为明日的网络完全改造RJ-45

提到以太网接口，总是会让人想起耦合的模块化RJ型插头和插孔型连接器。自从有了结构化电信布线的概念后，这种接口在电信市场占据了主要位置。之前，从六十年代晚期开始，几乎每台售出的电话耳机上都有着这样的两对型连接器。毫无疑问，RJ型插头和插座接口的应用是非常普遍的，但是随着数据传输速度接近10 Gb/s，它们开始显得有些力不从心。而且，大多数制造商没有意识到这是一次创新的机会，而只是热衷于依赖陈旧的补偿电路对现有模块化插座的过时的外壳和接点设计进行精调细改，以克服人工端接的RJ型模块化插头连接器与生俱来的高频电气和机械上的缺陷。

作为一项革命性的举措，西蒙已彻底改变了RJ型模块化插头和插座的内在机能。获得专利的新技术从根本上消除了插头和插座端接的差异性、优化了耦合性能，并指定使用了完整的针对性矫正补偿电路，使连接装置具有前所未有的传输性能余量和机械可靠性。这些革命性的增强功能，融入了西蒙全新的Z-MAX系列扩展六类（6A）连接硬件和配线解决方案。

设计更好的连接器

今天的RJ型模块化连接器被要求在五年前还无法预见的条件下工作并提供性能余量。尤其是，此接口需要在最大500 MHz频率下表现出超低水平的内部（线对间）和外部（外来）串扰，支持PoE Plus应用中每线对最高600mA的电流，在各种环境条件下保持可靠和坚固的连接，同时还要使用环保材料制成。面对设计出超越这些要求的下一代扩展六类连接器的挑战，西蒙的工程师认为应该对RJ型模块化插头和插座进行一次彻底的改造。

西蒙确定了以下几个改进设计的关键：

电气：

1. 消除通常状态下与现场和工厂端接过程相关的高可变性

2. 确保模块化插头性能始终在模块化插座的“最佳点”内，以提供最佳的耦合性能

3. 定位线缆端接以摆脱线对分离和线对交叉

4. 应用精密的有限元传输模型技术，以优化输入和输出线缆连接之间每个点的幅值和相位

5. 电气隔离配线架和面板上相邻的连接器，使外来的串扰最小化并消除信道间可能的屏蔽连接

机械：

1. 优化触点形状和配置，使所有元件中的传输长度和中断最小化，并使相邻插座的引脚之间的距离最大化，以改善外来串扰

性能

2. 消除不环保的生产材料，例如铍和铅

3. 减少触点插入应力并使插头/插座接口内的正常受力的变化最小化

4. 确保“先接触”/“后断开”的触点形状可以提供独立的电弧区域，并且与插头和插座触点上的耦合接口区域完全隔离，

保证同时传输电力和数据时的最佳可靠性 

5. 有一个适合铜缆布线连接的所有要求的模块化插座核心组件（例如，一体化平口/斜口，或Keystone和全色跳线）

电气增强

消除RJ-45模块化插头的多变性

双绞线依赖于精确的线对几何结构来确保正确的传输性能。根据其特性，线缆到模块的插头端接过程会破坏这种线对的几何结构并给最终的插头组件带来了较大的可变性。而且，用于数据传输的4线对T568A和T568B连线图规定，端接于插针3和6的线对应解开双绞并分离安装在端接于插针4和5的线对两侧（见图1）。这种常见的安装方法是模块化插头中串扰的一个主要来源。端接于插针3和6的线对通常被称为“分离线对”。

另外，线对朝向根据端接的线缆端不同有顺时针旋转或逆时针旋转（见图2），这一事实常常被忽视。为了适应“镜像”线对方向，在线缆的两端需要交叉一个不同的线对，以达到插针/线对连接的极性。因此，要使用相同的插头设计来获得线缆两端的端接之间的性能一致性，实际上是不可能的。

有人把模块化插头端接过程称为是一门艺术。或许这是因为该过程取决于操作人员的技术，在为端接准备线对时，操作人员可使解开双绞和线对干扰最小化。培训操作人员正确端接模块化跳线需要花费较长的时间。即使这样，成品跳线必须经过100%传输测试，以确保制作正确。在认识到传输性能取决于插头端接的质量和稳定性后，布线制造商们不再对超五类以上性能等级的现场制作跳线提供保证。若生产和测试过程中没有严格的流程控制，则无法保证性能。

由于模块化插头及其与线缆的端接对耦合性能如此关键，这是Z-MAX设计中的一个中心焦点。西蒙的工程师对现有的模块化插头技术进行了彻底改造，设计出了具有以下特点的Z-MAX插头：

1. 可向后兼容并能与现有的符合TIA和IEC要求的任何制造商的插座配合使用

2. 可消除与解开双绞和“分离线对”相关的多变性

3. 可消除线缆两端不同的颜色顺序带来的多变性

4. 完全符合行业标准，并始终符合TIA和ISO/IEC规定的性能范围，以提供最大匹配性能，同时保持与其它插座和性能类别的

完全兼容

为了实现这些目标，西蒙战略性地在Z-MAX模块化插头中采用了专利的印刷电路板技术（见图3）。为消除与传统插头端接过程相关的多变性，使用了不同的印刷电路板（PCB）设计来和线缆两端的线缆放置和线对色序匹配。这种设计可优化性能并保持四个完整的线对一直延伸到端接点，而无需解开线对或将一个线对交叉叠放在另一个线对上。每根跳线用两个不同的插头端接，这两个插头有着截然不同的电路设计和连线方案，专门用于提供稳定的性能并确保与所有符合TIA和IEC要求的模块化插座的完全兼容和互操作性。

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