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ix Industrial: Die Revolution bei Ethernet-Steckverbindern?

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Die neue ix Industrial-Schnittstelle eröffnet neue Möglichkeiten, auch für Kabelhersteller.

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Kaum ein anderer Stecker ist so weit verbreitet wie der RJ45 (auch bekannt als Westernstecker). Es gibt sie seit den 1970er Jahren, und in den folgenden Jahrzehnten wurden technologisch überlegene Varianten für den Einsatz in industriellen Anwendungen entwickelt. Sie sind aus der heutigen industriellen Welt nicht mehr wegzudenken, nicht nur wegen ihres überzeugenden Preis-Leistungs-Verhältnisses, sondern weil sie fast gleichbedeutend sind mit Ethernet-Verbindungen. Dies könnte sich jedoch ändern, da sich die ix Industrial Interface in jüngster Zeit als vielversprechende Alternative mit deutlich kleinerem Design und robusterer Bauweise herausgestellt hat (Abbildung 1). Es eröffnet neue Möglichkeiten in der Gerätefertigung und bietet Vorteile für den Endverbraucher.

RJ-Steckverbinder wurden in den 1970er Jahren von den Bell Laboratories in den USA eingeführt und einige Jahre später von der FCC (Federal Communications Commission) standardisiert. Eine der bekanntesten Versionen ist der RJ45-Stecker, der seit Jahrzehnten in Büros für Telekommunikation und Datenübertragung eingesetzt wird und PCs mit Patchkabeln von Kategorie 5 bis Kategorie 7 mit Steckdosen verbindet. Im Laufe der Jahre wurden technologisch fortschrittlichere, industriell zugelassene RJ45-Steckverbinder entwickelt. Diese sind kompatibel mit größeren Kabeln und Leitungen, können ohne Crimpwerkzeuge montiert werden und sind geschirmt, um den EMV-Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Ein beliebtes Beispiel ist der in Siemens DRIVE-CLiQ-Systemen verwendete RJ45-Stecker mit zwei integrierten Powerkontakten, die eine Daten- und Stromübertragung über ein einziges Kabel ermöglichen; bis zu acht Datenkabel (vier Paare) und zwei Powerkabel können daran angeschlossen werden.

Ein Hindernis für die Miniaturisierung

Obwohl die oben aufgeführten Merkmale für den RJ45 ausreichend sind, weist er erhebliche Nachteile auf. Zum einen ist der Steckverbinder für viele Anwendungen nicht robust genug; Industrieversionen haben nur einen Verriegelungshaken, der im Gegensatz zur Office-Version aus Metall besteht und damit zumindest eine gewisse Haltbarkeit bietet. Ein weitaus größerer Nachteil ist jedoch die Größe der Stecker und Buchsen.

Mit fortschreitender Miniaturisierung werden die Geräte immer kleiner, ebenso wie die Leiterplatten, auf denen die Sockel montiert sind. Dadurch werden die Abmessungen des Steckverbinders von 7 bis 11 mm vergleichsweise groß und der Produktdesigner muss auf genügend Platz achten. Die Grenzen der Miniaturisierung, insbesondere bei kompakten mobilen Geräten, Displays, kleinen programmierbaren Steuerungen, Kameras und Sensoren, werden dann durch die Größe des RJ45-Steckers definiert. Es ist leicht zu verstehen, warum ein kleinerer Ethernet-Anschluss wünschenswert ist.

Robust und 70% weniger Platzbedarf

Vor kurzem ist eine moderne Alternative entstanden, die die RJ45-Industrieversion ersetzen könnte: das ix Industrial Interface mit 10 Kontakten, Cat 6A-Klassifizierung und Datenübertragungsraten von bis zu 10 Gbit. Sie ist konform zu IEC/PAS 61076-3-124 und könnte aufgrund zahlreicher Vorteile den industriellen Standard-RJ45 in seiner Implementierung als robuste, miniaturisierte Ethernet-Schnittstelle möglicherweise ersetzen.

Einige Vorteile des ix Industrial Interface sind eine kompaktere Gegenfläche und eine hohe mechanische Robustheit. Er wurde für den industriellen Einsatz entwickelt und verfügt über zwei robuste Verriegelungsmechanismen mit Metallhaken, um Vibrationsfestigkeit und Kontaktbeständigkeit zu gewährleisten. Es ist für Umgebungstemperaturen von -40° bis 85°C (-40° bis 185°F) geeignet und die Abschirmung sorgt für EMV-Stabilität. Der platzsparende Aspekt der ix-Buchse ist wirklich beeindruckend: Sie benötigt nur 30% des Platzes einer RJ45-Buchse (Abbildung 2), so dass die Leiterplattengröße noch weiter abnimmt, was für die Miniaturisierung der Geräte entscheidend ist. Gleichzeitig verbessern sich Effizienz und Nachhaltigkeit, da kleinere Gehäuse weniger Rohstoffe benötigen. Ein kleinerer Lüfter mit geringerem Stromverbrauch reicht ebenfalls eher aus, da weniger Luft für die Zirkulation im Gehäuse benötigt wird. Daher ist die ix Industrial Interface aus ökonomischer und ökologischer Sicht sinnvoll. Darüber hinaus könnte es eine weitaus zuverlässigere Alternative zu USB-Anschlüssen an Inspektionskameras sein.

Neue Lösungen für die Montage von Ethernet-Schnittstellen

Neue Steckverbindertechnologien erfordern oft, dass Kabelhersteller bestehende Produkte anpassen oder neue Kabeltechnologien entwickeln. In Anbetracht der frühen Phase sind die Kabelhersteller optimistisch, was die Möglichkeiten dieser neuen Industrial-Ethernet-Schnittstelle und ihre Fähigkeit betrifft, Geräteherstellern Plug-and-Play-Montagelösungen mit ix-Industriesteckern anzubieten (Abbildung 3). Branchenschwerpunkte sind derzeit die Automatisierungstechnik, die Video- und Kameratechnik, die Visualisierung im Maschinenbau (z.B. Erkennung, Qualitätssicherung, etc.) und Unternehmen, die Messsysteme herstellen, die alle Patchkabel zur Übertragung von Energie und Daten benötigen. Darüber hinaus müssen Kabel mit "gemischten" Anschlüssen, d.h. ix-Codierung an einem Ende und RJ45-Codierung am anderen Ende, angeboten werden, da der Markt diese neue Technologie einsetzt.

Die ix-Steckverbinder sind derzeit mit A-Codierung für Standard-Ethernet (4- oder 8-polig, plus zwei Leistungskabel mit 3 A für 50 oder 60 Vdc) oder B-Codierung für die anwendungsspezifische Installation erhältlich; beide Versionen sind gerade (Abbildung 4). Zwei 90°-Winkelstecker-Versionen sowie ein feldkonfektionierbarer Stecker mit C-Codierung für Standard-Ethernet werden 2020 auf den Markt kommen. Die signifikante Platzersparnis gegenüber ihren RJ45-Pendants eröffnet den Geräteherstellern zusätzliche Miniaturisierungsmöglichkeiten, zumal auch horizontale, vertikale oder vertikale Versionen des entsprechenden Gehäuses zur Verfügung stehen (Abbildung 3). Langlebigkeit, Kompaktheit, hohe Datenübertragungsraten und ein doppelter Verriegelungsmechanismus sprechen eindeutig für das neue ix Industrial Interface. Jetzt beginnt das Warten, um zu sehen, wie der Markt reagiert.

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