بررسی کابل شبکه و انواع آن

در این مقاله به بررسی کابل شبکه، تاریخچه کابل شبکه، انواع کابل شبکه (فیبرنوری ، utp و..) و اهمیت آن میپزدازیم.

کابل شبکه چیست؟

کابل های شبکه مجموعه سیم هایی، معمولا از جنس مس، آلومینیوم و یا الیاف شیشه اند که داده ها را در شبکه منتقل می کنند.

انواع کابل

سه نوع اصلی کابل برای شبکه های محلی وجود دارد:

• هم محور (coaxial)
• زوج به هم تابیده ( twisted-pairs)
• فیبر نوری (fiber optic)

که ما به تفصیل به توضیح هر یک از آنها میپردازیم.

کابل هم محور (coaxial)

این نوع کابل در توپولوژی باس استفاده می شود که امروزه منسوخ شده است. از دو هادی الکتریکی که یکی از آنها توسط دیگری احاطه شده است تشکیل می‌گردد و به این علت به آن ها هم محور می گویند. مغز کابل کوآکسیال از جنس مس می باشد و سیگنال الکتریکی را منتقل می‌کند. دور تا دور مغز کابل لایه ای عایق و روی آن هادی دوم قرا دارد که معمولا به‌صورت توری از رشته های مسی می‌باشد. در نهایت کل این مجموعه داخل پوششی عایق از جنس pvc یا تفلون قرار دارد.

که در دو نوع RG-8 ( اترنت ضخیم یا  thinck Ethernet ) و RG-58 (اترنت نازک یا  thin Ethernet) ساخته شده است. 

کابل زوج به هم تابیده (twisted – pair cable)

این کابل در توپولوژی ستاره ای استفاده می‌شود.

کابل TP یا twisted – pair cable شامل چهار زوج سیم مسی می باشد که به هم تابیده شده اند. به هر یک از آنها TP می‌گوییم.

علت این که بهم تابیده شده اند این است که میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی داخل سیم ها خنثی شود.

متداول ترین نوع کابل UTP , Twised- pair cable می باشد.

UTP(Unshilded twised pair) 

کابل های UTP دارای انواع گوناگونی می‌باشند، که توسط EIA و TIA در گروه هایی رده بندی شده اند و اصطلاحا به هر یک گروه یا category اطلاق می شود.

کابل شبکه Cat1 UTP

کابل Cat1 UTP در سال ۱۹۸۵ ارائه شد معمولا در انتقال صدا و سیستم تلفن استفاده می‌شود و از ترافیک شبکه کامپیوتری پشتیبانی نمی‌کند.

شرکت های مخابراتی که ISDN و PSDN ارایه می‌کنند از کابل Cat1 UTP استفاده می‌کنند مثلا سیم کشی بین محل مشتری تا شبکه مخابراتی با کابل cat 1 انجام می‌شود. در برخی خانه های قدیمی ممکن است هنوز کابل Cat1 UTP وجود داشته باشد اما در خانه های جدید تر کابل Cat1 UTP با کابل Cat3 UTP یا کابل Cat5 UTP جایگزین شده است.

بقیه cat ها مخصوص شبکه هستند و می‌توانند ترافیک تلفن و شبکه کامپیوتری را پشتیبانی کنند.

کابل شبکه Cat2 UTP

کابل Cat2 UTP دارای ۴ سیم است که دو به دو به هم تابیده شده‌اند و اغلب در شبکه های توکن رینگ استفاده می‌شوند.

سرعت کابل شبکه Cat2 UTP حداکثر ۴Mbps است. استفاده از این نوع کابل چندان رایج نیست و ممکن است در سیستم‌های تلفنی قدیمی دیده شود به خصوص که از استانداردهای TIA/EIA-568 پشتیبانی نمی‌شود.

کابل شبکه Cat3 UTP

کابل Cat3 UTP دارای ۴ جفت سیم مسی به هم تابیده است و اغلب در شبکه های توکن رینگ و ۱۰BaseT استفاده می‌شوند (T نشان دهنده Twisted است) و تا سرعت ۱۰Mbps را پشتیبانی می‌کنند. از CAT3 به بعد فواصل زیاد تا ۱۰۰ متر را می‌توان کابل کشی کرد.

هنوز هم ممکن است در برخی سیستم های تلفنی قدیمی از کابل Cat3 UTP استفاده شود.پهنای باندی که در کابل Cat3 UTP می باشد ماکزیمم فرکانس آن برابر با ۱۶ مگاهرتز است.

کابل شبکه Cat4 UTP

کابل Cat4 UTP دارای ۴ جفت سیم مسی به هم تابیده است و اغلب در شبکه های توکن رینگ استفاده می‌شوند و تا سرعت ۱۰Mbps را پشتیبانی می‌کنند. امروزه به ندرت این نوع کابل استفاده می‌شود.

کابل شبکه Cat5 UTP

کابل Cat5 UTP دارای ۴ جفت سیم مسی به هم تابیده است که با جک RJ45 همراه است. تفاوت cat 3 و cat 4 با cat 5 این است که در cat5 اغلب در شبکه های توکن رینگ، اترنت و فست اترنت Fast Ethernet استفاده می‌شوند و تا سرعت ۱۰۰Mbps را پشتیبانی می‌کنند.  پهنای باندی در کابلCat5  UTP به ما میدهد که ماکزیمم فرکانس آن برابر با ۱۰۰ مگاهرتز است.

چون میزان پیچش جفت سیم ها در هر اینچ، در کابل Cat5 UTP بیشتر از Cat3 UTP است، سرعت بیشتر و طول بیشتری برایمان فراهم می‌کند.

کاربرد کابل Cat5 UTP در شبکه های خانگی و کاری است. برای استفاده در فواصل بیش از صد متر باید از پل یا دیگر تجهیزات شبکه استفاده کرد وگرنه شبکه دچار اختلال می‌شود مثلا ممکن است باعث گم شدن بسته و کاهش سرعت انتقال شود.

کابل شبکه Cat5e UTP

کابل Cat5e UTP اغلب در شبکه های اترنت و فست اترنت Fast Ethernet و گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet استفاده می‌شوند. سرعت کابل شبکه Cat5e UTP حداکثر ۱Gbps و حداکثر پهنای باند در کابل آن برابر با ۱۰۰ مگاهرتز است.

کابل شبکه Cat6 UTP

کابل Cat6 UTP اغلب در شبکه های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و ۱۰G Ethernet استفاده می‌شوند و در فاصله ۵۵ متری، تا سرعت ۱۰Gbps را پشتیبانی می‌کنند. در صورت استفاده در فواصل صد متری سرعت ۱Gbps را خواهند داشت. پهنای باندی در کابلCat6  UTP به ما می دهد که ماکزیمم آن برابر با ۲۵۰ مگاهرتز است.

کابل Cat6 UTP مشابه کابل Cat5e UTP است با این تفاوت که یک جداکننده فیزیکی بین چهار جفت سیم قرار گرفته تا تداخلات الکترومغناطیسی را کاهش دهد.

اگر از کابل های Cat6 UTP در کابل کشی ها استفاده می‌کنید باید توجه داشته باشید که دیگر اجزا مانند جک ها، پچ پنل و پچ کورد و … هم از از همین استاندارد پیروی کنند و دو انتهای کابل هم به درستی جک زده شود.

کابل شبکه Cat6a UTP

کابل Cat6a UTP در سال ۲۰۰۹ به بازار آمد و همانند Cat6 UTP اغلب در شبکه های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و ۱۰G Ethernet استفاده می‌شوند و تا سرعت  ۱۰Gbps را پشتیبانی می‌کنند. حداکثر پهنای باند در کابلCat6a  UTP برابر با ۵۰۰ مگاهرتز است.

کابل شبکه Cat7 UTP

کابل Cat7 UTP اغلب در شبکه های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و ۱۰G Ethernet استفاده می‌شوند و تا سرعت ۱۰Gbps را پشتیبانی می‌کنند. حداکثر پهنای باند در کابلCat7  UTP برابر با ۶۰۰ مگاهرتز است.

این کابل شبکه در دیتاسنترها و برقراری ارتباطات Backbone بین سرورها و سوییچ های شبکه و دستگاه های استوریج استفاده می‌شود.

کابل شبکه CAT8 UTP  

دارای عملکرد فیزیکی و الکتریکال بالا مطابق با استانداردهای ISO11801 و IEC61156-5 و EN50173-1 شبکه دارای فویل مجزا برای هر یک از زوج ها  دارای یک عدد شیلد نهایی بر روی کلیه زوج ها   مناسب برای استفاده در دیتاسنترها  امکان استفاده در شبکه های با سرعت مورد نیاز ۴۰G مناسب برای استفاده در شبکه های POE

نوع دیگری از کابل های TP   ، STP  می باشد.

STP  یا  shilded twised pair  

از نظر ساختاری مشابه کابل UTP  می باشند با این تفاوت که فقط دارای دو جفت سیم هستند و دور هر یک از جفت ها یک شیلد نازک اضافی وجود دارد و در نتیجه در مکان هایی که اختلالات الکترومغناطیسی وجود دارد ترجیحا کابل های STP استفاده می‌شود.

در واقع در کابل STP برای اینکه تاثیر نویز را کم کنیم. با یک فویل آلمینیومی دور TPها را می‌پوشانیم و این آلیمینوم نقش حفاظ را ایفا می‌کند. در این صورت ما یک کابل با سرعت (پهنای باند) بالا خواهیم داشت.

کابل UTP بین ۱۰ تا ۱۰۰Mbps پهنای باند دارد، حال اگر آن را به STP تبدیل کنید سرعت آن به چند گیگابیت در ثانیه می‌رسد.

SFTP (foiled twisted pair shiled) 

در این حالت دور هر زوج TP بطور مجزا یک قلاف آلمینیومی قرار می‌دهند و کل مجموعه را بایک قلاف آلمینیومی دیگر می‌بندند

کابل فیبر نوری (Optical Fiber) 

مهم ترین  رسانه شبکه است که کاملا با کابل های زوج مارپیچ و کوآکسیال فرق می‌کند و به جای اینکه در آنها سیگنال ها به شکل بارهای الکتریکی از طریق هدایت کننده‌های مسی منتقل شوند، کابل های فیبر نوری پالت هایی از نور را از طریق رشته ای نازک از جنس پلاستیک یا شیشه عبور می‌دهند.

این کابل ها بر خلاف کابل های مسی در برابر اختلالات الکترومغناطیسی کاملا مقاومند. از خاصیت شکست نور در کابل های فیبر نوری استفاده می‌شود و بیت های اطلاعاتی در قالب فیبر نوری ارسال می شود.

یک کابل فیبر نوری شامل یک مغزی شیشه ای یا پلاستیکی شفاف است که پالس های نور را منتقل می کند. این مغزی توسط یک لایه منعکس کننده به نام CLADDING در بر گرفته شده است. دور لایه ی کلادینگ را یک لایه ی پلاستیکی و بعد از آن یک لایه محافظ از جنس فیبر های کولار (Kevlar) و بعد از آن یک پوشش خارجی کلی پوشانده است.

ما دو نوع تار نوری داریم :

• Signal mode ( تک شعاعی )
• Multi mode ( چند شعاعی )

پهنای باند تارهای single mode بسیار بالا می‌‌باشد. قطر تار آن حدودا ده میکرون می باشد، فقط یک شعاع نوری را در یک جهت می‌تواند تحمل کند. تقریبا درون single mode امواج نوری بطور مستقیم حرکت  میکنند از تار single mode برای فواصل دور ماننده قاره ها و کشورها استفاده می‌شود.

Multi mode چند شعاعی هستند، یعنی می‌توانند چند شعاع نوری را در یک جهت انتقال دهند قطر این تار ۵۰ میکرون می باشد و پهنای باند آن چند ده ترابیت بر ثانیه است. از این تار برای فواصل کوتاه مانند بین شهر های یک کشور استفاده می‌شود.