Capire e specificare i connettori modulari

I connettori modulari, comunemente detti connettori RJ, sono onnipresenti nelle applicazioni di telecomunicazione e datacom sin dal loro esordio negli anni '60, con AT&T. La Federal Communications Commission (FCC) ha lavorato per standardizzare ulteriormente questa soluzione di interconnessione negli anni '70, dando vita al sistema di registrazione conosciuto oggi come RJ (Registered Jack). Il sistema RJ standardizza gli schemi di cablaggio, le specifiche dei segnali e la costruzione fisica del connettore stesso. La convenzione di denominazione, "RJ" seguita da due numeri, è quella che gli utenti vedono ancor oggi per indicare le differenze nell'incapsulamento del connettore e il suo uso previsto.

Costruzione di base

Utilizzando un alloggiamento stampato per racchiudere contatti di metallici separati da canali isolanti, i connettori modulari o RJ sono stati sviluppati per creare un sistema di connessione più "modulare" e conveniente per gli impianti telefonici ad uso consumer e commerciale. I contatti nella spina si accoppiano a simili contatti metallici stampati nella presa, guidati in posizione dai canali isolanti, mentre l'alloggiamento in plastica della spina blocca il cavo in posizione per fornire lo scarico della trazione. Un ulteriore scarico della trazione è dato da caratteristiche stampate sia nella spina che nella presa: la spina ha una molla stampata che si aggancia a una tacca nella presa, con la finalità di trattenerla. La spina viene rilasciata dalla presa premendo questa molla.

Figura 1: Una spina modulare con un alloggiamento in plastica blocca un cavo in posizione e si accoppia con una presa RJ. (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

I connettori modulari possono avere due, quattro, sei, otto o dieci posizioni di contatto, anche se queste non sono sempre popolate. Ad esempio, i connettori telefonici RJ11 hanno di solito quattro o sei connessioni, mentre i connettori Ethernet (RJ45) ne hanno otto. Lo schema di denominazione standard definisce il cablaggio del connettore, così ad esempio un connettore 6P2C ha sei posizioni e due contatti, mentre il connettore 4P4C usato sui cavi dei ricevitori telefonici ha quattro posizioni e quattro contatti. Anche se la maggior parte dei contatti è usata per i segnali, i contatti del connettore RJ possono essere usati per fornire alimentazione c.a. o c.c. a bassa tensione.

I connettori modulari hanno diversi vantaggi. Per i produttori, questi includono:

• Basso costo
• Alta disponibilità
• Assemblaggio senza saldature
• Facilità di personalizzazione
• Prese montabili in superficie
• Varianti rinforzate per applicazioni industriali

I connettori modulari funzionano bene anche per l'installazione sul campo e la manutenzione grazie ai seguenti vantaggi:

• Semplice aggiornamento o sostituzione delle vecchie connessioni
• Facile assemblaggio sul campo con semplici utensili
• Capacità di personalizzare i cavi assemblati in loco
• Molteplici opzioni di connettori e cablaggi
• Formazione semplice del personale di assistenza sul campo

In entrambi i contesti, la semplice azione di inserimento/disinserimento dei connettori facilita molto agli utenti il compito di risolvere i problemi, riducendo le chiamate all'assistenza.

Tipi comuni

Esiste un'ampia varietà di connettori modulari specifici per le applicazioni. I tipi più comuni e le loro specifiche sono inclusi qui:

• RJ10 - un semplice connettore rettangolare 4P4C per ricevitori telefonici
• RJ11 - un connettore quadrato 6P2C o 6P4C per collegare i modem alle linee telefoniche
• RJ12 - stesso formato del modello RJ11, ma 6P6C
• DEC MMP/MMJ - versioni più piccole del connettore RJ11/12, utilizzate nelle apparecchiature di Digital Equipment Corporation
• RJ13 - 6P4C, come RJ12, ma con un circuito dietro la linea
• RJ14 - 6P4C con due linee per collegare due telefoni o modem
• RJ21 - connettore modulare con fino a 50 contatti, usato per collegare fino a 25 circuiti in un grande impianto telefonico
• RJ22 - simile nella forma a RJ11, ma 4P4C, tipicamente usato per collegare i microtelefoni
• RJ25 - 6P6C, come RJ11, ma può collegare tre dispositivi
• RJ45 - 8P8C o 8P10C, usato per le LAN Ethernet. Leggere il blog di CUI Devices, Guida ai connettori RJ45 (in inglese) per maggiori dettagli
• RJ48 - 8P8C, come RJ45, ma per la connessione a cavi schermati per linee dati T1

Figura 2: Una campionatura dei connettori modulari più diffusi. (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Specifiche e caratteristiche principali dei connettori

I connettori modulari possono essere specificati con caratteristiche aggiuntive come:

• Schermatura, per proteggere i cavi più lunghi dalle interferenze elettromagnetiche (EMI) o in radiofrequenza (RFI). I connettori RJ45 e RJ48 schermati, che continuano il collegamento a massa della treccia di schermatura del cavo nel pannello su cui sono montati, sono molto diffusi.
• Polarizzazione, i connettori RJ45 certificati usano una linguetta sul connettore per impedire che i connettori siano inseriti in una presa nella direzione sbagliata. Questa caratteristica non è normalmente presente su un connettore standard 8P8C. La codifica a colori può essere usata per indicare i cavi ammessi per l'uso in particolari punti di connessione della rete.
• Opzioni di montaggio, come il montaggio a pannello, su scheda, a foro passante e il montaggio superficiale su PCB sono esempi tipici. I connettori modulari sono offerti con orientamento verticale o orizzontale.
• Funzioni di visualizzazione e indicatori, come i LED di stato colorati.
• Varianti ad alta affidabilità, che possono includere schermature EMI/RFI, codifica speciale, manicotti protettivi e componenti robusti che offrono più cicli di inserimento/rimozione.
• Componenti magnetici integrati, per migliorare la schermatura EMI e l'affidabilità delle connessioni nelle reti xBASE-T. Si tratta di componenti in filo avvolto nel connettore, che proteggono dai transitori e forniscono isolamento, bilanciamento del segnale e adattamento dell'impedenza.

Figura 3: Connettori modulari con componenti magnetici integrati per la schermatura EMI e l'affidabilità della connessione. (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Parametri aggiuntivi

La scelta del connettore modulare giusto per un'applicazione comporta anche la considerazione dei seguenti parametri:

• Piedinatura - l'assegnazione di ogni contatto all'interno del connettore
• Corrente nominale - la corrente massima che un dispositivo può tollerare
• Tensione nominale - la massima tensione di servizio che un dispositivo può tollerare
• Dimensione del contatto - definisce il diametro massimo del filo che un connettore può ospitare
• Numero di contatti - questo è sempre un numero pari

Conclusione

Anche se i connettori modulari sono stati standardizzati più di quarant'anni fa, continuano a rimanere una scelta popolare grazie alla loro ampia adozione, disponibilità e facilità d'uso. Mentre sono più comunemente usati negli impianti telefonici, nelle reti di dati e nelle connessioni seriali a bassa velocità, lo sviluppo di Power over Ethernet (PoE) e la loro flessibilità generale hanno ulteriormente ampliato la loro diffusione. Applicazioni come i controlli industriali, il controllo del movimento, l'illuminazione intelligente, le schede di sviluppo e altre sono solo esempi di progetti che oggi incorporano i connettori modulari.

I connettori modulari serie RJ possono essere diventati onnipresenti, ma non sono tutti uguali. Consultarsi con i fornitori per considerare le implicazioni dei fattori descritti sopra può aiutare gli ingegneri a specificare le spine e prese RJ giuste per le loro applicazioni. La linea di connettori modulari di CUI Devices offre tipi di prese RJ10, RJ11, RJ12, RJ13 e RJ45 con una gamma di opzioni per posizione, contatto e montaggio.