I/O-signalanslutningar med hög densitet Kablar

Syftet med att designa MRJ21-kontakten är att öka förpackningsdensiteten hos elektroniska enheter, förbättra prestanda för Gigabit Ethernet (Bära), och minska installationstiden. Den senaste utvecklingen inom I/O-anslutningsteknik kan hjälpa till att lösa många av problemen i samband med nätverksuppgraderingar och nya nätverksdesigner. De två primära I/O-anslutningarna som används för nätverk och kommunikation är det modulära uttaget och "25-par" RJ-21-kontakten. Det finns många varianter av sådana produkter, bland vilka kontakter av typen RJ-45 och RJ-21 är de vanligaste. Dessa kontakter ger den tillförlitlighet och enkelhet som krävs för att enheten ska fungera inom 10/100 Base-T bandbredd.

CN68 68-stifts MDR SCSI I O Signal Male till manlig anslutningskabel för servodrivning 0,5 m

2-2205133-3 Pluggbara I/O-kabelenheter

m12 12 stiftkabel Anslutningar nätsladd I/O-triggerkabel

Dock, eftersom tillämpningsområdet för detta Gbit Ethernet-system blir bredare och bredare, många brister hos de befintliga RJ-45 och RJ-21 sammankopplingsenheterna blir också alltmer uppenbara. För att anpassa sig till det stora steget framåt för kommunikationsnätverksprodukter till Gbit Ethernet-tiden, befintliga elektroniska produkter har utvecklats i vissa aspekter, och nya I/O-kontakter har också dykt upp allt eftersom tiden kräver.

För närvarande, människor har designat en MRJ21-typ I/O-kontakt lämplig för Gbit Ethernet-applikationer, och därmed utöka densiteten hos den befintliga RJ-21 I/O-kontakten till 3 gånger originalet. Inte bara det, det är också fördelaktigt att konvertera det befintliga nätverkssystemet till Gbit Ethernet, och realisera ytterligare uppgradering av andra nätverk. MRJ21 miniatyr PC-kortkontakt utvecklad av Tyco Electronics, visas i figur 1, erbjuder helt skärmad och positiv fasthållningsskruv i domkraft. Denna kontakt kan appliceras på nästan alla nätverkshårdvaruenheter. Dessa nätverkshårdvaruenheter har traditionellt kommit med standardprodukter med staplade modulära jack eller 50-stifts RJ-21-anslutningsprodukter (Figur 2). Tillverkare av originalutrustning (OEM) producerar Ethernet-switchar, nätverksskåp, routrar, digitala byglar, DSLAMs, och liknande produkter kan modifiera sin design för att passa den nya MRJ21-kontakten.

FÖR 36Pin servo I/O-kontrollkabel 10136-3000PE, 10336-52A0-008 Kontakt Signalkabel

Servomotor I/O-kontrollkabel Motorsignalkabel SCSI-kontakt SCSI14 SCSI26 SCSI20 SCSI36 SCSI50 0,5 meter 1 meter 2 meter

DB26 hane till hona I/O-signalanslutningskabel 5FT(1.5m)

Figur 1 MRJ21 Micro PC Board Connector

Förutom att tillåta nätverk att fungera korrekt i Gigabit Ethernet-miljöer, MRJ21-kontakten är mer kompakt än tidigare modulära jack och RJ-21-designer. Lösningar med högre densitet för nätverksbaserade I/O-gränssnitt har tagits fram. Och genom motsvarande tester och verifikationer, inte bara kan den synkrona överföringen av Gbit Ethernet-systemet slutföras på ett tillförlitligt sätt, men även kraftöverföring kan utföras via Ethernet (PoE eller PoLAN).

För hårdvarudesigners, ökningen av kontaktdensiteten innebär att I/O-gränssnittstätheten kan ökas med 1.5 till 3 gånger jämfört med det ursprungliga staplade RJ-45 moduluttaget. Jämfört med RJ-21-kontakten, storleken på MRJ21-kontakten minskas med 2/3. Dessutom, det rätvinkliga uttaget är 50% kortare än standarduttaget, som visas i figuren 3.

Figur 3 Jämförelse av MRJ21- och RJ-21-kontakter

I dag, människor kan använda 16 MRJ21-kontakter för att bilda 96 GbE-gränssnitt eller 192 10/100 gränssnitt på vanliga kopparplåtar. Detta innebär också att dess Gbit Ethernet-gränssnittsdensitet fördubblas jämfört med RJ-45-kontakter, vilket gör att varje 1RU-panel kan generera totalt upp till 48 pluggbara gränssnitt. Detta minskar eller förenklar antalet ledningsnät i kopplingsplinten. Detta är mycket attraktivt för tillverkare av originalutrustning, utrustningsinstallatörer och användare.

Figur 4 representerar överhörningsvärdena för vart och ett av de sex gränssnitten i en typisk MRJ21-enhet. Kurvan (PS ELFEXT) i figuren representerar a ändringskurvan för överhörningsvärde i fjärränden för det första paret av anslutningsgränssnitt 1, det andra paret anslutningsgränssnitt 1, det tredje paret av kontaktgränssnitt 1 och det fjärde paret anslutningsgränssnitt 1. Kurvorna i figur b representerar respektive variationskurvor för överhörningsvärden nära slutet av det första paret av anslutningsgränssnitt 1 , det andra paret anslutningsgränssnitt 1 , det tredje paret av kontaktgränssnitt 1 och det fjärde paret anslutningsgränssnitt 1 .

För OEM-tillverkare för nätverkshårdvara, fördelarna med denna förpackning är uppenbara. Förutom att packa in fler I/O-gränssnitt i en given boxdesign, MRJ21-kontakten erbjuder andra designförbättringar. Till exempel, MRJ21-kontakten har elektriska egenskaper som kan undertrycka främmande linjeöverhörning för att uppfylla eller överträffa de specificerade kategori 5e-kabelkraven, och den har fullständig skärmningsprestanda för att undertrycka dess elektromagnetiska störningar. Dessutom, användningen av en skruvhylsa ger den nödvändiga positiva låsningsfunktionen.

När gränssnittstätheten ökar, OEM-tillverkare har alternativ för att förbättra funktionaliteten eller funktionerna hos sina enheter. Och andra fördelar ges till användarna i form av extra gränssnitt så att användare kan utöka eller uppgradera sina nätverk. Med extra gränssnitt, användare eller utrustningsinstallatörer kan ansluta fler enheter eller enheter i nätverket, och därmed uppnå syftet att ytterligare minska kostnaderna, som visas i figuren 4.

2. MRJ21-kontaktstrukturdesign
Eftersom systemdesigners är intresserade av en hög nivå av tekniska framsteg, flera MRJ21-kontakter med olika konfigurationer har introducerats för att möta olika applikationskrav inom Gigabit Ethernet-miljön och nätverksområden. Dessa konfigurationer inkluderar enports MRJ21 (val av paneljord och icke-paneljord, genomgående lödning, och presspassning, som båda har samma brädlayout och samma storlek) och dubbel- och MRJ21 med fyra portar med integrerade magnetiska anslutningskomponenter.

MRJ21-sammankopplingar har utformats för att vara enklare och ha lägre överhörningsbrusnivåer än RJ-45- och RJ-21-sammankopplingar. Det minimerar möjligheten att orsaka utomjordisk överhörning och skapar en metod för bruskompensation som inte kräver den myriad av proprietära RJ-45-sammankopplingar. Dessa designfunktioner kan upprätthålla kontinuitet och utmärkta elektriska länkegenskaper, gör sammankopplingsenheter mer lämpade för gigabitapplikationer.

Nätverkssysteminstallatörer som använder MRJ21-kontakter och kabelenheter ser också förbättrad prestanda. Första, switchens kabelhantering har förbättrats ytterligare eftersom den bara kräver en kabel (jämfört med sex kablar som krävs i Gigabit Ethernet eller 10/100/1000 applikationer). Och in 10/100 applikationer, antalet kablar minskas också från 12 till 1. Dessutom, den enda kabeln handlar om 30% mindre än tvärsnittsarean för motsvarande sex 4-par kablar. Dessutom, på grund av PCB-kortets ökade täthet, den resulterande I/O-sammankopplingsanordningen har en mindre formfaktor, och synligheten för känslighetsdisplayen på hårdvaran är också avsevärt förbättrad. De totala kostnaderna för slututrustningsanvändare kan också minska ytterligare.

Efter att ha använt MRJ21-kontakten i infrastrukturkablar, utrustningstillverkare och tjänsteleverantörer kan förvänta sig ytterligare fördelar. Dessutom, en dedikerad studie av de fyra associerade kostnadsbesparingarna (arbetskraft, utrymme, tid och underhåll) visar också att MRJ21-kabelenheter kan ge många potentiella kostnadsbesparingsmöjligheter.

I arbetskostnadsstudier, det har uppskattats att användning av MRJ21-kontakter kan spara $3.50 till $14 per gränssnitt i direkta installationskostnader jämfört med traditionella RJ-45-baserade kablar. Studien visade också att utrymmet som upptas av MRJ21-kontakter installerade i ovanstående utrustning kan spara cirka 4,50 USD/gränssnitt per år, eftersom datacentret kan ta mindre utrymme. I den höga kostnaden och viktiga tillämpningsmiljön för denna studie, besparingarna i det område som upptas av utrustningen kan nå mer än 50%.

Dessutom, studien drog slutsatsen att den tid som krävs för att ansluta datacentret är ungefär 1/6 av den tid som ägnas åt traditionell kabeldragning. Slutligen, studien visade betydligt mindre stillestånd för byte av switchar eller återställande av funktionalitet.

Figur 4 Överhörningsvärde för var och en av 6 gränssnitt i MRJ21-komponenten

När gränssnittstätheten ökar, OEM-tillverkare har alternativ för att förbättra funktionaliteten eller funktionerna hos sina enheter. Och andra fördelar ges till användarna i form av extra gränssnitt så att användare kan utöka eller uppgradera sina nätverk. Med extra gränssnitt, användare eller utrustningsinstallatörer kan ansluta fler enheter eller enheter i nätverket, och därmed uppnå syftet att ytterligare minska kostnaderna, som visas i figuren 4.

2. MRJ21-kontaktstrukturdesign
Eftersom systemdesigners är intresserade av en hög nivå av tekniska framsteg, flera MRJ21-kontakter med olika konfigurationer har introducerats för att möta olika applikationskrav inom Gigabit Ethernet-miljön och nätverksområden. Dessa konfigurationer inkluderar enports MRJ21 (val av paneljord och icke-paneljord, genomgående lödning, och presspassning, som båda har samma brädlayout och samma storlek) och dubbel- och MRJ21 med fyra portar med integrerade magnetiska anslutningskomponenter.

MRJ21-sammankopplingar har utformats för att vara enklare och ha lägre överhörningsbrusnivåer än RJ-45- och RJ-21-sammankopplingar. Det minimerar möjligheten att orsaka utomjordisk överhörning och skapar en metod för bruskompensation som inte kräver den myriad av proprietära RJ-45-sammankopplingar. Dessa designfunktioner kan upprätthålla kontinuitet och utmärkta elektriska länkegenskaper, gör sammankopplingsenheter mer lämpade för gigabitapplikationer.

RJ-45 sammankopplingsenhetsgränssnitt

Nätverkssysteminstallatörer som använder MRJ21-kontakter och kabelenheter ser också förbättrad prestanda. Första, switchens kabelhantering har förbättrats ytterligare eftersom den bara kräver en kabel (jämfört med sex kablar som krävs i Gigabit Ethernet eller 10/100/1000 applikationer). Och in 10/100 applikationer, antalet kablar minskas också från 12 till 1. Dessutom, den enda kabeln handlar om 30% mindre än tvärsnittsarean för motsvarande sex 4-par kablar. Dessutom, på grund av PCB-kortets ökade täthet, den resulterande I/O-sammankopplingsanordningen har en mindre formfaktor, och synligheten för känslighetsdisplayen på hårdvaran är också avsevärt förbättrad. De totala kostnaderna för slututrustningsanvändare kan också minska ytterligare.

MRJ21-kontaktstruktur designritning

Figur 6 Strukturell designschema för MRJ21-kontakt

Efter att ha använt MRJ21-kontakten i infrastrukturkablar, utrustningstillverkare och tjänsteleverantörer kan förvänta sig ytterligare fördelar. Dessutom, en dedikerad studie av de fyra associerade kostnadsbesparingarna (arbetskraft, utrymme, tid och underhåll) visar också att MRJ21-kabelenheter kan ge många potentiella kostnadsbesparingsmöjligheter.

I arbetskostnadsstudier, det har uppskattats att användning av MRJ21-kontakter kan spara $3.50 till $14 per gränssnitt i direkta installationskostnader jämfört med traditionella RJ-45-baserade kablar. Studien visade också att utrymmet som upptas av MRJ21-kontakter installerade i ovanstående utrustning kan spara cirka 4,50 USD/gränssnitt per år, eftersom datacentret kan ta mindre utrymme. I den höga kostnaden och viktiga tillämpningsmiljön för denna studie, besparingarna i det område som upptas av utrustningen kan nå mer än 50%.

Dessutom, studien drog slutsatsen att den tid som krävs för att ansluta datacentret är ungefär 1/6 av den tid som ägnas åt traditionell kabeldragning. Slutligen, studien visade betydligt mindre stillestånd för byte av switchar eller återställande av funktionalitet.

Framsteg inom I/O Interconnect Devices

Ett av de mest avancerade I/O-applikationsområdena för nästa generations modulära uttag är 10/100 Base-T transmission, Gigabit Ethernet, och Power Ethernet-integration. Kärnan i 10/100 Base-T-överföring och Gbit Ethernet är i princip samma sak. Det är bara det att överföring av ström via en Ethernet-kontakt är ett relativt nytt problem, och de sammankopplingar som används i sådana applikationer kräver noggrant övervägande.

Att överföra höghastighetssignaler genom ett nätverk är en utmaning i sig, och att lägga till bördan av lågeffektsenheter till nätverket ställer nya utmaningar för ett sammankopplingssystem.

Första, eftersom sändning av höghastighetssignaler över ett nätverk som redan bär själva signalen är utsatt för störningar, det är extremt viktigt att skydda signalkontakterna från störningar som kan uppstå i de lägre effektområdena av sammankopplingssystemet. Vissa designers kan välja att korrekt filtrera sammankopplingsledningarna på kortet för att minska störningar. Dock, detta ökar komplexiteten i kretskortsbehandlingen i tillverkningsprocessen, ökar motsvarande kostnad och kräver mer ansträngning.

Ytterligare ett alternativ är att använda en integrerad eller kombinerad MRJ21-kontakt. Den kombinerade MRJ21-kontakten kan realisera 10/100/1000 Base-T transmission, och kan även använda PoE-stift. Kombinationen av integrerad magnetik och energihantering eliminerar behovet av tidskrävande och kostsamma lösningar på kortnivå.

Integrerad magnetik ger några av följande viktiga funktioner:
(1) Tillhandahåll de DC-isoleringskrav som föreslagits i IEEE 802.3 och IEC 60950;
(2) Provide the anti-electromagnetic interference (Emi) function of the normal mode;
(3) The DC power supply can be applied to the PoE field by using integrated magnetic components.

When the MRJ21 crimp gang connector switch is applied to Ethernet, the advantages of power devices with network support can be further extended throughout the network.

One of the important attributes of the MRJ21 ganged magnetics connector is its flexibility. The connector can be designed as non-PoE or with PoE function. With this design approach, network systems transitioning from 10/100 and GbE 802.3af-compliant PoE is much easier.

avslutningsvis:
Product development seems to have gotten easier in recent years, further proving the role of I/O interconnects and taking them to the next level. Dessa nästa generations I/O-kontakter kan ge högre förpackningstäthet och prestanda, inte bara för att förbättra deras frakt- och hanteringsvillkor, men också för att ytterligare förbättra deras tillverkningsprocess. Som sådan, det påverkar inte bara OEM-tillverkare, men även installatörer och användare av utrustning. Viktigast av allt, tillämpningen av dessa nya I/O-sammankopplingsenheter kan inte bara göra Gbit Ethernet och aktivt Ethernet lättare att implementera, men också ytterligare förbättra nätverksfunktioner och arbetseffektivitet.