【導讀】工業(yè)以太網(wǎng)技術具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優(yōu)點，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡之一。在工業(yè)級以太網(wǎng)連接器市場，高防護等級、現(xiàn)場快速操作成為主要的賣點，本文將詳細講解工業(yè)級以太網(wǎng)連接器的防護等級及工業(yè)級以太網(wǎng)連接器緣何如此受歡迎。
首先我們先來簡單介紹一下工業(yè)級以太網(wǎng)連接器。
在很多人眼中，只有“軍品級”才意味著最高等級的產(chǎn)品質量，但事實并非如此，對于應用橫跨各個領域的連接器產(chǎn)品而言，不管是RJ-45、D-sub連接器，還是光纖連接器，連接器制造商都在把它們做得更加堅固，以適應工業(yè)、醫(yī)療和電信等應用場合中的惡劣環(huán)境。
在工業(yè)用以太網(wǎng)連接器市場，高防護等級、現(xiàn)場快速操作成為主流廠商產(chǎn)品的賣點。同時，萬兆級(10G)傳輸應用已經(jīng)成為市場的主流趨勢。在工業(yè)現(xiàn)場和辦公室之間建立無縫的10G以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)，是業(yè)界當前的主流發(fā)展趨勢。
工業(yè)連接器的分類
早期的共享式同軸以太網(wǎng)使用的連接器為BNC-T型連接器，連接頭安裝在同軸電纜兩端，連接器連接兩個網(wǎng)段。T型連接器示意圖如下：
T型連接器示意圖
使用雙絞線的介質規(guī)范使用的連接器為RJ45，這是使用最為普遍的一種連接器，其簡單示意圖如下：
RJ45連接器示意圖
雙絞線類型與RJ45連接器
RJ45連接器是目前應用中最為廣泛的一種連接器。RJ45連接器之間采用雙絞線連接。根據(jù)雙絞線與RJ45連接器的連接關系可分為直通線和交叉線。而雙絞線所連設備的接口又分為MDI和MDI-X兩種接口。
以太網(wǎng)信號在雙絞線介質類型上傳送時是以差分形式傳送的，發(fā)送和接收各占用一對雙絞線?，F(xiàn)我們實際使用的雙絞線(如UTP5)中含有四對雙絞線，相對應的RJ45插座內有8個插頭引腳，根據(jù)排列順序為1~8。MDI-X接口使發(fā)送信號對TX+、TX-連接于1、2，使接收信號對RX+、RX-連接于 3、6(計算機網(wǎng)卡接口、HUB或交換機的上行口和我們的單板調試網(wǎng)口為MDI-X接口，)；MDI接口使發(fā)信號對TX+、TX-連接于3、6，使接收信 號對RX+、RX-連接于1、2(HUB或交換機的普通口為MDI接口)。
常用雙絞線中有四對雙絞線，根據(jù)顏色也可排序為1~8(白桔、桔、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕)。直通網(wǎng)線兩端的RJ45頭與雙絞線的壓接順序由 1到8順序排列；交叉網(wǎng)線一端的RJ45頭與雙絞線1到8順序壓接，另一端的RJ45頭與雙絞線壓接時1、2和3、6調換壓接。
從以上分析可看出，網(wǎng)線連接兩個接口的目的是使兩端TX與RX對接起來，因此，當MDI-X接口與MDI接口相連時需使用直通網(wǎng)線，而MDI接口與MDI接口相連或MDI-X接口與MDI-X接口相連時需使用交叉網(wǎng)線。
以下是不同類型接口的連接示意圖：
何為IP67？
IP67現(xiàn)在特指手機行業(yè)的防護安全級別，它定義了一個界面對液態(tài)和固態(tài)微粒的防護能力。IP后面跟了2位數(shù)字，第1個是固態(tài)防護等級，范圍是0-6，分別表示對從大顆粒異物到灰塵的防護；第2個是液態(tài)防護等級，范圍是 0-8，分別表示對從垂直水滴到水底壓力情況下的防護。數(shù)字越大表示能力越強。IP67的解釋是，防護灰塵吸入（整體防止接觸，防護灰塵滲透）；防護短暫浸泡（防浸）。目前在布線行業(yè)最高實現(xiàn)的是IP67級別。除此以外，工業(yè)連接器還有溫度，搞震等對其它惡劣環(huán)境的考慮因素。
IP代表什么？
IP指外殼的防護等級，此標準描述了對電氣設備外殼防護等級進行分類的系統(tǒng)。由歐洲電子技術標準化委員會提出，電氣設備外殼防護等級被分成很多類，根據(jù)不同的號碼，能夠迅速方便的確定產(chǎn)品的防護等級。
第一個數(shù)字代表的含義
0代表無防護。
1代表防直徑為50mm 甚至更大的固體顆粒物物體尖端或50mm 直徑的固體顆粒物不能完全穿透。
2代表防直徑為12.5mm 甚至更大的固體顆粒物物體尖端或12.5mm 直徑的固體顆粒物不能完全穿透。
3代表防直徑為2.5mm 甚至更大的固體固體顆粒物物體尖端或2.5mm 直徑的固體顆粒物完全不能穿透。
4代表防直徑為1mm 甚至更大的固體固體顆粒物物體尖端或1mm 直徑的固體顆粒物完全不能穿透。
5代表灰塵防護：并不能完全防止塵埃進入，但不會達到妨礙儀器正常運轉及降低安全性的程度。
6代表灰塵禁錮：塵埃無法進入物體整個直徑不能超過外殼的空隙
第二個數(shù)字代表的含義
0代表無防護。
1代表防垂直下墜的水滴垂直下墜的水滴不會造成有害影響。
2代表當外殼翹起可達15°時防垂直下墜的水滴當外殼在垂直任何一側以任何角度翹起不超過15°時，垂直下墜的水滴不會造成有害影響。
3代表防水霧在任何一垂直側以任何不超過60°的角度噴霧不會造成有害影響。
4代表防潑水對著外殼從任何方向潑水都不會造成有害影響。
5代表防噴水對著外殼從任何方向噴水都不會造成有害影響。
6代表防強力噴水對著外殼從任何方向強力噴水都不會造成有害影響。
7代表防短時浸泡常溫常壓下，當外殼暫時浸泡在1M深的水里將不會造成有害影響。
8代表防持續(xù)浸泡，在廠家和用戶都同意，但是條件比7嚴酷的條件下，持續(xù)浸泡在水里將不會造成有害影響。
應用和注意事項
工業(yè)應用中，必須考慮IP 防護。
對于封閉建筑的標準工業(yè)系統(tǒng)，采用IP54 防護=灰塵防護和潑水防護。
對于戶外系統(tǒng)（汽車等）推薦IP65 防護。防灰和防噴水。
防護等級≤IP40 僅為防觸摸或僅當系統(tǒng)安裝在機架（例如支架）上才有意義。
在戶外倉庫的鏟車系統(tǒng)上不應該用IP20 防護。
采用IP67 的控制系統(tǒng)，如果不是應用在潛艇上，通常都使用在不當?shù)膱龊侠铩?br />
并非所有的系統(tǒng)提供了高等級的防護就一點問題都沒有。高防水通常需要完全密閉安裝，通常這會引起散熱問題?？赡軙l(fā)生由過熱引起的系統(tǒng)錯誤。所以需要附加的散熱裝置。
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工業(yè)級以太網(wǎng)連接器緣何如此受歡迎
在工業(yè)環(huán)境中，由于傳輸速度和數(shù)據(jù)量的需求不斷增長，為確保更加高速、平滑的數(shù)據(jù)交換，萬兆級產(chǎn)品得到廣泛應用。仔細分析當今連接器供應市場，Tyco(泰科電子)、CONEC、FCI、Molex、Amphenol、ERNI、Phoenix Contact(菲尼克斯電氣)和德資雅迪(HARTING)均是個中翹楚。其中，由于一直專注于工業(yè)連接器市場，菲尼克斯電氣、德資雅迪HARTING 成為工業(yè)用以太網(wǎng)連接器的主導供應商。
大數(shù)據(jù)流量以及日益嚴格的實時性要求催生了新一代的布線系統(tǒng)。菲尼克斯電氣提供的連接器系列，其新的屏蔽概念確保了10Gbps的可靠數(shù)據(jù)傳輸速率，符合以太網(wǎng)標準CAT6。比如采用Piercecon連接技術的M12，該產(chǎn)品可實現(xiàn)現(xiàn)場快速可靠的組裝，新的編碼亦可防止與現(xiàn)有M12解決方案的錯誤連接。而 采用了IDC快速連接技術的RJ-45，在按部就班完成插入導線、切取電纜、關閉安裝孔等步驟之后，即可實現(xiàn)現(xiàn)場快速、簡便的組裝。
菲尼克斯電氣與德資雅迪合作推出的M12連接器
德資雅迪HARTING則在更早時間推出了全球首個無需任何工具的RJ-45連接器：RJ Industrial 10G，可現(xiàn)場安裝的10G以太網(wǎng)新型RJ-45插頭。
HARTING的新型RJ-45連接器采用了面向未來10G以太網(wǎng)的設計特點。通過使用經(jīng)驗證的絕緣層刺破接線端子技 術，連接快速可靠。絕緣層刺破接線端子的設計通用于具有寬導線橫截面的剛性和柔性導線。通過新開發(fā)的導線密封壓蓋，直徑從4.5到9毫米的導線均可以牢固 地固定在連接器上。這使得用戶可以將所有慣用的以太網(wǎng)導線類型同RJ-45連接器進行連接。由于其輕巧的設計，堅固的工業(yè)標準IP20接口，也可以用于多 端口RJ-45插口。除IP20接口外，所有已知的IP 65/67推拉式接口乃至Han 3A接口現(xiàn)在都能夠使用這個新的接頭。
RJ-45連接器受青睞
目前在通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡市場，以太網(wǎng)的發(fā)展趨勢正在不斷加強。為了滿足新的市場動向，泰科電子也積極投入開發(fā)并推廣以太網(wǎng)連接器。泰科電子業(yè)務發(fā)展總監(jiān)Rod Smith指出，經(jīng)過多年發(fā)展，目前市場上應用最廣的RJ-45連接器繼續(xù)扮演著重要角色。該公司的產(chǎn)品也能支持10Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。
Rod Smith表示，目前市場對連接器物理面積提出了新的要求，要求不斷提高局域網(wǎng)應用中通信設備前板的密度。為滿足這一新的市場需要，泰科電子開發(fā)了兩款 產(chǎn)品：MRJ21和RJ·5連接器。他介紹，這兩款產(chǎn)品利用技術優(yōu)勢不僅能夠降低成本并減少端口，同時將端口密度提高了一倍。
泰科電子MRJ21連接器
MRJ21連接器可以極大地減少安裝時間，適用于緊急場合，可同時支持12通道10/100數(shù)據(jù)流傳輸及6通道10/100/1000數(shù)據(jù)流傳輸。
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本土制造商競爭力提升
中國大陸約有500家RJ-45連接器和線纜組件生產(chǎn)商，半數(shù)產(chǎn)量用于出口。華南和華東是主要生產(chǎn)基地，80%以上的企業(yè)都集中在這里。其中，廣東東莞和浙江樂清是主要產(chǎn)地，其它供應中心是廣東深圳、江蘇蘇州、南京，以及上海。
大量廠商都是中小型企業(yè)，年銷售額不超過1400萬美元左右。大型廠商年銷售額超過1400萬美元，目前在供應商中僅占10%。由于預計今后數(shù)月需求上升，廠商正在利用價格優(yōu)勢，改進質量和提高產(chǎn)量來吸引訂單。
在國內，盡管面臨無線對手的挑戰(zhàn)，以及成本上漲和勞動力短缺等問題，但中國的RJ-45連接器和線纜供應商仍對增長前景持樂觀看法。
廠商重振信心，部分原因在于來自路由器、交換機、LAN終端和Ethernet系統(tǒng)的需求上升，使得中國RJ-45連接器和線纜供應商的銷售情況改善。
廠商正在努力抵抗無線技術的沖擊。無線技術目前已用于PC和通訊設備，而且在工業(yè)、醫(yī)療和汽車領域受到青睞。Wi-Fi 802.11n和藍牙受到歡迎；無線USB、ZigBee和RFID發(fā)展勢頭日益增強，尤其是在消費電子、PC和通訊領域。
全球移動互聯(lián)網(wǎng)設備市場強勁增長，預測其未來五年的復合年增率將高達167%，將刺激Wi-Fi、藍牙和超寬帶的進一步普及。
國內連接器廠商預計，這將把同期RJ-45連接器和線纜組件及類似連接器的需求壓低25%左右。估計到2013年，無線技術將吃掉RJ- 11的一半以上市場份額，吃掉其它連接器的大部分市場。未來幾年RJ-45連接器出貨量增長率預計將從目前的10%降到5%左右。
盡管受到無線技術的沖擊，但PC、路由器、交換機、以太網(wǎng)供電設備和以太網(wǎng)系統(tǒng)仍將提供RJ-45端口。使用24至48個接口 交換機的商業(yè)LAN，也將保留RJ-45。這是因為，無線技術仍需解決信號傳輸問題。
供應商正在加強其價格優(yōu)勢和獲得必要的產(chǎn)品認證，以增強競爭力和吸引訂單。
中國生產(chǎn)的產(chǎn)品約占全球市場的20%，比國外同類產(chǎn)品便宜10-20%。廠商計劃通過進一步降低生產(chǎn)成本來擴大這種優(yōu)勢。但是，由于原材料和勞動力成本上漲，這個目標并不容易達到。原材料和勞動力成本分別占到總成本的40%和10-20%。
在產(chǎn)品認證方面，多數(shù)企業(yè)都獲得了CE、RoHS和UL認證。許多企業(yè)達到了ISO 9001標準，還有一些企業(yè)達到了ISO 14001標準。部分廠商計劃明年獲得其它認證，以提高競爭力。
