就像我们的家庭和办公室每天都变得更加互联一样，生产设施和其他工业场所也是如此。快速、可靠的电缆和连接器有助于确保生产效率和准时交货。Bel 的这篇文章探讨了工业应用中使用的以太网连接器类型的优缺点。
以太网作为工业通信协议的采用增长在智能工厂的演变中发挥了关键作用。最初仅限于工厂的控制和信息层面，IEEE 802.3 协议的大量扩展已得到 IEEE 批准，使以太网能够支持工业过程的确定性要求。这些扩展已成为开放标准，广泛应用于行业内，并推动工业环境中以太网部署呈指数级增长。
工业以太网的设计考虑因素
以太网正在迅速成为工业环境中的主导网络技术，最近的许多 IEEE 802 以太网子标准涵盖了支持实时通信所需的机制。随着越来越多的工厂系统使用以太网设备，设计人员必须确保网络模块能够在工厂环境的恶劣条件下正常运行。选择组件时必须考虑坚固性、工作温度范围、灰尘、电气噪声和振动等因素。随处可见的 RJ45 连接器多年来一直是网络布线的主流，现在仍然是工厂环境中首选的连接器解决方案，本文探讨了将这些连接器纳入工厂系统时必须考虑的一些因素。
工业环境中的以太网变化
随着生产率和资产回报率的不断提高，工厂自动化水平逐年提高，联网设备的普及也日益增多。机器人系统的部署正在迅速增加，其用途从传统的装配线转向更小、更灵活的应用，包括人类操作员和机器人协同工作的协作工作空间。一系列通用标准的制定促进了自动化水平的提高，促进了开放系统的发展，确保了不同制造商的更多设备之间的互操作性。
以太网作为工业通信协议的采用增长在智能工厂的演变中发挥了关键作用。最初仅限于工厂的控制和信息层面，IEEE 802.3 协议的大量扩展已得到 IEEE 批准，使以太网能够支持工业过程的确定性要求。这些扩展已成为开放标准，广泛应用于行业内，并推动工业环境中以太网部署呈指数级增长。
以太网的持续演进
以太网协议跨越 OSI 分层模型的第 1 层（物理层）和第 2 层（数据链路层），描述了联网设备如何格式化数据以便传输到同一网段上的其他网络设备，以及如何将该数据传输到网络连接上。典型的以太网局域网最初设计用于通过同轴电缆运行，现在则使用特殊等级的双绞线或光纤电缆。以太网标准正在稳步发展，以适应新媒体、更高的传输速度以及帧内容和功能要求的变化，例如 802.3af，定义以太网供电 [POE]。
工业环境中最常安装的以太网系统是 100 BASE-T（“BASE-T”表示使用双绞线电缆），提供高达每秒 100 兆比特 (Mbps) 的传输速度。千兆以太网提供 1000 Mbps（1 千兆位或 10 亿比特每秒）的速度，而 10 GbE 或 10 千兆以太网提供高达 10 Gbps 的速度。更高的速度正在不断开发中，以实现标准化。
PHY是OSI模型物理层的缩写，指实现物理层功能所需的电路。以太网 PHY 是实现 1000BASE-T、100BASE-TX 和 10BASE-T 标准的以太网物理层部分的组件，并且 PHY 功能通常在以太网线路调制的模拟域和链路层分组信令的数字域之间的接口芯片中实现。图 1 概述了 PHY 设备实现的功能。
图 1：以太网 PHY 与 MAC 和物理介质的连接
从图 1 可以看出，构成以太网物理层功能的还有另外两个重要组件。“磁性”是一种模拟电路，旨在满足 IEEE 802.3 10/100/1000BASE-T 规范的电气接口要求，使以太网网络上的不同节点能够进行长距离连接。磁性元件解决了关键的电气接口要求，包括电气隔离、信号平衡、共模抑制、阻抗匹配和 EMC 改进。RJ45 连接器是一种低成本的八位 8P8C 连接器，长期以来一直是以太网连接的主流，在目前使用的所有以太网电缆上都能找到它的身影。因此，任何 PHY 板都必须包含合适的 RJ45 连接器。
支持工业以太网市场对 ICM 的需求
如今，许多连接器制造商都在提供集成连接器模块 (ICM)，其中磁性电路内置于 RJ45 型连接器块中。在 PHY 板设计中使用 ICM 具有许多优点，包括元件数量更少 - 从而降低生产/组装成本，金属屏蔽对敏感电缆侧信号的 EMC 屏蔽效果可能更好，并且 PCB 占用空间更小。ICM 还使 PHY 模块设计完全处于数字领域，并将模拟电路封装在连接器内。
作为集成连接器模块 (ICM) 的发明者和最大供应商，Bel 集团旗下的 Bel Magnetic Solutions 为通信、工业和商业应用提供广泛的磁性产品。Bel 的广泛产品组合包括 3 种 ICM 产品，这些产品专门针对工业以太网市场，该市场需要在恶劣环境下实现可靠、低成本的连接，工作温度在 -40°C 至 +85°C 之间。ICM 适用于多种应用，包括工业以太网控制器、机器控制板、以太网照明控制器、工业无线接入点和工业视频显示装置，其概要见下表 1。
| 零件编号 | 说明 |
| 2250015-1 | 1G，nPOE，端口向上 |
| 2250056-1 | 10/100，PoE，端口向上 |
| 2250066-1 | 10/100, nPOE，端口向上 |
表 1：适用于工业以太网应用的 BEL TRP ICM
这些 ICM 与所有主要 10/100Base-T 和 1GBase-T PHY 兼容，体积小、使用方便，可承受工厂生活的压力和应变。这些连接器经久耐用，工作寿命长，故障率极低，工作温度范围为 -40°C 至 85°C。IR 回流焊兼容性和带卷包装选项支持自动插入印刷电路板，进一步降低了模块生产成本。
图 2：BEL MagJack® ICM
ICM 解决方案的领导者
随着以太网成为工厂的主流通信协议，越来越多的工业机器（包括各种机器人系统）必须连接到以太网网络。工业规格网络设备（例如工业以太网控制器和机器控制板）的设计人员必须谨慎选择组件，主要考虑坚固性、生命周期和成本。ICM 模块在确保恶劣环境下持久可靠的连接方面发挥着关键作用；这些连接器不仅必须提供必要的机械耐用性，而且其电气性能在恶劣且嘈杂的工厂环境中也至关重要。
探索 Bel 的各种以太网解决方案
Bel Magnetic Solutions 提供广泛的集成连接器模块 (ICM) 产品线，其中以太网磁性解决方案集成到连接器包中。ICM 产品线涵盖当今市场上的所有以太网应用。我们的产品包括适用于高速网络和计算机应用的最广泛的磁性解决方案之一。ICM 涵盖一系列以太网速度和技术，包括 10/100Base-T、1GBase-T、10GBase-T 和以太网供电 (PoE)。