Steckverbinder-Standard RJ45 Sinnvoll für industrielle Awendungen?

Der RJ45-Steckverbinder-Standard findet auch industriellen Applikationen Anwendung
Der RJ45-Steckverbinder-Standard findet auch industriellen Applikationen Anwendung

RJ45-Steckverbinder kennt jeder, der mit PC und Telekommunikation zu tun hat. Bei industriellen Applikationen sind sie ebenso verbreitet, obgleich sie aus technischer Sicht für dieses Anforderungsprofil wenig geeignet sind.

RJ45 – nahezu jeder kennt ihn: den Steckverbinder an Ethernet-Kabeln, welche PC und Router mit dem Internet verbinden. Manche nennen ihn auch Westernstecker oder Western-Modular-Stecker. Eigentlich ist er gar nicht modular, sondern besteht aus einem Stück klarsichtigem Polycarbonat mit acht vergoldeten Plättchen als Kontakten.

Seit 1877 gab es in den USA die Bell Telephone Company – benannt nach Graham Bell, dem amerikanischen Erfinder des Telefons. Diese wurde 1899 von der eigenen Tochtergesellschaft für Ferngesprächsverbindungen, der AT&T (American Telephone & Telegraph), übernommen. Das ganze Konstrukt nannte sich dann American Bell (auch Ma Bell genannt) und hatte in USA eine Monopolstellung für die Telefonie.

Bereits 1881 übernahm AT&T die 1856 gegründete Western Electric Manufacturing Company: ein Unternehmen, welches Schreibmaschinen, Alarmsysteme und Relais für die Western Union herstellte. Und 1925 entstanden die Bell Telephone Laboratories (auch Bell Labs genannt), die zu gleichen Teilen aus den Western Electric Research Laboratories und den Entwicklungs­abteilungen der AT&T hervorgingen.

Dort wurden nicht nur der Transistor sondern auch der Hamming Code,
der Hall-Effekt, der Laser, CDMA-Modulation, Unix, C++ und vieles mehr
entwickelt und verfeinert. Mit sieben Nobelpreisen der Physik sind die Bell Labs weltweit führend.

Alles begann bereits 1976

Die Bell Labs reichten das Konzept eines sehr preiswerten Steckverbinders als Standardanschluss für Telefone ein, das 1976 von der Federal Communications Commission registriert wurde und sich auch im Namen (RJ = Registered Jack) wiederfindet.

Die folgende Nummerierung ist die Sequenz der Registrierung und somit rein zufällig. So entstanden als RJ11 der 2-polige (Kontakte 4&5), als RJ14 der 4-polige (Kontakte 3/4/5/6), als RJ25 der 6-polige (Kontakte 2/3/4/5/6/7) und als RJ45 der 8-polige Modular Connector (Kontakte 1 bis 8).

Letzterer ist im Detail in IEC 60603 in Bezug auf seine Hochfrequenzeigenschaften bis 2 GHz (in geschirmter Ausführung) und in EIA/TIA-568 für 10/100BASE-T und 1G/10GBASE-T bezüglich der Ethernet-Verkabelung standardisiert.

Die Bezeichnung »Modular« verweist auf die damalige Zeit: Die Fernsprechapparate wurden modularisiert, sodass zum Beispiel mit Hilfe des RJ11 am Handapparat (Telefonhörer) dieser oder dessen Schnur ersetzt werden konnte, ohne dass die Basiseinheit mit der Wählscheibe zerlegt werden musste.

Der ursprüngliche RJ45-Stecker hatte eine Spezialkodierung und wurde für Highspeed-Modems mit nur zwei Kontakten (4 & 5) und zwei zusätzlichen gebrückten Kontakten (7 & 8) bestückt. Wenn man jedoch heute über den RJ45 spricht, so ist das der bekannte Ethernet-Steckverbinder mit acht Kontakten und dem Manko, dass zwei verdrillte Paare auf den Kontakten 4 & 5 sowie 3 & 6 (aus Gründen der historischen RJ11 –> RJ14-Kompatibilität) aufliegen, was insbesondere bei höheren Datenraten Schwierigkeiten hinsichtlich der Kompensation des Nebensprechens bereitete.

Auch die offensichtliche Rückwärtskompatibilität, wonach man RJ11-, RJ14- und RJ25-Stecker tatsächlich in RJ45-Buchsen einstecken kann, ist mit Vorsicht zu genießen! Da die schmäleren Stecker an den Kanten Kunststoffrippen haben, können sie die Kontakte 1, 2, 7 und 8 einer RJ45-Buchse überbiegen und so beschädigen, dass nach diesen Steckver­suchen ein RJ45-Stecker auf den besagten Kontakten nicht mehr kontaktiert!

Allerdings: Der RJ45 war nicht für raue Umgebungen designt. Die Tatsache jedoch, dass Milliarden weltweit in Betrieb sind, beweisen das Gegenteil! Leider werden Steckverbinder – insbesondere, wenn sie gut funktionieren – immer wieder über ihre Spezifikation hinaus ausgereizt. Das passierte auch mit dem RJ45. Man hatte ein standardisiertes Steckgesicht und steckte es nun in Umgebungen, für die es nicht designt war.

Ein schlechtes Gewissen gab es dabei schon, weshalb man den Stecker mit einem Panzergehäuse (Bild 1) versehen hat, um diesen gegen Beschädigungen zu schützen. Der Verriegelungsmechanismus dieser RJ45-Steckerdesigns ist wesentlich stabiler, gleichzeitig wird aber die Buchse durch das Zusatzgewicht des Panzergehäuses gestresst. Es ist also eine Führung des Steckers vor der Buchse erforderlich, was Bautiefe kostet.

Andere »Spezial«-Designs adressieren Wasserdichtheit gemäß IP65 oder die extrem dicken CAT5-Kabel mit AWG22-Adern im Industriebereich oder sie verpacken den RJ45 mit dem ODVA-Renkverschluss (siehe Bild 2).

Eine sehr preiswerte Lösung für Wasserdichtheit wiederum hat sich vor Jahren schon ein Hersteller von Basisstationen einfallen lassen. Durch eine Gummikappe mit Dichtlippen (Bild 3) wird IP55 erreicht.

Der (Standard-)RJ45 wird erst gesteckt, anschließend wird der »Gummistiefel« von der Kabelseite über den Stecker geschoben und dichtet über den Dichtrahmen aus Hartplastik.