کابل شبکه

سیم و کابل شبکه به مجموعه سیم هایی از جنس مس یا شیشه گفته میشود که برای اتصال و انتقال داده و اطلاعات بین کامپیوترها و روترها و سوییچ ها و شبکه های استورج SAN (بطورکلی بین اجزا و مولفه های شبکه) استفاده میشود. کابل ها رسانه ای هستند که داده ها در آن جریان دارند و اطلاعات از دستگاهی در شبکه به دستگاه دیگری منتقل میشود.

انواع کابل شبکه و کاربرد آن

کابل های ارتباطی شبکه انواع مختلفی دارند و انتخاب نوع مناسب کابل شبکه کاملا بستگی به ساختار و توپولوژی و معماری سیستم دارد مثل اینکه بزرگی شبکه چقدر است، چه پروتکلی استفاده میشود و چه توپولوژی دارد. شناخت انواع کابل شبکه و دانستن درباره چگونگی ارتباط آنها با دیگر ویژگی های شبکه، به شما کمک میکند تا شبکه موفقی راه اندازی کنید. توجه داشته باشید که پیاده سازی دقیق و درست اولیه شبکه، شما را از ساعت ها عیب یابی سیستم معاف خواهد کرد. نوع کابل چه در شبکه های محلی و LAN و چه در شبکه های WAN نقش مهمی ایفا میکند اما شما فقط در کابل کشی شبکه خودتان تصمیم گیرنده هستید و کابل کشی WAN بر عهده اپراتورها است. انواع کابل مورد نیاز شبکه یا بعبارتی کابل شبکه LAN، عبارتند از کابل زوج بهم تابیده Twisted Pair، کابل Unshielded Twisted یا UTP، کابل کواکسیال Coaxial، کابل چند جفتی Multi Pair.

انواع کابل شبکه از نظر جنس

دو نوع اصلی کابل ها در شبکه های LAN است. این تقسیم بندی از نظر جنس کابل انجام میشود:

۱- کابل شبکه مسی

سیم های مسی سیگنال ها را با استفاده از جریان الکتریکی و ولتاژ منتقل میکنند. کاربرد کابل مس در سیم کشی های کوتاه مثل داخل داکت و بین کامپیوترها و وال پلیت ها، و یا کابل های Patch پچ، و یا اتصالات اینترکانکت است. هر چه میزان مس بکار رفته در کابل بیشتر باشد، توانایی کابل در پهنای باند بیشتر خواهد بود.

انواع کابل مسی عبارتند از:

• کابل کواکسیال که شامل Thinnet و Thicknet است و در صنایع بیشتر استفاده میشود.
• کابل زوج سیم به هم تابیده Twistet Pair که شامل دو نوع است که مفصل آن را بررسی میکنیم.

۲- کابل شبکه فیبر نوری

کابل فیبر نوری از شیشه ساخته شده و سیگنال ها را با پالس ها و امواج نوری منتقل میکند. کابل فیبر نوری در اتصالات بین ساختمانی و یا ارتباطاتی که نیازمند سرعت بسیار بالا هستند کاربرد دارد. در جاهایی که پهنای باند بالا لازم داریم مثل مراکز داده، و یا ظرفیت بالا نیاز داریم مثل بیمارستان ها و فرودگاه ها و بانک ها، کابل فیبر نوری مناسب است چون سرعت بسیار بالایی دارد و حجم بالایی داده را انتقال میدهد.

انواع کابل فیبر نوری عبارتند از:

• Single Mode که در فواصل خیلی دور استفاده میشود.
• MultiMode ظرفیت بالاتری دارد.

۳- کابل زوج بهم تابیده Twisted Pair

رایج ترین انواع کابل های شبکه کابل های Twisted Pair است: کابل زوج بهم تابیده. شبکه های محلی یا LAN، دفاتر، مغازه ها، فروشگاه ها، مثال هایی از کاربردهای کابل زوج بهم تابیده است. کابل زوج بهم تابیده در بسیاری از شبکه های اترنت استفاده میشود.

نویز پذیری در کابل های زوج بهم تابیده

هر جفت سیم با تعداد پیچش خاص در هر اینچ، به دور هم پیچیده میشوند تا هم روی جفت های دیگر تداخل سیگنالی یا Crosstalk ایجاد نکنند و هم از دیگر دستگاه های الکتریکی تاثیری نگیرند. هر چه میزان تابیده شدن جفت سیم ها بیشتر باشد، نرخ انتقال و البته قیمت کابل، بیشتر خواهد بود. میزان پیچش باعث به وجود آمدن انواع کابل شبکه زوج سیم بهم تابیده میشود که در ادامه این متن، تحت عنوان “Cat یا Category در انواع کابل شبکه” به آن میپردازیم. در زمینه نویز پذیری این نکته را به یاد داشته باشید که هرچه میزان پیچش و تابیدن جفت سیم ها به دور هم بیشتر باشد، نویزپذیری کابل شبکه کمتر خواهد بود زیرا تداخل الکترومغناطیسی کمتر میشود. از طرفی هم افت سیگنال یا همان Attenuation در طول مسیر کاهش خواهد یافت. همچنین این مساله بر بهبود میزان پهنای باند هم تاثیرگذار است. تداخل الکترومغناطیسی معادل عبارت ElectroMagnetic Interference است که بصورت مخفف EMI گفته میشود.

انواع کابل زوج بهم تابیده Twisted Pair

1. کابل Unshielded Twisted یا UTP

کابل Unshielded Twisted یا UTP که زوج بهم تابیده بدون شیلد است و در اترنت و Fast Ethernet کاربرد دارد. نام استاندارد این نوع کابل شبکه U/UTP است.

ارزانترین کابل از بین تمام انواع کابل شبکه، کابل شبکه U/UTP است چون هیچ شیلد و محافظی به دور سیم هایش ندارد بنابراین در شبکه هایی که اهمیت داده خیلی مطرح نیست استفاده میشود. کابل Unshielded Twisted یا UTP که زوج به هم تابیده بدون شیلد است.

2. کابل Shielded Twisted Pair یا STP

کابل Shielded Twisted Pair یا STP که زوج بهم تابیده شیلد دار است و در شبکه های توکن رینگ و Gigabit Ethernet کاربرد دارد. کابل شبکه STP بیشتر در محیط هایی که نویز بیشتری وجود دارد استفاده میشود برای مثال در کابل کشی فواصل طولانی و یا وقتی کابل شبکه قرار است نزدیک میدان های مغناطیسی مثل کابل برق قرار گیرد. در کابل های STP شیلدها به روش های مختلفی به دور سیم ها اعمال میشود. F در نام کابل های STP بیانگر وجود فویل است و S بیانگر وجود شیلد یا محافظ بافته شده.

فویل برای جلوگیری از نویز و شیلد برای تخلیه اثرات القایی و الکتریسیته ساکن به سیستم ارت، در ساختار کابل شبکه STP قرار میگیرد.

انواع کابل Shielded Twisted Pair یا STP و کابل Unshielded Twisted یا UTP

هفت نوع کابل شبکه شیلد دار یا STP داریم که در شبکه بندی کامپیوترها میتوانیم از آنها استفاده کنیم. این ۷ نوع به شرح زیر است:

1. کابل شبکه U/FTP یک فویل دور هر جفت سیم وجود دارد.
2. کابل شبکه F/UTP یک فویل دور چهار جفت سیم یعنی کل سیم ها وجود دارد.
3. کابل شبکه S/UTP یک شیلد دور چهار جفت سیم یعنی کل سیم ها وجود دارد.
4. کابل شبکه SF/UTP یک شیلد و یک فویل، دور چهار جفت سیم یعنی کل سیم ها وجود دارد. به آن STP هم گفته میشود.
5. کابل شبکه S/FTP یک فویل دور هر جفت سیم و یک شیلد دور چهار جفت سیم یعنی کل سیم ها وجود دارد.
6. کابل شبکه F/FTP یک فویل دور هر جفت سیم و یک فویل دور کل سیم ها وجود دارد.
7. کابل شبکه SF/FTP هم محافظ بافته شده و هم فویل دور سیم ها وجود دارد و هر جفت سیم هم فویل دارد. برای استفاده در شبکه هایی که امنیت و اهمیت بالا دارند استفاده میشود و البته گرانترین نوع کابل شبکه است.

با انواع کابل شبکه زوج به هم تابیده آشنا شدید به مقایسه انواع کابل شبکه میپردازیم که با نام Category یا Cat مطرح میشود.

Cat یا Category در انواع کابل شبکه

کابل های UTP انواع مختلف و در نتیجه کاربردهای مختلفی دارند. کار با این کابل ها آسان است و نصب و توسعه و عیب یابی آنها هم براحتی انجام میشود. در جدول زیر انواع کابل شبکه، کاربرد و سرعت انواع کابل شبکه را میبینید. همانطور که مشاهده میکنید، پرسرعت ترین کابل شبکه کابل Cat6 و Cat7 است.

آنچه در جدول بالا مشخص است این است که هر چه عدد cat بیشتر باشد، تکنولوژی جدیدتری را داریم که از نظر پهنای باند و نرخ انتقال سرعت و میزان نویزپذیری بهبود پیدا کرده است. مثلا در cat 5e نرخ انتقال داده نسبت به cat 5 بهبود یافته و یا پهنای باند cat 6a نسبت به cat6 دو برابر شده است. از طرفی هم میزان تابیده شدن جفت سیم ها به دور هم در Cat ها متفاوت است که همانطورکه گفتیم بر میزان نویزپذیری کابل شبکه کامپیوتری تاثیرگذار است.

• کابل شبکه Cat1 UTP

کابل Cat1 UTP در سال ۱۹۸۵ ارایه شد معمولا در انتقال صدا و سیستم تلفن استفاده میشود، تابیده و توییست نیست، 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 جدیدتر 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 بهم تابیده شده اند و اغلب در شبکه های توکن رینگ استفاده میشوند. سرعت کابل شبکه Cat2 UTP حداکثر ۴ Mbps است. استفاده از این نوع کابل چندان رایج نیست و ممکن است در سیستم های 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 بهم تابیده است و اغلب در شبکه های توکن رینگ و ۱۰BaseT استفاده میشوند (T نشان دهنده Twisted است) و تا سرعت ۱۰ Mbps را پشتیبانی میکنند. از کت ۳ 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. حداکثر پهنای باند در کابل Cat3 UTP برابر با ۱۶ مگاهرتز است.

• کابل شبکه Cat4 UTP

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

• کابل شبکه Cat5 UTP

کابل Cat5 UTP دارای ۴ جفت سیم مسی بهم 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 ۱۰۰ Mbps را پشتیبانی میکنند. حداکثر پهنای باند در کابلCat5 UTP 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 ۱ Gbps 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 ۱۰ G Ethernet استفاده میشوند و در فاصله ۵۵ متری، تا سرعت ۱۰ Gbps را پشتیبانی میکنند. درصورت استفاده در فواصل صد متری سرعت ۱ Gbps را خواهند داشت. حداکثر پهنای باند در کابلCat6 UTP 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 ۱۰ G Ethernet استفاده میشوند و تا سرعت ۱۰ Gbps 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 ۱۰ G Ethernet استفاده میشوند و تا سرعت ۱۰ Gbps را پشتیبانی میکنند. حداکثر پهنای باند در کابل Cat7 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. اگر از کابل های Cat7 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. در ساختار کابل Cat7 UTP هر جفت سیم یه شیلد دارد و شیلد دیگری سیم ها در بر میگیرد.

جک RJ45

کابل های UTP با کانکتورها و جک های استانداردی کار میکنند. نام جک و کانکتور بکار رفته در آنها جک RJ45 است که کانکنتوری ۸ پینه و طراحی شده توسط شرکت تلفن است. RJ45 شبیه کانکتور تلفن RJ11 است اما کمی پهن است تا پین های بیشتری در خود جای دهد.

۴ رنگ اصلی کابل شبکه

کابل های UTP از ۴ جفت سیم تشکیل شده اند که رنگ های مختلفی دارند: آبی، نارنجی، سبز و قهوه ای.

در شبکه های گیگابیت اترنت، از هر چهار جفت سیم استفاده میشود اما در شبکه های معمولی با سرعت ۱۰ و ۱۰۰ مگابیت در ثانیه، فقط جفت ۲ و ۳ استفاده میشود. این سیم ها برای انتقال دیتا یعنی ارسال و دریافت دیتا بین دو دستگاه استفاده میشوند. هر جفت سیم شامل دو سیم است یکی رنگی و یکی راه راه سفید است مثلا آبی و آبی راه راه در جفت یک، نارنجی و نارنجی راه راه در جفت دو دیده میشود. این جفت رنگ های مشابه بهم تابیده شده اند و برای اینکه اترنت خود را قابل اطمینان نگه دارید نباید این پیچش ها را باز کنید. البته باز کردن پیچش ها در حدود یک سانتیمتر برای زدن جک لازم است. سبز و نارنجی برای شبکه های اترنت با سرعت ۱۰ و ۱۰۰ مگابیت در ثانیه است. اگر گیگابیت اترنت هم ساپورت شود رنگ قهوه ای و آبی هم استفاده میشود. آبی و قهوه ای را برای اترنت ثانوی و یا اتصال تلفن میتوان استفاده کرد. البته چنین کاربردی توصیه نمیشود چرا که UTP ها اساسا برای چنین کاربردهایی طراحی نشده اند.

• کاربرد رنگ های کابل شبکه

رنگ خود کابل های شبکه زوج بهم تابیده، متفاوت است. هر رنگ کابل، نشان دهنده برند تولید کننده کابل و Cat آن کابل است. مثلا برندرکس Brand Rex، کابل های Cat6 را با رنگ بنفش و Cat5 را با رنگ طوسی تولید میکند. یا مثلا Legrand، کابل‌هایCAT6  را با رنگ آبی و Cat7 را با رنگ زرد تولید میکند. تمامی شرکتهای تولیدکننده کابل شبکه، کابل های Outdoor که در فضای باز استفاده میشوند را به رنگ مشکی تولید میکنند. کابل Outdoor باید در برابر تابش آفتاب و گرد و غبار و جویده شدن توسط حیوانات مقاوم باشد.

• رنگبندی و استاندارد T568A و T568B در کابل شبکه UTP

ترتیب قرارگیری سیم ها در کابل UTP مهم است و اگر به ترتیب استاندارد چیده نشوند، کابل کار نمیکند. دو استاندارد T568A و T568B در زمینه ترتیب سیم ها وجود دارد بطورکلی دو استاندارد رایج در سیم کشی وجود دارد که استاندارد T568A و T568B نام دارد. استاندارد T568A را EIA هم مینامند. همچنین استاندارد T568B را AT&T هم مینامند. نکته قابل توجه این است که در شبکه هایی که قبلا راه اندازی شده اند ابتدا باید چک کنید که کدام یک از این دو استاندارد استفاده شده است و با همان استاندارد باید ادامه دهید. در استاندارد T568A و T568B، همواره شماره پین فرد، یعنی ۱ و ۳ و ۵ و ۷، برای سیم های راه راه استفاده میشوند.

کابل شبکه کراس و کابل شبکه استریت

هر دو استاندارد T568A و T568B مانند هم کار میکنند اما تفاوت آنها در ترتیب قرارگیری سیم ها است (جفت ۲ و ۳ با هم جابه جا میشوند). اگر در یک کابل این دو استاندارد ترکیب شوند کابل کراس Crossed یا Crossover که در فارسی ضربدری هم گفته میشود، خواهیم داشت و اگر در یک کابل با هم ترکیب نشوند و فقط یک استاندارد در هر دو سر کابل استفاده شود، کابل استریت Straight Through که در فارسی مستقیم هم گفته میشود، داریم. اتصال PC به هاب و سوییچ، مهمترین کاربرد کابل استریت است. اتصال مستقیم دو PC بهم بدون استفاده از هاب و سوییچ، مهمترین کاربرد کابل کراس است البته برای اتصال دو هاب هم میتوان از کابل ضربدری استفاده کرد. در داخل هاب مداری وجود دارد که کراس را انجام میدهد پس فقط لازم است کابل استریت را از پی سی به هاب وصل کنید اما اگر از هاب استفاده نکنیم، باید کراس کردن را بصورت دستی انجام دهیم یعنی از کابل کراس استفاده کنیم. در کابل کراس، ارسال یا ترنزمیت (TX) یک پی سی به دریافت یا ریسیو (RX) پی سی دیگر وصل میشود و برعکس. توجه داشته باشید که در اترنت های گیگابیتی نیازی به کابل شبکه کراس نیست و از کابل شبکه استریت استفاده میشود که دو انتهای آن بصورت اتوماتیک توسط کارت شبکه کراس میشود. اینکار MDIX نام دارد. امروزه اکثر سوییچ ها از ویژگی Auto-MDIX پشتیبانی میکنند.

وظیفه رشته های کابل شبکه

کابل شبکه ۸ رشته سیم دارد و وظیفه هر رشته کابل شبکه متفاوت است. این تفاوت بستگی به این دارد که از چه نوع کابلی استفاده میکنید: کابل شبکه کراس یا کابل شبکه استریت. در اینجاست که کاربرد رنگهای کابل شبکه بیشتر از پیش مشخص میشود. در کابل شبکه کراس، از جفت سیم سبز برای دریافت یا Receive و از جفت سیم نارنجی برای ارسال یا Transmite در یک سمت کابل استفاده میشود. در سمت دیگر کابل از جفت سیم سبز برای ارسال یا Transmite و از جفت سیم نارنجی برای دریافت یا Receive استفاده میشود. همانطورکه گفتیم در کابل شبکه کراس، ارسال یا ترنزمیت (TX) یک پی سی به دریافت یا ریسیو (RX) پی سی دیگر وصل میشود و برعکس. در کابل شبکه استریت، جفت سیم سبز برای ارسال در یک سمت کابل و دریافت در سمت دیگر کابل استفاده می‌شود. جفت سیم نارنجی برای ارسال در یک سمت کابل و دریافت در سمت دیگر کابل استفاده میشود.

نخ داخل کابل: این نخ برای راحتی در شکافتن روکش کابل است.

نگهدارنده کابل شبکه: نگهدارنده کابل شبکه که معادل کیبل منیجر Cable Manager است برای آرایش و مرتب کردن سیم ها و کابل های داخل رک (پچ کورد، کابل برق و کابل شبکه) استفاده میشود.

انواع نگهدارنده کابل شبکه عبارتنداز: نگهدارنده افقی، عمودی، قلاب دار و درپوش دار.

انواع لیبل و شماره کابل شبکه: انواع لیبل کابل شبکه برای تفکیک و مشخص کردن کابل های شبکه استفاده میشود تا براحتی به کابل موردنظرمان دست یابیم. در این صورت، سرعت عیب یابی شبکه بالا خواهد رفت. لیبل دور کابل شبکه و لیبل پشت چسب دار، از جمله انواع لیبل کابل شبکه برای لیبل گذاری است.