Modulaire connectors begrijpen en specificeren

Modulaire connectors, ook wel RJ-connectors genoemd, zijn sinds hun ontstaan in de jaren zestig van de vorige eeuw door AT&T alomtegenwoordig geworden in telecom- en datacomtoepassingen. De Federal Communications Commission (FCC) werkte in de jaren 1970 aan een verdere standaardisering van deze interconnectie-oplossing, die plaats maakte voor het registratiesysteem dat vandaag bekend staat als Registered Jacks (RJ). Dit RJ-systeem standaardiseert de bedradingspatronen, de signaalspecificaties en de fysieke constructie van de connector zelf. De naamgevingsconventie, "RJ" gevolgd door twee cijfers, is wat gebruikers vandaag de dag nog steeds zien om verschillen in de connectorverpakking en het beoogde gebruik aan te geven.

Basisconstructie

Gebruikmakend van een gegoten behuizing om gestempelde metalen contacten te omsluiten, gescheiden door isolerende kanalen, werden modulaire connectors of RJ-connectors ontwikkeld om een meer "modulair" en kosteneffectief verbindingssysteem te creëren voor consumenten- en bedrijfstelefoonsystemen. De contacten in de plug corresponderen met soortgelijke geperste metalen contacten in de jack, die op hun plaats worden geleid door de isolatiekanalen, terwijl de plastic behuizing van de plug de kabel op zijn plaats houdt om te zorgen voor trekontlasting. Verdere trekontlasting wordt geboden door ingegoten voorzieningen in zowel de olug als de jack: de plug heeft een ingegoten veer die vastklikt in een inkeping die in de aansluiting is gegoten om deze vast te houden. De plug komt los van de krik door deze veer in te drukken.

Afbeelding 1: Een modulaire plug met een plastic omhulsel houdt een kabel op zijn plaats en kan worden gecombineerd met een RJ-jack. (Bron afbeelding: CUI Devices)

Modulaire connectors kunnen twee, vier, zes, acht of tien contactpunten hebben, hoewel deze niet altijd bezet zijn. RJ11-telefoonconnectors hebben bijvoorbeeld meestal vier of zes aansluitingen, terwijl Ethernet-connectors (RJ45) er acht hebben. Een standaard naamgeving schema definieert de bedrading van de connector, zodat een 6P2C-connector zes posities en twee contacten heeft, terwijl de 4P4C-connector, gebruikt op telefoon handset snoeren, vier posities en vier contacten heeft. Hoewel de meeste contacten voor signalen worden gebruikt, kunnen RJ-connectorcontacten worden gebruikt om laagspanningswisselstroom of gelijkstroom te leveren.

Modulaire connectors hebben verschillende voordelen. Voor productontwikkelaars zijn de voordelen onder meer:

• Lage kosten
• Hoge beschikbaarheid
• Soldeervrije assemblage
• Gemakkelijk aanpassen
• Opbouwbare jacks
• Robuuste varianten voor industriële toepassingen

Modulaire connectors zijn ook geschikt voor installatie- en onderhoudstaken in het veld, dankzij de volgende voordelen:

• Eenvoudige upgrade of vervanging van oude aansluitingen
• Eenvoudige veldmontage met eenvoudig gereedschap
• Mogelijkheid om kabelassemblages ter plaatse aan te passen
• Meerdere aansluit- en bedradingsmogelijkheden
• Eenvoudige opleiding van buitendienstmedewerkers

In beide contexten maken de eenvoudige plug-in/unplug-actie van de connectoren het veel gemakkelijker voor gebruikers om hun eigen problemen op te lossen, waardoor het aantal service-oproepen afneemt.

Algemene types

Er is een grote verscheidenheid van toepassingsspecifieke modulaire connectors. De meest voorkomende types en hun specificaties zijn hier opgenomen:

• RJ10- een eenvoudige 4P4C rechthoekige connector voor telefoonhoorns
• RJ11- een vierkante 6P2C- of 6P4C-connector voor het verbinden van modems met telefoonlijnen
• RJ12- dezelfde maat als RJ11, maar 6P6C
• DEC MMP/MMJ- kleinere versies van de RJ11/12-connector, gebruikt in apparatuur van Digital Equipment Corporation
• RJ13- 6P4C, zoals de RJ12, maar met een achter-de-lijn schakeling
• RJ14- 6P4C met twee lijnen om twee telefoons of modems aan te sluiten
• RJ21- modulaire connector met maximaal 50 contacten, gebruikt voor het aansluiten van maximaal 25 circuits in een groot telefoonsysteem
• RJ22- lijkt qua vorm op RJ11, maar dan 4P4C, meestal gebruikt om handsets aan te sluiten
• RJ25- 6P6C, net als de RJ11, maar kan drie apparaten aansluiten
• RJ45- 8P8C of 8P10C, gebruikt voor Ethernet LAN's. Lees de blog van CUI Devices, De ultieme gids voor RJ45-connectors, voor meer details
• RJ48- 8P8C, zoals RJ45, maar voor aansluiting op afgeschermde kabels voor T1-datalijnen

Afbeelding 2: Een greep uit de populaire modulaire connectortypes. (Bron afbeelding: CUI Devices)

Belangrijkste specificaties en kenmerken van de connector

Modulaire connectors kunnen worden gespecificeerd met extra kenmerken zoals:

• Afscherming, om langere kabeltrajecten te beschermen tegen elektromagnetische (EMI) of radiofrequente interferentie (RFI). Afgeschermde RJ45- en RJ48-connectors, die de geaarde verbinding van de afschermingsvlecht van de kabel voortzetten in het paneel waarop zij zijn gemonteerd, zijn in ruime mate beschikbaar.
• Gecertificeerde RJ45-connectors hebben een lipje op de connector om te voorkomen dat de connector verkeerd in een socket wordt gestoken. Deze eigenschap is normaal niet aanwezig op een standaard 8P8C-connector. Kleurcodering kan worden gebruikt om aan te geven welke kabels gebruik mogen maken van bepaalde netwerkaansluitpunten.
• Montagemogelijkheden, zoals paneelmontage, printplaatmontage, door-gatmontage en oppervlakte-montage op printplaten zijn gewoonlijk beschikbaar. Modulaire jacks worden aangeboden met verticale of horizontale oriëntatie.
• Display-en indicatorfuncties , zoals gekleurde status-LED's.
• Zeer betrouwbare varianten, die kunnen bestaan uit EMI/RFI-afscherming, speciale spieverbindingen, beschermhoezen en robuuste onderdelen die meer cycli van inbrengen en uitnemen mogelijk maken.
• Geïntegreerde magnetica, ter verbetering van EMI-afscherming en verbindingsbetrouwbaarheid in xBASE-T-netwerken. Dit zijn draadgewonden componenten in de stekker die beschermen tegen transiënten en zorgen voor isolatie, signaalbalancering en impedantieaanpassing.

Afbeeldin 3: Modulaire connectoren met geïntegreerde magnetica voor EMI-afscherming en verbindingsbetrouwbaarheid. (Bron afbeelding: CUI Devices)

Extra parameters

Bij het kiezen van de juiste modulaire connector voor een toepassing moet ook rekening worden gehouden met de volgende parameters:

• Pin outs- de toewijzing van elk contact in de connector
• Stroomsterkte- de maximale stroom die een apparaat kan verdragen
• Voltage rating- de maximale bedrijfsspanning die een apparaat kan verdragen
• Contactgrootte- bepaalt de maximale draaddiameter die een connector kan opnemen
• Aantal contacten - dit is altijd een even aantal

Conclusie

Hoewel modulaire connectors al meer dan veertig jaar geleden werden gestandaardiseerd, blijven ze populair door hun brede toepassing, beschikbaarheid en gebruiksgemak. De meest gebruikelijke toepassingen zijn telefoonsystemen, datanetwerken en seriële verbindingen met lage snelheid, maar de ontwikkeling van Power over Ethernet (PoE) en hun algemene flexibiliteit hebben hun toepassingsgebied verder uitgebreid. Toepassingen zoals industriële besturingen, bewegingsbesturing, intelligente verlichting, ontwikkelingskaarten, en nog veel meer zijn slechts een kleine greep uit de ontwerpen waarin tegenwoordig modulaire connectors worden toegepast.

RJ-serie modulaire connectors mogen dan alomtegenwoordig zijn, ze zijn niet allemaal hetzelfde. Door samen met de leveranciers rekening te houden met de hierboven beschreven factoren, kunnen ingenieurs ervoor zorgen dat ze de juiste RJ-plugs en RJ-jacks voor hun toepassing specificeren. CUI Devices-serie van modulaire connectoren biedt RJ10, RJ11, RJ12, RJ13, en RJ45 jacktypes met een reeks van positie, contact, en montage-opties.