Modularer Steckverbinder

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Modularer Steckverbinder ist die Bezeichnung für eine Familie elektrischer Steckverbinder, die ursprünglich in der Telefonverkabelung verwendet wurden und heute für viele andere Zwecke verwendet werden. Viele Anwendungen, die ursprünglich einen sperrigeren und teureren Steckverbinder verwendeten, sind jetzt auf modulare Steckverbinder umgestiegen. Die wohl bekanntesten Anwendungen modularer Steckverbinder sind Telefonbuchsen und Ethernet-Buchsen, bei denen es sich fast immer um modulare Steckverbinder handelt.

Modulare Steckverbinder wurden ursprünglich mit dem registrierten Klinkensystem verwendet, das genau beschreibt, wie die Steckverbinder für die Telekommunikation verkabelt werden. Die registrierten Buchsenspezifikationen definieren die Verdrahtungsmuster der Buchsen, nicht die physischen Abmessungen oder die Geometrie der Steckverbinder beiderlei Geschlechts. Stattdessen werden diese letztgenannten Aspekte durch den ISO-Standard 8877 abgedeckt, der erstmals in ISDN-Systemen verwendet wurde. TIA/EIA-568 ist ein Standard für Datenstromkreise, die auf modularen Steckverbindern verdrahtet sind.

Es gibt andere Systeme zum Zuweisen von Signalen zu modularen Steckverbindern; Die physische Austauschbarkeit von Steckern und Buchsen gewährleistet weder die Zusammenarbeit noch den Schutz vor elektrischen Schäden an Schaltkreisen. Beispielsweise wurden modulare Kabel und Steckverbinder für die Niederspannungs-Wechsel- oder Gleichstromversorgung verwendet, für diese Anwendung gibt es jedoch keinen klaren Standard.

Nomenklatur

Hauptartikel: Registrierte Buchse § Inoffizielle Steckernamen

Modulare Steckverbinder werden auch als „modulare Telefonbuchse/Stecker“, „RJ-Stecker“ und „Western-Buchse/Stecker“ bezeichnet. Der Begriff „modularer Steckverbinder“ entstand aus seiner ursprünglichen Verwendung in einem neuartigen Verkabelungssystem, das Telefongeräte modularer machen sollte. Dazu gehört auch der 4P4C-Mobilteilanschluss.

Es ist sehr üblich, eine registrierte Buchsennummer zu verwenden, um auf den physischen Anschluss selbst zu verweisen; Beispielsweise wird der modulare Steckverbindertyp 8P8C oft als RJ45 bezeichnet, da der gleichnamige Registered-Jack-Standard ein früher Anwender von modularen 8P8C-Steckverbindern war. Eine heute sehr beliebte Verwendung von 8P8C ist Ethernet über Twisted Pair, und das ist möglicherweise der bekannteste Kontext, in dem der Name RJ45 bekannt ist, auch wenn er nichts mit dem RJ45-Standard zu tun hat. Ebenso wird der 4P4C-Stecker manchmal als RJ9 oder RJ22 bezeichnet und verschiedene 6P-Stecker werden als RJ11 bezeichnet.

Geschichte

Modulare Steckverbinder wurden ursprünglich 1975 von Bell Telephone Laboratories entwickelt und patentiert. Sie ersetzten um 1976 die festverdrahteten Anschlüsse der meisten Western Electric-Telefone. Gleichzeitig begannen sie, Schraubklemmen und größere 3- und 4-polige Telefonbuchsen in Gebäuden zu ersetzen.

Geschlecht

Modulare Steckverbinder haben ein Geschlecht: männliche Steckverbinder werden Stecker genannt, während weibliche Steckverbinder Buchsen oder manchmal auch Buchsen genannt werden.

Stecker werden zum Anschließen loser Kabel und Leitungen verwendet, während Buchsen für feste Positionen auf Oberflächen wie Wänden und Paneelen sowie an Geräten verwendet werden. Anders als Telefonverlängerungskabel sind Kabel mit einem Modularstecker an einem Ende und einer Buchse am anderen Ende selten. Stattdessen werden die Kabel über einen Stecker-Stecker-Adapter verbunden, der aus zwei hintereinander verdrahteten Buchsen besteht.

Rastlasche und Ausrichtung

Modulare Steckverbinder sind so konzipiert, dass sie ineinander einrasten. Eine federbelastete Lasche am Stecker rastet in einer Buchse ein, so dass der Stecker nicht herausgezogen werden kann. Zum Entfernen des Steckers muss die Rastnase heruntergedrückt werden. Die standardmäßige und gebräuchlichste Methode zur Installation einer Buchse in einer Wand oder einem Panel ist die mit der Laschenseite nach unten. Dies erleichtert in der Regel die Bedienung der Lasche beim Herausziehen des Steckers, da die Person den Stecker mit dem Daumen oben greift und mit dem Zeigefinger die Lasche nach oben drückt. Diese Ausrichtung wird von den Herstellern empfohlen, da Staub oder feine abrasive oder leitende Partikel, die in eine unbenutzte Buchse gelangen könnten, dazu neigen, von den elektrischen Kontakten abzufallen, anstatt sich auf den Kontaktflächen abzulagern.

Der modulare Steckverbinder weist jedoch einen Konstruktionsfehler oder eine Schwachstelle auf, da sich die empfindliche Rastlasche leicht an anderen Kabeln verfängt und abbricht. In diesem Fall ist der Stecker weiterhin funktionsfähig, die entscheidende Verriegelungsfunktion geht jedoch verloren. Um dies zu verhindern, verfügen einige Kabel höherer Qualität über eine flexible Hülle, die sogenannte Manschette über dem Stecker, oder über ein spezielles Laschendesign. Diese Kabel werden oft als störungsfrei vermarktet. Manschetten sind hauptsächlich bei 8P8C-Datenkabeln zu finden, werden aber auch bei anderen Steckergrößen verwendet.

Die meisten Schutzkappen müssen an einem Kabel angebracht werden, bevor der Modulstecker aufgecrimpt wird. Dies bedeutet, dass eine Nachrüstung dieser Art von Manschetten vor Ort nicht möglich ist, es sei denn, der vorhandene Stecker wird abgeschnitten und dann durch einen neuen ersetzt. Es sind jedoch Schutzmanschetten oder starre schützende „Rampen“-Adapter erhältlich, die über einen installierten ungeschützten Modulstecker geschnappt werden können, um der Verriegelungslasche ein gewisses Maß an Schutz zu verleihen.

Größen und Kontakte

Modulare Steckverbinder gibt es in vier Größen: 4, 6, 8 und 10 Positionen, wobei eine Position eine Position für einen Kontakt ist. Möglicherweise sind nicht an allen Positionen Kontakte installiert. Wenn Kontakte weggelassen werden, erfolgt dies normalerweise vom äußersten Kontaktpaar nach innen, sodass die Anzahl der Kontakte fast immer eine gerade Zahl ist. Die isolierenden Kunststoffgehäuse von 4P- und 6P-Steckverbindern haben unterschiedliche Breiten, während 8P- oder 10P-Steckverbinder eine noch größere Gehäusebreite aufweisen. Die Positionen des Steckerkörpers mit ausgelassenen Kontakten oder Kontakten, die nicht an Drähten befestigt sind, werden für den elektrischen Anschluss nicht verwendet. Stellen Sie jedoch sicher, dass der Stecker richtig sitzt. Beispielsweise haben RJ11-Kabel oft Stecker mit 6 Positionen und 4 Kontakten, an denen nur 2 Drähte befestigt sind.

Die Steckverbinder sind mit zwei Zahlen gekennzeichnet, die die Anzahl der Positionen und Kontakte angeben, wobei jeder Zahl ein „P“ bzw. „C“ folgt: zum Beispiel „6P2C“ für einen Steckverbinder mit 6 Positionen und 2 Kontakten. Bei alternativen Bezeichnungen werden „P“ und „C“ weggelassen, während die Positions- und Kontaktmengen entweder durch ein „x“ („6x2“) oder einen Schrägstrich („6/2“) getrennt werden.

Im Inneren verfügen die Kontakte über scharfe Zinken, die beim Crimpen die Isolierung durchdringen und sich mit dem Drahtleiter verbinden. Dieser Mechanismus wird als Isolationsverdrängung bezeichnet. Insbesondere Ethernet-Kabel können aus Massiv- oder Litzenleitern bestehen, und die scharfen Zinken der 8P8C-Stecker sind für jeden Kabeltyp unterschiedlich. Ein modularer Stecker für massive (einzelne Litzen) Drähte hat häufig drei leicht abgespreizte Zinken an jedem Kontakt, um den Leiter sicher zu umschließen und zu greifen. Modulare Stecker für Litzen- oder Lamettadraht verfügen über Zinken, die für den Anschluss mehrerer Drahtlitzen ausgelegt sind. Anschlussstecker sind für Massiv- oder Litzendraht ausgelegt; Ein Stecker für einen Kabeltyp stellt möglicherweise keinen zuverlässigen Kontakt her, wenn er an ein Kabel mit Drähten des anderen Typs gecrimpt wird.

Die Kontaktpositionen sind fortlaufend nummeriert, beginnend mit 1. Bei frontaler Betrachtung mit dem Haltemechanismus an der Unterseite haben Buchsen die Kontaktpositionsnummer 1 auf der linken Seite und Stecker auf der rechten Seite. Kontakte werden nach der Kontaktposition nummeriert. Beispielsweise sind bei einem Stecker mit 6 Positionen und 2 Kontakten, bei dem die äußersten vier Positionen keine Kontakte haben, die beiden innersten Kontakte mit 3 und 4 nummeriert.

Austauschbarkeit

Einige modulare Steckverbinder sind indiziert : Ihre Abmessungen sind absichtlich nicht standardisiert, sodass Verbindungen mit Steckverbindern mit Standardabmessungen nicht möglich sind. Die Mittel zur Indizierung können nicht standardmäßige Querschnittsabmessungen oder -formen, Abmessungen des Rückhaltemechanismus oder die Anzahl des Rückhaltemechanismus sein. Beispielsweise wurde von Digital Equipment Corporation (DEC) eine modifizierte Modularbuchse (MMJ) mit versetzter Verriegelungslasche entwickelt, um einen versehentlichen Austausch von Daten- und Telefonkabeln zu verhindern.

Die Abmessungen modularer Steckverbinder sind so ausgelegt, dass ein schmalerer Stecker in eine breitere Buchse gesteckt werden kann, die mehr Positionen als der Stecker hat, wobei die äußersten Kontakte der Buchse unbeschaltet bleiben. Allerdings verfügen nicht alle Stecker aller Hersteller über diese Fähigkeit, und einige Buchsenhersteller warnen, dass ihre Buchsen nicht dafür ausgelegt sind, kleinere Stecker ohne Beschädigung aufzunehmen. Wenn ein eingesteckter Stecker keine Schlitze hat, um die Kontakte der Buchse an den äußersten Enden aufzunehmen, kann er die äußersten Kontakte einer inkompatiblen Buchse dauerhaft verformen. Beim Einstecken eines inkompatiblen Steckers kann es zu übermäßigem Widerstand kommen, da die äußersten Kontakte in der Buchse gewaltsam verformt werden.

Es wurden spezielle Modulstecker hergestellt (z. B. der   Siemon UP-2468 ^[1] ), die über ihre Standardkontakte hinaus über zusätzliche Schlitze verfügen, um die äußersten Kontakte der breiteren Buchse ohne Beschädigung aufzunehmen. Diese speziellen Steckverbinder können optisch identifiziert werden, indem man sorgfältig nach den zusätzlichen Schlitzen sucht, die in den Stecker eingegossen sind. Die geformten Kunststoffkörper der Spezialstecker können zur besseren Erkennung auch leicht bläulich eingefärbt sein.

Die Spezialstecker werden bevorzugt für Prüfgeräte und Adapter verwendet, die zu Prüfzwecken schnell hintereinander an eine Vielzahl entsprechender Steckverbinder angeschlossen werden können. Durch den Einsatz der Spezialstecker wird eine unbeabsichtigte Beschädigung des Prüflings vermieden, selbst wenn ein schmalerer Stecker in eine nominell inkompatible breitere Buchse eingesteckt wird.

Der Kontaktabstand beträgt immer 1,02 mm (Mitte zu Mitte).

Abmessungen des modularen Steckverbinders (Millimeter)

Beendigung

Der Anschluss modularer Anschlusskabel ist sehr ähnlich, unabhängig von der Anzahl der Positionen und Kontakte im Stecker. Um Schäden am Stecker (und am teuren Crimp-Einsatz) zu vermeiden, muss die Crimpzange sorgfältig auf den zu befestigenden Stecker abgestimmt sein. Zum Anschließen eines Kabels mit einem 8P8C-Stecker ist beispielsweise die Verwendung einer Handcrimpzange oder Crimpmaschine erforderlich, die einen 8P8C-Matrizensatz oder einen A67T-Standard-Matrizensatz enthält. Ein 8P8C-Crimp-Matrizensatz sieht normalerweise ähnlich wie eine 8P8C-Buchse aus, mit Ausnahme der acht Zähne, die den oberen Teil der Matrize auskleiden. Wenn das Werkzeug betätigt wird, wird die Matrize um den 8P8C-Stecker herum komprimiert. Wenn die Matrize zusammengedrückt wird, drücken diese Zähne die Steckerkontakte nach unten in die Leiter des anzuschließenden Kabels, wodurch der Stecker dauerhaft am Kabel befestigt wird.

Es gibt zwei Unterarten von Steckern, die sich lediglich in der Art der verwendeten Kontakte unterscheiden. Ein Kontakt eignet sich für massive (einzelne Litzen) Kupferleiter und der andere für Litzen- oder Litzendraht-Kupferleiter. Die Crimpzange kann auch einen Teil des Kunststoffsteckerkörpers dauerhaft so verformen, dass er den Außenmantel des Kabels erfasst. Dadurch bleibt der Stecker durch Zugentlastung sicher am Ende des Kabels befestigt.

Eine modulare Steckercrimper

Pinbelegung

Die Kontaktbelegung bzw. Pinbelegung variiert je nach Anwendung. Telefonnetzwerkverbindungen werden durch registrierte Buchsennummern standardisiert, und Ethernet über Twisted Pair wird durch den TIA/EIA-568-B-Standard spezifiziert. Für andere Anwendungen gibt es keine Standardisierung. Beispielsweise gibt es mehrere Konventionen für die Verwendung von 8P8C-Anschlüssen für RS-232.

Aus diesem Grund werden D-Sub-zu-Modular-Adapter normalerweise mit abgeschlossenen D-Sub-Kontakten (Stiften oder Buchsen) geliefert, die jedoch nicht in das Steckergehäuse eingeführt sind, sodass die D-Sub-zu-Modular-Kontaktpaarung möglich ist muss – vom Endbenutzer durchgeführt werden.