▶Tại sao lại có hướng dẫn này?
Bài viết này là một tài liệu tham khảo kỹ thuật đầu tiên, nhận thức mua sắm kỹ thuật cho các đầu nối RJ45. Nó trả lời: đầu nối RJ45 thực sự là gì, tại sao 8P8C quan trọng, khi nào nên sử dụng được bảo vệ so với không được bảo vệ,những gì từ tính tích hợp (magjacks) làm, kỳ vọng điện Cat6A / 10G, cân nhắc PoE nhiệt và dòng, lựa chọn lắp ráp và lắp ráp (SMT so với TH), bản đồ ứng dụng (máy chuyển mạch, NIC,công nghiệp, máy ảnh), và làm thế nào để lựa chọn các nhà cung cấp OEM đáng tin cậy với danh sách kiểm tra thực tế cho thiết kế và mua sắm.
▶ Bảng nội dung
Một đầu nối RJ45 là gì? (8P8C so với RJ45)
Làm thế nào các đầu nối RJ45 hoạt động pin, tín hiệu và hiệu suất điện
Các loại cơ khí: SMT so với lỗ xuyên, tab-up / tab-down, xếp chồng nhiều cổng
Các đầu nối RJ45 được bảo vệ so với không được bảo vệ
Magnetic tích hợp (magjacks)
Danh mục và bản đồ tiêu chuẩn: Cat5e → Cat6A → 10G (mục tiêu điện và số liệu thông thường trên trang dữ liệu)
PoE & cân nhắc nhiệt cho các đầu nối RJ45
Lựa chọn cụ thể cho ứng dụng (đổi mạch, NIC, công nghiệp, camera IP, IoT, trung tâm dữ liệu)
Thiết kế để sản xuất & kiểm tra lắp ráp (dấu chân PCB, hàn, vòng đời)
Danh sách kiểm tra lựa chọn nhà cung cấp & OEM ️ những gì cần xác minh trước khi đủ điều kiện một nhà cung cấp
Ví dụ về LINK-PP: mô hình đại diện và cách đọc trang dữ liệu của họ
Kết luận Ma trận lựa chọn nhanh và CTAPhụ lục: Bảng tham chiếu nhanh (pinout, thuật ngữ, thông số kỹ thuật điển hình)
1️??Một đầu nối RJ45 là gì? (8P8C so với RJ45)
Câu trả lời ngắn:Thuật ngữ RJ45 thường được sử dụng trong mạng để chỉ gia đình kết nối mô-đun 8 vị trí, 8 tiếp xúc (8P8C).RJ45 đề cập đến một tiêu chuẩn dây cáp jack được đăng ký với một lồng khóa đặc biệt; các kỹ sư nên sử dụng 8P8C khi chỉ đề cập đến yếu tố hình thức đầu nối và RJ45 khi đề cập đến việc sử dụng mạng phổ biến.
Ứng viên đoạn trích nổi bật (định nghĩa):Một đầu nối RJ45 thường đề cập đến một đầu nối mô-đun 8 vị trí, 8 tiếp xúc (8P8C) được sử dụng cho cáp Ethernet (Cat5e, Cat6, Cat6A).Nó cung cấp một giao diện cơ học tiêu chuẩn hóa cho phép các tín hiệu cặp xoắn được truyền giữa các thiết bị.
Hình ảnh:đồ họa ghi chú hiển thị 8 chân và mã màu T568A / T568B (ví dụ: cắm cáp & jack pin).
2️️Làm thế nào các đầu nối RJ45 hoạt động ️ pin, lập bản đồ tín hiệu và hiệu suất điện
H3 ️ Các ổ cắm và dây điện (T568A / T568B):Các đầu nối RJ45 / 8P8C có tám đầu nối. Ethernet trên cặp xoắn sử dụng cặp (1?? 2, 3?? 6, v.v.) với mã màu tiêu chuẩn (T568A và T568B).tất cả bốn cặp được sử dụng đối xứngBản đồ chân phải phù hợp với cả hai đầu hoặc sử dụng logic chéo phù hợp; trong thực tế, T568B là tiêu chuẩn thống trị ở nhiều khu vực.arrow.com
H3 ️ Các chỉ số hiệu suất điện bạn sẽ thấy trên trang dữ liệu:
Kháng (Ω)️ mục tiêu 100 Ω trở kháng đặc trưng khác biệt cho Ethernet cặp xoắn.
Mất lợi nhuận (dB)- mất mát trở lại thấp hơn (biệt tiêu hơn) cho thấy khớp trở kháng tốt hơn.
Mất tích nhập / suy giảm (dB) mức độ âm thanh tín hiệu bị mất; phụ thuộc tần số.
NEXT / PS-NEXT (dB)
ACR / ACR-F (dB)- ∆ tỷ lệ suy giảm đối với crosstalk, hữu ích cho biên băng thông.
Độ bền (chu kỳ giao phối)- Thời gian sử dụng cơ khí, thường là 750~2000 chu kỳ tùy thuộc vào sản phẩm.
Tại sao những điều này quan trọng:Đối với hoạt động 10G và tuân thủ kênh Cat6A, mất trả về cấp kết nối, mất chèn và NEXT là rất quan trọng; các trang dữ liệu tham chiếu đường cong hiệu suất IEC / ISO / TIA.Xem các ví dụ về trang dữ liệu kết nối Cat6A cho các biểu đồ điển hình.tài sản.legrand.com
Hình ảnh:hình minh họa kiểu biểu đồ về lỗ trở lại / đường cong tần số NEXT (kế hoạch).
3️?? Các loại cơ khí ️ SMT so với lỗ thông qua, định hướng tab và tập hợp nhiều cổng
SMT so với Through-Hole (TH):
SMT (công nghệ gắn bề mặt):Mảng hình thấp hơn, phù hợp với lắp ráp tự động chọn và đặt và tái dòng trên PCB mật độ cao; được sử dụng rộng rãi trong NIC hiện đại và hệ thống nhỏ.
Through-Hole (TH):Cung cấp sự giữ chân cơ học mạnh hơn cho các đầu nối đối diện khung gầm và cho các chu kỳ ghép nối nặng; đôi khi được ưa thích trong điện tử công nghiệp hoặc các cổng sử dụng nặng.
Tab-up vs Tab-down, góc phải vs dọc:Các quyết định định hướng phụ thuộc vào bố trí khung và định tuyến PCB.
Độ bền và thông số kỹ thuật:Tìm lực giao phối, lực giữ lại và chu kỳ giao phối có thể sử dụng trong phần cơ học của trang dữ liệu.
Hình ảnh:hình ảnh của các jack SMT vs TH RJ45 và bộ RJ45 đa cổng xếp chồng 2 ×.
4️?? Các đầu nối RJ45 được bảo vệ so với không được bảo vệ
Sự đánh đổi chính:Các jack được che chắn (cơ thể kim loại hoặc tấm che chắn tích hợp) kết hợp với cặp xoắn được che chắn (STP / FTP / S / FTP) làm giảm EMI và cải thiện tổn thất trở lại và crosstalk trong môi trường ồn ào điện (công nghiệp, công nghiệp,sàn nhà, RF nặng, hoặc chạy cáp dài). Jack không được bảo vệ (UTP) rẻ hơn và đơn giản hơn, phù hợp với hầu hết các môi trường văn phòng / trung tâm dữ liệu.
Ghi chú về cơ sở và thực hiện:Bức chắn chỉ có hiệu quả nếu tấm chắn cáp được kết thúc đúng cách với tấm chắn kết nối và với khung gầm.Đảm bảo thiết kế kết nối bao gồm một liên lạc lá chắn đáng tin cậy và hướng dẫn lắp ráp rõ ràng gọi các bước nối đất.VCELINK
Danh sách kiểm tra (được bảo vệ bằng RJ45):
Sử dụng jack RJ45 được bảo vệ với tấm chắn kim loại và tấm chắn PCB thích hợp.
Chạy dây thoát nước từ tấm chắn đến kẹp tấm chắn kết nối, sau đó đến khung gầm.
Kiểm tra kháng tiếp xúc của điểm khiên; tìm các thông số kỹ thuật tiếp xúc trên trang dữ liệu.
Hình ảnh:cạnh nhau của RJ45 được bảo vệ với kết thúc dây thoát nước so với nút không được bảo vệ.
5️?? Magnetics tích hợp (magjacks) ️ những gì họ làm và khi nào để sử dụng chúng
Nam châm là gì?Châm tích hợp (trình biến đổi + choke mode chung + mạng kết thúc) trong một jack RJ45 cung cấp cách ly galvanic, điều kiện tín hiệu,và loại bỏ tiếng ồn chế độ chung được yêu cầu bởi các giao diện Ethernet PHYTích hợp chúng vào jack đơn giản hóa bố trí bảng và giảm số lượng bộ phận BOM.tài nguyên.l-p.com+ 1
Lợi ích của magjacks:
Tiết kiệm bất động sản PCB (nam châm di chuyển vào đầu nối).
Tuân thủ đơn giản hóa các yêu cầu về cách ly và EMI.
Giảm các bước lắp ráp và sự phức tạp của BOM.
Sự đánh đổi:
Chi phí kết nối và chiều cao / hồ sơ cao hơn một chút.
Sự khác biệt về nhiệt và độ tin cậy tùy thuộc vào chất lượng biến áp tích hợp - kiểm tra OCL, tỷ lệ quay, Hi-Pot và thông số kỹ thuật CMRR trên trang dữ liệu.
Đối với các PHY chuyên biệt (cơ interface không chuẩn), từ tính riêng biệt vẫn có thể được yêu cầu.
Khi sử dụng:Các thiết bị nhỏ có yếu tố hình thức, NIC nhúng, thiết bị tiêu dùng hoặc thiết kế mà không gian PCB và lắp ráp đơn giản là ưu tiên.từ tính riêng biệt có thể được ưa thích.
Hình ảnh:sơ đồ cắt ngang của một magjack cho thấy bộ biến đổi tích hợp và choke.
6️️Bản đồ phân loại ️ Khả năng tương thích Cat5e, Cat6, Cat6A và 10G
Tiêu chuẩn và ý nghĩa của chúng:Các xếp hạng hạng Ethernet (Cat5e, Cat6, Cat6A) xác định hiệu suất kênh và thành phần lên đến tần số và tốc độ dữ liệu cụ thể.Cat6A được chỉ định đến 500 MHz và được thiết kế để hỗ trợ các kênh 10GBase-T (với cáp và đầu nối thích hợp)Các trang dữ liệu kết nối và jack bao gồm các số liệu phụ thuộc tần số (giảm trở lại, NEXT) để chứng minh sự phù hợp.tài sản.legrand.com
Lưu ý thực tế cho các nhà thiết kế:
Nếu bạn nhắm mục tiêu 10GBase-T trên đồng, hãy chọn các đầu nối được xếp hạng Cat6A và dây cáp kết hợp mà cùng nhau đáp ứng các thông số kỹ thuật kênh.
Chú ý đến mất tích chèn kết nối và số liệu PS-NEXT ở tần số có liên quan; biên độ ở tần số cao hơn quan trọng.
Đối với môi trường hỗn hợp, xác nhận hiệu suất kênh từ đầu đến cuối bằng cách sử dụng các quy trình thử nghiệm thích hợp.
Bảng: Mục tiêu thông số kỹ thuật nhanh (các kỳ vọng điển hình ở cấp kết nối)
Phương pháp đo
Cat5e (≤100MHz)
Cat6 (≤ 250MHz)
Cat6A (≤500MHz)
Khả năng trở ngại đặc trưng
100 Ω
100 Ω
100 Ω
Lợi nhuận mất mát
OK lên đến 100MHz
thông số kỹ thuật chặt chẽ hơn
thắt nhất ở tần số 500MHz
NEXT (dB)
tần số thấp hơn
cải thiện
yêu cầu tốt nhất
(Xem trang dữ liệu kết nối cho đường cong chính xác.) tài sản.legrand.com
Hình ảnh:sơ đồ cho thấy phạm vi tần số Cat5e/Cat6/Cat6A và đường cong hiệu suất kết nối.
7️?? PoE & cân nhắc nhiệt cho các đầu nối RJ45
Điểm quan trọng:Các lớp PoE cao hơn (IEEE 802.3bt Type 3/4, tức là PoE++ lên đến 90 ‰ 100 W) làm tăng đáng kể dòng điện mỗi cặp và tạo ra nhiệt trong các đầu nối và cáp; xếp hạng dòng điện đầu nối, kháng tiếp xúc,và tăng nhiệt phải được kiểm tra trên các trang dữ liệu.tài nguyên.l-p.com+ 1
Danh sách kiểm tra kỹ thuật cho các thiết kế PoE:
Chọn các đầu nối được đánh giá cho lớp PoE dự định; xác minh các chỉ số điện hiện tại cho mỗi cặp và điều kiện thử nghiệm IEC/IEEE.
Kiểm tra trang dữ liệu về sự gia tăng nhiệt độ ở nhiệt độ hiện tại và môi trường xung quanh được chỉ định (trạng thái phổ biến: 25 °C môi trường xung quanh với delta ≤20 °C).
Kiểm tra lớp phủ tiếp xúc (nặng vàng) và kháng tiếp xúc để giảm nhiệt I2R.
Sự giải tỏa nhiệt PCB, diện tích đồng và luồng không khí nên được thiết kế để xử lý nhiệt dự kiến.
Đối với các hệ thống có PoE cao, hãy xem xét sử dụng các đầu nối có thử nghiệm và chứng nhận PoE đã được chứng minh.
Hình ảnh:sơ đồ hiển thị dòng chảy và điểm nóng nhiệt trong đầu nối RJ45 trong quá trình hoạt động PoE.
8️️Hướng dẫn ứng dụng cụ thể ️ phù hợp với các loại RJ45 để sử dụng trường hợp
Chuyển đổi & bộ định tuyến:Multiport, các magjacks được bảo vệ chồng lên với đèn LED là phổ biến.
NIC / máy chủ:Máy trục SMT thấp cho NIC nhỏ gọn; chú ý đến nhiệt từ các thành phần lân cận.
Ethernet công nghiệp:Các jack cứng, thường được bảo vệ đầy đủ và được phủ theo quy định; phạm vi nhiệt độ rộng hơn và giữ cơ khí cao hơn.Bộ kết nối TE
Camera IP và thiết bị PoE:Sử dụng các đầu nối có khả năng PoE, được đánh giá nhiệt; xem xét các tính năng khóa / giữ lại cho các thiết bị ngoài trời.
IoT & thiết bị nhúng:Các biến thể SMT không bị che chắn hoặc magjack chi phí thấp cho các bảng nhỏ.
Trung tâm dữ liệu:Các jack đa cổng có mật độ cổng cao, chú ý đến sự mất mát trở lại và mất tích chèn ở tần số cao; kế hoạch tồn kho và nguồn thứ hai rất quan trọng.
Hình ảnh:lắp đặt RJ45 trong một công tắc, NIC, mô-đun I/O công nghiệp và máy ảnh IP.
9️ Thiết kế để sản xuất và lắp ráp: Kiểm tra dấu chân PCB và độ tin cậy
Dấu ấn PCB và mô hình đất được khuyến cáo:Luôn sử dụng bố cục PCB được khuyến cáo của nhà sản xuất.Kích thước đệm sai hoặc thiếu lỗ thông qua cơ học có thể gây ra các khớp hàn kém và thất bại sớm.
Các cân nhắc hàn:Các jack SMT phải tương thích với các hồ sơ dòng chảy lại; kiểm tra nhiệt độ nóng trước và nhiệt độ đỉnh tối đa. Các bộ phận TH phải có khả năng tương thích sóng-đuất hợp nếu đuất sóng.
Chu kỳ đời và thử nghiệm:Kiểm tra:
Chu kỳ giao phối (thời gian hoạt động cơ khí)
Kháng tiếp xúc sau căng thẳng môi trường (nước, phun muối nếu có)
Hi-Pot / cô lập và mất tích chèn sau chu kỳ nhiệt
Hình ảnh:trích đoạn bản vẽ dấu chân PCB được khuyến cáo (kế hoạch bố trí pad).