Zrozumienie i określanie specyfikacji złączy modułowych

Złącza modułowe, znane również jako złącza RJ, są powszechnie używane w zastosowaniach telekomunikacyjnych i transmisji danych od czasu ich opracowania w latach 60. XX wieku przez firmę AT&T. Federalna Komisja Łączności (FCC) pracowała nad dalszą standaryzacją tego rozwiązania połączeniowego w latach 70., co przyniosło efekt w postaci rejestracji systemu znanego dziś jako Registered Jacks (RJ). System RJ standaryzuje schematy okablowania, specyfikę sygnału i fizyczną konstrukcję samego złącza. Użytkownicy obecnie nadal rozróżniają obudowę złącza i jego przeznaczenie dzięki przyjętej konwencji nazewnictwa z literami „RJ”, po których następują dwie cyfry.

Podstawowa budowa

Dzięki wykorzystaniu do zabezpieczenia wprasowanych styków metalowych oddzielonych kanałami izolacyjnymi obudowy formowanej, opracowano złącza modułowe czy też złącza RJ, tworząc bardziej „modułowy” i ekonomiczny system połączeń dla konsumenckich i biznesowych systemów telefonicznych. Styki we wtyczce łączą się z podobnymi metalowymi stykami wprasowanymi w gnieździe i są prowadzone w odpowiednie miejsce przez kanały izolacyjne, natomiast plastikowa obudowa wtyczki blokuje kabel, zapewniając jego odciążenie. Dodatkowe odciążenie jest zapewnione przez elementy formowane zarówno we wtyczce, jak i w gnieździe: wtyczka ma zintegrowaną sprężynę, która zatrzaskuje się na wycięciu blokującym uformowanym w gnieździe. Naciśnięcie tej sprężyny pozwala wyjąć wtyczkę z gniazda.

Ilustracja 1: modułowa wtyczka z plastikową obudową blokuje kabel na miejscu i współpracuje z gniazdem RJ. (Źródło ilustracji: CUI Devices)

Złącza modułowe mogą mieć dwa, cztery, sześć, osiem lub dziesięć miejsc na styki, chociaż nie we wszystkich tych miejscach musi znajdować się styk. Na przykład złącza telefoniczne RJ11 mają zwykle cztery lub sześć styków, natomiast złącza Ethernet (RJ45) mają ich osiem. Standardowy schemat nazewnictwa definiuje okablowanie złącza. Zgodnie z nim złącze 6P2C ma sześć miejsc i dwa styki, natomiast złącze 4P4C używane w przewodach słuchawek telefonicznych ma cztery miejsca i cztery styki. Większość styków służy do przesyłania sygnałów, jednak styki złącza RJ mogą być używane do zasilania prądem zmiennym lub stałym niskiego napięcia.

Złącza modułowe mają różnorodne zalety. Dla twórców produktów ich zalety to m.in.:

• Niski koszt
• Duża dostępność
• Montaż bez lutowania
• Łatwe dostosowywanie do indywidualnych potrzeb
• Gniazda do montażu powierzchniowego
• Wzmocnione warianty do zastosowań przemysłowych

Złącza modułowe sprawdzają się również dobrze w przypadku instalacji w terenie i zadań konserwacyjnych ze względu na następujące zalety:

• Prosta modernizacja lub wymiana starych połączeń
• Łatwy montaż w terenie za pomocą prostych narzędzi
• Możliwość dostosowania zespołów kablowych na miejscu
• Wiele wariantów złącz i ich oprzewodowania
• Łatwe szkolenie personelu serwisowego w terenie

W obu kontekstach prostota podłączania i odłączania złączy znacznie ułatwia użytkownikom rozwiązywanie problemów we własnym zakresie, zmniejszając liczbę wezwań serwisowych.

Popularne typy

Istnieje szeroka gama złączy modułowych do konkretnych zastosowań. Poniżej wymieniono ich najpopularniejsze typy i specyfikacje:

• RJ10 - proste złącze prostokątne 4P4C do słuchawek telefonicznych
• RJ11 - kwadratowe złącze 6P2C lub 6P4C do podłączania modemów do linii telefonicznych
• RJ12 - ten sam rozmiar co RJ11, ale w wersji 6P6C
• DEC MMP/MMJ - mniejsze wersje złącza RJ11/12 stosowane w urządzeniach firmy Digital Equipment Corporation
• RJ13 - 6P4C, jak RJ12, ale z obwodem za linią
• RJ14 - 6P4C z dwiema liniami do podłączania dwóch telefonów lub modemów
• RJ21 - złącze modułowe zawierające do 50 styków, służące do podłączania maksymalnie 25 obwodów w dużym systemie telefonicznym
• RJ22 - podobne kształtem do RJ11, ale w wersji 4P4C, zwykle używane do podłączania słuchawek
• RJ25 - 6P6C, jak RJ11, ale może służyć do podłączania trzech urządzeń
• RJ45 - 8P8C lub 8P10C, używane w sieciach LAN Ethernet. Bardziej szczegółowe informacje można znaleźć w artykule Kompleksowy przewodnik po złączach RJ45 opublikowanym na blogu firmy CUI Devices
• RJ48 - 8P8C, jak RJ45, ale do podłączenia ekranowanych kabli do linii danych T1

Ilustracja 2: wybrane popularne typy złączy modułowych. (Źródło ilustracji: CUI Devices)

Kluczowe specyfikacje i cechy złączy

Złącza modułowe mogą posiadać dodatkowe cechy, takie jak:

• Ekranowanie - w celu ochrony dłuższych kabli przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) lub częstotliwościami radiowymi (RFI). Powszechnie dostępne są ekranowane złącza RJ45 i RJ48, w których uziemione połączenie oplotu ekranującego na kablu ma ciągłość na tablicy, na której są montowane.
• Kluczowanie - w certyfikowanych złączach RJ45 stosuje się wypustkę uniemożliwiającą nieprawidłowe włożenie złącza do gniazda. Ta funkcja nie występuje zwykle w standardowym złączu 8P8C. Kodowanie kolorami może służyć do informowania o tym, które kable powinny mieć możliwość korzystania z określonych punktów przyłączeniowych sieci.
• Opcje montażu - zwykle dostępne są następujące opcje montażu: montaż tablicowy, montaż na płytce, montaż przewlekany i montaż powierzchniowy na płytkach drukowanych. Gniazda modułowe oferowane są w orientacji pionowej lub poziomej.
• Funkcje wyświetlania i sygnalizacji - na przykład kolorowe diody LED statusu.
• Warianty o wysokiej niezawodności - mogą obejmować ekranowanie EMI/RFI, specjalne kluczowanie, nakładki ochronne i wzmocnione części wytrzymujące więcej cykli wkładania i wyjmowania.
• Zintegrowane komponenty magnetyczne - poprawiają ekranowanie przeciw zakłóceniom elektromagnetycznym i niezawodność połączeń w sieciach xBASE-T. Są to komponenty z drutu nawojowego w gnieździe, które chronią przed stanami nieustalonymi i zapewniają izolację, równoważenie sygnału i dopasowanie impedancji.

Ilustracja 3: złącza modułowe ze zintegrowanymi komponentami magnetycznymi do ekranowania przed zakłóceniami elektromagnetycznymi i zapewniającymi niezawodność połączenia. (Źródło ilustracji: CUI Devices)

Dodatkowe parametry

Wybór odpowiedniego złącza modułowego do konkretnego zastosowania wymaga również rozważenia następujących parametrów:

• Układy wyprowadzeń - przypisanie poszczególnych styków w złączu
• Prąd znamionowy - maksymalny dopuszczalny prąd urządzenia
• Napięcie znamionowe - maksymalne dopuszczalne napięcie robocze urządzenia
• Rozmiar styku - określa maksymalną średnicę przewodu, jaką może pomieścić złącze
• Liczba styków - zawsze liczba parzysta

Podsumowanie

Chociaż złącza modułowe zostały znormalizowane ponad czterdzieści lat temu, nadal cieszą się popularnością ze względu na ich szerokie zastosowanie, dostępność i łatwość użytkowania. Najczęstsze zastosowania to systemy telefoniczne, sieci danych i połączenia szeregowe niskiej szybkości, jednak rozwój technologii Power over Ethernet (PoE) oraz ogólna elastyczność jeszcze bardziej rozszerzyły ich zasięg. Zastosowania, takie jak sterowanie przemysłowe, sterowanie ruchem, inteligentne oświetlenie, płytki rozwojowe i inne to tylko niewielka próbka projektów wykorzystujących obecnie złącza modułowe.

Wprawdzie złącza modułowe serii RJ są wszechobecne, jednak nie wszystkie są takie same. Współpraca z dostawcami w celu rozważenia czynników opisanych powyżej może pomóc w zapewnieniu, że inżynierowie określą właściwe specyfikacje wtyczek i gniazd RJ dla konkretnego zastosowania. W asortymencie złączy modułowych firmy CUI Devices znajdują się gniazda typu RJ10, RJ11, RJ12, RJ13 i RJ45 z różnymi opcjami pozycji, styków i montażu.