Der Ethernet-Steckverbinder der Bauart RJ45 ist in modernen Netzwerkanwendungen nahezu allgegenwärtig. Dieser Steckverbinder arbeitet seit Jahren zuverlässig in Serverräumen, Heimnetzwerken usw. In diesem Artikel von Stewart wird erläutert, wie neue Versionen des Ethernet-Steckverbinders in der Bauart RJ45 die Netzwerkanforderungen im Freien und in der Industrie erfüllen (und häufig übertreffen).
Problem
Während sich die Welt über das Internet der Dinge (IoT) unaufhaltsam in Richtung Smart Homes, Smart Buildings, Smart Factories und Smart Cities bewegt, wird Ethernet-Konnektivität zur Voraussetzung für Geräte, die bisher nie über dieses Maß an Kommunikation und Verbindung verfügten.
Hintergrund
Wie wir wissen, nutzt das IoT Ethernet-Konnektivität, um Geräte wie Smartphones, Tablets, PCs und viele andere Geräte über das Internet zu steuern und zu überwachen. Die weltweite Standard-Steckverbinderschnittstelle für Ethernet-Verbindungen ist der RJ45. Dieser wurde jedoch ursprünglich für kontrollierte Verbindungen in Gebäuden entwickelt. Im Zuge der unausweichlichen Verbreitung des IoT sind immer mehr Geräte in rauen Außenumgebungen und anspruchsvollen Innenumgebungen zu finden. Diese Entwicklung hat den Bedarf an unempfindlichen RJ45-Steckverbindern erhöht, die für diese neuen Anwendungen ausreichend unempfindlich sind.
Beim industriellen Internet der Dinge (IIoT) ist das Problem noch ausgeprägter, da hier Konnektivität in einigen der schwierigsten Umgebungen erforderlich ist und Kabel Daten mit immer höherer Geschwindigkeit zu und von angeschlossenen Geräten transportieren müssen. In immer mehr industriellen Umgebungen ersetzt Ethernet eine Reihe gängiger Industrienetzwerke, die einfach nicht in der Lage sind, riesige Datenmengen mit der heute erforderlichen Geschwindigkeit zu übertragen.
In den letzten Jahren gab es jedoch immer mehr Diskussionen darüber, dass RJ45-Steckverbinder für raue und anspruchsvolle Industrieanwendungen nicht robust genug seien und dass M12-Ethernet-Steckverbinder eine weitaus bessere Option darstellten. Diese Denkschule ignoriert die Tatsache, dass der einfache RJ45 eine Art Upgrade – wenn nicht sogar eine große Transformation – erfahren hat, wodurch er für IoT- (und sogar IIoT-)Anwendungen weitaus besser geeignet ist als dies früher der Fall war.
Ganz gleich, welche Art von Verbindung ein Netzwerk verwendet, der wichtigste Faktor ist immer die Zuverlässigkeit und man kann argumentieren, dass jedes Netzwerk nur so gut ist wie seine schwächste Verbindung. Die Zuverlässigkeit wird umso wichtiger, da immer mehr Geräte, Sensoren und Ausrüstungsgegenstände über immer komplexere Netzwerke kommunizieren.
Es wäre sicherlich ein Fehler, den 8-poligen RJ45-Stecker als alte Technologie abzutun oder ihn für die Konnektivität des 21. Jahrhunderts als nicht geeignet abzutun. Im Gegenteil: Bei genauer Betrachtung robuster RJ45-Stecker wie denen von Stewart Connector – sowie einer Reihe von Buchsen und Kabelsätzen, die speziell für IoT-Anwendungen entwickelt wurden – zeigt sich, dass sie nicht nur dem IEC-Standard 60603-7 entsprechen, sondern auch Vibrationen, großen Temperaturschwankungen und Stößen sowie der Nähe zu verschiedenen Arten von Flüssigkeiten standhalten. Diese versiegelten RJ45-Einheiten mit Schutzklasse IP68 unterstützen auch Ethernet-Konnektivität mit Geschwindigkeiten von 1 Gigabit pro Sekunde bis zu 10 GB/s.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich die Steckverbinder ideal für Anwendungen in Bereichen wie Energie, Versorgung, WLAN, Mobilfunk, Landwirtschaft, Sicherheit, Beleuchtung, Fabriken, Gesundheitswesen, Messtechnik und Transport. In solchen Gebieten könnte ein Ausfall der Ethernet-Verbindung katastrophale Folgen haben und zwangsläufig den Einsatz eines Servicetechnikers zur Behebung des Problems erforderlich machen. Der Kosten- und Zeitaufwand, der zunächst für die Identifizierung und anschließende Behebung des Problems erforderlich ist, wäre nichts im Vergleich zu den Folgewirkungen einer Verbindungsunterbrechung.
Zu diesem Zweck muss der moderne Ingenieur möglicherweise sein Verständnis von RJ45-Anschlüssen und ihren offensichtlich inhärenten Einschränkungen anpassen. Techniker sollten RJ45-Steckverbinder also nicht länger als zu schützende Komponenten betrachten, die nur für den Einbau in Schaltschränke und andere geschlossene Bereiche geeignet sind, sondern die vielen Vorteile in Erwägung ziehen, die moderne Steckverbinder für den Industrieeinsatz bieten: insbesondere schnellen Datentransport ohne Adapterkabel. Zu den weiteren Vorteilen gehören natürlich die Benutzerfreundlichkeit (das Anschließen und Trennen eines RJ45 ist ein Kinderspiel), die Möglichkeit des Einsatzes in Verbindung mit 2- und 4-paarigen Verkabelungssystemen und die Tatsache, dass diese Steckverbinder weltweit so häufig verbaut werden.
Lösung
Ein Beispiel für ein solches Produkt ist RJ45 D38999 von Stewart Connector, das für die Bereitstellung von Ethernet-Konnektivität im Außenbereich und in rauen Umgebungen konzipiert ist. Bei der Entwicklung des Steckverbinders wurde berücksichtigt, dass Ethernet über die Büroumgebung hinaus in industrielle Anwendungen vorgedrungen ist, die abgedichtete und zugleich zuverlässige konfektionierte Kabel zur Datenübertragung benötigen. Dieser Steckverbinder kombiniert ein robustes Gehäuse im Serie-III-Stil mit einem Hochleistungs-RJ45, gewährleistet durch sein abgeschirmtes Kabel EMI-Schutz und bietet den kleinsten derzeit verfügbaren Platzbedarf. Trotz seines kompakten Designs kann dieser Steckverbinder der Größe 17 zur Übertragung von Daten mittels 10Base-T-, 100Base-T- und 1G Base-T-Ethernet verwendet werden. Er unterstützt dabei bis zu 100 MHz. Der Steckverbinder bietet mindestens 500 Steckzyklen und wird mit verschiedenen Metallen und Beschichtungen gefertigt sowie mit vier Keilnuten angeboten.
Ergänzt werden diese robusten RJ45 durch die SealJack-Reihe vertikaler Modularbuchsen, die Schutz vor Feuchtigkeit und anderen Umweltfaktoren bieten, die sich nachteilig auf die Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme auswirken können. Basierend auf der Zuverlässigkeit der RJ45-Buchse von Stewart Connector, verfügt der SealJack für zuverlässige Konnektivität über ein abgedichtetes IP67-Gehäuse aus einer Zinkdruckgusslegierung mit Nickelbeschichtung. Das Gerät ist außerdem das leichteste und kompakteste auf dem Markt und unterstützt 10/100Base-T-, 1G Base-T- und 10G Base-T-Ethernet (mit optionaler Unterstützung für CAT5E- und CAT6A-Gebäudeverkabelungssysteme).
Der SealJack kann im vertikalen Format mit einem Anschluss oder in einer vertikalen Harmonikastecker-Konfiguration mit vier Anschlüssen geliefert werden, die leichter und von Volumen und Fläche her kleiner ist als andere ähnliche Einheiten. Diese RJ45-Buchsen bieten eine Anschlussdichte von 2,3 Anschlüssen pro Kubikzoll, unterstützen mindestens 750 Steckzyklen und verfügen über eine Dichtung, die eine Montage auf der Vorder- oder Rückseite von Schalttafeln ermöglicht (mehrere LED-Konfigurationen sind ebenfalls verfügbar). Mit der Option einer EPP 918-A-Schutzbeschichtung sind die SealJack-Einheiten RoHS-konform und mit dem neuesten Power over Ethernet (PoE+)-Standard kompatibel – und liefern bis zu 30 W Leistung pro Gerät.
Die SealJack-Buchsen von Stewart Connector wurden außerdem für den Einsatz mit den RJ45-Steckverbindern für anspruchsvollste Umgebungen konzipiert. Wie bei den oben genannten Produkten lauten die Schlagworte für dieses abgedichtete, aber dennoch zuverlässige und vielseitige Steckverbindersystem Zuverlässigkeit und Funktionalität – was wiederum Schutz vor Feuchtigkeit und anderen potenziell schädlichen Umweltfaktoren bedeutet, mit einer abdichtbaren Kappe für IP67-Anwendungen gemäß IEC 60529-Spezifikationen bei Nichtgebrauch.
Basierend auf den modularen RJ45-Steckern und -Buchsen von Stewart Connector in Verbindung mit einem abgedichteten IP67-Gehäusedesign ist die SealJack-Baugruppe und Buchsenkombination auch für CAT5E- und CAT6-Anwendungen sowie in geschirmten und ungeschirmten Konfigurationen erhältlich. Zudem RoHS-konform, unterstützt POE+ sowie die Ethernet-Standards 10/100Base-T, 1G Base-T, 2,5G Base-T und 5G Base-T.
Zu den weiteren Merkmalen gehören eine runde Bajonettkupplung für zuverlässige Abdichtung und einfache Benutzung sowie am Schaltfeld montierte Buchsen mit integrierter Klemmleiste, um den Kabelanschluss zu erleichtern. Darüber hinaus sind Steckerkits für den Feldanschluss erhältlich, die ein IP67-Gehäuse und einen modularen RJ45-Stecker umfassen, während die Kabelbaugruppen über duale oder einfache IP67-Steckeranschlüsse verfügen können.
Es ist also klar, dass sich RJ45-Steckverbinder in jüngster Zeit erheblich weiterentwickelt haben und nun robust und zuverlässig genug für die anspruchsvollsten Anwendungen – im Innen- und Außenbereich – sind, die für die erfolgreiche Implementierung und den Betrieb des IoT und IIoT erforderlich sind.