Złącza przemysłowe dla protokołów komunikacyjnych o dużej prędkości transmisji

Złącza przemysłowe dla protokołów komunikacyjnych o dużej prędkości transmisji
Pobierz PDF Download icon

Protokół komunikacyjny jest zbiorem kroków postępowania i reguł, według których urządzenia komunikacyjne nawiązują łączność i wymieniają dane. W artykule zostaną przedstawione najbardziej istotne parametry, które określają czy dane złącze lub wiązka kablowa jest w stanie spełnić wymagania konkretnego protokołu transmisji. Z tymi parametrami zostaną również skonfrontowane złącza serii MiniMax oraz UltiMate produkowane przez firmę Fischer Connectors.

Międzynarodowy standard IEC 11801 specyfikuje parametry okablowania strukturalnego, które może znaleźć zastosowanie w szeroko rozumianej telekomunikacji (telefonia analogowa i ISDN, transmisja danych itp.). Standard definiuje kilka kategorii komponentów oraz klas okablowania służących do przesyłu danych, które różnią się główne dopuszczalną wartością czterech parametrów.

Tłumienność

Tłumienność określa stopień redukcji amplitudy transmitowanego sygnału.

Straty odbiciowe

Wartość sygnału odbitego, spowodowanego niedopasowaniem impedancji wzdłuż kanału transmisyjnego.

Przesłuchy NEXT oraz FEXT

Stopień przenikania sygnału z jednej pary sygnałowej do drugiej.

Wg standardu ISO/IEC komponenty wchodzące w skład okablowania strukturalnego są scharakteryzowane poprzez przypisanie do odpowiedniej kategorii, te z kolei są ściśle powiązane z klasą samego okablowania.

  • Kat 5 - klasa D.
  • Kat 6 - klasa E.
  • Kat 6a - klasa Ea.
  • Kat 7 - klasa F.
  • Kat 7a - klasa Fa.

ISO/IEC 11801 określa, które parametry transmisji muszą być spełnione dla poszczególnych klas okablowania. Norma ISO/IEC 11801 definiuje również, która klasa okablowania znajduje zastosowanie, dla jakiego protokołu komunikacyjnego.

Na przykład, do transmisji Ethernet 1000base-T jest potrzebne okablowanie zgodne z klasą D, do którego wykonania należy użyć komponentów (przewodów, złącz itp.) kategorii 5. Z kolei standard USB 2.0 jest mniej wymagający i określa jedynie wartość tłumienności sygnału w zakresie 0...400 MHz. Pozostałe parametry nie są określone.

Projekt złącza przemysłowego

Rysunek 1. Rezultat symulacji wykonanej za pomocą programu

O ile przewody wysokich kategorii są powszechne dostępne, o tyle zaprojektowanie złącza przemysłowego mogącego pracować z protokołami transmisyjnymi zapewniającymi dużą prędkość transmisji jest zdecydowanie bardziej złożoną kwestią.

Każdy z protokołów stawia przed projektantem złącza specyficzne wymagania i wymusza zastosowania dedykowanych rozwiązań. W przypadku złączy uniwersalnych, które mają pracować z kilkoma różnymi protokołami, wszystkie te obostrzenia muszą zostać skumulowane i uwzględnione w jednym projekcie.

Przy pracy nad projektem niezastąpionym narzędziem jest oprogramowanie CAD, które pozwala na zasymulowanie działania konkretnego protokołu, na modelu złącza oraz przewodu i wprowadzanie na bieżąco niezbędnych poprawek (rysunek 1). Złącze takie z dużym prawdopodobieństwem przejdzie proces dopuszczenia do wymaganej kategorii ISO/IEC 11801.

Fischer Connectors - MiniMax™

Złącza z serii MiniMax™ są przeznaczone dla urządzeń przenośnych o wzmocnionej konstrukcji. Znajdują zastosowania w aplikacjach medycznych, militarnych czy pomiarowych. Cechą charakterystyczną złączy MiniMax™ jest gęste upakowanie kontaktów, pozwalające na zintegrowanie w urządzeniu większej ilości funkcji z zachowaniem jego niewielkich wymiarów. Złącze zawiera unikalną kombinację 20 pinów sygnałowych oraz 4 pinów zasilających (rysunek 2).

Rysunek 2. Przykładowe złącze z serii Fischer MiniMax™

Rysunek 3. Złącza z serii MiniMax™ spełniają również wymagania standardów USB2.0 i HDMI

Złącza z serii MiniMax™ w połączeniu z ekranowaną skrętką należą do klasy Ea, co oznacza, że mogą być użyte do transmisji danych zgodnie z wymaganiami standardów 10 Gigabit Ethernet, Firewire czy Power over Ethernet. Seria MiniMax™ spełnia również wymagania standardów USB 2.0 oraz HDMI (rysunek 3).

Fischer Connectors - UltiMate™

Seria Fischer UltiMate™ zawiera paletę kompaktowych złączy charakteryzujących się wysoką odpornością na warunki środowiskowe, niewielkim ciężarem i klasą szczelności IP68/IP69. Aktualnie na ofertę składają się złącza w pięciu rozmiarach (07, 08, 11, 13 i 18) i w konfiguracjach od 2 do 42 pinów (rysunek 4).

Rysunek 4. Przykładowe złącze z serii Fischer UltiMate™

Rysunek 5. Złącze Fischer UltiMate™ (rozmiar 07/9 kontaktów) z ekranowaną skrętką należy do klasy D, co sprawia, że idealnie nadaje się do transmisji zgodnie z wymaganiami standardów Gigabit Ethernet, Firewire czy Power over Ethernet

Złącze Fischer UltiMate™ (rozmiar 07/9 kontaktów) z ekranowaną skrętką należy do klasy D, co sprawia, że idealnie nadaje się do transmisji zgodnie z wymaganiami standardów Gigabit Ethernet, Firewire czy Power over Ethernet (rysunek 5). Złącza z serii Fischer UltiMate™ (rozmiar 07/4 kontakty) spełniają wytyczne specyfikacji USB 2.0 (rysunek 6), natomiast Fischer UltiMate™ (rozmiar 11/19 kontaktów) jest zgodny ze specyfikacją HDMI (rysunek 7).

Fischer Connectors

Fischer Connectors od ponad 60 lat produkuje złącza oraz wiązki kablowe o najwyższej jakości. Produkty Fischer Connectors znane są na całym świecie ze swojej niezawodności, precyzji wykonania oraz odporności na trudne warunki środowiskowe.

Rysunek 6. Złącza z serii Fischer UltiMate™ (rozmiar 07/4 kontakty) spełniają wytyczne specyfi kacji USB2.0

Rysunek 7. Fischer UltiMate™ (rozmiar 11/19 kontaktów) jest zgodny ze specyfi kacją HDMI

Złącza Fischer Connectors używane są w najbardziej wymagających aplikacjach związanych z medycyną, telekomunikacją czy pomiarami, a także używane przez siły zbrojne wielu krajów. Zarówno dział R&D jak i produkcja realizowane są w centrali firmy mającej swoje miejsce w Szwajcarii.

Maciej Dziuban
Product & Marketing Manager, Microdis Group

DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik październik 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio listopad 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje październik 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna październik 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich październik 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów