Cos'è una porta RJ45 su una PCB?

Alexsander Tamari
|  Creato: novembre 19, 2024
Cos'è una porta RJ45 su una PCB?

Fin dalla sua introduzione, la porta RJ-45 (o presa RJ-45) è diventata lo standard per collegare le LAN cablate in ambienti commerciali. Quando utilizzati su PCB e in versioni da pannello, questi connettori si presentano in due formati comuni: magjack e non-magjack, e ci sono alcune opzioni di connettori specializzati che offrono valutazioni superiori di protezione dall'ingresso. Sebbene un uso comune sia nell'attrezzatura di rete domestica, oggi è comune vedere un connettore Ethernet accanto a un connettore in fibra in dispositivi embedded, computer montati in rack e computer a scheda singola.

Tipi di porte RJ-45

Non tutte le porte RJ-45 sono create uguali. A seconda delle esigenze del tuo progetto, potresti incontrare vari tipi, ognuno con caratteristiche che si adattano a un particolare ambiente o applicazione. Di seguito, daremo un'occhiata ad alcuni dei tipi più comuni.

1. Porta RJ-45 Singola

Il connettore femmina RJ-45 (noto anche come presa RJ-45) è progettato per accogliere un connettore maschio RJ-45 su un cavo Ethernet. Questi connettori vengono utilizzati quando un dispositivo necessita solo di una singola porta Ethernet o di un piccolo numero di porte Ethernet. Questi dispositivi possono essere non schermati e avranno un involucro in plastica, il che significa che non possono fornire una connessione a un cavo Ethernet schermato. Sono disponibili anche connettori schermati, che possono connettersi a un cavo schermato o al telaio all'interno di un dispositivo.

Unshielded RJ-45 ports
Porte RJ-45 non schermate
Shielded RJ-45 ports
Porte RJ-45 schermate

2. Prese RJ-45 Multi-Porta

Molti dispositivi di rete avranno gruppi di porte raggruppate insieme in un unico componente. Queste prese multi-porta sono più spesso magjack che si montano su un PCB come componenti through-hole e contengono LED indicatori per ogni porta. Le prese multi-porta possono generalmente supportare tassi di dati Gbps (1000Base-T).

Cat6a Connectors
Connettori Cat6a

Terminazione della Porta RJ-45

Coloro che sono familiari con il design Ethernet o con gli standard Ethernet sapranno che le linee Rx e Tx dell'Ethernet devono essere terminate da qualche parte sul PCB prima di effettuare una connessione alla porta RJ-45. La terminazione è eseguita con un insieme di strozzatori magnetici e induttori accoppiati, così come una rete di resistori sul lato di uscita del circuito di terminazione. Questo è chiamato "terminazione di Bob Smith" e fornisce isolamento galvanico, soppressione del rumore in modo comune e adattamento dell'impedenza alla porta RJ-45 e al cavo.

Il circuito di terminazione magnetica potrebbe essere costruito da componenti discreti, in particolare attraverso l'uso di un trasformatore Ethernet e un strozzatore di modo comune Ethernet. Tuttavia, molte porte RJ-45 oggi includono il circuito di terminazione magnetica integrato nel connettore, noto come connettore magjack. Per localizzare questi connettori, assicurati di cercare RJ-45 magjack su Octopart.

 RJ-45 Port Termination

Si noti che le interfacce Ethernet gigabit utilizzeranno 4 coppie di segnali e occuperanno tutti i pin della porta RJ-45. Ciò comporterà che il diagramma sopra avrà 4 circuiti di terminazione magnetica invece di 2.

Poiché il circuito di terminazione impone l'isolamento galvanico, lo schema di messa a terra è tipicamente progettato con una messa a terra del telaio e una messa a terra del sistema. Sbagliare in questo può creare un fallimento EMC, sia a causa di un fallimento nei test ESD che per emissioni irradiate. Per saperne di più sulla terminazione magnetica e la strategia di messa a terra richiesta in ogni caso, leggi questo articolo su Altium Resources.

Porte RJ-45 sul PCB

Quando si cabla una porta RJ-45 all'estremità di un cavo Ethernet, ci sono due schemi standard da seguire: T568A e T568B. Ognuno è utilizzato per scopi diversi, ma la principale differenza risiede nel modo in cui i fili sono accoppiati. Le porte RJ-45 sul PCB avranno un pinout completamente indipendente dall'uso di uno schema T568A o T568B. Ad esempio, se si guarda in un datasheet di un magjack RJ-45, si vedrà un diagramma che mostra il collegamento della numerazione dei pin del cavo con la numerazione dei pin del PCB attraverso il circuito di terminazione magnetica.

Inoltre, sulle porte RJ-45 schermate, potrebbero esserci altri 4 pin per alimentare i due LED ai lati del corpo del connettore. Questi LED dovrebbero ricevere alimentazione dal lato GND del sistema del circuito di terminazione. Un esempio per il JX0026D21NL di Pulse è mostrato di seguito.

LED Configuration JX0026D21NL

Dove Troverai le Porte RJ-45

Dalle case agli ambienti industriali, le porte RJ-45 sono essenziali per mantenere una comunicazione stabile tra i dispositivi. Esploriamo alcuni dei loro utilizzi più comuni.

1. Computing Integrato

Molti dispositivi integrati rinunciano all'uso della rete wireless a favore della rete cablata su rame o fibra. Dispositivi integrati ad alta capacità di calcolo che fanno parte di una rete più ampia possono presentare RJ-45 per connessioni in rame e un alloggiamento per trasmettitore ricevitore SFP per connessioni in fibra.

2. Data Center

I data center si affidano pesantemente a connessioni cablate e ottiche per mantenere una trasmissione dati ad alta velocità tra server e sistemi di archiviazione. Le porte RJ-45 e i cavi Ethernet sono utilizzati per collegamenti a distanza più breve e a larghezza di banda inferiore, mentre collegamenti a maggiore velocità e a distanza più lunga utilizzeranno fibra ottica o interconnessioni in rame attivo (ad esempio, tramite cavi twinax) per interconnessioni tra cluster di server che richiedono molta più elaborazione e calcolo.

3. Applicazioni Industriali

In ambito di produzione, energia, automazione e altre impostazioni industriali, le porte RJ-45 schermate sono utilizzate per la trasmissione dati tra produzione e risorse di calcolo. Questi connettori possono essere versioni robuste di connettori da pannello con alte valutazioni IP per garantire che possano resistere a ingressi e danni meccanici.

4. Rete Domestica

Le porte RJ-45 sono altrettanto importanti nella rete domestica. Computer, router e modem utilizzano tipicamente porte RJ-45 non schermate come soluzione a basso costo per collegare dispositivi. Poiché questi sistemi sono tipicamente costruiti in plastica e non dispongono di una connessione a terra o di un GND del telaio, non necessitano di utilizzare una porta RJ-45 schermata.

RJ-45 Electronic Connectors

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FAQ sulle Porte RJ-45

Di seguito, abbiamo risposto ad alcune domande aggiuntive riguardanti le porte RJ-45. Esplora ulteriori FAQ, poi confronta le porte RJ-45 su Octopart.com per determinare quale si adatti meglio alle tue esigenze. 

Una porta RJ-45 può essere utilizzata per PoE (Power over Ethernet)?

Le porte RJ-45 standard utilizzate sui cavi Ethernet possono essere utilizzate per PoE, ma una porta RJ45 compatibile con PoE deve essere utilizzata sul PCB. Power over Ethernet consente la trasmissione di dati e alimentazione elettrica su un singolo cavo Ethernet, eliminando la necessità di fonti di alimentazione separate per dispositivi di rete come telecamere IP, telefoni VoIP e punti di accesso wireless. Molte porte RJ-45 moderne, specialmente quelle utilizzate in cavi Cat6 o superiori, sono compatibili con PoE, ma solo se il connettore sul PCB è progettato per funzionare con PoE.

Qual è la differenza tra una porta RJ-45 schermata e non schermata?

Una porta RJ-45 schermata è assemblata con un involucro metallico che protegge contro l'interferenza elettromagnetica (EMI). L'uso di connettori con involucro metallico è standard nei sistemi che hanno un telaio metallico, poiché la schermatura metallica può essere collegata al GND del telaio. Ciò consente di utilizzare un cavo Ethernet schermato, sebbene si debba notare che la schermatura deve essere collegata al GND del telaio e/o del sistema ad entrambe le estremità del collegamento per fornire una protezione contro l'EMI senza causare anche un nuovo problema di emissioni condotte o irradiate.

Posso utilizzare una porta RJ-45 per applicazioni non Ethernet?

Sebbene le porte RJ-45 siano principalmente utilizzate per il networking Ethernet, possono anche essere impiegate in applicazioni non Ethernet come la comunicazione seriale, le telecomunicazioni o configurazioni di cavi personalizzate. Tuttavia, a seconda dell'applicazione, questi casi d'uso possono richiedere differenti disposizioni dei cavi o adattatori. Ad esempio, gli switch di rete e i router montati su rack possono includere una porta seriale (RS232) su una porta RJ45 non terminata (non-magjack). Fate attenzione a questo utilizzo perché l'uscita su questi cavi è tipicamente non filtrata, e qualsiasi rumore in modo comune sul cavo potrebbe risultare in un fallimento del test EMC.

Sull'Autore

Sull'Autore

Alexsander è entrato a far parte di Altium come Ingegnere tecnico di marketing, portando anni di esperienza al team. La sua passione per la progettazione elettronica, unita alla sua esperienza pratica, fornisce una prospettiva unica ad Altium. Alexsander si è laureato presso la UCSD, una delle 20 migliori università del mondo, dove ha conseguito una laurea in Ingegneria elettrica.v

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