Entendendo e especificando conectores modulares

Os conectores modulares, também conhecidos como conectores RJ, tornaram-se onipresentes em aplicações de telecomunicações e datacom desde seu início, nos anos 60, pela AT&T. A Comissão Federal de Comunicações (FCC) trabalhou para padronizar ainda mais esta solução de interconexão nos anos 70, o que deu lugar ao sistema de registro conhecido hoje como Registered Jacks (RJ). Este sistema RJ normaliza os padrões de fiação, os sinais específicos e a construção física do próprio conector. A convenção de nomenclatura, "RJ" seguida de dois números, é o que os usuários ainda vêem hoje para indicar as diferenças no invólucro dos conectores e o uso pretendido.

Construção básica

Utilizando uma capa moldada para envolver contatos metálicos estampados e separados por canais isolantes, os conectores modulares ou conectores RJ foram desenvolvidos para criar um sistema de conexão mais "modular" e econômico para sistemas telefônicos de consumo e comerciais. Os contatos no plugue acoplam com contatos metálicos estampados similares no jack, guiados no lugar pelos canais isolantes, enquanto a capa plástica do plugue trava o cabo no lugar para proporcionar alívio de tensão. O alívio adicional de tensão é proporcionado por características moldadas tanto no plugue quanto no jack: o plugue tem uma mola moldada que trava em um entalhe moldado no jack para retê-lo. O plugue é liberado do jack ao pressionar esta mola.

Figura 1: Um plugue modular com uma capa plástica trava um cabo no lugar e acopla com um jack RJ. (Fonte da imagem: CUI Devices)

Os conectores modulares podem ter duas, quatro, seis, oito ou dez posições de contato, embora estas posições nem sempre sejam utilizadas. Por exemplo, os conectores de telefone RJ11 geralmente têm quatro ou seis conexões, enquanto os conectores Ethernet (RJ45) têm oito. Um esquema de nomenclatura padrão define a fiação do conector, de modo que um conector 6P2C tem seis posições e dois contatos, enquanto o conector 4P4C usado nos cabos do aparelho telefônico tem quatro posições e quatro contatos. Embora a maioria dos contatos seja usada para sinais, os contatos de conector RJ podem ser usados para fornecer energia CA ou CC de baixa tensão.

Os conectores modulares têm vários benefícios. Para os fabricantes de produtos, suas vantagens incluem:

• Baixo custo
• Alta disponibilidade
• Montagem sem solda
• Fácil personalização
• Jacks montáveis em superfície
• Variantes robustas para aplicações industriais

Os conectores modulares também funcionam bem para as tarefas de instalação e manutenção no campo devido às seguintes vantagens:

• Simples atualização ou substituição de conexões antigas
• Montagem fácil em campo com ferramentas simples
• Capacidade de personalizar cabos de conexão no local
• Várias opções de conectores e fiação
• Treinamento simples dos técnicos de serviço em campo

Em ambos os contextos, a simples ação de conectar/desconectar torna muito mais fácil para os usuários a correção de seus próprios problemas, reduzindo as chamadas de serviço.

Tipos comuns

Há uma grande variedade de conectores modulares específicos para cada aplicação. Os tipos mais comuns e suas especificações estão incluídos aqui:

• RJ10 – um simples conector retangular 4P4C para aparelhos de telefone
• RJ11 – ou um conector quadrado 6P2C ou 6P4C para conexão de modems a linhas telefônicas
• RJ12 – mesmo tamanho que o RJ11, mas de 6P6C
• DEC MMP/MMJ – versões menores do conector RJ11/12, utilizado em equipamentos da Digital Equipment Corporation
• RJ13 – 6P4C, como o RJ12, mas com um circuito atrás da linha
• RJ14 – 6P4C com duas linhas para conectar dois telefones ou modems
• RJ21 – conector modular com até 50 contatos, utilizado para conectar até 25 circuitos em um grande sistema telefônico
• RJ22 – similar ao RJ11, mas de 4P4C, normalmente usado para conectar o fone
• RJ25 – 6P6C, como o RJ11, mas pode conectar três dispositivos
• RJ45 – 8P8C ou 8P10C, utilizado para LANs Ethernet. Leia o blog da CUI Devices, The Ultimate Guide to RJ45 Connectors para mais detalhes
• RJ48 – 8P8C, como o RJ45, mas para conexão a cabos blindados para linhas de dados T1

Figura 2: Uma amostra de tipos de conectores modulares populares. (Fonte da imagem: CUI Devices)

Principais especificações e características dos conectores

Os conectores modulares podem ser especificados com características adicionais, tais como:

• Blindagem, para proteger os cabos mais longos contra interferências eletromagnéticas (EMI) ou de radiofrequência (RFI). Os conectores blindados RJ45 e RJ48 estão amplamente disponíveis, os quais dão continuidade da conexão aterrada da malha de blindagem do cabo ao painel em que são montados.
• Polarização, os conectores RJ45 certificados, usam uma aba no conector para impedir que os conectores sejam inseridos em um soquete da maneira errada. Esta característica não está normalmente presente em um conector 8P8C padrão. A codificação por cores pode ser usada para indicar quais cabos devem ser autorizados a utilizar determinados pontos de conexão de rede.
• Opções de montagem, estão disponíveis normalmente como montagem em painel, montagem em placa, furo passante e montagem em superfície para PCIs. Os jacks modulares são oferecidos com orientações verticais ou horizontais.
• Funções de exibição e indicadores, tais como LEDs coloridos de status.
• Variantes de alta confiabilidade, que podem incluir blindagem contra EMI/RFI, polarização especial, luvas de proteção e peças robustas que permitem mais ciclos de inserção/remoção.
• Elementos de indução integrados, para melhorar a blindagem contra EMI e a confiabilidade da conexão nas redes xBASE-T. Estes são componentes enrolados no jack que protegem contra transientes e proporcionam isolação, balanceamento de sinal e casamento de impedância.

Figura 3: Conectores modulares com elementos de indução integrados para blindagem contra EMI e confiabilidade de conexão. (Fonte da imagem: CUI Devices)

Parâmetros adicionais

A escolha do conector modular correto para uma aplicação também envolve considerar os seguintes parâmetros:

• Pinagens – a atribuição de cada contato dentro do conector
• Dimensionamento de corrente – a corrente máxima que um dispositivo pode tolerar
• Dimensionamento de tensão – a máxima tensão operacional que um dispositivo pode tolerar
• Tamanho do contato – define o diâmetro máximo do fio que um conector pode acomodar
• Número de contatos – este é sempre um número par

Conclusão

Embora os conectores modulares tenham sido padronizados há mais de quarenta anos, eles continuam populares devido à sua ampla adoção, disponibilidade e facilidade de uso. Embora os usos mais comuns sejam em sistemas telefônicos, redes de dados e conexões seriais de baixa velocidade, o desenvolvimento da Alimentação via Ethernet (PoE), bem como sua flexibilidade geral, ampliaram ainda mais sua área de cobertura. Aplicações tais como controles industriais, controle de movimento, iluminação inteligente, placas de desenvolvimento e muito mais são apenas uma pequena amostra dos projetos que hoje incorporam conectores modulares.

Os conectores modulares da série RJ podem ter se tornado onipresentes, mas não são todos iguais. Trabalhar com fornecedores para considerar os fatores descritos acima pode ajudar a garantir que os engenheiros especifiquem os plugues e jacks RJ corretos para sua aplicação. A linha de conectores modulares da CUI Devices oferece tipos de jacks RJ10, RJ11, RJ12, RJ13 e RJ45 com uma gama de opções de posição, contato e montagem.