تحقیق مقاله انواع کابل‌ های شبکه

خصوصیات کابل

پروتکل های لایه پیوند داده متناطر باانواع خاص کابل هستند وشامل دستور العمل هایی برای نصب کابل ، از جمله حداکثر طول قطعات ، می باشند . در برخی موارد ، مثلاَ در اترنت ، امکان انتخاب نوع کابل که با پروتکل به کار می رود وجود دارد ، در حالی که سایرین چنین امکانی را در اختیار نمی گذارند . بخشی از فرآیند ارزشیابی و انتخاب یک پروتکل  در رابطه با بررسی انواع کابل است واینکه آیا برای شبکه مورد نظر مناسب هستند یا خیر . به عنوان مثال ، اتصال بین دو ساختمان مجاور بهتر است از طریق فیبر نوری برقرار شود تا کابل مسی ، بنا براین با در نظر گرفتن این نکته باید به سراغ ارزشیابی پروتکل های لایه پیوند داده ای رفت که استفاده از کابل فیبر نوری را پشتیبانی می کنند .

نصب کابل از جهلتی نیز ممکن است تحت تاثیر طرح محل و قوانین ساختمان قرار گیرد . کلبل ها معمولاَ در هر دو نوع پلنوم و غیر پلنوم وجود دارند . پلنوم فضایی است در داخل ساختمان که توسط اجزای خود ساختمان ایجاد شده و برای آن طراحی شده است که تهویه را ممکن سازد ، مثل فضای بین طبقات یا دیوارها . ساختمان هایی که برای حرکت دادن هوا از پلنوم استفاده می کنند معمولاَ سیستم تهویه مطبوع ندارند . در بیشتر جاها برای رد کردن کابل از میان یک پلنوم باید از یک کابل خاص فضای پلنوم استفاده کرد تا اگر سوخت ، گاز سمی بیرون ندهد زیرا هوای پلنوم در ساختمان پخش می شود . پوشش بیرونی یک کابل پلنوم معمولاَ از نوعی محصول تفلون ساخته می شود ، در حالی که پوشش کابل غیر پلنوم ( Polyvinyl chloride ) pvc  است که وقتی می سوزد گاز سمی تولید می کند . بنا بر آنچه گفته شد تعجبی ندارد که قیمت کابل پلنوم از غیر پلنوم بیشتر است ، گاهی دو برابر یا بیشتر ، و انعطاف پذیری آن نیز کمتر است ، که همین امر باعث می شود نصب آن سخت تر باشد . با وجود این استفاده از این نوع صحیح کابل در هر نصبی از اهمیت خاصی برخوردار است . اگر قوانین ساختمان را نقض کنید ریاست محلی می تواند شما را وادار به تعویض کابل مشکل ساز کند و احتمالا َ وادار به پرداخت جریمه نیز بنماید .

تردیدی نیست که هزینه روی فر آیند انتخاب کابل اثر می گذارد ، و نه فقط خود کابل ، بلکه اجزای جانبی همچون اتصال دهنده ها و سخت افزلر تثبیت کنند ه NIC های کامپیوتر ها ، ونیروی کار لازم برای نصب کابل هم از این مساله تاثیر می پذیرند . کیفیت کابل فیبر نوری ممکن است آن را به عنوان یک انتخاب ایده آل برای سراسر  LAN مطرح کند ، ولی هرگاه هزینه خرید ، نصب و نگهداری آن در نظر گرفته شود ممکن است نظرها تغییر کند .

سرانجام آنکه کیفیت خود کابل ، تعیین کننده بخش مهمی از فرآیند ارزشیابی و انتخاب است . وقتی برای خرید یک کابل پیش ساخته 10 Base – T به فروشگاه محله خود سر می زنید ، غیر از طول کابل و احتمالاَ رنگ آن ، امکان انتخاب دیگری را ندارید . اما سازندگانی که امکان انتخاب کامل را درباره کابل در اختیار می گذارند ( و بسیاری از آنه فروش بر خط یا فروش با دریافت سفارش از طریق پست الکترونی دارند )  انواع مختلف کابل دارند که در ساختار ، قابلیتها و البته قیمت باهم متفاوتند .

بسته به نوع کابل ، یک سازنده معتبر ممکن است هم کابل خام داشته باشد وهم کابل پیش سلخته . کابل خام ( که کابل نبمه تمام و بدون اتصال دهنده است ) معمولا در هر نوع پانوم و غیر پلنوم رتبه های مختلفی دارد . رتبه خود کابل می تواند وابسته به چند ویژگی باشد ، از جمله :

ضخامت هادی – این ضخامت قطر هادی واقعی داخل کابل است که در مورد کابل مسی با استفاده از مقیاس       American  Wire Gauge ( AWG )  اندازه گیری می شود . هرچه رتبه ای که AWG  می دهد کمتر باشد یعنی ضخامت هدی بیشتر است . بنابراین یک کابل AWG 24 نازکتر از یک کابل AWG 22 می باشد . هرچه هادی ضخیمتر باشد بهتر هدایت می کند ودر مقابل تقلیل ، مقاومت بیشتری نشان می دهد .

درجه بندی طبقه – بعضی از انواع کابل توسط یک مجمع استاندارد همچون  EIA/TIA  درجه بندی شده ا ند . به عنوان مثال ، به کابل زوج به هم تابیده طبقه ای نسبت داده شده است که قابلیتهای آن را مشخص می کند . بیشتر کابلهای زوج به هم تابیده که امروزه  نصب می شوند   Category 5  هستند .

حفاظ دار یا بدون حفاظ : بعضی از کابلها روکشی دارند که سطوح مختلف محافظت در مقابل تداخل الکترو مغناطیسی را فراهم می کنند . این حفاظ معمولاَ به شکل فویل یا تافته مسی است ، که در حالت دوم محافظت بهتری را به عمل می آورد . به عنوان مثال کابل زوج به هم تابیده به دو شکل حفاظ دار و بدون حفاظ موجود است . در یک محیط معمولی شبکه زوج به هم تابیده بدون حفاظ محافظت کافی در مقابل تداخل به عمل می آورد ، زیرا به هم تابیده بودن زوج سیمها یک تمهید پیش گیری کننده است .

هادی یکپارچه یا به هم تابیده – کابلی که هادی فلزی یکپارچه دارد محافظت بهتری در مقابل تقلیل به عمل می آورد ، یعنی می تواند در فواصل طولانی تری گسترده شود . اما هادی یکپارچه انعطاف کابل ر اکم می کند ، به طوریکه اگر مکرراَ تحت فشار قرار گیرد یا خم می شود ممکن است هادی داخل کابل بشکند . بنا براین کابل هایی که هادی یکپارچه دارند برای محلهای دائمی و بدون حرکت مناسبند ، مثل داخل دیوار یا کف . ( توجه کنید که می توان کابل را در هنگام نصب در گوشه ها و یا برای رد کردن موانع خم کرد ، این خم کردن مکرر است که می تواند به آن آسیب وارد کند ) کابل هایی که هادی متشکل از چند سیم مسی به هم تابیده دارند را می توان بدون اینکه بشکنند مکرراَ خم کرد ، ولی چنین کابل هایی در معرض تقلیل بیشتری قرار دارند . بنابر این کابل های به هم تابیده را باید در مسیرهای کوتاهتری که احتمال حرکت دادن آنها می رود  استفاده کرد ، مثلا برای تکه کابلهایی که از پلاک های دیواری به کامپیوترها کشیده می شوند .

نکته : تقلیل عبارت است از تمایل سیگنا ل ها به تضعیف در حین سفر به طول کابل که ناشی از مقاومت طبیعی رسانه می باشد . هرقدر کابلی طولانی تر باشد سیگنال ها پیش از رسیدن به سر دیگر آن بیشتر تضعیف می شوند . تقلیل یکی دیگر از عوامل اصلی محدود کننده اندازه شبکه است . انواع مختلف مابل نرخ تقلیل های مختلفی دارند ، مثلا کابل مسی بسیار بیشتر از کابل فیبر نوری در معرض تقلیل قرار دارد .

این ویژگیها طبعاَ روی قیمت کابل تاثیر می گذارند . کابل با ضخامت بیشتر از کابل با ضخامت کمتر ، کابل از طبقه بالاتر تسبت  به کابل از طبقه پایین تر ، کابل حفاظ دار ار کابل بدون حفاظ ، و کابل با هادی یکپارچه از کابل با هادی به هم تابیده گرانتراست . 

اتصال دهنده ها به کابل های پیش ساخته وصل هستند ، و این کابلها در اندازه ها و رنگهای مختلف ، وویژگی های مختلفی که قبلا ذکر شدند ، و با اتصال دهنده هایی با کیفیت های مختف موجودند . به عنوان مثال ، کابل های پیش ساخته که بهتریت کیفیت را دارند معمولاَ دارای یک پوشش لاستیکی به دور اتصال دهنده هستند که آن را به انتهای کابل مهر وموم می کند ، و آن را از شل شدن یا کنده شدن  و پایه های آن را از خم شدن محافظت می نماید ، و تداخل سیگنال بین سیمها را ( که مکالمه متقاطع خوانده می شود ) کاهش می دهد . در کابل های ارزانتر اتصال دهنده بدون هیچ محافظت اضافی فقط به انتهای کابل وصل شده است .

کابل کواکس

اولین غناوریهای تجاری LAN در دهه 1970 معرفی شدند که از کابل کواکس به عنوان رسانه شبکه استفاده می کردند . نام کابل کواکس بر اساس دو هادی انتخاب شده است که یک محور مشترک دارند که از مرکز کابل می گذرد . بسیاری از انواع کابل مسی دو هادی جداگانه دارند و آنها را از هم جدا می سازند . اما کابل کواس گرد است ، و یک هسته مسی در مرکز دارد که اولین هادی را تشکیل می دهد . این هسته است که سیگنالهای واقعی را منتقل می کند . یک لایه از عایق لاستیکی دی الکتریک هسته را در بر می گیرد و آن را از هادی دوم که از شبکه ای از سیمهای به هم تابیده ساخته شده است و به عنوان زمین عمل می کند  جدا می کند . در همه کابل های الکتریکی هدایت کنند ه سیگنال و زمین باید همیشه از هم جدا باشند ، و گرنه اتصال کوتاه رخ می دهد و روی کابل نویز ایجاد می کند . کل این ساختار نیز در یک حفاظ عایق قرار  می گیرد ( شکل 2-4 ).

نکته : کابلهای کواس می توانند هسته مسی یکپارچه و یا به هم تابیده داشته باشند ، و عنوان آنها مشخص کننده این تفاوت است . پسوند /U  هسته یکپارچه ، و پسوند A/U  هسته به هم تابیده را نشان می دهد . به عنوان مثال در Thin Ethernet  می توان از کابل RG-58/U   یا RG – 58A/U  استفاده کرد . 

 چندین نوع کابل کواکس در شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند ، که خصوصیات متفاوتی دارند ، هرچند که ممکن است ظاهراَ شبیه به هم باشند . در جدول 1 – 4 انواع مخحتلف کابل کواکس فهرست شده است . پروتکل عای لایه پیوند داده انواع خاصی از کابل را طلب می کنند که خصوصیات آنها دستور العملها و محدودیتهای نصب کابل ر امشخص می کند . مثلاَ تقلیل کابل مشخص می کند که طول یک قطعه کابل چقدر می تواند باشد . ستون تقلیل جدول مشخص می کند که از قدرت ( به دسی بل ) یک سیگنال 100 مگا هرتز در هر صد فوت کابل چقدر کاسته می شود . هرچه این مقدار کمتر باشد فقدان سیگنال کمتر است ، یعنی کابل می تواند در فواصل دور تری گسترده شود و در عین حال سیگنال لز بین نرود .

کلفتی کابل طبعاَ روی عمل نصب نیز اثر می گذارد . لایه های مس و عایق لاستیکی داخل کابل کواکس جرم سختی را تشکیل می دهند که به هیج وجه مثل کابل زوج به هم تابیده که از سیمهای مجزا تشکیل شده است و بین و اطراف آنها هوا وجود دارد نمی باشد . بنابر این کابل کواکس نسبتاَ سنگین و غیر انعطاف است . هرچه کابل کلفت تر باشد سنگین تر و غیر انعطاف تر می شود . این عدم انعطاف ، نصب وپنهان کردن کابل را دشوار می کند .

شبکه های کواکس با استفاده از هم بندی باس کابل کشی می شوند ، که در آن کابل به صورت یک قطعه با دو انتهاست که کامپیوترها در امتداد طول آن به آن وصل می شود . هر سیگنالی که توسط یک ایستگاه کاری به روی کابل ارسال می شود روی باس در هر دو جهت به حرکت در می آید تا به همه کامپیوترهای دیگر و سر انجام به دو انتهای کابل برسد . در هریک از دو انتهای باس باید یک مقاومت خاتمه دهنده وجود داشته باشد که سیگنالهای را که دریافت می کند با صفر کردن ولتاژ آنها خنثی کند . بدون این مقاومت های خاتمه دهنده ممکن است سیگنالها به انتهای کابل برسند و باز در کابل منعکس شوند که منجر به خرابی داده ها می شود .

در مقاسه با سایر انواع کابل ، کابل کواکس برای شبکه های داده تا حدی غیر بهینه نیز هست . شبکه اترنتی که با کابل کواکس ساخته می شود به سرعت 10 Mbps  محدود است و هیچ راهی برای ارتقاء آن به یک فناوری سریعتر ، آ‌ن طور که در مورد کابل زوج به هم تابیده یا فیبر نوری و  Fast Ethernet  ممکن است ، وجود ندارد . هرچند ممکن است در شبکه هایی که نصب آنها به سالها پیش بر می گردد کابل کواکس به کار رفته باشد ، اما در حال حاضر تقریبا َ هیچ Ethernet LAN  جدیدی را با آن نصب نمی کنند .