CN101317306B - 包括介质转换器的连接器 - Google Patents

Abstract

公开包括介质转换器用来端接纤维光/电混合电缆的一种三轴连接器组件。这种三轴连接器组件包括连接器，该连接器具有外壳，该外壳给出第一端和第二端，该外壳的第一端给出用于与三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端。该连接器还包括介质转换器，该介质转换器位于外壳内，该介质转换器用于将纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号，由三轴接口往前传递。还公开了使用这种连接器的一种摄像机系统以及用混合电缆端接三轴连接器的一种方法。

Description

包括介质转换器的连接器

技术领域

笼统地说，本发明涉及通信连接器。具体而言，本发明涉及包括介质转换器用于端接纤维光/电混合电缆的同轴或三轴连接器。

背景技术

在广播行业，某些设备，例如电视摄像机，用于节目制作的特别高性能摄像机，能够从本地或远程摄像机控制单元(CCU)进行远程控制和供电，有时将这种摄像机控制单元称为基地站。在这一行业主要有两种传输介质(也就是电缆)用于在CCU和摄像机之间承载信号。一种是三轴电缆，另一种是纤维光/电混合电缆。这两种电缆都用于给摄像机供电，并且和摄像机交换视频、音频和数据信号。

三轴电缆和三轴连接器是这一行业使用的最传统的介质。三轴电缆和对应的连接器由三个导体组成。三轴结构是具有额外导体屏蔽层的同轴结构。在三轴结构上，中心针承载来往于摄像机的所有信号。这些信号随着摄像机类型和复杂性而不同。例如，来自摄像机的信号可能包括但不限于视频、内部通信和音频。去往摄像机的信号可能包括但不限于节目音频、内部通信、讲词提示器输入和控制数据。从本质上讲，这些信号可以是模拟的，例如AM或FM，和/或数字的。

这些信号通常都是在CCU和摄像机之间同时双向传送的。由于实际上通常只有一根电缆，因此将所需要的视频、音频、内部通信和数据信号编码和/或调制到适当的频率是摄像机系统三轴适配器的功能。将不同的信号进行解调，以便让它门在中心针上双向传送。摄像机制造商采用了不同的频率。

中心针还承载从CCU到摄像机的电源。三轴电缆的中间屏蔽层被用作电源屏蔽。将外部导体用作保护屏蔽。对于摄像机的不同制造商和不同型号，摄像机所用电压不同。这个行业最常用的电压是250伏交流和140伏直流。但是，给摄像机供电的电源通常不超过10～17伏直流。

三轴结构是一种坚固的结构。三轴摄像机连接器和电缆很大，能够用于恶劣环境，例如体育比赛场地。由于其结构牢固，三轴结构已经面市很长时间。这些年来已经对三轴连接器进行了许多改进。在全世界有几种主要的三轴连接器接口用来端接同一类型的三轴电缆。第6,575,786和5,967,852号美国专利示出了包括端部结构用来连接到匹配三轴连接器的三轴连接器。

但是，三轴结构具有其缺点。现有三轴系统的工作距离有限。例如，高清(HD)信号能够在三轴结构中传输最远大约2500英尺。由于在这个行业中的摄像机已经趋于具有更高性能、更宽信息带宽，因此，人们正在探索其它解决办法。

设计成弥补三轴电缆局限性的第二种传输介质是电/纤维光混合介质。在这个行业有几种混合摄像机连接器可以用于端接混合电缆。其中许多都采用SMPTE 311M标准。所需信号的类型和三轴系统一样。混合SMPTE电缆通常承载两个纤维信号，一个用于发送一个用于接收，两个铜信号用于内部通信，还有两个铜信号用于供电。

混合电缆特别适合于高清应用。它能够在比三轴电缆结构更远的距离上承载信号。一般而言，与铜电缆相比，在光纤电缆上信号能够传播得更远。但是，混合系统仍然具有其缺点。用于端接混合电缆的混合连接器非常昂贵，并且不是为恶劣环境设计的，使得它们常常不可靠。此外，由于传统三轴结构已经被用作广播行业的主要摄像机标准，因此为了让新的摄像机、CCU和支持基础设施支持混合连接器而进行投资代价高昂。

在这个行业的一种解决方案是结合两种电缆系统的优点。图1示出现有技术布局10，它在摄像机和CCU之间使用三轴介质和电/纤维光混合介质。

参考图1，除了摄像机12和CCU 14以外，现有技术摄像机系统10一般包括摄像机控制接口单元16、摄像机接口单元18和光纤电缆20。控制接口单元16利用三轴电缆22连接到CCU 14。同样，摄像机接口单元18利用三轴电缆24连接到摄像机12。控制接口单元16和摄像机接口单元18各自提供电/光和光/电转换功能。控制接口单元16将通过三轴电缆22从CCU 14收到的电信号转换成在光纤电缆20上提供光信号。在光纤电缆20上将光信号传输给摄像机接口单元18，在那里将它转换回电信号，通过三轴电缆24传送给摄像机12。同样，摄像机接口单元18将通过三轴电缆24从摄像机12收到的电信号转换成提供光信号，在光线电缆20上传输给控制接口单元6。控制接口单元16将光信号转换回电信号，通过三轴电缆22传输给CCU 14。象这里所描述的摄像机接口单元和/或控制接口单元可以从Telecast Fiber Systems，Inc.买到。

如图1所示的系统10这种系统结构复杂，成本高昂。除了摄像机12和CCU 14以外，这种系统需要控制接口单元16、摄像机接口单元18和总共十二种不同的连接器(八种三轴和四种光纤或混合连接器)用来提供连接。这些连接器包括在CCU 14上的一个三轴连接器26，端接在控制接口单元16和CCU 14之间延伸的三轴电缆22两端的两个三轴连接器28、30，位于控制接口单元16上的一个三轴连接器32，位于控制接口单元16另一侧的一个光纤或混合连接器34，在控制接口单元16和摄像机接口单元18之间延伸的光纤或混合电缆20两端端接的两个光纤或混合连接器36、38，位于摄像机接口单元18上的一个光纤或混合连接器40，位于摄像机接口单元18另一侧的三轴连接器42，端接在摄像机接口单元18和摄像机12之间延伸的三轴电缆24两端的两个三轴连接器44、46，以及位于摄像机12上的一个三轴连接器48。象图1所示现有技术系统中那种纤维光/电混合连接器可以从LEMO USA，Inc.买到。

人们需要一种系统，这种系统使用更加耐用的传统三轴接口，同时能够在只有纤维介质能够实现的远距离上承载信号。在这一行业需要一种解决方案来延长现有和新三轴摄像机系统的工作距离，而不必改变现有摄像机和CCU硬件。

发明内容

概括地说，本发明涉及通信系统和连接器。具体而言，本发明涉及用于端接纤维光/电混合电缆的连接器。

一方面，本发明提供一种系统，这种系统能够延长三轴摄像机系统的工作距离，而不必改变摄像机和CCU硬件。

另一方面，本发明提供一种系统，这种系统能够使用更加经用的三轴接口，不使用脆弱的纤维接口，却仍然能够用纤维介质承载信号。

另一方面，本发明提供一种系统，与现有技术相比，这种系统能够使用较少的电缆/连接器。

另一方面，本发明提供一种系统，这种系统能够让标准和HD摄像机以及CCU制造商采用和标准化一种连接器接口。

具体地说，一方面公开了一种三轴连接器，包括介质转换器，用于端接纤维光/电混合电缆。这种连接器包括外壳，该外壳给出第一端和第二端，该外壳的第一端给出用于与三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端；所述介质转换器位于所述外壳内，该介质转换器用于将纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号。

附图说明

结合进来并构成本说明书一部分的附图和详细说明一起说明本发明的几个方面，用于说明本发明的原理。附图简要说明为：

图1是现有技术摄像机系统的示意图；

图1A是现有技术中包括两根纤维线和四根电线的混合纤维光/电电缆的剖面示意图；

图2是根据本公开的原理，具有本发明一些特征的连接器的展开图，图示连接器端接在纤维光/电混合电缆上；

图3说明图2所示连接器装配好的结构；

图4是图2所示连接器转换器组件的放大图；

图5是图2所示连接器的部分展开图，其中有摄像机或CCU单元的部分视图，摄像机或CCU单元包括和图2所示连接器匹配的连接器；以及

图6是根据本公开的原理，具有本发明一些特征的摄像机系统示意图。

具体实施方式

下面将利用附图示例性地详细说明本发明的各个方面。只要可能，在所有附图中将使用同样的附图标记来表示相同或相似的部件。

参考图2，连接器100包括外部本体102、外部绝缘体104、前壳组件106，包括介质转换器110的转换器组件108和端帽112。连接器100端接纤维光/电混合电缆114。

能够按照本发明端接到连接器100的纤维光/电混合电缆114的一个实例是常规SMPTE型混合电缆。图1A示出SMPTE电缆50的一个实例。电缆50包括外护套60，可以包括直线延伸的中心加强件62。SMPTE混合电缆50可以包括两条纤维线64(一条用于发送信号，一条用于接收信号)和四条铜线66(两条用于内部通信，两条用于供电)。

如图3所示，一组装好，连接器100就具有外壳115，将各种部件装在其中。通过将前壳组件106耦合到转换器组件108，将外部绝缘体104放在前壳组件106上，将外部本体102耦合到转换器组件108，并且将转换器组件108耦合到端帽112来组装连接器100，其中转换器组件108被限制在外部本体102和端帽112之间。端帽112在连接器100和电缆114之间提供张力缓解功能。

参考图2和3，连接器100的外部本体102包括给出三轴接口118的第一端116和用于耦合到转换器组件108的第二端120，如同下面将详细讨论的一样。转换后的同轴信号从转换器组件108承载到外部本体102的三轴接口118，然后可以将这一信号向前转发到另一个匹配三轴连接器。外部本体102的外部周边122一般是圆柱形的。转换器组件108的形状和尺寸最好是使得它不会在径向伸出超过外部周边112。这样就能保持整个三轴外壳115总体上圆柱形的形状，同时介质转换器108的终接端子124、126(见图4)也能够在外壳115内得到保护。最好是将介质转换器108密封在三轴外壳115中，实现防水和防尘。要注意，在其它实施例中，转换器组件可以是其它形状，并且可能在径向伸出超过外部周边122。

如上所述，全世界有几种主要的三轴连接器接口类型用于端接同一类型的三轴电缆。典型的类型有公接口和母接口，一些不同类型包括Global、U.S.、BBC等等。特定类型的连接器常常只能和同一类型的连接器直接兼容。例如，公的Global型三轴连接器可能无法和母的U.S.型三轴连接器匹配。

要注意，尽管图2～3所示的连接器100是母的U.S.型连接器，但是如果需要，可以将转换器组件108安装到其它类型。如同2004年3月25日递交的标题为TRIAXIAL CONNECTOR ADAPTER AND METHOD的第10/809,665号共同拥有的美国申请以及第6,575,786号和第5,967,852号美国专利所描述的一样，利用不同的前壳组件和外部绝缘体，可以根据需要将转换器组件108装配到不同类型的三轴连接器，在这里将它们全部引入作为参考。可以随连接器一起销售或提供套件，从而能够获得任意类型用于端接混合电缆114。这些套件也可以用来替换三轴连接器端的破损部件。

参考图2，前壳组件106包括中心导体128、中心导体绝缘体130和前壳132。一将前壳组件106耦合到转换器组件108，连接器100的外部本体102就安装好了，并且通过外部绝缘体104和前壳组件106电气绝缘。

现在参考图4，其中更加详细地画出了连接器100的转换器组件108。转换器组件108包括第一端136的同轴接口134和第二端138的介质转换器110。

介质转换器110包括四个铜端子124和两个纤维端子126。这种配置适合于端接SMPTE型混合电缆，这种电缆包括四根铜线和两根纤维线，用于在摄像机和CCU之间承载信号。介质转换器110将来自混合电缆114的纤维信号和铜信号转换成同轴信号，或者反过来转换。然后由同轴接口134将同轴信号往前传送给连接器100外部本体102的三轴接口118。这样，摄像机或CCU制造商就能够继续使用现成的三轴连接器而不需要改变现在的单元，同时获得纤维介质在远距离信号传输中的好处。

当连接器100组装好时，将介质转换器110插入端帽112，并由端帽112全面保护。这种配置是一种良好的设计，因为介质转换器110的纤维和铜端子124、126在连接器100的外壳115内得到保护。介质转换器需要的电力可以从电缆114的电源线获得。

仍然参考图4，同轴接口134包括在第一端136具有外部螺纹部分142的第一外部导电壳140。中心导体144在第一外部导体壳140内。第一外部导体壳140安装在绝缘体146内，绝缘体146安装在转换器组件外壳148内。转换器组件外壳148包括面向第一端136的螺纹部分150。转换器组件外壳148能够导电，并且通过绝缘体146与第一外部导电壳140电气绝缘。前壳组件106(图2)通过螺纹拧到螺纹部分142上来安装在转换器组件108的同轴接口134上。当前壳组件106安装到转换器组件108上时，前壳组件106的中心导体128与转换器组件108的中心导体144电气连接，前壳132电气连接到转换器组件108的第一外部导体壳140。

外部本体102(图2)通过用螺纹拧到转换器组件外壳148的螺纹部分150上来安装在转换器组件108上。当外部本体102安装到转换器组件108时，外部本体102电气连接到转换器组件外壳148。转换器组件外壳148和外部本体102还各自包括多个相对的扳手面152，用来帮助装配和拆卸。外部本体102、外部绝缘体104、前壳组件106和转换器组件108一起形成三轴接口118。上面提到的2004年3月25日递交的标题为TRIAXIALCONNECTOR ADAPTER AND METHOD的第10/809,665号美国申请以及第6,575,786号和第5,967,852号美国专利，示出了用于连接摄像机、CCU和其它设备的各种三轴接口。

转换器组件108的同轴接口134在结构上类似于上面提到的2004年3月25日递交的标题为TRIAXIAL CONNECTOR ADAPTER AND METHOD的第10/809,665号美国申请以及第6,575,786号和第5,967,852号美国专利中描述的三轴连接器。

转换器组件外壳148还包括面向第二端138的螺纹部分154，用于以螺纹方式与端帽112匹配。把转换器组件108拧到端帽112上时，介质转换器110就落在端帽112内，受到它的全面保护。介质转换器110的纤维和铜端子124、126端接到端帽112内混合电缆114的电线和纤维线，因此受到端帽112的全面保护。可以在各个连接部件之间提供垫圈来密封内部，例如介质转换器110的部件和连接。

图5是本发明中连接器100的部分展开图，其中有摄像机或CCU单元156的部分视图，它包括与连接器100匹配的三轴连接器158。如上所述，利用本发明的连接器，使用这种系统不必改变如图5所示包括例如连接器158这种三轴连接器的摄像机或CCU单元。此外，通过拥有完全装在三轴外壳115内的介质转换器110，本发明的连接器100形成一种坚固的结构，同时还能够保持纤维介质的信号承载容量，而不会将纤维端子点126暴露在恶劣环境中。

图6是使用本发明的连接器100的系统200的示意图。图6所示系统200包括两个三轴连接器160、162(连接器160在摄像机164上，连接器162在CCU 166上)，并且包括用本发明的连接器100端接在每一端的混合纤维光/电电缆114。因此，与现有技术摄像机系统不同，本发明的系统200能够显著地减少所需部件、电缆和连接器的数量，在摄像机和CCU单元之间更好地使用四个连接器和单根电缆。

这个优选实施例包括三轴接口。显然，按照前面描述的三轴连接器外壳同样的方式，可以在将介质转换器结合到同轴连接器外壳的地方使用同轴接口。

讨论这里所公开的本发明的实施例是为了让读者熟悉本发明的新颖方面。虽然给出了优选实施例，但是本领域技术人员能够对其进行改变、修改和替换，而不会偏离本发明的范围。描述了本发明的优选方面和实施例以后，本领域技术人员能够想到这里公开的概念的改进和等同替换。但是，这些改进和等同替换包括在后面的权利要求的范围之内。

Claims (16)

1.一种连接器，包括：

外壳，该外壳给出第一端和第二端，该外壳的第一端给出适于与三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端；

介质转换器，位于所述外壳内，该介质转换器用于将纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号。

2.如权利要求1所述的连接器，其中所述介质转换器包括四个铜端子和两个纤维端子，用于端接承载四根电线和两根纤维线的混合电缆。

3.如权利要求1所述的连接器，其中所述外壳给出总体上为圆柱形的外部周边，并且所述介质转换器不会在径向伸出超过所述外部周边。

4.如权利要求1所述的连接器，还包括转换器组件，该转换器组件包括位于第一端的同轴接口和位于第二端的所述介质转换器，所述同轴接口适于以电气和物理方式连接到给出所述三轴接口的外部本体，所述介质转换器用于通过所述同轴接口将已转换信号传送给所述三轴接口。

5.如权利要求4所述的连接器，其中所述外壳包括所述外部本体给出的前部，以及给出所述第二端的第二部分，其中所述前部以螺纹方式安装在所述第二部分上。

6.如权利要求1所述的连接器，其中所述外壳包括给出所述第一端的前部，以及给出所述第二端的第二部分，其中所述第一部分以能够拆卸的方式安装在所述第二部分上。

7.一种电缆组件，包括：

纤维光/电混合电缆，所述纤维光/电混合电缆承载若干电线和若干纤维线，并包括第一端和第二端；

连接器，该连接器端接所述混合电缆中第一端和第二端中的每一端，每个连接器都包括给出第一端和第二端的外壳，该外壳的第一端给出适于与三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端；每个连接器都包括位于所述外壳内的介质转换器，该介质转换器用于将所述纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号。

8.如权利要求7所述的电缆组件，其中所述混合电缆承载四根电线和两根纤维线。

9.如权利要求7所述的电缆组件，其中所述介质转换器包括四个铜端子和两个纤维端子。

10.一种系统，包括：

通信设备，该通信设备包括适于接收和发送三轴信号的第一个三轴连接器；以及

第二个三轴连接器，该第二个三轴连接器能够与所述第一个三轴连接器连接并能与之断开连接，该第二个三轴连接器包括给出第一端和第二端的外壳，该外壳的第一端给出适于与所述第一个三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端；所述第二个三轴连接器包括位于所述外壳内的介质转换器，该介质转换器用于将纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号；

其中所述第二个三轴连接器能够以电气和物理方式连接到所述第一个三轴连接器。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述通信设备包括摄像机。

12.如权利要求10所述的系统，其中所述通信设备包括摄像机控制单元。

13.如权利要求10所述的系统，还包括连接到所述第二个三轴连接器的混合电缆，该电缆连接到第二通信设备。

14.一种摄像机系统，包括：

摄像机控制单元，该摄像机控制单元包括第一个三轴连接器；

摄像机，该摄像机包括第二个三轴连接器；以及

承载若干电线和若干纤维线的纤维光/电混合电缆，该混合电缆包括第一端和第二端；端接所述混合电缆中第一端和第二端中每一端的连接器，每个连接器都包括给出第一端和第二端的外壳，该外壳的第一端给出适于与三轴连接器匹配的三轴接口，该外壳的第二端给出电缆终端；每个连接器都包括位于所述外壳内的介质转换器，该介质转换器用于将所述纤维光/电混合电缆承载的纤维信号和电信号转换成同轴信号；

其中端接所述混合电缆第一端的连接器与所述摄像机控制单元的第一个三轴连接器连接，并且其中端接所述混合电缆第二端的连接器与所述摄像机的第二个三轴连接器连接。

15.一种将纤维光/电混合电缆连接到三轴连接器的方法，包括如下步骤：

提供承载电信号和纤维信号的纤维光/电混合电缆；

提供第一连接器，该第一连接器包括给出三轴接口的第一端和包括介质转换器的第二端，该介质转换器用于将所述纤维信号和电信号转换成同轴信号，通过所述第一连接器的三轴接口往前传递；以及

将所述纤维光/电混合电缆端接到所述第一连接器的介质转换器。

16.一种将纤维光/电混合电缆连接到三轴连接器的方法，包括如下步骤：

提供承载电信号和纤维信号的纤维光/电混合电缆；

提供第一连接器，该第一连接器包括给出三轴接口的第一端和包括介质转换器的第二端，该介质转换器用于将所述纤维信号和电信号转换成同轴信号，通过所述第一连接器的三轴接口往前传递；

提供第二连接器，该第二连接器包括给出三轴接口的第一端和包括介质转换器的第二端，该介质转换器用于将所述纤维信号和电信号转换成同轴信号，通过所述第二连接器的三轴接口往前传递；

提供端接所述混合电缆两端的所述第一和第二连接器；以及

用所述混合电缆将第一设备的三轴连接器连接到第二设备的三轴连接器。

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