Qu'est-ce qu'un port RJ45 sur un PCB ?

Depuis l'introduction de l'Ethernet, le port RJ-45 (ou prise RJ-45) est devenu la norme pour connecter les LAN filaires dans les environnements commerciaux. Lorsqu'ils sont utilisés sur des PCBs et dans des versions montées sur panneau, ces connecteurs se présentent sous deux formats courants : magjack et non-magjack, et il existe des options de connecteurs spécialisés offrant des indices de protection contre les infiltrations supérieurs. Bien qu'une utilisation courante soit dans l'équipement de réseau domestique, aujourd'hui, il est courant de voir un connecteur Ethernet à côté d'un connecteur à fibre dans les dispositifs embarqués, les ordinateurs montés en rack et les ordinateurs à carte unique.

Types de ports RJ-45

Tous les ports RJ-45 ne sont pas créés égaux. Selon les besoins de votre projet, vous pourriez rencontrer divers types, chacun avec des caractéristiques adaptées à un environnement ou une application particulière. Ci-dessous, nous examinerons certains des types les plus courants.

1. Port RJ-45 simple

Le connecteur femelle RJ-45 (également connu sous le nom de prise RJ-45) est conçu pour recevoir une fiche mâle RJ-45 sur un câble Ethernet. Ces connecteurs sont utilisés lorsque un appareil nécessite uniquement un port Ethernet unique ou un petit nombre de ports Ethernet. Ces dispositifs peuvent être non blindés et auront un boîtier en plastique, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas fournir de connexion à un câble Ethernet blindé. Des connecteurs blindés sont également disponibles, pouvant se connecter à un câble blindé ou au châssis à l'intérieur d'un appareil.

2. Prises RJ-45 Multi-Ports

De nombreux dispositifs de réseau auront des groupes de ports regroupés ensemble dans un seul composant. Ces prises multi-ports sont le plus souvent des magjacks qui se montent sur un PCB en tant que composants traversants et contiennent des LED indicateurs pour chaque port. Les prises multi-ports peuvent généralement supporter des débits de données Gbps (1000Base-T).

Terminaison de Port RJ-45

Ceux qui sont familiers avec la conception Ethernet ou avec les normes Ethernet sauront que les voies de réception (Rx) et de transmission (Tx) Ethernet doivent être terminées quelque part sur le PCB avant qu'une connexion soit faite au port RJ-45. La terminaison est effectuée avec un ensemble de bobines magnétiques et d'inducteurs couplés, ainsi qu'un réseau de résistances sur le côté de sortie du circuit de terminaison. Cela s'appelle la "terminaison Bob Smith" et elle fournit une isolation galvanique, une suppression du bruit en mode commun et une adaptation d'impédance au port RJ-45 et au câble.

Le circuit de terminaison magnétique pourrait être construit à partir de composants discrets, en particulier grâce à l'utilisation d'un transformateur Ethernet et d'une bobine d'arrêt en mode commun Ethernet. Cependant, de nombreux ports RJ-45 incluent aujourd'hui le circuit de terminaison magnétique intégré dans le connecteur, connu sous le nom de connecteur magjack. Pour localiser ces connecteurs, assurez-vous de rechercher RJ-45 magjack sur Octopart.

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Notez que les interfaces Ethernet gigabit utiliseront 4 paires de signaux et rempliront tous les broches du port RJ-45. Cela résultera dans le schéma ci-dessus ayant 4 circuits de terminaison magnétiques au lieu de 2.

Étant donné que le circuit de terminaison impose une isolation galvanique, le schéma de mise à la terre est généralement conçu avec une mise à la terre du châssis et une mise à la terre du système. Ne pas respecter cela peut entraîner un échec EMC, soit en raison d'un échec du test ESD, soit en raison d'émissions rayonnées. Pour en savoir plus sur la terminaison magnétique et la stratégie de mise à la terre requise dans chaque cas, lisez cet article sur Altium Resources.

Ports RJ-45 sur le PCB

Lors du câblage d'un port RJ-45 à l'extrémité d'un câble Ethernet, il existe deux schémas standards à suivre : T568A et T568B. Chacun est utilisé à des fins différentes, mais la principale différence réside dans la façon dont les fils sont appariés. Les ports RJ-45 sur le PCB auront un schéma de brochage totalement indépendant de l'utilisation d'un schéma T568A ou T568B. Par exemple, si vous regardez dans une fiche technique de magjack RJ-45, vous verrez un diagramme qui montre la liaison de numérotation des broches du câble à la numérotation des broches du PCB à travers le circuit de terminaison magnétique.

De plus, sur les ports RJ-45 blindés, il pourrait y avoir 4 broches supplémentaires pour alimenter les deux LED sur les côtés du corps du connecteur. Ces LED devraient recevoir de l'énergie du côté GND système du circuit de terminaison. Un exemple pour le JX0026D21NL de Pulse est présenté ci-dessous.

Où vous trouverez des ports RJ-45

Dans les maisons comme dans les environnements industriels, les ports RJ-45 sont essentiels pour maintenir une communication stable entre les appareils. Explorons certaines de leurs utilisations les plus courantes.

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1. Informatique embarquée

De nombreux dispositifs embarqués délaissent le réseau sans fil au profit du réseau filaire sur cuivre ou fibre. Les dispositifs embarqués à haute capacité de calcul qui font partie d'un réseau plus large peuvent comporter un port RJ-45 pour les connexions en cuivre et un réceptacle de transceiver SFP pour les connexions en fibre.

2. Centres de données

Les centres de données dépendent fortement des connexions filaires et optiques pour maintenir une transmission de données à haute vitesse à travers les serveurs et les systèmes de stockage. Les ports RJ-45 et les câblages Ethernet sont utilisés pour les liaisons de courte distance et de bande passante inférieure, tandis que les liaisons de plus grande vitesse et de plus longue distance utiliseront la fibre optique ou les interconnexions en cuivre actif (par exemple, via un câblage twinax) pour les interconnexions entre les clusters de serveurs nécessitant beaucoup plus de traitement et de calcul.

3. Applications industrielles

Dans la fabrication, l'énergie, l'automatisation et d'autres paramètres industriels, les ports RJ-45 blindés sont utilisés pour la transmission de données entre la production et les actifs informatiques. Ces connecteurs peuvent être des versions robustes de connecteurs à montage sur panneau avec des indices IP élevés pour garantir qu'ils peuvent résister à l'ingression et aux dommages mécaniques.

4. Réseautage domestique

Les ports RJ-45 sont tout aussi importants dans le réseau domestique. Les ordinateurs, routeurs et modems utilisent généralement des ports RJ-45 non blindés comme solution peu coûteuse pour connecter les appareils. Étant donné que ces systèmes sont généralement fabriqués en plastique et ne disposent pas d'une connexion à la terre ou d'un GND de châssis, ils n'ont pas besoin d'utiliser un port RJ-45 blindé.

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FAQ sur les Ports RJ-45

Ci-dessous, nous avons répondu à quelques questions supplémentaires concernant les ports RJ-45. Explorez d'autres FAQ, puis comparez les ports RJ-45 sur Octopart.com pour déterminer ceux qui répondront le mieux à vos besoins. 

Un port RJ-45 peut-il être utilisé pour le PoE (Power over Ethernet) ?

Les ports RJ-45 standard utilisés sur les câbles Ethernet peuvent être utilisés pour le PoE, mais un port RJ45 compatible PoE doit être utilisé sur le PCB. Le Power over Ethernet permet de transmettre des données et de l'énergie électrique sur un seul câble Ethernet, ce qui élimine le besoin de sources d'alimentation séparées pour les dispositifs réseau comme les caméras IP, les téléphones VoIP et les points d'accès sans fil. De nombreux ports RJ-45 modernes, en particulier ceux utilisés dans les câblages Cat6 ou supérieurs, sont compatibles avec le PoE, mais seulement si le réceptacle sur le PCB est conçu pour fonctionner avec le PoE.

Quelle est la différence entre un port RJ-45 blindé et non blindé ?

Un port RJ-45 blindé est assemblé avec un boîtier métallique qui protège contre les interférences électromagnétiques (EMI). L'utilisation de connecteurs à boîtier métallique est standard dans les systèmes ayant un châssis métallique, car le blindage métallique peut être connecté à la masse du châssis GND. Cela permet d'utiliser un câble Ethernet blindé, bien qu'il faille noter que le blindage doit être connecté à la masse du châssis et/ou du système GND à chaque extrémité du lien pour fournir une protection contre les EMI sans également causer un nouveau problème d'émissions conduites ou rayonnées.

Puis-je utiliser un port RJ-45 pour des applications non Ethernet ?

Bien que les ports RJ-45 soient principalement utilisés pour le réseau Ethernet, ils peuvent également être utilisés dans des applications non Ethernet telles que la communication série, les télécommunications ou des configurations de câbles personnalisées. Cependant, selon l'application, ces cas d'utilisation peuvent nécessiter différents arrangements de câblage ou des adaptateurs. Par exemple, les commutateurs et routeurs montés en rack peuvent inclure un port série (RS232) via un port RJ45 non terminé (non-magjack). Soyez prudent avec cette utilisation car la sortie sur ces câbles est typiquement non filtrée, et tout bruit en mode commun sur le câble pourrait entraîner un échec lors des tests CEM.