مقدمه:

در این مقاله مروری خواهیم داشت بر تئوری انترنت (ٍEthernet). کابل های مختلف اترنت برای شبکه های کامپیوتری را از نظر سرعت، کیفیت و مقتومت در برابر نویز بررسی کرده و دسته بندی های (Categories) مختلف و موارد استفاده آن خلاصه وار توضیح میدهیم و در انتها نحوه شناسائی کابل ها را با توجه به کد آن ها شرح خواهیم داد.

تعریف اترنت و جدول مقایسه کابلهای اترنت

اترنت درواقع معرف لوله های لوله کشی بین قسمتهای مختلف یک شبکه کامپیوتریست که وظیفه انتشار جریان اطلاعات در شبکه را بر عهده دارد. این جریان اطلاعات میتواند در یک شبکه داخلی و بسته ( LAN) باشد و یا در اینترنت. اصطلاح اترنت توسط رابرت متکالف اختراع شد و شامل دسته های کاملی از کابلهای جفت تابیده به هم و یا فیبر میشود که دائما توسط انستیتوی مهندسین برق و الکترونیک (Institute of Electrical and Electronics Engineers) معروف به IEEE در حال ارتقا و استاندارد سازی است. هر استاندارد جدیدی از اترنت که توسط این موسسه معرفی میشود بطور فزاینده ای از سرعت پهنای باند بالاتر و حذف نویز بهتر برخوردار خواهد بود.

 

دسته بندی  (Category) کابلهای مختلف اترنت (Ethernet)

اختلاف بین دسته بندی (Category) کابلهای مختلف اترنت (Ethernet) ممکن است از دید یک شخص غیر متخصص امور شبکه قابل تشخیص نباشد. اما هر نسل جدید آن، جفت سیمهای به هم تابیده مسی را با پیچش های محکم تر و روکش های پیچیده تر معرفی میکند و در طی این روند معرفی نسلهای جدید کابل موجب منسوخ شدن نسلهای قدیمیتر آن میشود.  جدول زیر نشاندهنده انواع دسته کابلهای اترنت و مشخصات هرکدام از آنهاست که بطور خلاصه نشاندهنده تفاوت بین آنها از نظر مقدار حداکثر سرعت انتقال دیتا و حداکثر پهنای باند است. در ادامه به معرفی دسته بندی های مختلف، خصوصیات آنها و وضعیت استفاده آنها میپردازیم

دسته بندی 3 یا  Category 3

کابلهای Category 3 یا آنطور که در بازار معروف است CAT3 از اولین نوع کابلهای مسی بهم تابیده بودند که در شبکه های نصب شده قدیمی ممکن است دیده شود.این نوع کابل اترنت با قابلیت پشتیبانی از حداکثر فرکانس 16 مگاهرتز همچنان برای سیستمهای تلفن دو خطی و شبکه های 10BASE-T مناسب است. کابل  CAT3 را میتوان برای نصب سیستم هشدار، دوربینهای امنیتی و سایر موارد مشابه استفاده کرد و میتواند شامل 2، 3 و یا 4 جفت سیم مسی بهم تابیده باشد.

دسته بندی 5 یا Category 5

کابلهای CAT5 سرعت 10 و 100 مگابیت بر ثانیه را تا فاصله 100 متری معرفی کرد که به عنوان اترنت سریع یا Fast Ethernet شناخته می شود. بدین معنی که تا طول 100 متر کابل CAT5 در هر قسمت از شبکه میتوان سرعت بهینه 100 مگابیت را داشت. اگرچه هنوز بعضی از شبکه های نصب شده از قبل، از کابلهای CAT5 استفاده میکنند اما استفاده از آن منسوخ شده و نیازهای بروزتر و تجهیزات پیشرفته تر شبکه لزوم جایگزینی با CAT5e را در زمان خود اجتناب ناپذیر کرده بود .

دسته بندی 5e یا Category 5e

اگر چه کابل های CAT5 و CAT5e از نظر فیزیکی مشابه هم هستند اما اترنت 5e از استانداردهای دقیقتر IEEE تبعیت میکند. واژه E از کلمه Enhanced به معنی بهبود یافته اضافه شده و نشانگر نسخه کم نویزتر است که در آن پتانسیل Crosstalk کاهش میابد. Crosstalk تداخلی است که از سیم های مجاور منتقل میشود.

CAT5e رایج ترین نوع کابل کشی ست که به دلیل توانائی آن در پشتیبانی از سرعت گیگابیت با قیمت مقرون به صرفه تر در کابل کشی استفاده میشود. اگرچه هر دو نوع کابل CAT5 و CAT5e حداکثر تا فرکانس 100 مگاهرتز را پشتیبانی میکنند اما CAT5e بدلیل پشتیبانی از سرعت 1000 یا گیگابیت  (Gigabit Ethernet Cable) بطور کامل جایگزین نسل قبلی خود شده است. لازم به ذکر است که Gigabit Ethernet از 4 جفت داده در مقایسه با Fast Ethernet که از 2 جفت داده استفاده میکند، بهره میبرد.

کابلهای CAT5e برای فضاهای کوچک مانند خانه ها به اندازه کافی انعطاف پذیر است، اگرچه هنوز هم در فضاهای تجاری مانند شرکتهای کوچک و متوسط نیز استفاده میشود. از بین تمام گزینه های کابل کشی فعلی CAT5e کم هزینه ترین گزینه شماست.

 

دسته بندی 6 یا Category 6

کابل کشی CAT6 میتواند تا 10 مگابیت بر ثانیه و فرکانس تا 250 مگاهرتز را پشتیبانی کند. از نقطه نظر فیزیکی ، جفت سیمهای درهم تابیده مسی در کابلهای CAT5e دارای 5/1 الی 2 پیچش در هر سانتی متر هستند در حالیکه کابلهای CAT6 دارای 2 یا بیشتر پیچش هستند. (میزان پیچش در هر سانتی متر در هز سازنده کابل، با توجه به کیفیت آن متفاوت است). همچنین کابلهای CAT6 دارای غلاف ضخیم تری در مقایسه با CAT5e هستند که از ارسال و دریافت دیتا در برابر Near End Crosstalk (NEXT) و Alien Crosstalk محافظت میکند. اگرچه اترنت استاندارد فواصل تا 100 متر را پشتیبانی میکند اما کابل CAT6 فقط از 37 الی 55 متر (بسته به تداخل) در هنگام انتقال سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی میکند.

اگرچه کابل کشی CAT6 و CAT6a نرخ عملکرد بالاتری را ارئه میدهند اما بسیاری از شبکه های محلی (LAN) به دلیل مقرون به صرفه بودن و توانائی پشتیبانی از سرعت گیگابیت همچنان CAT5e را انتخاب میکنند.

دسته بندی 6a یا Category 6a

CAT6a از فرکانس تا 500 مگاهرتز یعنی دو برابر CAT6 پشتیبانی میکند و همچنین میتواند مانند نسل قبلی خود تا سرعت انتقال دیتای 10 گیگابیت در ثانیه پشتیبانی کند. با این حال برخلاف نسل قبلی خود دیتای 10 گیگابیت را در طول کابل 100 متر انتقال دهد (در مقایسه با 37 الی 50 متر CAT6). واژه a اول کلمه Augmented به معنی افزوده شده است.

CAT6a همچنین دارای پوشش قویتری است که تداخل بیگانه (ATX) را حذف میکند و نسبت سیگنال به نویز (SNR) را بهبود میبخشد. روکش قویتر، کابل CAT6a را به طور قابل توجهی ضخیم تر از CAT6 میکند و باعث میشود کار با آن انعطاف پذیری کمتری داشته باشد، بنابراین برای محیط های صنعتی دارای نویز فراوان و نیاز به طول کابل بیشتر با سرعت انتقال دیتای بالاتر مناسبتر است.

دسته بندی 7 یا Category 7

Cat7 می تواند 10 گیگابیت بر ثانیه را پشتیبانی کند، اما آزمایشات آزمایشگاهی توانایی آن را با موفقیت در انتقال  دیتا تا 40 گیگابیت در 50 متر و حتی 100 گیگابیت در 15 متر نشان داده است. همچنین کابل کشی جدیدتر “Class F” می تواند فرکانس های حداکثر 600 مگاهرتز را پشتیبانی کند. با این حال، Cat7 به عنوان استاندارد کابل برای مخابرات تایید نشده است.

Cat7 محافظ گسترده ای برای کاهش تضعیف سیگنال ارائه می دهد. در مقایسه با نسل های قبلی کابل نسبتاً سفت بوده و دارای انعطاف کمتری است. هر دو جفت سیم مسی بهم تابیده شده بطور جداگانه دارای محافظ هستند، با یک لایه محافظ اضافی روی کل کابل. محافظ باید به زمین باشد و Cat7 همچنین به کانکتورهای ویژه GigaGate45 (GG45) نیاز دارد تا از ویژگی‌های عملکرد بالاتر استفاده کند.

بطور خلاصه CAT7 از فرکانس 600 مگاهرتز با سرعت انتقال 10 گیگابیت در ثانیه با طول کابل 100 متر (40 گیگابیت در ثانیه در 50 متر و 100 گیگابیت در ثانیه در 15 متر طول کابل) پشتیبانی میکند.

شما میتوانید هم اکنون کابل پرسرعت CAT7 را از فروشگاه سهلان خرید کنید

در مجموع، Cat6a می تواند تقریباً مشابه Cat7 اما با قیمت پایین تر عمل کند. اکثر مشتریان ما در حال حاضرCat6a STP یا Cat6a FTP را انتخاب می کنند که هر دو از تداخل Crosstalk و تداخل بیگانه در اطراف خطوط ولتاژ بالا محافظت می کنند.

Cat7 برای استفاده در مراکز داده و شبکه های بزرگ سازمانی مناسب است.

دسته بندی 8 یا Category 8

کابل Cat8 هنوز در مرحله توسعه است و تایید نشده است. طبق نقشه راه اتحادیه اترنت در سال 2016، می تواند از سرعت 25 و 40 گیگابایتی پشتیبانی کند. Cat8 قادر به پشتیبانی از سرعت انتقال حتی سریعتر در فواصل تا 30 متر خواهد بود.

چرا سیمهای مسی کابل شبکه در هم پیچیده هستند؟

هنگامی که خطوط تلفن برای اولین بار در کنار خطوط برق نصب شدند، الکساندر گراهام بل، که عموماً به عنوان مخترع تلفن ها شناخته می شود، اولین شخصی بود که جفت های مس را برای کاهش تداخل بین خطوط پیچ و تاب داد. چرخاندن کابل مسی باعث کاهش تداخل الکترومغناطیسی ناشی از جریان برق و افزایش برد می شود. کابل های مسی اترنت از همین روش برای کاهش تداخل بین سیم های داخل کابل (XT) و سیم های خارجی (کابلهای برق و دیگر کابلهای شبکه) (AXT) استفاده کردند.

مقایسه کابلهای محافظ دار (FTP) و غیر محافظ دار (UTP)

جفت سیمهای مسی پیچ خورده به شکل های محافظ دار (Foiled) و بدون محافظ (Unshielded) عرضه می شود. کابل مسی محافظ دار (Foiled) شامل پوشش رسانای محافظ دار مانند رشته های بافته شده از مس، نوار مسی یا پلیمر رسانا برای کاهش تداخل نویز است. Unshielded Twisted Pair یا UTP فاقد محافظ است و برای اکثر محیط های رایج LAN ایده آل است. Foiled Twisted Pair، برای محیط‌های شبکه‌ای با فرکانس‌های بالاتر در نظر گرفته میشود.

انواع مختلفی از پوشش محافظ سیمهای مسی به هم تابیده وجود دارد. پوشش محافظ میتواند هر چهار جفت را یکجا در بر بگیرد، یا به دور هر جفت به هم تابیده باشد و یا هر دو حالت. برای مشخص کردن انواع پوششهای محافظ کدهائی در نظر گرفته شده که با توجه به آن میتوان فهمید که اولا کابل دارای پوشش است یا خیر و دوما از چه نوع پوششی استفاده میکند. واژه اول از کد، محافظ استفاده شده برای هر چهار جفت را مشخص میکند. واژه U برای کابل بدون محافظ، واژه F برای محافظ بصورت ورق فویل شده و واژه S به معنی تارهای در هم تابیده شده است. قسمت دوم کد مشخص میکند که جفت سیمهای مسی در هم پیچیده از چه مدلی هستند.

منبع: https://planetechusa.com