با انواع مختلف کابل شبکه آشنا شویدفناوری

کابل شبکه یک وسیله سخت افزاری بوده که برای ارتباط بین ابزارهای درون یک شبکه با همدیگر یا با دیگر شبکه‌ها استفاده می‌شود. حالا این ارتباط می‌تواند برای متصل کردن اجزای درونی یک شبکه برای استفاده از یک سرویس مشترک مانند پرینتر یا اتصال چند شبکه محلی در یک یا چند ساختمان باشد. کابل‌های نتورک به چند دسته تقسیم می‌شوند. هرکدام از این دسته‌ها برای خود زیرشاخه یا بهتر بگوییم، دسته‌های مختلف دیگری دارند.

کابل‌های شبکه از دید کلی به موارد زیر تقسیم می‌شود:

1- کابل‌های جفت تابیده شده
2- کابل‌های کواکسیال
3- کابل‌های فیبر نوری

چند مورد دیگر هم است؛ اما تمرکز ما بیشتر روی این سه مورد است. اولین مرحله برای ورود به دنیای نتورک، شناخت انواع کابل شبکه است که در ادامه قصد داریم تا از سیر تا پیاز آن‌ها را معرفی کنیم.
 

 

این کابل‌ها رایج‌ترین و پرکاربردترین کابل‌های امروزی هستند. این کابل‌ها امروزه برای اتصال انواع کامپیوترها در حوزه‌های کاری مختلف استفاده می‌شوند. این نوع کابل‌ها معمولاً از چهار جفت سیم مسی به هم تابیده شده درون یک روکش پلاستیکی همراه با یک نخ درون آن‌ها تشکیل شده‌اند. نخ درون برای برش بهتر و جداسازی کابل درونی جفت تابیده شده استفاده می‌شود. اینکه چرا با هم جفت تابیده می‌شوند، برای کاهش القای الکترومغناطیسی و نویز است.

اینکه هر جفت کابل به صورت پیچیده شده قرار دارند، دلیل علمی‌دارد. تعداد پیچش‌ها در هر اینچ دارای استانداری خاص است. کابل‌های درونی وقتی روی هم پیچیده می‌شوند، اول از همه هیچ‌گونه تداخلی سیگنال بین آن‌ها به وجود نخواهد آمد. همچنین دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی روی آن تأثیری نخواهند داشت. در حقیقت نویزی وجود نخواهد داشت. هرچه این پیچش بیشتر باشد، نرخ انتقال بهتری وجود خواهد داشت. اصولاً از کابل‌های جفت تابیده شده برای فاصله‌های کوتاه تا حد تعریف شده‌ای استفاده می‌شود.

کابل‌های جفت تابیده شده خود به دو گروه اصلی با محافظ یا شیلد دار (STP) و بدون محافظ یا بدون شیلد (UTP) تقسیم می‌شوند. کابل‌های STP برای شبکه‌های توکن رینگ و کابل‌های UTP برای شبکه‌های اترنت کاربرد دارند که خود به انواع Cat1 تا Cat8 تقسیم می‌شوند. Cat مخفف کلمه Category است. در شکل زیر ساختار کلی و اولیه این دو نوع کابل نمایش داده شده است.

 

کابل STP و UTP

کابل‌های شبکه جفت تابیده شده برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی به غیر از مسئله پیچش، محافظت هم می‌شوند.

کابل‌های STP بر اساس شیلد کلی و شیلد تکی محافظت می‌شوند. این نوع کابل‌ها معمولاً برای مکان‌هایی استفاده می‌شود که نویز بیشتری وجود دارد. خود STP هم از نظر جنسی به دو نوع فویل دار یا شیلددار تقسیم می‌شود. نوع فویل دار برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی بوده که دور هر جفت یا هر چهار جفت پیچیده می‌شود. اگر دور هر جفت باشد، به آن کابل با محافظ تکی می‌گویند و اگر دور هر چهار جفت باشد، به آن محافظ کلی می‌گویند. اگر در نام کابل‌های STP از کلمه F استفاده شده باشد، به معنای محافظ از جنس فویل و از اگر از کلمه S استفاده شده باشد، به معنای محافظ از جنس شیلد است. به این صورت سه حالت حفاظتی شامل فویل دور هر جفت، فویل دور چهار جفت و شیلد دور تمامی سیم‌ها وجود دارد. نوع شیلد برای محافظت در برابر الکتریسیته ساکن استفاده می‌شود.

ساختار کلی کابل STP به صورت زیر است:

 

 
چند ویژگی کلی دیگر کابل‌های STP

1- نسبت به UTP گران‌تر است.

2- امپدانس آن 150 اهم است.

3- در محیط‌های شلوغ و با نویز بالا استفاده می‌شود.

4- نوع پیشفرض کابل برای آی بی ام توکن رینگ است.

5- در گریدها یا دسته‌های مختلف توسط استاندارد سیم‌کشی EIA/TIA عرضه می‌شود.

6- شیلد یا محافظ رسانا است.

7- برای کابل‌های کشی اترنت و در تجهیزات سنگین بیشترین کاربرد را دارد.

8- سرعت انتقال داده سریع‌تری دارد.

9- مناسب استفاده برای مسافت‌های طولانی است.

10- اثربخشی آن با توجه به نوع جنس متفاوت است.

11- نصب آن‌ها نیاز به دقت بیشتری دارد.

دسته‌بندی کلی کابل‌های STP شامل موارد زیر است:

IBM نوع یک: انتقال توکن رینگ روی AWG #22 تا سرعت 20 مگابیت بر ثانیه

IBM نوع 1A: رابط داده توزیع شده فیبری، رابط داده توزیع شده مسی و حالت انتقال ناهمزمان با سرعت تا 300 مگابیت بر ثانیه

IBM نوع 2A: ترکیب هیبریدی کابل داده STP و کابل صوتی CAT3 در یک پوشش

IBM نوع 6A: کابل پچ AWG #26

اما تقسیم بندی اصلی کابل‌های STP بر اساس کدشان انجام می‌شود. چهار نوع کد TP یعنی جفت تابیده شده، U یعنی غیرمحافظ، F یعنی محافظ فویل دار و S یعنی محافظ شیلد دار است.

کابل شبکه F/UTP

این نوع کابل دارای محافظ فویلی کلی است؛ اما جفت تابیده‌شده‌ها بدون محافظ هستند.
 

 

کابل شبکه S/UTP

این نوع کابل دارای محافظ شیلد دار کلی است؛ اما جفت تابیده‌شده‌ها بدون محافظ هستند.
 

کابل شبکه SF/UTP

این نوع کابل دارای محافظ کلی شیلد دار و یک محافظ کلی فویلی زیر آن است؛ اما جفت تابیده‌شده‌ها بدون محافظ هستند.

 

 

کابل شبکه SF/FTP

این نوع کابل دارای محافظ کلی شیلد دار و یک محافظ کلی فویلی زیر آن است. همچنین جفت تابیده‌شده‌ها با محافظ فویلی هستند.

 
کابل شبکه S/FTP

این نوع کابل دارای محافظ کلی شیلد دار و کابل‌های جفت تابیده‌شده‌ها با محافظ فویلی هستند.

 

کابل شبکه F/FTP

این نوع کابل دارای محافظ کلی فویلدار و کابل‌های جفت تابیده‌شده‌ها با محافظ فویلی هستند.
 

کابل شبکه U/FTP

این نوع کابل محافظ کلی نداشته اما دارای کابل‌های جفت تابیده‌شده‌ها با محافظ فویلی است.

 

 

این نوع کابل‌ها در حقیقت همان نوع U/UTP است. کابلی که هیچ‌گونه محافظ کلی و جفتی ندارد. از این رو ارزان‌ترین نوع کابل شبکه‌های برای انتقال داده‌های غیرحساس است. مسلماً این نوع کابل‌ها بیشتر در معرض تداخل‌های خارجی قرار می‌گیرند. همچنین تقابل سیگنالی هم در بین آن‌ها بیشتر است. بیشتر کابل‌های UTP از کانکتورهای RJ45 استفاده می‌کنند. همان کانکتورهای شبیه به تلفن بوده؛ اما به جای 4 سیم، 8 سیم داخل آن‌ها قرار می‌گیرد.

کانکتور یا اتصال دهنده RJ45 چیست؟

RJ45 نوعی اتصال دهنده بوده که برای شبکه اترنت استفاده می‌شود. شکل این شبیه به اتصال کننده بوده؛ اما از آن‌ها هم پهن‌تر است و هم اینکه تعداد سیم بیشتری دارد. RJ مخفف جک ثبت شده است و 45 به تعداد استاندارد رابط اشاره دارد. تعداد سیم‌های درون این اتصال دهنده 8 عدد بود که 4 رنگ آن ثابت بوده و 4 رنگ دیگر آن راه راه است. فاصله هر سیم داخل کانکتور 1 میلی‌متر است.

کابل‌های RJ45 می‌توان به دو روش مختلف سیم‌کشی کرد؛ T-568A و T568B: استانداردهای سیم‌کشی به صورت است:

 

در حقیقت جدول بالا نشاندهنده ترتیب رنگی سیم‌ها در داخل کانکتور است.

T-568B رایج‌ترین طرح سیم‌کشی است؛ اما باید گفت که بیشتر دستگاه‌ها از طرح نوع A پشتیبانی می‌کنند. بعضی برنامه‌های شبکه نیاز به کابل اترنت کراس اور دارند که یک طرف آن T-568A و طرف دیگر آن T-568B است. از این نوع کابل برای اتصال دو کامپیوتر به هم در زمان نبود هاب یا سوئیچ استفاده می‌شود.

چند نکته در خصوص این نوع متصل کننده

1- شماره 568 به ترتیب خاتمه یافتن داخل کابل جفت تابیده اشاره دارد.

2- سیگنال هر دو نوع یکسان است.

3- اعداد پین از چپ به راست خوانده می‌شود.

4- در هنگام داخل کردن سیم زبانه اتصال باید رو پایین باشد.

5- پایه‌ها باید ثابت بوده و از آن طرف سیم‌ها به طور کامل دیده شود.

ساختار کلی به صورت زیر است:

 

 

حالا به بحث اصلی یعنی همان UTP برمی‌گردیم. کابل‌های UTP به صورت زیر تقسیم بندی می‌شوند:
 

در جدول دیگر، تقسیم بندی با کمی تفاوت نمایش داده شده است:

 

 

حالا قصد داریم تا تک تک CAT ها را توضیح دهیم.

CAT1

این کابل اولین و ساده‌ترین کابل گروه UTP است که از سال 1985 وجود داشته و مورد استفاده قرار می‌گرفت. این کابل برای سیم‌کشی استاندارد تلفن یا برای ISDN استفاده می‌شد. در حقیقت فقط برای اتصال صوت و تلفن است که هنوز در بعضی مکان‌های قدیمی بین آنجا و مخابرات استفاده می‌شد؛ اما برای انتقال شبکه‌ای اصلاً مناسب نیست و هیچ تکنولوژی در ساختار خود در این حوزه ندارد. کاربردهای CAT 1 شامل ATM ها، کیوسک‌ها، نظارت تصویری و دروازه‌های سلولی است.
 
این نکته را در نظر داشته باشید که صدا و داده‌های تلفن‌های هوشمند از پهنای باند زیادی استفاده می‌کنند؛ اما CAT 1 پهنای باند کمتری دارد. در جدول زیر مشخصات این نوع کابل آورده شده است.
 

 
کابل CAT 2

کابل دسته دو که با نام CAT2 شناخته می‌شود. این نوع کابل فقط دارای دو جفت کابل است که بیشتر در شبکه‌های توکن رینگ استفاده می‌شود. این کابل از استاندارد TIA/EIA پشتیبانی نمی‌کند؛ برای اینکه این استاندارد برای دسته سه به بالا وجود دارد. همچنین تا سرعت 4 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند. این نوع کابل برای ارتباط تلفنی و داده‌ای استفاده می‌شد که این روزها خیلی کمتر است.

 

کابل CAT3

این نوع کابل از استاندارد TIA/EIA پشتیبانی می‌کند و در سال 1990 معرفی شد که در آن موقع توانست در سیستم‌های کامپیوتری بسیار زیادی استفاده شود. این کابل می‌تواند تا فرکانس 16 مگاهرتز استفاده شود. همچنین تا سرعت 10 مگاپیکسل بر ثانیه و تا فاصله 100 متر هم پشتیبانی می‌کند. در حال حاضر این کابل توسط CTA 5 و CAT 5e جایگزین شده است. این نوع کابل دارای 4 جفت سیم یا 8 عدد سیم است که بدون روکش (U/UTP) بوده که بیشتر برای سیم‌کشی تلفن استفاده می‌شد. استفاده رایج این کابل تا اواسط دهه 1990 بود و بعد از آن کم کم به فراموشی برای کاربری‌های رایانه سپرده شد.

کابل CAT 4

نوعی کابل جفت تابیده بوده که بیشتر در شبکه‌های مخابراتی و رایانه‌ای استفاده می‌شود. این نوع کابل هم بدون محافظ و هم با محافظ است که البته نوع UTP آن بیشتر رایج است. داخل این نوع کابل 4 جفت کابل مسی وجود دارد که ابتدا برای شبکه توکن رینگ استفاده می‌شد. این کابل از پهنای باند 20 مگاهرتز با انتقال داده تا 16 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند. البته این کابل از استاندارد لازم پشتیبانی نمی‌کند.

کابل شبکه CAT5 و CAT 5e

کابل CAT 5 نوعی کابل است که به صورت گسترده برای اتصالات اترنت در شبکه‌های محلی و داده تلفن استفاده می‌شود. این نوع کابل توانسته جایگزین بسیار خوبی برای کابل نوع کواکسیکال و فیبرنوری باشد. CAT 5 دارای چهار جفت کابل بوده که از استاندارد TIA/EIA-568 پشتیبانی می‌کند. این نوع کابل می‌تواند در شبکه‌های توکن رینگ، اترنت و فست اترنت استفاده شود و تا سرعت 100 مگاپیکسل در ثانیه و پهنای باند برابر با 100 مگاهرتز پشتیبانی می‌کند. همچنین مقدار پیچش و سرعت بیشتری نسبت به مدل‌های قبلی دارد. این کابل از سال 2001 عرضه شد.

کابل CAT 5E نسخه بهبودیافته است که سرعت تا 1 گیگابیت در ثانیه دارد.

کابل CAT 6 و CAT 6a

این نوع کابل هم به صورت جفت تابیده بوده در شبکه‌های اترنت گیگابایت استفاده می‌شود. این کابل می‌تواند سرعت بین 1 تا 10 گیگابایت را پشتیبانی کند. البته در فاصله کم یعنی 55 متر بیشترین سرعت را دارد. همچنین حداکثر پهنای باند پشتیبانی این مدل 250 مگاهرتز است. همچنین به دلیل داشتن جداکننده‌های فیزیکی، تداخل نویزی خیلی کمتری دارد.
این کابل در سال 2002 توسط صنایع الکترونیک و انجمن صنایع مخابرات معرفی شد. نکته مهم اینکه که کاملاً با استانداردهای CAT5 و CAT 3 سازگار است. در حالت کلی باید گفت که این مدل توسط شبکه‌های 10BaseT، 100Base-TX، 1000Base-T و 10GBase-T پشتیبانی می‌شود.

کابل CAT 6a نسخه بهبود یافته بود که در سال 2009 عرضه شد و پهنای باند بیشتر تا 500 مگاهرتز را دارد.

کابل CAT 7

این کابل دارای چهارجفت محافظ جداگانه داخل یک محافظ کلی است. این کابل همانند CAT 6 در بسیاری از مشخصات بوده و حداکثر پهنای باند تا 600 مگاهرتز را پشتیبانی می‌کند.

کابل CAT 8

این کابل هنوز به توسعه و عرضه کامل نرسیده است؛ اما مشخص است که سرعت بالا و عملکرد خیلی بهتری دارد.
 

کابل کواکسیکال یا کابل کواکس نوع دیگر کابل مسی است که یک رسانای داخلی بوده که توسط عایقی احاطه شده است. بعد باز روی یک شیلد فلزی شطرنجی بوده که کل همه آن‌ها را یک پوشش پلاستیکی حفاظت می‌شود. این طراحی منحصر به فرد این نوع بوده که در هنگام قرار گرفتن کنار کابل‌های برق، هیچ تداخلی ندارد. در حقیقت باید گفت که کابل کواکسیکال، کاربرد شبکه‌ای ندارد و برای انتقال سیگنال و داده استفاده می‌شود. این نوع کابل در مقایسه با کابل جفت تابیده دارای فرکانس بالا بوده و قابلیت انتقال 80 برابری را دارد. در حقیقت کاربرد این کابل بیشتر در فرستنده‌های رادیویی، گیرنده آنتن، اتصالات شبکه‌ای رایانه‌ای و توزیع سیگنال‌های تلویزیونی است.
 

 

چرا کابل کواکسیکال برای انتقال رادیویی مناسب است؟

کابل کواکسیکال به عنوان خط انتقال سیگنال فرکانس رادیویی (RF) استفاده می‌شود. کاربرد آن شامل تغذیه متصل کننده انتقال رادیو و گیرنده با آنتن هایشان، اتصالات شبکه رایانه‌ای، صدای دیجیتال و توزیع سیگنال‌های تلویزیون کابلی است. چیزی که تا الآن به خوبی ثابت شده این است که این نوع کابل مزیت بسیاری عالی نسبت به دیگر خطوط انتقال رادیو دارد. در یک کابل کواکسیکال خوب، میدان مغناطیسی فقط سیگنال‌های موجود در فضای بین هادی داخلی و شیلد رسانای خارجی را حمل می‌کند. به همین دلیل، وقتی در کنار اشیای فلزی نصب می‌شوند، هیچ‌گونه تداخلی و کاهش قدرت در دستگاه‌های رادیویی روی نمی‌دهد.

انواع رایج‌ترین کابل‌های کواکسیکال

انواع کابل‌های کواکسیکال زیادی وجود دارد که هرکدام برای هدف خاصی استفاده می‌شوند. در جدول زیر انواع مختلف کابل کواکسیکال با کاربردشان آورده شده است.

 

 

البته متداول‌ترین نوع اتصال دهنده کابل کواکسیکال، اتصال دهنده BNC است. انواع آداپتورهای مختلفی برای متصل شدن به این دستگاه وجود دارد که شامل متصل‌کننده‌های T، بشکه‌ای و ترمیناتور است.
 

کابل فیبر نوری از یک دسته نخ شیشه‌ای که هرکدام قادر به انتقال پیام‌های مدول شده به موج نوری هستند. کابل‌های فیبر نوری دارای طراحی و ساختار پیچیده‌ای است. در حقیقت دارای پوشش نوری بیرونی است که نور را احاطه کرده و آن را داخل هسته مرکزی نگه می‌دارد. داخل کابل به دو روش مختلف پیکربندی می‌شود: حالت تکی و حالت چندگانه. با اینکه تفاوتشان به ظاهر کم است؛ اما باید گفت که در عملکردشان واقعاً اختلاف دارند.

در جدول زیر، تفاوت دو نوع پیکربندی داخلی آورده شده است:
 

ویژگی‌های این کابل شامل:

1- از ظرفیت بالا و مسافت طولانی پشتیبانی می‌کند.

2- از پرتوهای نور به جای سیگنال‌های الکتریکی به جای انتقال داده استفاده می‌کند.

3- قابلیت کار تا سرعت 100 گیگابایت در ثانیه و حتی بیشتر را دارد.

شکل زیر ساختار درونی کابل فیبر نوری است:

 

 
اندازه هسته‌ای اصلی فیبر: SMF یا MMF

فیبر داخلی می‌تواند تک حالته یا چندین حالته باشد. به طور کلی، هسته فیبر تک حالته دارای عرض 125/9 میکرومتر است، در حالی که برای هسته چندحالته برابر با 125/62.5 یا 125/50 میکرومتر است. البته این برای نسل اول یا OM1 است. OM مخفف چندین حالته است. از فیبر چندحالته (MMF) و تک حالته (SMF) می‌توان برای انتقال سریع داده استفاده کرد. MMF اغلب برای دسترسی کوتاه و SMF برای دسترسی بلند استفاده می‌شود.
 

ارتباط دهنده فیبر نوری چندحالته (چندگانه)

کابل‌های فیبر نوری چندحالته را می‌توان به انواع کانکتورهای مختلفی وصل کرد. در شکل برخی از این کانکتورها را نشان داده شده است. SC، LC و ST متداول‌ترین نوع هستند.
 

 

در این مقاله سعی کرده‌ایم تا نگاه جامعی اما با بیان ساده نسبت به انواع رایج کابل‌های شبکه داشته باشیم. این نکته را در نظر داشته باشید، با اینکه الآن تمامی ارتباطات از طریق بی‌سیم انجام می‌شود؛ اما پایه اصلی ارتباطات از طریق کابل است.
 
 

 
 
مطالب مرتبط:

تفاوت بین مودم و روتر و اکسس پوینت چیست؟
10 روش برای تقویت سیگنال وای فای
Wi-Fi 6E چیست و چه تفاوتی با Wi-Fi 6 دارد؟
مهم‌ترین تفاوت بین اینترنت نسل 4 و نسل 5 چیست؟