کابل های شبکه به چه صورت کار می کنند؟
کابل های شبکه به چه صورت کار می کنند؟
کابلهای زوج به هم تابیده (Twisted Pair) به عنوان یکی از رایجترین رسانههای انتقال داده در شبکههای کامپیوتری و سیستمهای ارتباطی شناخته میشوند. این کابلها با طراحی منحصربفرد خود، امکان انتقال سیگنال های دیجیتال و آنالوگ را با حداقل نویزپذیری فراهم میکنند. به بررسی اصول عملکرد، انواع، استانداردهای کابل کشی، مراحل تولید و شاخصهای کلیدی عملکرد این کابلها می‌پردازیم.
اصول عملکرد کابل های زوج بهم تابیده
طراحی این کابل ها مبتنی بر پیچش دو سیم عایق شده به دور یکدیگر است. این پیچش هوشمندانه دو هدف اصلی را دنبال می‌کند:
خنثی سازی نویز الکترومغناطیسی: هنگام عبور جریان از سیمها، میدان‌های مغناطیسی ایجادشده به دلیل چرخش 180 درجهای در هر پیچ، یکدیگر را خنثی میکنند.
کاهش اثرات تداخلی بین زوج‌ها: در کابلهای چندزوجی، هر زوج با گام پیچش متفاوتی تابیده میشود تا تداخل متقابل (Crosstalk) بین آنها به حداقل برسد.
مکانیسم عملکرد مبتنی بر مدارهای تفاضلی است که سیگنال‌های مشترک (Common-Mode) مانند نویز محیطی را حذف و سیگنال‌های تفاضلی (Differential-Mode) مفید را تقویت میکنند. هرچه گام پیچش کوتاه‌تر باشد (معمولاً بین ۳۸.۱ تا ۱۴۰ میلیمتر)، مقاومت در برابر تداخل افزایش می‌یابد.
دسته بندی کابلهای زوج بهم تابیده
این کابلها بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شوند:
۱. از نظر لایه محافظ (Shielding)
UTP (Unshielded Twisted Pair):
فاقد محافظ فلزی
مزایا: سبکی، انعطاف پذیری، هزینه پایین، نصب آسان
کاربرد: شبکه های LAN، تلفنهای VoIP
STP (Shielded Twisted Pair):
مجهز به محافظ فلزی (فویل یا بافت)
انواع:
FTP (محافظ کلی برای تمام زوج‌ها)
STP (محافظ جداگانه برای هر زوج)
مزایا: مقاومت بالا در برابر نویز، پشتیبانی از پهنای باند بیشتر
چالش‌ها: نیاز به سیستم ارتینگ دقیق، هزینه بالاتر
Cat 6a و Cat 7: از کانکتورهای GG45 یا TERA پشتیبانی میکنند تا سازگاری با فرکانس‌های بالا حفظ شود.
استانداردهای کابل کشی T568A و T568B
دو استاندارد اصلی برای چینش سیمها در کانکتور RJ45 وجود دارد:
استاندارد T568A
ترتیب رنگ ها: سبز-سفید، سبز، نارنجی-سفید، آبی، آبی-سفید، نارنجی، قهوهای-سفید، قهوهای
استاندارد T568B
ترتیب رنگ ها: نارنجی-سفید، نارنجی، سبز-سفید، آبی، آبی-سفید، سبز، قهوهای-سفید، قهوهای
کابل های Straight-Through از یک استاندارد در هر دو انتها استفاده میکنند (اتصال دستگاه های غیرهمسان مانند رایانه به سوئیچ).
کابل های Crossover از T568A در یک سر و T568B در سر دیگر بهره می‌برند (اتصال دستگاه های همسان مانند رایانه به رایانه).
مراحل تولید کابل شبکه
برش و لخت کردن عایق: با استفاده از ابزار Stripper، حدود ۲ سانتیمتر از عایق خارجی جدا میشود.
جداسازی و چینش زوج‌ها: سیمها بر اساس استاندارد انتخابی مرتب شده و به صورت صاف و موازی درمی‌آیند.
انتقال به کانکتور RJ45: سیمها تا انتهای شیارهای کانکتور پیش برده میشوند.
کریمپینگ: با فشاردادن ابزار Crimper، اتصال فیزیکی و الکتریکی تضمین میشود.
تست اتصال: استفاده از دستگاه‌های تستر مانند Cable Analyzer برای بررسی صحت اتصالات.
شاخصهای عملکردی کلیدی کابل شبکه:
تضعیف (Attenuation):
کاهش توان سیگنال در طول مسیر (بر حسب دسیبل)
عوامل مؤثر: فرکانس، طول کابل، کیفیت مواد
نویزپذیری نزدیک (NEXT):
اندازه گیری تداخل بین زوج های مجاور در نزدیکی منبع
امپدانس مشخصه:
مقاومت ظاهری کابل در برابر جریان متناوب (معمولاً ۱۰۰ اهم برای کابلهای استاندارد)
مقاومت DC:
مقاومت سیمها در برابر جریان مستقیم (حداکثر ۹.۳۸ اهم در ۱۰۰ متر برای Cat 5e)
محدودیت‌ها و ملاحظات کاربردی
حداکثر طول مجاز: ۱۰۰ متر برای اکثر رده‌ها (۹۰ متر کابل ثابت + ۱۰ متر پچکورد)
تأثیر محیط: اجتناب از قرارگیری نزدیک منابع تداخلی مانند موتورهای الکتریکی
نگهداری: جلوگیری از خمش‌های شدید که باعث شکستن سیمها میشود.
کابلهای زوج تابیده شبکه با ترکیب بهینه هزینه، انعطاف پذیری و عملکرد، به ستون فقرات شبکههای مدرن تبدیل شده‌اند. انتخاب بین UTP و STP به شرایط محیطی، رده کابل به نیازهای پهنای باند و استاندارد کابل کشی به نوع تجهیزات بستگی دارد. با رعایت اصول نصب و نگهداری، این کابلها قادر به پشتیبانی از کاربردهای پرسرعت امروزی و آینده هستند.
