暸解並指定模組化連接器

模組化連接器 (通常指 RJ 連接器) 自 1960 年代被 AT&T 採用以來，如今在電信和資料通訊應用中已隨處可見。美國聯邦通訊委員會 (FCC) 在 1970 年代將這個互連解決方案進一步標準化，造就了今日知名的水晶頭 (RJ) 標準化系統。這套 RJ 系統將連接器本身的接線圖案、訊號規格及實體構造標準化。使用者現在所看到的命名方式 (「RJ」後接兩個數字)，表示連接器封裝和預期用途的差異。

基本構造

模組化連接器 (即 RJ 連接器) 是利用模製外罩封裝以絕緣通道隔開的沖壓式金屬觸點，而開發出來的連接系統，不但更加「模組化」，同時符合成本效益，非常適合消費型和商用電話系統。插頭中的觸點能配接插孔中相似的沖壓式金屬觸點，透過絕緣通道導引到正確的位置上，同時插頭的塑料外罩將纜線鎖住定位以防拉扯。插頭和插孔中的模製特性提供進一步防拉保護：插頭內的模製彈簧可卡入插孔中的模製凹槽，以進行固定。只要壓下此彈簧就能鬆開插孔中的插頭。

圖 1：附塑料外罩的模組化插頭，可將纜線鎖定到位並與 RJ 插孔配接。(圖片來源：CUI Devices)

模組化連接器可能有兩個、四個、六個、八個或十個觸點位置，但不見得會使用所有的孔位。例如，RJ11 電話連接器通常有四個或六個連接處，乙太網路 (RJ45) 連接器則有八個。連接器的接線由標準命名法定義，所以 6P2C 連接器顧名思義有六個孔位和兩個觸點，而電話機話筒使用的 4P4C 連接器則有四個孔位和四個觸點。雖然多數的觸點用於接發訊號，但 RJ 連接器的觸點能用來供應低電壓 AC 或 DC 電源。

模組化連接器具有多種好處。對產品製造商的好處包括：

• 成本低
• 可用性高
• 組裝時無需焊接
• 客製化容易
• 採用表面黏著式插孔
• 提供更堅固的工業應用類型

模組化連接器因具備以下優點，同樣適用於現場安裝和維護工作：

• 升級或更換舊的連接點相當容易
• 只需簡單工具就能在現場輕鬆組裝
• 可在現場組裝客製化連接線
• 多種連接器和接線選項
• 可輕鬆培訓現場維修人員

在兩種情況下，連接器只需簡單的插／拔動作，讓使用者在自行解決問題時更加輕鬆，進而減少報修需求。

常見類型

應用特定型模組化連接器種類繁多。常見的類型和規格如下：

• RJ10 – 簡易的 4P4C 矩形連接器，用於電話機話筒
• RJ11 – 6P2C 或 6P4C 的方型連接器，用來連結數據機和電話線
• RJ12 – 大小與 RJ11 相同，不過是 6P6C
• DEC MMP/MMJ – RJ11/12 連接器的小型版，用於 Digital Equipment Corporation 設備
• RJ13 – 與 RJ12 同是 6P4C，但使用線路後端電路
• RJ14 – 雙線式 6P4C，用於連接兩支電話機或數據機
• RJ21 – 多達 50 個觸點的模組化連接器，用於在大型電話系統中連接多達 25 個電路
• RJ22 – 雖然形似 RJ11，不過是 4P4C，通常用來連接電話機話筒
• RJ25 – 6P6C 類似於 RJ11，但能連接三個裝置
• RJ45 – 8P8C 或 8P10C，用於乙太網路 LAN。如需瞭解更多資訊，請閱讀 CUI Devices 部落格的「RJ45 連接器終極指南」
• RJ48 – 8P8C 類似於 RJ45，但用於 T1 數據線的屏蔽式電纜

圖 2：常用模組化連接器類型範例。(圖片來源：CUI Devices)

重要的連接器規格與功能

模組化連接器可指定額外功能，例如：

• 屏蔽；防止較長電纜在運作中受電磁波或無線電頻率干擾 (RFI)。屏蔽式 RJ45 和 RJ48 連接器受到廣泛採用，這種連接器將纜線屏蔽編織帶的接地連接，延伸連接到連接器安裝所在的面板中。
• 鍵控；通過認證的 RJ45 連接器，在連接器上有一個突片，可防止連接器以錯誤方向插入插槽。標準的 8P8C 連接器通常不具備這種功能。顏色編碼可用來指示哪些電纜是否可用於特定網路連接點。
• 安裝選項；安裝至 PCB 的常見選項包括：面板安裝、板式安裝、通孔式安裝以及表面黏著式安裝。模組化插孔有垂直或水平方向可選。
• 顯示器和指示器功能；包括彩色的 LED 狀態燈。
• 高可靠度類型；可內建 EMI/RFI 屏蔽、特殊鍵控、保護啟動，以及可支援更多次插入／拔除周期的耐用零件。
• 整合式磁性元件；可提升 xBASE-T 網路中的 EMI 屏蔽能力和連接可靠度。這些是插孔中的線繞式元件，可提供暫態保護，以及提供絕緣、訊號平衡以及阻抗匹配功能。

圖 3：整合式磁性元件的模組化連接器，可提供 EMI 屏蔽功能與連接可靠度。(圖片來源：CUI Devices)

更多參數

為應用選擇正確的模組化連接器時，也必須考量以下參數：

• 引腳配置 – 安排連接器內每個觸點的配置
• 電流額定值 – 裝置可承受的最大電流
• 電壓額定值 – 裝置可承受的最大工作電壓
• 觸點大小 – 定義連接器可接受的最大電線直徑
• 觸點數量 – 必定是偶數

結論

儘管模組化連接器在四十多年前就已經標準化，但由於應用廣泛而且容易使用，至今仍然相當受歡迎。雖然最常用於電話系統、資料網路及低速序列連接中，但是在乙太網路供電 (PoE) 的開發以及元件本身的整體彈性下，應用範圍反而有增無減。工業控制器、動作控制、智慧型照明、開發板等應用，只不過是當今採用整合式模組化連接器設計的一小部分而已。

RJ 系列的模組化連接器或許已隨處可見，但各元件間多少有些差異。與供應商共同研討以上所提的因素，能幫助確保工程師為應用指定合適的插頭和插孔。CUI Devices 的模組化連接器產品系列包括 RJ10、RJ11、RJ12、RJ13 及 RJ45 等插孔類型，並提供各種孔位、觸點和安裝選項。