انواع کابل شبکه

هدف اصلی از احداث شبکه انتقال داده میان اجزای شبکه است. پیاده سازی شبکه روشی است برای اتصال رایانه‌ها و سایر دستگاه‌های شبکه در یک فضای فیزیکی که اغلب در بستر یک شبکه محلی یا LAN اتفاق میوفتد. استفاده از کابل شبکه برا این است که رایانه‌ها و سایر دستگاه‌ها بتوانند فایل‌ها، اطلاعات و داده‌ها را بین یکدیگر به طور مؤثر به اشتراک بگذارند.

یک سازمان را درنظر بگیرید. این سازمان  از بخش‌های مختلفی تشکلیل شده است. در ساده ترین حالت هر کدام از این بخش‌ها بایستی به بخش‌های دیگر داده ارسال کنند. بهینه ترین حالت این است که این کامپیوترها به هم متصل شده و داده‌های خود را از طریق کابل شبکه به هم ارسال کنند. پس کابل‌ها نیازمندی یک شبکه را رفع میکنند.

از طرف دیگر هر شبکه تجهیزات متعددی دارد که این تجهیزات باید به هم متصل شوند. بیشتر این تجهیزات از طریق انواع کابل شبکه به هم متصل میشوند پس هر شبکه بزرگ باشد یا کوچک به کابل کشی نیاز دارد. این کابل‌ها نقش اساسی را در شبکه که همان انتقال داده باشد ایفا میکنند.

در پیاده سازی شبکه‌های محلی اصولا ازکابل‌های زیر استفاده میکنند.

کابل کواکسیال یا هم محور

یک هسته مرکزی  که جریان برق از آن عبور میکند. اگر به کابل تلویزیون دقت کرده باشبد در واقع یک نوع کابل کواکسیال را دیده اید. این هیته مرکزی توسط یک محافظ پلاستیکی محافظت میشود و لایه بعدی یک شبکه سیمی قرار دارد. کار اصی این شبکه سیمی کم کردن نویز و اثر الکترومغناطیسی است. یک پوشش نهایی کل لایه‌های گفته شده را در بر میگیرد.

زوج سیم به هم تابیده

به طور کلی دو نوع زوج سیم به هم تابیده وجو دارد.

زوج سیم به هم تابیده بدون محافظ UTP

زوج سیم به هم تابیده با محافظ STP

هر دو UTP و STP به طور گسترده ای در انتقال اطلاعات از راه دور استفاده می شوند. UTP کابلی است با سیم‌هایی که برای کاهش نویز تولید شده توسط یک منبع خارجی به هم پیچیده شده اند

از طرف دیگر، STP یک کابل جفت پیچ خورده با یک محافظ توری اضافی است که از کابل در برابر تداخل الکترومغناطیسی محافظت می کند. بنابراین می تواند پدیده ای به نام crosstalk را نیز ریشه کن کند. به دلیل ادغام سپر اضافی، نرخ انتقال داده STP بالاتر از UTP است.

نصب کابل‌های STP دشوار است زیرا کابل‌ها بزرگ‌تر، سنگین‌تر و سفت‌تر هستند. کابل‌های STP نیز نیاز به اتصال به زمین دارند، درحالی که در اتثال کابل UTP نیازی به اتصال به زمین نیست. بنابراین کابل‌های UTP نسبتاً ارزان تر از STP هستند.

کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ :

دو سیم به هم تابیده بدون پوشش محافظ، یک نمونه از این سیم، سیم تلفن است. نسبت به کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ قیمت بالاتری دارد و نصب آن نیز به مراتب سخت تر است. این نوع کابل انواع مختلفی دارد که محبوب ترین آن‌ها  cat5,cat6 catv,cat6a,cat5e است. تفاوت اصلی این نوع کابل‌ها در پهنای باند، سرعت، نرخ انتقال داده است.

کابل‌های اترنت انواع مختلفی دارند که با پیش اسم Cat شناخته می شوند. با پیشرفت  تکنولوژی، کم کم رده‌های جدید وارد بازار شدند که سرعت بالاتر و پهنای باند بالاتری را پشتیبانی میکردند.

در حال حاضر، کمترین استاندارد پیشنهادی موجود Cat5 است. هر چیزی زیر آن در حال حاضر منسوخ شده است. با افزایش سرعت اینترنت، کابل‌های Cat5 نیز در حال منسوخ شدن هستند.

رده 5 (Cat5) – شکل قدیمی تر کابل اترنت و سرعت تا 100 مگابیت در ثانیه را امکان پذیر می کند.

رده 5e (Cat5e) – نسخه به روز شده Cat5 است. با این کابل سرعت‌ بالاتر با تداخل کمتر نسبت به کابل‌های الکتریکی امکان پذیر شد.

رده 6 (Cat6) – بسته به منطقه، تا سرعت 10 گیگابیت را پشتیبانی میکند.

رده 6a (Cat6) – نسخه بهبودیافته کابل Cat6.

رده 7 (Cat7) – انتقال داده با سرعت بالا در این نوع کابل امکان پذیر است. این کابل به کانکتور اختصاصی نیاز دارد.

رده 8 (Cat8) – با پهنای باند 2000 مگاهرتز و سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه . این کابل‌ها به طور خاص برای مراکز داده و شبکه‌های سازمانی طراحی شده اند، بنابراین بسیار گران هستند.

کابل شبکه زوج به هم تابیده با محافظ :
دوسیم به هم تابیده با پوشش محافظ، در هر دور نوع کابل‌های زوج به هم تابیده با محافظ و بدون محافظ جریان از هردو سیم به هم تابیده عبور میکند.

هر یک از این کابل‌ها با کانکتورهای مناسب به تجهیزات شبکه و به هم وصل شوند. نحوه کار کرن با این اتصالات نیاز به تخصص دارد چرا که کابل کشی در یک شبکه به معنی انتقال داده درست در یک شبکه میباشد.

اگرچه کابل‌های زوج به هم تابیده معمولا مصارف خانگی و کوچکی دارند اما  در مصارف شرکتی  نیز از درجه بالاتری از جفت کابل زوج به هم تابیده نیز استفاده میشود. به خصوص برای سیم کشی افقی در تاسیسات LAN ، زیرا هزینه کمتری نسبت به کابل کواکسیال دارد. کابل‌های کواکس و فیبر نوری جایگزین‌های اصلی برای کابل زوج به هم تابیده هستند.

STP یا SSTP: جفت‌های به هم تابیده با محافظ

این کابل‌های اترنت خاص با محافظ‌های قوی و بافته محافظت می‌شوند. پوشش کابل STP معمولاً از مس یا نوع دیگری از مواد رسانا است و به کاهش نویز و افزایش کیفیت اتصال کمک می کند. این نوع کابل شبکه به علت دارا بودن فویلی که دور هر جفت سیم به هم تابیده قرار گرفته است محافظت چند برابری ایجاد میکند.

FTP یا SFTP (Foiled Twisted Pairs): کابل شبکه زوج سیم به هم تابیده فویل دار

SFTP یا زوج سیم به هم تابیده دارای محافظ فویل و شبکه توری.

این کابل‌ها از یک جفت یا چندین جفت سیم به هم تابیده درهسته، یک محافظ نوارفویلی محافظ برای هر جفت سیم به هم تابیده و شبکه توری محافظ کلی  که در اطراف مجموعه طراحی و ساخته شده است.

F/FTP:  زوج سیم به هم تابیده فویل شده

این نوع کابل دارای یک محافظ فویل کلی دور هر یک از زوج سیم‌های به هم تابیده است. یک محافظ فویلی دیگر نیز کل همه زوج سیم‌های به هم تابیده را احاطه میکند این کابل‌ها شبیه کابل‌های F/UTP هستند، با این تفاوت که یک محافظ فویل در اطراف هر زوج سیم به هم تابیده قرار گرفته است. ساختار کابل به گونه ای طراحی شده است که کابل را را در برابر تداخل زوج سیم‌های مجاور و سایر کابل‌ها بسیار کم میکند علاوه برآن  اثر نویز RFI و EMI نیز کم میشود.

SF/FTP: زوج سیم به هم تابیده دوبار فویل شده با روکش محافظ

این کابل شبکه با ارائه حداکثر محافظت در برابر RFI/EMI را ایجاد میکند. دارای یک محافظ قیطانی کلی است این محافظ فویل کلی است، علاوه برآن هر یک از زوج سیم‌های  به هم تابیده به وسیله نوار فویل محافظت میشوند. این نوع کابل به دلیل دارا بودن قیطان بهترین سطح محافظت در برابر تداخل را به وجود میاورد.

فیبر نوری:

این نوع کابل یک هسته ی شیشه ای برای عبور باریکه‌های نور است.  فیبر نوری از سیم مسی گران تر است ولی محدودیت فاصله و پهنای باندی که در سیم مسی وجود دارد در فیبر نوری تقریبا وجود ندارد و میتواند نیاز شبکه‌های بزرگ را به راحتی پوشش ده. دو نوع اصلی از کابل‌های فیبر نوری وجود دارد: فیبر چند حالته با برد کوتاه تر و فیبر تک حالته برد بلند.

چرا در طراحی و پیاده سازی شبکه از کابل‌های مختلف استفاده میکنند؟

هرشبکه نیازمندی مختلفی دارد. در یک شبکه بزرگ، داده‌ها باید در یک مسافت زیاد منتقل شوند. گاهی شبکه کوچک است ولی با توجه به نیازمندی‌های شبکه، ترجیح داده میشود که داده‌ها با سرعت بالاتری منتقل شوند. گاهی کیفتی داده‌ها و سیگنال‌ها مهم است در اینجاست که مهندس شبکه تصمیم میگیرد چه کابلی مناسب سخت افزار شبکه و نیازمندی شبکه است.

نویز چیست؟

نویز اصطلاحی است که به هرگونه سیگنال نامطلوب که سیگنال را در یک سیستم ارتباطی دچار مشکل کند، میگویند.

نویز الکتریکی ، فرکانس رادیویی یا الکترومغناطیسی که به داده‌های منتقل شده مرتبط نیست، نوعی نویز است که در کابل ای شبکه که سیمی هستند دیده میشود. این سیگنال‌های اضافی اغلب با داده‌هایی که از طریق سیم ‌ا منتقل می شوند تداخل می کنند. نویز الکتریکی می تواند منبع آن داخل کابل باشد یا از منابع بیرونی ایجاد شود. در نهایت، هر چه نویز الکتریکی بیشتر باشد، کیفیت سیگنال پایین‌تر خواهد بود.

توجه شود که خود سیم حامل جریان نیز موج الکترومغناطیسی ساطع میکند. پس این طور نیست که بگوییم تداخلات و نویز فقط مخصوص محیط خارج از کابل است. یک زوج سیم به هم تابیده را درنظر بگیرید. وقتی دو سیم در کنار هم قرار دارند و هر دو سیم حامل جریان هستند میتوانند روی سیم مجاور نویز ایجاد کنند. ازین روست که انواع مختلفی از زوج سیم وارد بازار میشود که برخی از انواع آنها با فویل محافظت میشوند.

یکی از دلایل کیفیت زوج سیم به هم تابیده این  است که دو کابل داده را در هر دو جهت حمل می کنند که باعث تعادل میدان‌های الکتریکی می شود. این باعث کاهش نویز الکتریکی درون سیم می شود.

درمورد فیبر نوری باید بگوییم از آنجایی که داده‌ها در غالب نور از هسته شیشه ای عبور میکنند. اثر الکترومغناطیسی منتفی است در مورد این کابل  تداخل و نویز اکترومغناطیسی و رادیویی نگرانی کمی وجود دارد ولی در این نوع کابل شبکه نویزهای دیگری وجود دارد.

سه نوع اصلی نویز ناشی از نوسانات خود به خود در سیستم ارتباطی فیبر نوری وجود دارد: نویز حرارتی، نویز جریان تاریک و نویز کوانتومی. انعکاس نورهای متعدد در فیبر نوری میتواند سبب ایجاد نویز در فیبر نوری شود.