の構成要素に含まれる、または接続される、異なる構成要素を図解する。そのような描写された構造は単に例題的であり、また、実際同一の機能性を達成する多くの他の構造を実装可能であることが理解されるべきである。概念的意味においては、同一機能性を達成するための構成要素のどの取りまとめも、希望する機能性が達成されるように効果的に「関係づけられている」。このゆえに、特定機能性を達成するために本明細書中で組み合わされたどの２つの構成要素も、希望する機能性が達成されるように、構造または中間構成要素に関わらず、互いに「関係している」と見られることが可能である。同様に、その様に関連付けられたどの２つの構成要素も、希望する機能性が達成するために、互いに「動作可能に接続された」または「動作可能に連結された」として見られることも可能であり、そのように関連付けられることが可能などの２つの構成要素も、希望する機能性が達成するために、互いに「動作可能に連結可能」として見られることが可能である。動作可能に組み合わせ可能の具体例は、これらに限定されないが、物理的に嵌め合い可能なおよび／または物理的に相互作用可能な構成要素、および／または、無線で相互作用可能なおよび／または無線で相互作用している構成要素、および／または、論理的に相互作用しているおよび／または論理的に相互作用可能な構成要素を含む。

本開示の要約書は、読者が技術的開示の性質を素早く確かめるのを可能とするために提供されている。それが請求項の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという理解のもとで提出されている。さらに、先行する発明を実施するための形態においては、本開示を整理する目的のために、さまざまな実施形態においてさまざまな特徴がグループ化されているのを見ることができる。開示のこの方法は、各請求項において明示的に記載されたより多くの特徴を、請求された実施形態が必要とする、という意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、発明の目的物は単一開示実施形態の全特徴より少なく存在する。このように、以下の請求項はこれにより「発明を実施するための形態」に組み込まれ、それぞれの請求項は別々に請求される目的物として独立している。

発明のさまざまな実施形態が記述されてきたが、本発明の範囲の中で他の実施形態および実装が可能であることは当業者にとっては明白であろう。したがって、本発明は付属請求項およびその同等物に基づく場合を除き、限定されるべきではない。

１〜８ 接点パッド
３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ 接地パッド
４０ 銅構造化配線通信システム
４２ パッチパネル
４４、４５ ジャック
４６、７０ プラグ
４８、５０ ケーブル
５４ 正面不伝導性フレーム
５６ 背面不伝導性フレーム
５８ 金属摺動体
６０ 垂直バネ
６１、６２ 接点
６３ 導体
６４ 絶縁変位接点（ＩＤＣ）
６５ 切替機構
６６ 水平金属分割具
６７ 垂直金属分割具
６８ 金属ジャック筐体
７１ 鼻特徴部
８０、８２ カンチレバー型特徴部
８６ 整合特徴部

Claims (8)

1. 通信コネクタであって、
   プラグ受容開口を含む筐体と、
   前記プラグ受容開口内のプラグインターフェース接点の第１のセットと、
   前記プラグ受容開口内のプラグインターフェース接点の第２のセットであって、プラグインターフェース接点の前記第２のセットはプラグインターフェース接点の前記第１のセットのいくつかを含むところの、第２のセットと、
   ケーブル接続接点のセットと、
   少なくとも部分的には前記筐体内にあるプリント基板（ＰＣＢ）であって、前記ＰＣＢは第２の回路から隔離された第１の回路を含み、前記ＰＣＢはバネによって動くように少なくとも第１の位置および第２の位置を備える前記筐体内に摺動可能に構成されるところの、ＰＣＢと、
   を備え、
   前記第１の位置において、前記第１の回路はプラグインターフェース接点の前記第１のセットに直接的に接続され、かつケーブル接続接点の前記セットに直接的に接続され、前記第１の回路はプラグインターフェース接点の前記第１のセットをケーブル接続接点の前記セットに接続し、
   前記第２の位置において、前記第２の回路はプラグインターフェース接点の前記第２のセットに直接的に接続され、かつケーブル接続接点の前記セットに直接的に接続され、前記第２の回路はプラグインターフェース接点の前記第２のセットをケーブル接続接点の前記セットに接続する、
   通信コネクタ。
2. 前記筐体内に摺動可能に構成される、前記ＰＣＢとは異なるＰＣＢをさらに備える、請求項１に記載の通信コネクタ。
3. 通信システムであって、
   通信装具と、
   前記通信装具に接続される通信コネクタと、を備え、
   前記通信コネクタは、
   プラグ受容開口を含む筐体と、
   前記プラグ受容開口内のプラグインターフェース接点の第１のセットと、
   前記プラグ受容開口内のプラグインターフェース接点の第２のセットであって、プラグインターフェース接点の前記第２のセットはプラグインターフェース接点の前記第１のセットのいくつかを含むところの、第２のセットと、
   ケーブル接続接点のセットと、
   少なくとも部分的には前記筐体内にあるプリント基板（ＰＣＢ）であって、前記ＰＣＢは第２の回路から隔離された第１の回路を含み、前記ＰＣＢはバネによって動くように少なくとも第１の位置と第２の位置を有する前記筐体内に摺動可能に構成されるところの、ＰＣＢとを備え、
   前記第１の位置において、前記第１の回路はプラグインターフェース接点の前記第１のセットに直接的に接続され、かつケーブル接続接点の前記セットに直接的に接続され、前記第１の回路はプラグインターフェース接点の前記第１のセットをケーブル接続接点の前記セットに接続し、
   前記第２の位置において、前記第２の回路はプラグインターフェース接点の前記第２のセットに直接的に接続され、かつケーブル接続接点の前記セットに直接的に接続され、前記第２の回路はプラグインターフェース接点の前記第２のセットをケーブル接続接点の前記セットに接続する、
   通信システム。
4. 第１のプラグおよび第２のプラグ内の１つとの接続のための通信ジャックであって、
   プラグ受容開口を含む筐体と、
   前記プラグ受容開口内のプラグインターフェース接点の第１および第２のセットであって、プラグインターフェース接点の前記第２のセットはプラグインターフェース接点の前記第１のセットの少なくとも１対を含む、第１および第２のセットと、
   前記第１のプラグが前記プラグ受容開口内に挿入されたときに、プラグインターフェース接点の前記第１のセットと係合する第１の回路と、前記第２のプラグが前記プラグ受容開口内に挿入されたときにプラグインターフェース接点の前記第２のセットと係合する第２の回路とを有する、連結回路と、
   前記筐体内に配置され、前記連結回路が形成された回路板と、を備え、
   前記回路板は、前記第１の回路がプラグインターフェース接点の前記第１のセットと係合する第１の位置と、前記第２の回路がプラグインターフェース接点の前記第２のセットと係合する第２の位置との間をバネによって移動可能である、通信ジャック。
5. ケーブル接続接点のセットであって、前記第１の位置において、前記第１の回路がプラグインターフェース接点の前記第１のセットを前記ケーブル接続接点に接続し、また前記第２の位置において、前記第２の回路がプラグインターフェース接点の前記第２のセットを前記ケーブル接続接点に接続するところの、ケーブル接続接点のセットをさらに含む、請求項４に記載の通信ジャック。
6. 前記筐体に関連する遮蔽体であって、プラグインターフェース接点の前記第１のセットの少なくとも１つの対は、前記第１のプラグおよび前記第２のプラグの少なくとも１つが前記プラグ受容開口内に挿入されたときに、前記遮蔽体に接続されるところの、遮蔽体をさらに備える、請求項４に記載の通信ジャック。
7. 前記第１の回路が前記第２の回路から電気的に隔離される、請求項４に記載の通信ジャック。
8. 前記第１の回路が少なくとも部分的に前記第２の回路に連結される、請求項４に記載の通信ジャック。

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