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Steckverbinder RJ45-Steckverbinder für den Industrieeinsatz

| Autor / Redakteur: Tim Kindermann / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

RJ45-Steckverbinder wurden für die Heim- und Büroanwendung entwickelt. Im Industrieeinsatz sind die Anforderungen jedoch sehr hoch. Deshalb hat ein Hersteller dafür geeignete Ausführungen entwickelt.

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Bild 2: Kabel- und Gerätesteckverbinder der Serie RJ45 Industrial wurden für industrielle und semiindustrielle Anwendungen konzipiert.
Bild 2: Kabel- und Gerätesteckverbinder der Serie RJ45 Industrial wurden für industrielle und semiindustrielle Anwendungen konzipiert.
(Bild: Phoenix Contact)

Wohl kaum ein Steckverbinder ist weltweit so synonym für sein Aufgabengebiet wie der RJ45 – und wird weltweit so häufig falsch bezeichnet. Denn tatsächlich sind die heute bekannten Ethernet-Schnittstellen zwar ebenfalls modulare Steckverbinder mit einer maximalen Anzahl von acht Pins, die alle mit Kontakten ausgestattet sind (8P8C = 8 pins, 8 contacts). Mit der in den 1970er-Jahren von der Federal Communication Commission (FCC) in den USA registrierten Telefonschnittstelle RJ45S (RJ = registered jack) haben die heutigen Steckverbinder aber weder die Pin-Belegung noch den Isolierkörper gemeinsam. Und statt in privaten Telefonanlagen kommen die heutigen Steckverbinder in nahezu allen Netzwerkgeräten zum Einsatz. Vom DSL-Router über das Smart-TV bis hin zur Heizungssteuerung werden intelligente Ethernet-fähige Geräte seit Jahrzehnten mit dieser kompakten Datenschnittstelle ausgestattet.

Immer neue Anwendungsbereiche

Gründe für die weite Verbreitung sind unter anderen die weltweite Verfügbarkeit, die hohe Variantenvielfalt und das niedrige Preisniveau der Geräte- und Kabelsteckverbinder. Immer neue Anwendungsbereiche mit steigenden Datenübertragungsraten, Frequenzen und Sicherheitsanforderungen bringen den RJ45-Steckverbinder jedoch an die Grenzen seiner mechanischen und übertragungsphysischen Möglichkeiten.

Wie kann also eine zunächst für Heim- und Büroanwendungen konzipierte Datenschnittstelle industrietauglich ertüchtigt werden, ohne dabei die Normvorgaben zu verletzen? Die Antwort liegt in der richtigen Kombination aus Kabel- und Gerätesteckverbinder.

Hohe Nachfrage nach RJ45

In der industriellen Kommunikation wächst der Anteil Ethernet-basierter Kommunikationssysteme, die Feldbusse ablösen, rasant. Laut einer Studie von HMS Networks liegt der Marktanteil von Industrial-Ethernet-Systemen 2019 bei 59 % – mit einem jährlichen Wachstum von 20 % [1]. Mit der Anzahl an Kommunikationsteilnehmern wächst selbstverständlich auch die Anzahl notwendiger Datenschnittstellen. Die Nachfrage nach industrietauglichen RJ45-Steckverbindern ist daher enorm.

Mittlerweile gibt es vor allem die RJ45-Buchsen zur direkten Montage auf die Leiterplatte in unzähligen Ausführungen. So folgten auf die zunächst ungeschirmten Varianten schnell und vollumfänglich geschirmte Steckverbindungen mit goldbeschichteten Kontakten, die den Anforderungen des industriellen Umfelds genügen sollten.

Große Toleranzbereiche machen Probleme

Allerdings gibt es immer wieder Kompatibilitätsprobleme zwischen RJ45-Steckverbindern und -Buchsen unterschiedlicher Hersteller. In Anwendungen mit hoher mechanischer Belastung oder mit starken Vibrationen führen unterschiedliche Federkontakttypen und Anordnungsvarianten innerhalb der Buchsen oftmals zu Kontaktierungsfehlern, sodass die stabile Ethernet-Kommunikation der Feldgeräte nicht mehr möglich ist.

Solche Kompatibilitätsmängel sind letztlich auch auf die großen Toleranzbereiche in der RJ45-Norm zurückzuführen. Denn wenn man bedenkt, dass das physisch realisierte Kontaktsystem die Kontaktqualität zwischen Steckverbinder und Buchse maßgeblich beeinflusst, wird deutlich, dass der Standard hier lediglich einen normativen Rahmen bildet, der nicht für alle Anwendungsfälle die erforderliche Sicherheit bietet.

Aus diesem Grund entwickelten unterschiedliche Hersteller robustere Kontaktsysteme für den industriellen Einsatz. Auch die M12- oder Push-Pull-Varianten von Phoenix Contact gehören dazu. Aufgrund ihrer Materialauswahl, ihrer Verschlussausführung sowie ihrer mechanisch stabilen Tüllengehäuse sind diese Varianten dem Standard-RJ45-System in puncto Zuverlässigkeit, Robustheit und Schutzart weit überlegen. Sie sind jedoch für IP-geschützte Bereiche konzipiert – und daher für industrielle Anwendungen ohne erhöhten Staub-, Schmutz- oder Spritzwasserschutz „überdimensioniert“.

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