انواع کابل در شبکه

منبع : مقالات علمی ،رشد

برگرفته ازمقالات : مهندس سیدحمید باقری سلیمی و مهندس عباست نایب لویی

تهیه و تنظیم : مهندس حدیث سالمی

امروزه از کابل های مختلفی در شبکه ها استفاده می گردد . نوع و سیستم کابل کشی استفاده شده در یک شبکه بسیار حائز اهمیت است . در صورتی که قصد داشتن شبکه ای را داریم که دارای حداقل مشکلات باشد و بتواند با استفاده مفید از پهنای باند به درستی خدمات خود را در اختیار کاربران قرار دهد ، می بایست از یک سیستم کابل کشی مناسب استفاده گردد . در زمان طراحی یک شبکه می بایست با رعایت مجموعه قوانین موجود در خصوص سیستم کابل کشی ، شبکه ای با حداقل مشکلات را طراحی نمود . با این که استفاده از شبکه های بدون کابل نیز در ابعاد وسیعی گسترش یافته است ، ولی هنوز بیش از ۹۵ درصد سازمان ها و موسسات از سیستم های شبکه ای مبتنی بر کابل ، استفاده می نمایند.

ایده مبادله اطلاعات به صورت دیجیتال ، تفکری جدید در عصر حاضر محسوب می گردد . در سال ۱۸۴۴ فردی با نام « ساموئل مورس ‌» یک پیام را از Washington D.C به Baltimore و با استفاده از اختراع جدید خود ( تلگراف) ، ارسال نمود . با این که از آن موقع زمان زیادی گذشته است و ما امروز شاهد شبکه های کامپیوتری بزرگ و در عین حال پیچیده ای می باشم ولی می توان ادعا نمود که اصول کار ، همان اصول و مفاهیم گذشته است .

کدهای مورس ، نوع خاصی از سیستم باینری می باشند که از نقطه و خط فاصله با ترکیبات متفاوت به منظور ارائه حروف و اعداد ، استفاده می نماید . شبکه های مدرن داده از یک و صفر ، استفاده می نمایند . بزرگترین تفاوت موجود بین سیستمهای مدرن مبادله اطلاعات و سیستم پیشنهادی « مورس » . سرعت مبادله اطلاعات در آنان است . تلگراف های اواسط قرن ۱۹ ، قادر به ارسال چهار تا پنج نقطه و یاخط فاصله در هر ثانیه بودند ، درحالی که هم اینک کامپیوترها با سرعتی معادل یک گیگابایت در ثانیه با یکدیگر ارتباط برقرار می نماید ( ارسال ۱٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ صفر و یا یک در هر ثانیه ) .

تلگراف و تله تایپ رایتر ، پیشگام مبادله داده می باشند . در طی سی و پنج سال اخیر همه چیز با سرعت بالا و غیرقابل تصوری تغییر نموده است . ضرورت ارتباط کامپیوترها با یکدیگر و با سرعت بالا ، مهمترین علل پیاده سازی تجهیزات شبکه ای سریع ، کابل هائی بامشخصات بالا و سخت افزارهای ارتباطی پیشرفته است .

پیاده سازی تکنولوژی های جدید شبکه

اترنت در سال ۱۹۷۰ توسط شرکت زیراکس و در مرکز تحقیقات Palo Alto در کالیفرنیا پیاده سازی گدید . در سال ۱۹۷۹ شرکت های DEC و اینتل با پیوستن به زیراکس ، سیستم اترنت را برای استفاده عموم ، استاندارد نمودند . اولین مشخصه استاندارد در سال ۱۹۸۰ توسط سه شرکت فوق و با نام Ethernet Blue Book ارائه گردید ( استاندارد DIX ) .

اترنت یک سیستم ده مگابیت در ثانیه است ( ده میلیون صفر و یا یک در ثانیه ) که از یک کامبل کوکسیال بزرگ به عنوان ستون فقرات و کابل های کواکسیال کوتاه در فواصل ۵/۲ متر به منظور ایستگاه های کاری استفاده می نماید . کابل کواکسیالی که به عنوان ستون فقرات استفاده میگردد ، Thick Ethernet و یا Base5 10 نامیده می شود که درآن ۱۰ به سرعت انتقال اطلاعات در شبکه اشاره داشته ( ۱۰ مگابیت در ثانیه ) و واژه Base نشاندهنده سیستم Base band است .

شبکه های کواکس با استفاده از همبندی ( توپولوژی) باس ، کابل کشی می شوند که آن کابل به صورت یک قطعه با دو انتهاست که کامپیوتر ها در امتداد طول آن به هم وصل می شوند . هر سیگنال که توسط یک ایستگاه کاری روی کابل ارسال می گردد در هر دو جهت به حرکت در می آید تا به همه کامپیوترهای دیگر و سرانجام به دو انتهای کابل برسد . در هر یک از دو انتهای باس باید یک مقاومت خاتمه دهنده وجود داشته باشد تا سیگنال های دریافتی را با صفر کردن ولتاژ خنثی نماید . شبکه کابل کواکس غیر بهینه است زیرا سرعت آن به ۱۰ مگابیت بر ثانیه محدود است و هیچ راهی برای ارتقای آن وجود ندارد .

در سیستم فوق ، از تمامی پهنای باند به منظور انتقال اطلاعات استفاده می گردد .Broad band به منظور استافده همزمان ، پهنای بند به کانال های متعددی تقسیم می گردد ، عدد ۵ نیز شکل خلاصه شده ای برای نشان دادن حداکثر طول کابلی است که می توان استفاده نمود ( در این ورد خاص ۵۰۰متر ) .

موسسه IEEE در سال ۱۹۸۳ نسخه رسمی استاندارد اترنت را نام IEEE 802.3 و در سال ۱۹۸۵ ، نسخه شماره دو را نام IEEE a802.3 ارائه نمود . این نسخه با نام Thin Ethernet و یا ۱۰ Base2 معروف گردید .

(حداکثر طول کابل ۱۸۵ متر می باشد و عدد ۲ نشاندهنده این موضوع است که طول کابل می تواند تا مرز ۲۰۰ متر نیز برسد ). از سال ۱۹۸۳ تاکنون ، استانداردهای متفاوتی ارائه شده است که یکی از اهداف مهم آن ، تأمین پهنای باند مناسب به منظور انتقال اطلاعات است . ما امروز شاهد رسیدن به مرز گیگابیت در شبکه های کامپیوتری می باشم .

کابل زوج به هم تابیده (Twisted pair)

کابل زوج به هم تابیده استاندارد فعلی بیشتر شبکه های LAN است . در مقایسه با انواع کابل کواکس نصب آن آسانتر و کارایی آن بهتر است . بر خلاف کابل کواکس که فقط یک هادی منتقل کننده سیگنال و یک زمین دارد ، کابل زوج به هم تابیده دارای چهار جفت سیم مسی عایق بندی شده است که در هر اینچ به تعداد مشخصی به هم تاب می خورند تا از تداخل الکترومغناطیسی ناشی از سایر جفت ها و منابع بیرونی اجتناب شود . کابل های زوج به هم تابیده ، رنگی بندی خاصی دارند که بر اساس استاندارد A.T568 تعریف می شوند . در هر جفت سیم ، سیم تک رنگ سیگنال ها را منتقل می کند و سیم راه راه به عنوان زمین عمل می کند . که به ترتیب زیر می باشند:

– جفت ۱- آبی و سفید

– جفت۲- نارنجی ، نارنجی و سفید

– جفت۳- سبز ، سبز و سفید

– جفت ۴- قهوه ای ، قهوه ای و سفید

کابل های زوج به هم تابیده بدون حفاظ UTP((Unshiedlded Twisted Pair) بیشتر شبکه های اترنت دفتری از کابل UTP استفاده می کنند. این کابل از هادی مسی ۲۲ یا ۲۴ AWG استفاده می کند. امپدانس آن ۱۰۰ اهم است و به صورت زیر درجه بندی می شوند .

پایه های اتصال دهنده : کابل های زوح به هم تابیده از اتصال دهنده های ۴۵-RJ استفاده می کنند که از لحاظ ظاهری مشابه سوکت سر کابل های تلفن تحت عنوان ۱۱-RJ می باشد . نحوه اتصال کابل به پایه های جک RJ-45 استفاده می کنند که از لحاظ ظاهری مشابه سوکت سر کابل های تلفن تحت عنوان RJ-11 می باشد . نحوه اتصال کابل به پایه های جک RJ-45 بر اساس استانداردهای T568-A , T568-B به صورت زیر است :

دو استاندارد B568, A568 از نظر عملکرد مشابهند و اگر در هر دو سر کابل از طرح پایه های واحدی استفاده شود ، هیچیک از لحاظ کارایی بر دیگری مزیتی ندارد . ( در LAN معمولاً کابل زوج به هم تابیده به صورت مستقیم سیم کشی می شود ، یعنی هر یک از پایه های یک اتصال دهنده به پایه متناظر آن در اتصال دهنده دیگر وصل می شود ) .

این نوع کابل یکی از متداول ترین کابل های استفاده شده در شبکه های مخابراتی و کامپیوتر است . از کابل های مخابراتی و کامپیوتری است . از کابل های فوق ، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد(CAT1) . شش نوع کابل UTP متفاوت وجود داشته که می توان با توجه به نوع شبکه و اهداف مورد نظر از آنان استفاده نمود. کابل CAT5 ، متداول ترین نوع کابل UTP محسوب می گردد.

مشخصه های کابل UPT

با توجه به مشخصه های کابل UPT . امکان استفاده ، نصب و توسعه سریع و‌ آنان ، فراهم است . جدول زیر انواع کابل های UPT را نشان می دهد :

توضیحات :

– تقسیم بندی هر یک از گروه های فوق بر اساس نوع کابل مسی و Jack انجام شده است .

– از کابل های CAT1 ، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب ، در شبکه های کامپیوتر استفاده نمی گردد .

– از کابل های گروه CAT2 , CAT3 , CAT4 , CAT5 , CAT6 در شبکه های ها استفاده می گردد . کابل های فوق ، قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتر می باشند .

– از کابل های CAT2 درشبکه های Token Ring استفاده شده و سرعتی بالغ بر ۴ مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند .

– برای شبکه هائی با سرعت بالا ( یک درصد مگابیت در ثانیه ) از کابلهای CAT5 و برای سرعت ده مگابیت در ثانیه از کابل های CAT3 استفاده می گردد .

– در کابل های CAT3 , CAT4 , CAT5 از چهار زوج کابل مسی استفاده شده است .

-CAT5 نسبت به CAT3 دارای تعداد بیشتری پیچش در هر اینچ می باشد . بنابراین این نوع کابل ها سرعت و مسافت بیشتری را حمایت می نمایند .

– از کابل های CAT4 , CAT3 در شبکه های Token Ring استفاده می گردد .

– حداکثر مسافت در کابل های CAT3 ، یک صدمتر است .

– حداکثر مسافت در کابل های CAT4 ،دویست متر است .

– کابل CAT6 با هدف استفاده در شبکه های اترنت گیگابیت طراحی شده است . در این رابطه استناداردهائی نیز وجود دارد که امکان انتقال اطلاعات گیگابیت بر روی کابل های CAT5 را فراهم می نماید (CAT5e) کابل های CAT6 مشابه کابل های CAT5 بوده ولی بین ۴ زوج کابل آنان از یک جدا کننده فیزیکی به منظور کاهش پارازیت های الکترومغناطیسی استفاده شده و سرعتی بالغ بر یک هزار مگابیت درثانیه را ارائه می نمایند .

کابل زوج به هم تابیده حفاظ دار STP ( Shielded twisted pair ) این نوع کابل یا پوششی خاص ، سیگنال های داده را در مقابل تداخل امواج الکترومغناطیسی حفظ می کند . پوشش حفاظ کابل STP خود هادی است و در صورتی که صحیح به زمین وصل شود ، نویز اطراف را به جریان تبدیل کرده که در فرایند انتقال به سیم های داخلی به جریان های مساوی و مخالف تبدیل می شود که اثر همدیگر را خنثی می کنند و هیچ نویز مزاحمی باقی نمی ماند. دقت کنید همه اجزایی که در اتصال شرکت دارند ، از جمله اتصال دهنده های RJ و پلاک های دیواری ، همگی باید حفاظ دار باشند . حفاظ کابل STP می تواند از جنس فویل یا فلز به هم تابیده باشد . فلز به هم تابیده حفاظ موثرتری است ولی وزن ، اندازه و هزینه کابل را افزایش می دهد . کابل گاها FTP با ScTP نیز خوانده میشوند . کابل STP بر اساس جنس حفاظ به رده های زیر تقسیم بندی می شود :

– CAT 1A

– CAT 2A

– CAT 6A

– CAT 9A

که از موارد فوق استنادارد T568-A فقط دو مورد از انواع کابل STP را می شناسد:

– نوع ۱A برای استفاده در زیر ساخت ها ( سیم های افقی ).

– نوع ۶A برای تکه کابل ها مورد استفاده در شبکه

اتصال دو کامپیوتر با درگاه RJ-45 کارت شبکه و بدون استفاده از HUB

در این حالت برای آنکه دو دستگاه با هم ارتباط برقرار کنند، سیگنال ارسال توسط یک کامپیوتر باید به پایه های دریافت کننده دیگری برسد . یعنی باید بین جفت سیم های ارسال و دریافت، تعویض سیگنال انجام شود این نوع ترکیب بندی کابل به کابل متقاطع Cross Cable معروف است که از طریق آن می توان دو سیستم را با دو کارت شبکه بدون نیاز به هاب ، به یکدیگر متصل نمود و یک شبکه خانگی کوچک (LAN) به وجود آورد .

دقت کنید در یک LAN واقعی ، کابل ها از این جهت به صورت مستقیم سیم کشی می شوند ( و نه تقاطع ) که HUB مسوول جابجا کردن جفت ها است .