Что такое порт RJ45 на печатной плате?

С момента введения Ethernet порт RJ-45 (или разъем RJ-45) стал стандартом для подключения проводных локальных сетей в коммерческих условиях. При использовании на печатных платах и в версиях для монтажа на панели эти соединители встречаются в двух общих форматах: magjack и non-magjack, а также существуют специализированные варианты соединителей, которые обеспечивают повышенные показатели защиты от проникновения. Хотя обычное использование находится в оборудовании для домашних сетей, сегодня обычно можно увидеть Ethernet-соединитель рядом с соединителем для оптоволокна во встроенных устройствах, компьютерах для установки в стойку и одноплатных компьютерах.

Типы портов RJ-45

Не все порты RJ-45 созданы одинаковыми. В зависимости от потребностей вашего проекта, вы можете столкнуться с различными типами, каждый из которых имеет особенности, подходящие для определенной среды или приложения. Ниже мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных типов.

1. Одиночный порт RJ-45

Женский разъем RJ-45 (также известный как гнездо RJ-45) предназначен для подключения мужского штекера RJ-45 к кабелю Ethernet. Эти разъемы используются, когда устройству необходим только один порт Ethernet или небольшое количество таких портов. Эти устройства могут быть неэкранированными и иметь пластиковый корпус, что означает, что они не могут обеспечить подключение к экранированному кабелю Ethernet. Также доступны экранированные разъемы, которые могут подключаться к экранированному кабелю или к шасси внутри устройства.

2. Многопортовые гнезда RJ-45

Многие сетевые устройства имеют группы портов, объединенные в один компонент. Эти многопортовые гнезда чаще всего являются магнитными гнездами, которые монтируются на печатную плату как компоненты с монтажом сквозь отверстие и содержат индикаторные светодиоды для каждого порта. Многопортовые гнезда, как правило, поддерживают скорость передачи данных в гигабитах (1000Base-T).

Терминирование порта RJ-45

Те, кто знаком с проектированием Ethernet или со стандартами Ethernet, знают, что линии приема и передачи Ethernet должны быть завершены где-то на печатной плате перед подключением к порту RJ-45. Завершение выполняется с помощью набора магнитных дросселей и связанных индукторов, а также сети резисторов на выходной стороне цепи завершения. Это называется "завершение Боба Смита" и обеспечивает гальваническую развязку, подавление общемодовых помех и согласование импеданса с портом и кабелем RJ-45.

Цепь магнитного завершения может быть построена из дискретных компонентов, в частности, с использованием трансформатора Ethernet и дросселя общего режима Ethernet. Однако многие порты RJ-45 сегодня включают в себя цепь магнитного завершения, встроенную в разъем, известную как разъем magjack. Чтобы найти эти разъемы, обязательно ищите RJ-45 magjack на Octopart.

Обратите внимание, что интерфейсы гигабитного Ethernet будут использовать 4 пары сигналов и заполнят все контакты порта RJ-45. Это приведет к тому, что на схеме выше будет 4 цепи магнитного завершения вместо 2.

Поскольку схема завершения обеспечивает гальваническую изоляцию, схема заземления обычно разрабатывается с учетом заземления шасси и системного заземления. Неправильное выполнение этого может привести к сбою EMC, либо из-за неудачи при испытании на ЭСР, либо из-за излучаемых помех. Чтобы узнать больше о завершении магнитной цепи и необходимой стратегии заземления в каждом случае, прочитайте эту статью в ресурсах Altium.

Порты RJ-45 на печатной плате

При подключении порта RJ-45 на конце кабеля Ethernet существуют две стандартные схемы: T568A и T568B. Каждая из них используется для разных целей, но основное отличие заключается в способе соединения проводов. Порты RJ-45 на печатной плате будут иметь распиновку, полностью независимую от использования схемы T568A или T568B. Например, если вы посмотрите в техническое описание магнитного разъема RJ-45, вы увидите схему, показывающую связь нумерации контактов кабеля с нумерацией контактов на печатной плате через схему завершения магнитной цепи.

Кроме того, на экранированных портах RJ-45 может быть еще 4 контакта для питания двух светодиодов по бокам корпуса разъема. Эти светодиоды должны получать питание с системной стороны GND схемы завершения. Пример для JX0026D21NL от Pulse показан ниже.

Где вы найдете порты RJ-45

От домашних условий до промышленных сред, порты RJ-45 необходимы для поддержания стабильной связи между устройствами. Давайте рассмотрим некоторые из их наиболее распространенных применений.

1. Встраиваемые вычисления

Многие встраиваемые устройства отказываются от использования беспроводной сети в пользу проводной сети по меди или оптоволокну. Высокопроизводительные встраиваемые устройства, которые являются частью большой сети, могут иметь порт RJ-45 для медных соединений и приемник SFP-трансивера для оптоволоконных соединений.

2. Дата-центры

Дата-центры в значительной степени зависят от проводных и оптических соединений для поддержания высокоскоростной передачи данных между серверами и системами хранения. Порты RJ-45 и Ethernet-кабели используются для соединений на короткие расстояния с низкой пропускной способностью, в то время как для соединений на большие расстояния и с высокой скоростью будут использоваться оптоволокно или активные медные соединения (например, через кабели twinax) для взаимосвязи между кластерами серверов, требующими значительно большей обработки и вычислительной мощности.

3. Промышленные приложения

В производстве, энергетике, автоматизации и других промышленных сферах используются экранированные порты RJ-45 для передачи данных между производственными и вычислительными активами. Эти соединители могут быть усиленными версиями панельных разъемов с высокими показателями IP для обеспечения защиты от проникновения и механических повреждений.

4. Домашние сети

RJ-45 порты также очень важны в домашних сетях. Компьютеры, роутеры и модемы обычно используют незащищенные порты RJ-45 как недорогое решение для подключения устройств. Поскольку эти системы обычно изготавливаются из пластика и не имеют заземления или соединения с шасси GND, им не нужно использовать защищенный порт RJ-45.

Сравните и найдите порты RJ-45 для вашей печатной платы

Разъемы, кабели, панельные розетки и многое другое... Octopart упрощает ваш поиск с помощью платформы, которая позволяет вам исследовать обширный ассортимент портов RJ-45, кабелей и проводов, а также других компонентов от авторизованных дистрибьюторов. Легко сравнивайте варианты, проверяйте наличие в реальном времени и находите идеальные электронные компоненты для вашего проекта уже сегодня!

>>> Исследуйте все электронные разъемы

Часто задаваемые вопросы о портах RJ-45

Ниже мы ответили на некоторые дополнительные вопросы, касающиеся портов RJ-45. Изучите дополнительные часто задаваемые вопросы, затем сравните порты RJ-45 на Octopart.com, чтобы определить, какие из них лучше всего подойдут для ваших нужд. 

Можно ли использовать порт RJ-45 для PoE (Power over Ethernet)?

Стандартные порты RJ-45, используемые в Ethernet-кабелях, могут использоваться для PoE, но на печатной плате должен быть использован совместимый с PoE порт RJ45. Power over Ethernet позволяет передавать данные и электропитание по одному Ethernet-кабелю, что исключает необходимость в отдельных источниках питания для сетевых устройств, таких как IP-камеры, телефоны VoIP и точки доступа Wi-Fi. Многие современные порты RJ-45, особенно те, что используются в кабелях Cat6 или выше, совместимы с PoE, но только если гнездо на печатной плате разработано для работы с PoE.

В чем разница между экранированным и неэкранированным портом RJ-45?

Экранированный порт RJ-45 собирается с металлическим корпусом, который защищает от электромагнитных помех (EMI). Использование соединителей с металлическим корпусом является стандартом в системах с металлическим шасси, поскольку металлический экран может быть подключен к земле шасси GND. Это позволяет использовать экранированный Ethernet-кабель, хотя следует отметить, что экранирование должно быть подключено к земле шасси и/или системной GND на каждом конце связи, чтобы обеспечить защиту от EMI без создания новых проблем с проводимыми или излучаемыми помехами.

Могу ли я использовать порт RJ-45 для несетевых приложений?

Хотя порты RJ-45 в первую очередь используются для сетевого подключения Ethernet, они также могут использоваться в несетевых приложениях, таких как последовательная связь, телекоммуникации или настройка пользовательских кабельных конфигураций. Однако, в зависимости от приложения, эти случаи использования могут требовать различных схем подключения или адаптеров. Например, коммутаторы и маршрутизаторы для монтажа в стойку могут включать последовательный порт (RS232) через неоконченный (не с магнитным разъемом) порт RJ45. Будьте осторожны с этим использованием, поскольку выход на этих кабелях обычно не фильтруется, и любой общий режим помех на кабеле может привести к неудаче при испытаниях на электромагнитную совместимость.