一起暸解模組化連接器

模組化連接器 (通常指 RJ 連接器) 自 1960 年代被 AT&T 採用以來,如今在電信和資料通訊應用中已隨處可見。美國聯邦通訊委員會 (FCC) 在 1970 年代將這個互連解決方案進一步標準化,造就了今日知名的水晶頭 (RJ) 標準化系統。這套 RJ 系統將連接器本身的接線圖案、訊號規格及實體構造標準化。

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圖 1:常用模組化連接器類型範例。(圖片來源:CUI Devices)

常見連接器類型

應用特定型模組化連接器種類繁多。常見的類型和規格如下:

  • RJ10 – 簡易的 4P4C 矩形連接器,用於電話機話筒
  • RJ11 – 6P2C 或 6P4C 的方型連接器,用來連結數據機和電話線
  • RJ12 – 大小與 RJ11 相同,不過是 6P6C
  • DEC MMP/MMJ – RJ11/12 連接器的小型版,用於 Digital Equipment Corporation 設備
  • RJ13 – 與 RJ12 同是 6P4C,但使用線路後端電路
  • RJ14 – 雙線式 6P4C,用於連接兩支電話機或數據機
  • RJ21 – 多達 50 個觸點的模組化連接器,用於在大型電話系統中連接多達 25 個電路
  • RJ22 – 雖然形似 RJ11,不過是 4P4C,通常用來連接電話機話筒
  • RJ25 – 6P6C 類似於 RJ11,但能連接三個裝置
  • RJ45 – 8P8C 或 8P10C,用於乙太網路 LAN。如需瞭解更多資訊,請閱讀 CUI Devices 部落格的「RJ45 連接器終極指南
  • RJ48 – 8P8C 類似於 RJ45,但用於 T1 數據線的屏蔽式電纜

模組化連接器可能有兩個、四個、六個、八個或十個觸點位置,但不見得會使用所有的孔位。例如,RJ11 電話連接器通常有四個或六個連接處,乙太網路 (RJ45) 連接器則有八個。

連接器的接線由標準命名法定義,所以 6P2C 連接器顧名思義有六個孔位和兩個觸點,而電話機話筒使用的 4P4C 連接器則有四個孔位和四個觸點。雖然多數的觸點用於接發訊號,但 RJ 連接器的觸點能用來供應低電壓 AC 或 DC 電源。

模組化連接器可指定額外功能,例如:

  • 屏蔽;防止較長電纜在運作中受電磁波或無線電頻率干擾 (RFI)。屏蔽式 RJ45 和 RJ48 連接器受到廣泛採用,這種連接器將纜線屏蔽編織帶的接地連接,延伸連接到連接器安裝所在的面板中。
  • 鍵控;通過認證的 RJ45 連接器,在連接器上有一個突片,可防止連接器以錯誤方向插入插槽。標準的 8P8C 連接器通常不具備這種功能。顏色編碼可用來指示哪些電纜是否可用於特定網路連接點。
  • 安裝選項;安裝至 PCB 的常見選項包括:面板安裝、板式安裝、通孔式安裝以及表面黏著式安裝。模組化插孔有垂直或水平方向可選。
  • 顯示器和指示器功能;包括彩色的 LED 狀態燈。
  • 高可靠度類型;可內建 EMI/RFI 屏蔽、特殊鍵控、保護啟動,以及可支援更多次插入/拔除周期的耐用零件。
  • 整合式磁性元件;可提升 xBASE-T 網路中的 EMI 屏蔽能力和連接可靠度。這些是插孔中的線繞式元件,可提供暫態保護,以及提供絕緣、訊號平衡以及阻抗匹配功能。

磁性元件可以通過以下兩種方式之一整合到乙太網設計中。 第一種選擇是在 PHY(乙太網實現)芯片和連接器插孔之間的電路板上添加一個磁性模組。 或者,可以使用外殼中帶有集成磁性元件的 RJ45 連接器。

模組往往比集成裝置便宜,並提供更好的靜電放電 (ESD) 保護。 帶有集成磁性元件的 RJ45 連接器提供更好的 EMI 屏蔽和更可靠的連接。 這兩種策略各有優缺點,但如果要將有線乙太網添加到設計中,則必須考慮磁性,因為它們是 10/100/1000 Base-T 網絡的乙太網規範的一部分。

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圖 2:整合式磁性元件的模組化連接器,可提供 EMI 屏蔽功能與連接可靠度。(圖片來源:CUI Devices)

乙太網路供電 (PoE)

除了數據訊號中繼外,RJ45 連接器還可透過乙太網路纜線中未使用的雙絞線對,提供電力給連接的裝置。此乙太網路供電 (PoE) 技術由 IEEE 標準 802.3af 定義,後續更新版本更持續提高供電能力。

命名法 標準 最大功率
PoE IEEE 802.3af 最高 15.4 W
PoE+ IEEE 802.3at (Type 2) 最高 30 W
PoE++ IEEE 802.3bt (Type 3) 最高 60 W
PoE++ IEEE 802.3bt (Type 4) 最高 100 W

由於無需單獨的電纜、插座或安裝費用,PoE 可節省了成本,因此 PoE 的使用迅速增長。 它還提供了靈活性,因為設備不需要位於電源插座附近。 PoE 的設計也相當安全、可靠且可擴充。

RJ45 引腳配置標準

T568A 和 T568B 是兩個 RJ45 引腳配置標準,可指定連接器內 8 條電線的分配。這些顏色編碼的電線必須正確插入其指定的引腳配置位置,以便乙太網路網路正常運作。T568A 針對舊接線提供向下相容性,T568B 則提供更優異的訊號隔離和雜訊保護。RJ45 直通連接器可讓電線透過連接器饋入,並在壓接過程中進行修剪,即可更輕易對準。

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圖 3:T568A 和 T568B 引腳配置 (圖片來源:CUI Devices)

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圖 4:RJ45 連接器的 T568B 接線 (圖片來源:CUI Devices)

決定適合的標準時,需取決於個別設計需求,以及是使用直通纜線或交叉纜線。直通 (跳線) 纜線在兩端都採用相同的接線標準,但交叉纜線則在一端採用 T568A,另一端採用 T568B,藉此連接相同類型的裝置。

更多產品資料:

壓接器、壓接模具、壓接機
各類工具套件
模組化選擇
暸解並指定模組化連接器
The Ultimate Guide to RJ45 Connectors