ДАТЧИК ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОРТА КОММУТАЦИОННОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2016 года по МПК G01R31/04 H04M3/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технике связи и может использоваться для идентификации порта коммутационной панели, через который осуществляет соединение сетевого устройства.

Уровень техники

Ближайшим аналогом датчика по настоящему изобретению является датчик, описанный в патенте RU 74536. В этом патенте выполняют каждый из датчиков подключения, которыми оснащены порты коммутационной панели, с возможностью восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения; размещают каждый из датчиков подключения вблизи соответствующего порта коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего возле кабельного тракта данного порта при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов; идентифицируют блоком обработки данных, с которым соединены все датчики подключения, конкретный порт коммутационной панели по сигналу с соответствующего этому порту датчика подключения при восприятии побочного электромагнитного излучения этим датчиком подключения. При этом чувствительный элемент датчика размещен возле отдельной жилы кабеля.

Недостатком описанной конструкции является то, что датчик приходится размещать позади лицевой панели коммутационной панели, чтобы получить доступ к отдельной жиле кабеля в том месте, где кабель разделывается (терминируется) на соединительном элементе коммутационной панели. При этом значительно усложняется монтаж датчика, потому что требуется демонтаж коммутационной панели из телекоммуникационной стойки.

Сущность изобретения

Таким образом задачей настоящего изобретения является разработка такого датчика подключения для идентификации порта коммутационной панели, который бы воспринимал побочное электромагнитное излучение рядом с портом коммутационной панели, располагаясь с лицевой стороны коммутационной панели.

Для достижения указанного технического результата предлагается датчик подключения для идентификации порта коммутационной панели, каждый из по крайней мере некоторых портов которой предназначен для кабельного подключения сетевого устройства, выполненный с возможностью восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения в кабельном тракте возле данного порта, размещен вблизи соответствующего порта коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего в кабельном тракте, при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов, и на удалении от любого из остальных портов коммутационной панели, исключающем ложные срабатывания датчика подключения от сигналов побочного электромагнитного излучения от кабельного тракта к любому из этих остальных портов, отличающийся тем, что воспринимает побочное электромагнитное излучение, возникающее при передаче соответствующих сигналов по одному из проводников одной из разъемных частей разъема стандарта МЭК 60603-7; и воспринимает побочное электромагнитное излучение от этого проводника, преимущественно излучаемое той частью проводника, которая находится внутри одной из разъемных частей разъема стандарта МЭК 60603-7.

В одном из вариантов осуществления изобретения датчик содержит катушку индуктивности для восприятия магнитной составляющей побочного электромагнитного излучения. При этом отношение ЭДС, возникающей от побочного электромагнитного излучения, воспринимаемого датчиком от другого проводника той же пары кабеля витой пары, к которой относится упомянутый проводник, к ЭДС, возникающей от побочного электромагнитного излучения, воспринимаемого датчиком от упомянутого проводника, не больше величины, заданной производителем или пользователем датчика. А величина может лежать в диапазоне от 0.01 до 0.9, в частности равняться 0.8.

Разъемная часть разъема стандарта МЭК 60603-7 может быть розеткой. В этом случае датчик размещается рядом с поверхностью корпуса упомянутой розетки, со стороны, противоположной устройству фиксации вилки в розетке. При этом проводник, с которого снимается излучение является частью 3-го или 6-го контакта или подсоединен к 3-му или 6-му контакту розетки.

В другом случае разъемная часть разъема стандарта МЭК 60603-7 является вилкой, датчик может быть размещен рядом с поверхностью корпуса вилки, со стороны, противоположной устройству фиксации вилки в розетке. Опять же проводник, с которого снимается излучение, подсоединен к 3-му или 6-му контакту этой вилки.

В другом варианте с использованием вилки датчик может быть размещен рядом с поверхность корпуса вилки, со стороны, поверхность которой ближе к первому контакту вилки, чем ко второму контакту вилки (сбоку вилки со стороны первого контакта). В этом случае датчик воспринимает ПЭМИ от проводника, подсоединенного к 1-му контакту вилки.

Для увеличения чувствительности и помехоустойчивости датчик может содержать две катушки индуктивности, одна из которых воспринимает побочное электромагнитное излучение от упомянутого проводники, а другая воспринимает побочное электромагнитное излучение от другого проводника той же пары, к которой относится первый проводник, установленные таким образом, что фазы ЭДС этих двух катушек отличаются не более чем на 45 градусов.

Для усиления сигнала датчика можно применять полевой транзистор или компаратор.

Краткое описание чертежей

На всех чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одним и тем же или сходным элементам.

На Фиг. 1 представлен вариант размещения датчика возле розетки (порта) коммутационной панели (вид спереди).

На Фиг. 2 представлен вариант размещения датчика возле розетки (порта) коммутационной панели (вид сбоку).

На Фиг. 3 представлен вариант верхнего размещения датчика возле вилки коммутационного шнура.

На Фиг. 4 представлен вариант бокового размещения датчика возле вилки коммутационного шнура.

На Фиг. 5 представлена печатная плата с двумя катушками индуктивности.

Подробное описание изобретения

Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения является размещение датчиков возле порта коммутационной панели, представляющего собой розетку стандарта МЭК 60603-7 (в просторечии называемом RJ45). На Фиг. 1 показана розетка с пружинными контактами с 1 по 8, пронумерованными в соответствии с МЭК 60603-7, фиксатор разъема 15, который не позволяет вилке случайно выйти из розетки, находится внизу розетки. Розетка заключена в пластиковый корпус 9. Сверху розетки установлен датчик 10, представляющий собой катушку индуктивности, например, типа ЕС24 с индуктивностью в 1 мГн. На Фиг. 2 представлен вид сбоку той же розетки и датчика. Пунктирной линией изображен контакт 6 (другие контакты не показаны), расположенный внутри корпуса розетки 9. Пружинный контакт 6 наверху розетки углубляется в корпус 9. Далее в корпусе 9 он либо просто изгибается и идет к задней части розетки (на Фиг. 2 слева), либо припаивается к печатной плате, и уже в виде проводника печатной платы идет к задней части розетки. В обоих случаях в корпусе 9 присутствует проводник с прямым участком, проходящий практически параллельно верхней поверхности розетки. При передаче по нему сетевых сигналов в нем создается магнитное поле, которое генерирует ЭДС в катушке 10.

Очень важно расположение катушки. Центр катушки 10 на Фиг. 1 расположен чуть правее 6 контакта. Это связано с тем, что в стандарте 100Base-T для передачи (и приема) сигнала используется 3-я пара UTP кабеля, которая подключена к 3 и 6 контактам. Расстояние между центрами этих контактов около 3 мм. Поэтому при размещении датчика 10 так, как показано на Фиг. 1, ЭДС, возникающее в катушке 10 из-за переменного магнитного поля проводника контакта 3 (под проводником контакта здесь и далее имеется в виду также и проводник, соединенный с контактом), будет по абсолютной величине по крайне мере на 20% меньше, чем ЭДС, создающееся проводником контакта 6. Так как в 100Base-T используются дифференциальные сигналы, суммарный ЭДС проводников контактов 6 и 3 будет разницей между абсолютными значениями ЭДС от упомянутых контактов. Так как расстояние между парами проводников других контактов отличается незначительно, то суммарный ЭДС от этих проводников будет значительно меньше, чем ЭДС от проводников 3 и 6. В случае размещения катушки 10 рядом с контактом 6 (или симметрично рядом с контактом 3) мы получаем значительно большую абсолютную величину суммарного ЭДС (а значит более надежное срабатывание датчика и более простую его конструкцию), нежели при размещении рядом с другими проводниками контактов розетки, в частности с 1 и 2 контактами, которые тоже используются 100Base-T. Наиболее оптимальное расположение датчика рядом с проводниками контактов 3 и 6 для разных производителей розеток можно определить экспериментально, заручившись поддержкой формулы магнитной индукции проводника с током, теоремами Пифагора и синусов (косинусов).

Не на всякой коммутационной панели можно разместить датчик 10 над розеткой. Но конструкция панели Nexans 500.205 позволяет это сделать. Либо же можно использовать в качестве розетки модуль типа KeyStone, когда он выступает из посадочного места рамки коммутационной панели (пример представлен на 16-port-lu-blank-patch-panel).

Схожий, но более универсальный подход к размещению датчиков представлен на Фиг. 3. Внутри вилки 11 стандарта МЭК 60603-7 к 6-му контакту подходит жила 12 кабеля коммутационного шнура, показанная пунктирной линией. При этом жила 12 имеет прямой участок кабеля, удаленный от аналогичного прямого участка жилы кабеля контакта 3 той же пары. Если катушка 10 размещена над упомянутым прямым участком жилы 12, то абсолютная величина ЭДС проводника 6 контакта будет минимум на 20% превышать абсолютную величину ЭДС проводника той же пары 3 контакта. Понятно, что катушка 10 может быть размещена симметрично и над проводником 3 контакта. Следует иметь в виду, что катушка 10 закреплена перед лицевой панелью коммутационной панели рядом с портом, который не показан, чтобы не загромождать Фиг. 3. Вблизи от жилы 12 катушка 10 оказывается, когда вилка 11 подключена в соответствующий порт коммутационной панели.

Еще один вариант размещения датчика представлен на Фиг. 4. В этом случае катушка 10 расположена на боковой стороне вилки 11. При таком размещении проводник контакта 1 вилки 11 расположен заведомо ближе к катушке, чем проводник контакта 2 той же пары. Соответственно поддерживается необходимая разница абсолютных величин ЭДС одной пары. Кроме того, в суммарную полезную ЭДС вносит свой небольшой вклад и проводник 3 контакта.

Чтобы удвоить величину ЭДС от побочного электромагнитного излучения можно над каждым из проводников 3 и 6 контактов (как для розетки, так и для вилки) разместить свою катушку индуктивности, как показано на Фиг. 5. Сигналы контактов 3 и 6 дифференциальные, поэтому можно соединить катушки 10 последовательно таким образом, что фазы сигнала ЭДС будут совпадать, а суммарная ЭДС увеличиться. При этом еще возрастает помехоустойчивость системы, потому что на таких последовательно включенных катушках ЭДС от паразитного электромагнитного поля будет возникать в противофазе. Катушки 10 могут представлять собой, например, индуктивности SMD Murata LQH32MN471k, нестандартным образом впаянную в вырез печатной платы 11 так, что плоскость витков катушки будут практически перпендикулярна плате.

Понятно, что величина возникающей ЭДС будет очень небольшой, единицы милливольт. Поэтому для усиления можно применять, например, компараторы LT1719 или TLV3501 или транзистор MMBFJ201.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные варианты его осуществления, специалистам ясно, что эти иллюстративные примеры, в которых можно сделать различные модификации, не ограничивают объема изобретения, определяемого только прилагаемой формулой изобретения.

Использование: в области электротехники и связи. Технический результат - обеспечение возможности воспринимать побочное электромагнитное излучение рядом с портом коммутационной панели. Датчик размещают вблизи соответствующего порта упомянутой коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия упомянутых сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего в упомянутом кабельном тракте, при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов, и на удалении от любого из остальных портов упомянутой коммутационной панели, исключающем ложные срабатывания упомянутого датчика подключения от сигналов побочного электромагнитного излучения от кабельного тракта к любому из этих остальных портов. Датчик снимает побочное электромагнитное излучение с вилки или розетки разъема стандарта МЭК 60603-7 (RJ45) и может быть установлен на лицевой панели коммутационной панели. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Датчик подключения для идентификации порта коммутационной панели, каждый из по крайней мере некоторых портов которой предназначен для кабельного подключения сетевого устройства, выполненный с возможностью восприятия сигналов побочного электромагнитного излучения в кабельном тракте возле данного порта, размещен вблизи соответствующего порта упомянутой коммутационной панели на расстоянии, достаточном для восприятия упомянутых сигналов побочного электромагнитного излучения, возникающего в упомянутом кабельном тракте, при передаче по этому кабелю соответствующих сигналов, и на удалении от любого из остальных портов упомянутой коммутационной панели, исключающем ложные срабатывания упомянутого датчика подключения от сигналов побочного электромагнитного излучения от кабельного тракта к любому из этих остальных портов,
отличающийся тем, что:
- воспринимает побочное электромагнитное излучение, возникающее при передаче соответствующих сигналов по одному из проводников одной из разъемных частей разъема стандарта МЭК 60603-7;
- упомянутый датчик воспринимает побочное электромагнитное излучение от упомянутого проводника, преимущественно излучаемое той частью упомянутого проводника, которая находится внутри упомянутой одной из разъемных частей разъема стандарта МЭК 60603-7.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит катушку индуктивности для восприятия магнитной составляющей побочного электромагнитного излучения.

3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что отношение ЭДС, возникающей от побочного электромагнитного излучения, воспринимаемого упомянутым датчиком от другого проводника той же пары кабеля витой пары, к которой относится упомянутый проводник, к ЭДС, возникающей от побочного электромагнитного излучения, воспринимаемого упомянутым датчиком от упомянутого проводника, не больше величины, заданной производителем или пользователем датчика.

4. Датчик по п. 3, отличающийся тем, что упомянутая величина, заданная производителем или пользователем датчика, лежит в диапазоне от 0.01 до 0.9 или не больше 0.8.

5. Датчик по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая разъемная часть разъема стандарта МЭК 60603-7 является розеткой.

6. Датчик по п. 5, отличающийся тем, что размещен рядом с поверхностью корпуса упомянутой розетки, со стороны, противоположной устройству фиксации вилки в упомянутой розетке.

7. Датчик по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый проводник является частью 3-го контакта или подсоединен к 3-му контакту упомянутой розетки.

8. Датчик по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый проводник является частью 6-го контакта или подсоединен к 6-му контакту упомянутой розетки.

9. Датчик по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая разъемная часть разъема стандарта МЭК 60603-7 является вилкой.

10. Датчик по п. 9, отличающийся тем, что размещен рядом с поверхностью корпуса упомянутой вилки, со стороны, противоположной устройству фиксации упомянутой вилки в розетке.

11. Датчик по п. 10, отличающийся тем, что упомянутый проводник подсоединен к 3-му контакту упомянутой вилки.

12. Датчик по п. 10, отличающийся тем, что упомянутый проводник подсоединен к 6-му контакту упомянутой вилки.

13. Датчик по п. 9, отличающийся тем, что размещен рядом с поверхность корпуса упомянутой вилки, со стороны, поверхность которой ближе к первому контакту упомянутой вилки, чем ко второму контакту упомянутой вилки.

14. Датчик по п. 13, отличающийся тем, что упомянутый проводник подсоединен к 1-му контакту упомянутой вилки.

15. Датчик по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит две катушки индуктивности, одна из которых воспринимает побочное электромагнитное излучение от упомянутого проводника, а другая воспринимает побочное электромагнитное излучение от другого проводника той же пары, к которой относится упомянутый проводник, установленные таким образом, что фазы ЭДС упомянутых катушек отличаются не более чем на 45 градусов.

16. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит усилитель электрических сигналов на базе полевого транзистора или компаратора.