Forståelse og specifikation af modulære konnektorer

Modulære stik, også almindeligt omtalt som RJ-stik, er blevet allestedsnærværende i telekommunikations- og datakommunikationsapplikationer siden deres tidlige indførelse i 1960'erne af AT&T. Federal Communications Commission (FCC) arbejdede på at standardisere denne sammenkoblingsløsning yderligere i 1970'erne, hvilket gav plads til det registreringssystem, der i dag er kendt som Registered Jacks (RJ). Dette RJ-system standardiserer ledningsmønstre, signalspecifikationer og den fysiske konstruktion af selve stikket. Navngivningskonventionen, "RJ" efterfulgt af to tal, er den, som brugerne stadig ser i dag for at angive forskelle i stikpakken og den tilsigtede anvendelse.

Grundlæggende konstruktion

Modulære stik eller RJ-stik, der anvender et støbt hus til at omslutte stemplede metalkontakter adskilt af isolerende kanaler, blev udviklet for at skabe et mere "modulært" og omkostningseffektivt forbindelsessystem til forbruger- og erhvervstelefonsystemer. Kontakterne i stikket passer sammen med lignende stemplede metalkontakter i stikket, som styres på plads af de isolerende kanaler, mens stikkets plasthus låser kablet på plads for at aflaste det. Der er yderligere aflastning ved hjælp af formstøbte funktioner i både stikket og stikket: stikket har en indstøbt fjeder, der fastgøres i et hak, der er støbt i stikket for at fastholde det. Stikket frigøres fra stikket ved at trykke på denne fjeder.

Figur 1: Et modulært stik med et plastikhus låser et kabel på plads og passer til et RJ-stik. (Billedkilde: CUI Devices)

Modulære stik kan have to, fire, seks, otte eller ti kontaktpladser, selv om disse pladser ikke altid er besat. F.eks. har RJ11-telefonstik normalt fire eller seks forbindelser, mens Ethernet-stik (RJ45) har otte. Et standardnavneskema definerer stikkets ledninger, således at et 6P2C-stik har seks positioner og to kontakter, mens 4P4C-stikket, der bruges på telefonledninger, har fire positioner og fire kontakter. Selv om de fleste kontakter bruges til signaler, kan RJ-stikkontakterne bruges til at levere lavspændingsvekselstrøm eller jævnstrøm.

Modulære konnektorer har forskellige fordele. For produktudviklere omfatter deres fordele bl.a.:

• Lave omkostninger
• Høj tilgængelighed
• Lodningsfri samling
• Nem tilpasning
• Overflademonterbare jackstik
• Robuste varianter til industrielle applikationer

Modulære stik fungerer også godt til installation og vedligeholdelse i marken på grund af følgende fordele:

• Enkel opgradering eller udskiftning af gamle forbindelser
• Nem montering på stedet med enkelt værktøj
• Mulighed for at tilpasse kabelsamlinger på stedet
• Flere tilslutnings- og ledningsmuligheder
• Enkel uddannelse af personale i marken

I begge sammenhænge gør den enkle plug-in/udkobling af stikkene det meget nemmere for brugerne at løse deres egne problemer, hvilket reducerer antallet af serviceopkald.

Almindelige typer

Der findes et stort udvalg af applikationsspecifikke modulære stik. De mest almindelige typer og deres specifikationer er anført her:

• RJ10 - et simpelt 4P4C rektangulært stik til telefonhåndsæt
• RJ11 - enten et firkantet 6P2C- eller 6P4C-stik til tilslutning af modemmer til telefonlinjer
• RJ12 - samme størrelse som RJ11, men 6P6C
• DEC MMP/MMJ - mindre versioner af RJ11/12-stikket, der anvendes i udstyr fra Digital Equipment Corporation
• RJ13 - 6P4C, ligesom RJ12, men med et kredsløb bag linjen
• RJ14 - 6P4C med to linjer til tilslutning af to telefoner eller modemmer
• RJ21 - modulært stik med op til 50 kontakter, bruges til at forbinde op til 25 kredsløb i et stort telefonsystem
• RJ22 - ligner RJ11 i form, men 4P4C, og bruges typisk til at tilslutte håndsæt
• RJ25 - 6P6C, ligesom RJ11, men kan tilslutte tre enheder
• RJ45 - 8P8C eller 8P10C, bruges til Ethernet LAN'er. Læs CUI Devices' blog, Den ultimative guide til RJ45-stik for at få flere oplysninger
• RJ48 - 8P8C, som RJ45, men til tilslutning til afskærmede kabler til T1-datakabler

Figur 2: Et udsnit af populære modulære stikstykker. (Billedkilde: CUI Devices)

Vigtigste specifikationer og funktioner for stik

Modulære stik kan specificeres med yderligere funktioner som f.eks:

• Afskærmning for at beskytte længere kabelstrækninger mod elektromagnetisk (EMI) eller radiofrekvensinterferens (RFI). Afskærmede RJ45- og RJ48-stik, som fortsætter den jordede forbindelse fra afskærmningsfletningen på kablet ind i det panel, som de er monteret på, er almindeligt tilgængelige.
• Keying, certificerede RJ45-stik anvender en fane på stikket for at forhindre, at stikkene sættes forkert ind i et stik. Denne funktion findes normalt ikke på et standard 8P8C-stik. Farvekodning kan bruges til at angive, hvilke kabler der skal have lov til at bruge bestemte netværksforbindelsespunkter.
• Der findes typiske monteringsmuligheder som f.eks. panelmontering, printplademontering, gennemgående hulmontering og overflademontering på PCB'er. Modulære jacks tilbydes med lodret eller vandret orientering.
• Visnings- og indikatorfunktioner , f.eks. farvede status-LED'er.
• Varianter med høj pålidelighed, som kan omfatte EMI/RFI-afskærmning, specielle tastaturer, beskyttelsesstøvler og robuste dele, der muliggør flere indsætnings-/fjernelsescyklusser.
• Integreret magnetik til forbedring af EMI-afskærmning og forbindelsessikkerhed i xBASE-T-netværk. Det er trådviklede komponenter i stikket, der beskytter mod transienter og sørger for isolation, signaludligning og impedanstilpasning.

Figur 3: Modulære stik med integreret magnetik til EMI-afskærmning og forbindelsessikkerhed. (Billedkilde: CUI Devices)

Yderligere parametre

Valg af det rigtige modulære stik til en applikation indebærer også, at følgende parametre skal tages i betragtning:

• Ben-tildeling - tilknytningen af hver kontakt i stikket
• Strømstyrke - den maksimale strømstyrke, som en enhed kan tåle
• Spændingsklassificering - den maksimale driftsspænding, som en enhed kan tåle
• Kontaktstørrelse - definerer den maksimale tråddiameter, som et stik kan rumme
• Antal kontakter - dette er altid et lige antal

Konklusion

Selv om modulære stik blev standardiseret for over fyrre år siden, er de fortsat populære på grund af deres udbredte anvendelse, tilgængelighed og brugervenlighed. Mens de mest almindelige anvendelser er i telefonsystemer, datanetværk og serielle forbindelser med lav hastighed, har udviklingen af Power over Ethernet (PoE) og deres generelle fleksibilitet udvidet deres fodaftryk yderligere. Applikationer som industrielle kontroller, bevægelsesstyring, intelligent belysning, udviklingskort og meget mere er blot et lille udsnit af de designs, der i dag inkorporerer modulære stik.

RJ-seriens modulære stik er måske nok blevet allestedsnærværende, men de er ikke alle ens. Ved at samarbejde med leverandørerne om at tage hensyn til de faktorer, der er beskrevet ovenfor, kan man sikre, at ingeniørerne specificerer de rigtige RJ-stik og jackstik til deres anvendelse. CUI Devices serie af modulære stik tilbyder RJ10-, RJ11-, RJ12-, RJ13- og RJ45-stikstyper med en række positioner, kontakter og monteringsmuligheder.