انواع کابل های شبکه

آشنایی با کابل های شبکه

کابل های شبکه بستری برای تبادل اطلاعات و داده ، بین دستگاه ها و اجزای یک شبکه با یکدیگر و یا سایر شبکه ها هستند. ایده اولیه تبادل اطلاعات دیجیتال در سال 1844 توسط ساموئل مورس با اختراع کد مورس و تلگراف شکل گرفت. کد مورس از نقطه و خط برای ارسال اطلاعات استفاده می کرد که شباهت زیادی به صفر و یک در اعداد باینری امروزی دارد. شبکه های امروزی با تمام پیشرفت های و تفاوت ها، باز هم اصول یکسانی با اختراع مورس دارند.

انواع کابل شبکه

1- کابل هم محور یا کواکسیال Coaxial

در سال 1880 کابل کواکسیال توسط یک مهندس و ریاضی دان انگلیسی به نام الیور هویساید اختراع شد. کابل کواکسیال که اغلب با نام کابل آنتن شناخته شده است، توان انتقال اطلاعات با سرعت 10 Mbps  را داراست که در ابتدا در شبکه های اترنت از آن ها استفاده می شد. کابل کواکسیال شامل یک هادی مرکزی جهت انتقال اطلاعات است که توسط عایقی منعطف محصور شده است.دور این عایق از شیلد فلزی بافته شده نازکی جهت کاهش تداخل سیگنال ها استفاده شده که تمام این مجموعه توسط غلاف خارجی پوشیده شده است. امروزه از کابل کواکسیال در ارتباط شبکه های تلویزیونی و رادیویی ، ماهواره ها، اتومبیل ها، تجهیزات نظامی ، اسکنرهای مافوق صوت و البته در انتقال تصویر دوربین های مدار بسته آنالوگ استفاده می شود.
در مورد کابل های کواکسیال و انواع آنها در مقاله ای دیگر به تفضیل خواهیم پرداخت.

2 – کابل زوج به هم تابیده یا twisted pair

ایده اولیه سیم های تابیده شده در سال 1881 توسط الکساندر گراهام بل به وجود آمد. او برای اولین بار دریافت که با تاباندن سیم های تلگرافی که از کنار کابل های برق می گذرند، می توان با ایجاد میدان های برابر و مخالف جهت یکدیگر، اختلالات مغناطیسی در سیم ها را کاهش داد. کابل های زوج به هم تابیده شده از هشت سیم تشکیل شده اند که این سیم ها جهت کاهش نویز خارجی و تداخل سیگنال، دو به دو به یکدیگر تابیده شده اند. هر چه فاصله ی این پیچش ها کمتر باشد تداخل و نویز کمتری در شبکه خواهیم داشت که افت سیگنال را کاهش می دهد.

کابل های زوج به هم تابیده که بیشتر با نام کابل شبکه شناخته می شوند، بعد از کابل های کواکسیال برای راه اندازی شبکه های داخلی به وجود آمد. این کابل های محدودیت های پهنای باند و سرعت انتقال داده در کابل های کواکسیال را از بین بردند.

رنگبندی سیم ها

برای سهولت در تشخیص سیم ها و سوکت زنی، کابل های از 8 رنگ مجزا برای جداسازی سیم ها از یکدیگر استفاده می کنند. رنگبندی سیم های کابل زوج به هم تابیده به صورت سفید نارنجی، نارنجی ، سفید سبز، سبز، سفید آبی، آبی، سفید قهوه ای و قهوه ای است. همانطور که متوجه شدید کابل شبکه دارای چهار سیم با رنگ متفاوت و چهار سیم با ترکیب هر رنگ، با رنگ سفید می باشد. هر سیم با سیم ترکیبی همرنگ خود به هم تابیده شده است.برای سوکت زنی کابل ها  از  استاندارد  T568A و T568B استفاده می شود.

در این کابل از یک زوج سیم برای انتقال اطلاعات و از زوج سیم دیگر برای دریافت اطلاعات استفاده می کند. یک زوج سیم برای انتقال برق (POE)  استفاده می شود  که بعدا به آن می پردازیم.  زوج سیم دیگر به صورت رزرو برای مصارف دیگر استفاده می شود.

دسته بندی( CATEGORY) کابل های زوج به هم تابیده

کابل ها بر اساس پهنای باند و فرکانس ارسال اطلاعات به دسته ها یا CATEGORY  های مختلفی تقسیم می شوند که به اختصار CAT1  و CAT2 و  …. CAT8 نامیده می شوند. هر کدام از این دسته ها برای کار در شبکه های مختلفی ابداع شده است. برای مثال کابل های Cat1  که از دو سیم، تشکیل شده بود، برای شبکه های تلفن قدیمی استفاده می شد که امروزه با کابل های Cat3,Cat5 جایگزین شده است. کابل های شبکه رایج برای دوربین های مدار بسته  Cat5 و Cat5e و Cat6 و Cat6e و  Cat7 و …. هستند که در شکل زیر به مقایسه آنها می پردازیم.

کابل   CAT5

این کابل از اولین کابل های شبکه اترنت محسوب می شود که هنوز هم در شبکه های خانگی مورد استفاده است. حداکثر برد ارسال اطلاعات این کابل بدون افت کیفیت 100 متر می باشد. پهنای باند این کابل 100Mbps و فرکانس کاری آن 100MHz است.امروزه این کابل با نسخه توسعه یافته خود یعنی کابل Cat5e جایگزین شده است و بسیاری از شرکت ها تولید کابل Cat5 را متوقف کرده اند.

کابل شبکه CAT5e

همانطور که گفتیم کابل Cat5e نسخه توسعه یافته کابل Cat5 است که ظاهری مشابه دارد ولی از لحاظ سرعت انتقال داده، فرکانس کاری و نویز پذیری بهبود یافته است.حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در این کابل 1Gbps است که با فرکانس 100Mhz ارسال اطلاعات در فواصل 100 متری را پوشش می دهد.

کابل Cat6

با افزایش حجم ارسال اطلاعات و نیاز به سرعت انتقال داده ها کابل های Cat6 پا به عرصه  گذاشتند. این کابل ها با سرعت انتقال داده 10Gbps و فرکانس 250MHz در مسافت 55 متر به کمک شبکه ها آمدند. پس از مسافت 55 متر سرعت انتقال داده ما افت خواهد داشت به صورتی که سرعت انتقال در فاصله 100 متری به 1Gbps کاهش می یابد. این کابل ها از پیچش بیشتر زوج سیم ها و یک عایق جداکننده برای کاهش تداخل سیگنال و نویزپذیری کابل استفاده می کنند.

کابل شبکه CAT6A

کابل Cat6a همانطور که از نامگذار آن مشخص است از خانواده Cat6 و نسخه توسعه یافته آن است. در این کابل ها انتقال دیتا مانند نسل پیشین خود 10Gbps است اما فرکانس آن و طول موثر آن بهبود یافته است. ارسال اطلاعات در این کابل ها با فرکانس 500MHz است و مسافت 100 متر را ساپورت می کند.

انواع هادی کابل های شبکه

جنس هادی سیم ها می تواند از نوع مسی یا آلومنیوم باشد. کابل های آلومینیومی  با توجه به مقاومت بیشتر، افت ولتاژ بیشتری در مسیر خواهند داشت. پس حتما سعی کنید برای نتیجه بهتر از کابل های مسی استفاده کنید.

کابل مفتولی

رسانای کابل های مفتولی از سیم یک تکه ساخته شده اند. این سیم ها مقاومت کمتری دارند و افت ولتاژ کمتری در طول مسیر خواهند داشت.مشکل این سیم ها عدم انعطاف مناسب آنها در صورت چرخش و پیچش زیاد است. برای مثال در صورت استفاده از کابل های مفتولی در آسانسور، احتمال شکستگی هادی وجود دارد.

کابل افشان

این کابل ها از دو یا چند رشته نازک به هم پیچیده شده، تشکیل شده اند که قابلیت انعطاف خوبی دارد. ولی به دلیل مقاومت بالای کابل ها، در مسافت های طولانی امکان استفاده از آنها نیست و برای مسیر های کوتاه کاربرد دارد. از این کابل ها در Patch Cabling که خم شدگی کابل ها بیشتر است استفاده می شود.

POE چیست؟

قابلیت PoE یا Power over Ethernet به کابل شبکه اجازه می دهد تا علاوه بر انتقال داده، انرژی الکتریکی را نیز انتقال دهد. با استفاده از این قابلیت بدون نیاز به آداپتور و کابل کشی مجزا برای انتقال برق، می توان تنها با یک کابل شبکه علاوه بر ارسال اطلاعات و تامین انرژی را نیز بر عهده داشت.

برای استفاده از این قابلیت ،  دوربین ها و NVR باید از POE پشتیبانی کنند. اگر NVR ها فاقد POE باشند باید از سوئیچ های POE به عنوان واسط  بین دوربین و NVR ها استفاده کرد.

در تکنولوژی PoE معمولا ولتاژ 48 ولت DC به شبکه اعمال می شود، که با افزایش مسافت با توجه به نوع کابل مصرفی دچار افت ولتاژ خواهد شد. در صورتی که در هنگام نصب از تجهیزات انتقال مناسب استفاده نشود، یا محاسبات دقیقی در مورد طول موثر کابل ها برای انتقال ولتاژ انجام نگیرد، دچار پرش، نویز یا قطعی تصویر، خواهیم شد. به ویژه در شب که برای روشن شدن IR LED ها، ولتاژ بیشتری نیاز داریم.

طول موثر انتقال تصاویر با POE کمتر از طول موثر انتقال اطلاعات به تنهایی و بدون POE است پس هنگام انتخاب و خرید  کابل ها دقت کافی داشته باشید که در دریافت تصاویر دچار مشکل نشوید. با توجه به تنوع برند ها ودرجه و کیفیت کابل ها نمی توان به طور قطعی در مورد طول موثر متفاوت هر کدام بدون انجام محاسبات افت ولتاژ صحبت کرد. اما به طور کلی برای نصب دوربین درمکان ها و کسب و کارهای کوچک می توان از Cat5e و در محیط های بزرگ تر از Cat6 و سوئیچ ها استفاده کرد.

کابل فیبر نوری

سومین کابل شبکه ، فیبر نوری  است که می تواند اطلاعات را تا سرعت 10000Mbps و تا فاصله 5 تا 70 کیلومتر جا به جا کند. به دلیل هزینه ی بالای این کابل ها، در پروژه های کوچک مورد استفاده قرار نمی گیرد. در پروژه های نظارت تصویر از راه دور،به دلیل فاصله زیاد دوربین تا NVR ( مانند دوربین های ترافیکی) نیازمند تعداد سوئیچ ها و متراژ کابل بیشتری هستیم که باعث افزایش هزینه می شود. در این پروژه ها استفاده از کابل های فیبر نوری با توجه به عدم نیاز به تقویت کننده های سیگنال در مسیر، مقرون به صرفه تر می باشد. البته باید توجه داشت که در صورت استفاده از فیبر نوری، سوئیچ ها نیز باید فیبر نوری را ساپورت کنند.