شبکه
شبکه | خدمات شبکه | راه اندازی شبکه | طراحی شبکه

 

در این بخش، کابل‌های مختلف را بررسی می‌کنیم و با انواع آن کار می‌کنیم.

کل شبکه‌های امروزی از یکی از گروه‌های کابلی زیر استفاده می‌کند.

• كابل هم‌محور (coaxial)
• زوج تابیده‌شده (twisted-pair)
• فیبر نوری (fiber-optic)
• کابل سریال
• کابل Console

كابل هم‌محور coaxial:

این نوع کابل معمولاً در بیشتر شبکه‌های امروزی استفاده می‌شود، اما فقط در استفاده‌های خاص در ساده­‌ترین شكل آن، كابل coaxial تشکیل‌شده است از يك هسته­‌ی ساخته‌شده از مس خالص كه توسط روكشي پوشيده شده است. يك روكش فلزي توري مانند و یک روكش بيروني. هسته­ی كابل coaxial حامل سیگنال‌های الكتريكي است که در واقع همان اطلاعات ما را تشکیل می‌دهد. این نوع کابل‌ها از یک روکش توری استفاده می‌کنند که کابل را در برابر امواج مزاحم یا همان Noise دور می‌کند. کلاً این نوع کابل برای ارتباط راه دور استفاده می‌­شود، چون در ارتباط راه دور، افت سیگنال ندارد و نسبت به کابل Twisted Pair بهتر است.

انواع كابل coaxial:

• نازك(Thinnet)
• ضخيم (Thicknet)

كابل نوع Thinnet:

Thinnet يك كابل coaxial انعطاف‌پذیر به ضخامت ۲۵/۰ اينچ است.

به خاطر انعطاف و سادگي استفاده، تقريباً در نصب هر نوع شبکه‌ای می‌­توان از آن استفاده كرد. اين نوع كابل می‌تواند سيگنال را تقریباً ۱۸۵ متر بدون افت سیگنال حمل نمايد. كابل thninnet در خانواده‌ای از کابل‌­ها به نام ۵۸ -RG قراردارد و امپدانس معادل ۵۰ اهم دارد. امپدانس، مقاومت سيم است كه برحسب اهم، اندازه‌گیری شده است. اختلاف اصلي در کابل‌های خانواده­ی ۵۸- RG، هسته‌­ی كابل است كه ممكن است به شكل تك رشته يا چند رشته باشد.

كابل نوع Thicknet:

Thicknet يك كابل coaxial ضخيم به قطر ۵/۰ اينچ است. هرچه هسته­ی مس ضخیم‌تر باشد، به همان اندازه كابل می‌تواند سيگنال را به فاصله­ی طولانی‌تر حمل كند. اين بدين معناست كه کابل‌های Thicknet سيگنال را بيشتر از كابل­هاي Thinnet مي­توانند حمل كنند. كابل Thinnet مي­تواند سيگنال را تا ۵۰۰ متر حمل كند. توجه داشته باشید که به این کابل Ethernet هم می­گویند، چون برای اولین بار در این شبکه استفاده شده است. به دليل اینکه این کابل می‌تواند در فاصله‌­ی دورتر سیگنال را انتقال دهند. معمولاً از آن به‌ عنوان ارتباط‌دهنده­ی چندين شبكه محلي استفاده مي­كنند. به این موضوع هم توجه داشته باشید که این کابل برای انتقال تصاویر متحرک و صوت در فواصل دور استفاده می‌شود.

انواع connector های که در کابل Coaxial استفاده می­شوند به ‌صورت زیر می­باشند.

 

کارت شبکه‌­ا‌ی که برای این کابل استفاده می‌شود، مخصوص همین کابل است. به شکل زیر توجه کنید.

برای ارتباط کابل Thinnet به کابل Ticknet از وسیله­ای به نام Tranciver استفاده می‌شود که شکل آن را مشاهده می‌کنید.

همان‌طور که گفتیم حداکثر طول انتقال سیگنال­‌ها توسط این دو نوع کابل coaxial، 185 و 500 متر است و بعد از آن بر روی آن noise تأثیرگذار می­‌شود و عملاً کابل از مسیر خارج می‌شود. برای حل این مشکل از وسیله‌ای به نام Repeater استفاده می‌کنند که سیگنال‌ها را تقویت می‌کند و به کابل بعدی می‌­فرستد که در زیر، شکل این دستگاه را مشاهده می‌کنید.

كابل Twisted-pair یا زوج به هم تابیده:

در ساده­‌ترین شكل، كابل Twisted-pair داراي يك زوج سيم به هم تابيده از مس كه داراي روكش است. دو نوع كابل Twisted-pair وجود دارد:

• روکش‌دار يا STP (Shielded Twisted-pair)
• بدون روكش يا UTP(Unshielded Twisted-pair)

این کابل از noise های مزاحم با استفاده از پیچیدگی‌هایی که دارد جلوگیری می‌کند، البته استاندارد ساخت این کابل‌­ها برای کارخانه­‌ها مهم است. اگر این کابل‌ها به‌درستی تابیده نشوند، به مشکل برمی‌خورند.

کابل روکش‌دار يا (STP)

این نو ع کابل به هم تابیده ‌شده، معمولاً توسط غلافی پوشیده می­شوند تا در برابر امواج الکترومغناطیسی محافظت شوند. از آنجا که این غلاف‌­ها فلزی هستند، می‌توانند نقش سیم ارت را نیز ایفا کنند، اما معمولاً این نوع کابل‌ها دارای رشته سیمی به همین منظور هستند که به آن، سیم تخلیه (drain wire) نیز می‌گویند. 

کابل کاملاً روکش‌دار يا :SSTP (Screened Fully shielded Twisted Pair)

این کابل مانند کابل STP است، به‌طوری‌که به ‌غیر از روکش‌های فلزی روی آن ‌یک روکش فلزی دیگر، کل این روکش‌ها را دربرمی‌گیرد که این کابل را به نسبت قوی­تر و محکم­تر در برابر ضربه و امواج الکترومغناطیسی کرده است.

کابل‌­های بدون روكش یا UTP (Unshielded Twisted-pair)

معمول­‌ترین نوع كابل Twisted-pair نوع بدون روكش آن با مشخصه­ی 10 Base T است که به­عنوان يكي از محبوب­‌ترین نوع کابل‌کشی براي شبكه­ی LAN شناخته شد. این کابل‌­ها در شبکه­‌های امروزی استفاده می­‌شود، مثلاً مودم ADSL شما از طریق همین کابل به کارت شبکه­ی کامپیوتر شما متصل می­‌شود.

شما می­‌توانید این کابل‌­ها را در سیستم­های تلفن خانگی و اداره‌­ی مخابرات مشاهده کنید که تمامی از این نوع کابل­ها استفاده می‌کنند.

این نوع کابل‌ها، بسیار نازک و انعطاف‌­پذیر است و به خاطر کوچک بودنشان برای سیم‌کشی به‌صرفه است، اما در برابر ضربه زیاد دوام ندارد.

کابل­های UTP از انواع مختلف تشکیل‌شده‌اند، جدول زیر انواع کابل­های UTP را نشان می­دهد:

طبقه‌بندی کابل	نوع	پهنای باند	موارد استفاده	توضیحات
Level 1		0.4 MHz	Telephone and modem lines	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.
Level 2		4 MHz	Older terminal systems, e.g. IBM 3270	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.
Cat3	UTP	16 MHz	10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet	Described in EIA/TIA-568. Unsuitable for speeds above 16 Mbit/s. Now mainly for telephone cables
Cat4	UTP	20 MHz	16 Mbit/sToken Ring	Not commonly used
Cat5	UTP	100 MH	100BASE-TX & 1000BASE-T Ethernet	Common in most current LANs
Cat5e	UTP	100 MHz	100BASE-TX & 1000BASE-T Ethernet	Enhanced Cat5. Same construction as Cat5, but with better testing standards.
Cat6	UTP	250 MHz	10GBASE-T Ethernet	Most commonly installed cable in Finland according to the 2002 standard. SFS-EN 50173-1
Cat6a		500 MHz	10GBASE-T Ethernet	ISO/IEC 11801:2002 Amendment 2.
Class F	S/FTP	600 MHz	Telephone, CCTV, 1000BASE-TX in the same cable. 10GBASE-T Ethernet.	Four pairs, S/FTP (shielded pairs, braid-screened cable). Development complete – ISO/IEC 11801 2nd Ed. Unofficially, Category 7 cable.
Class Fa		1000 MHz	Telephone, CATV, 1000BASE-TX in the same cable. 10GBASE-T Ethernet.	Four pairs, S/FTP (shielded pairs, braid-screened cable). Development complete – ISO/IEC 11801 2nd Ed. Am. 2. Unofficially, Category 7a cable.

کانکتورهای استاندارد برای کابل­های UTP در شبکه­های LAN به نام RG45 است که شکل آن را در زیر مشاهده می­کنید.

 

این کابل­ها از رنگ‌بندی خاصی استفاده می‌کند، این رنگ‌بندی بی‌دلیل نیست. در ادامه به این موضوع پی خواهیم برد.

نحوه­ی به هم بستن کابل­ها بر دو نوع است:

• Straight(به ‌صورت مستقیم – برای دستگاه‌­های غیرمشابه)
• Cross(برای به هم بستن دستگاه­های شبیه به هم)

کابل Straight :

این نوع کابل برای ارتباط دو وسیله­ی غیرمشابه مانند سوئیچ و کامپیوتر استفاده می‌­شود. باید دو سرکابل را به یک صورت ببندیم، یعنی رنگ‌بندی را تغییر ندهیم.

کابل Cross:

برای ارتباط 2 دستگاه شبیه به هم مثلاً، ارتباط 2 کامپیوتر باهم قضیه کمی فرق می‌کند. برای این کار باید یک سری تغییرات در یک ‌طرف کابل انجام دهید. به جدول زیر توجه کنید.

این رنگ‌­ها در همه­ی کابل­ها ثابت است و یک استاندارد است که همه­ی کارخانه‌­های تولیدی، آن را پیروی می­کنند.

در جدول زیر نحوه­ی ارتباط دو دستگاه را از طریق کابل مربوطه مشاهده می‌کنید:

	Hub	Switch	Router	Workstation
Hub	Crossover	Crossover	Straight	Straight
Switch	Crossover	Crossover	Straight	Straight
Router	Straight	Straight	Crossover	Crossover
Workstation	Straight	Straight	Crossover	Crossover

نکته: کامپیوتر­هایی که از یک برند  کارت شبکه استفاده می­کنند می­توانند با کابل Straight هم به هم متصل شوند.

فیبر نوری:

ساختمان فیبر نوری:

فيبرهاي نوري تشكيل شده­‌اند از یک استوانه­ی شیشه‌ای بسیار نازک به ­نام هسته كه توسط لايه­ی ضخیم­تر از شيشه پوشيده شده است كه به اين لايه، Cladding مي­گويند.

سرعت انتقال اطلاعات بر روی فیبر نوری، به خاطر استفاده از نور به‌جای سیگنال، خیلی سريع است. فیبرهای نوری فقط یک‌طرفه هستند و امواج را از یک‌طرف ارسال می­کنند، به همین دلیل در داخل آن از دو مسیر برای انتقال و دریافت استفاده می­کنند.

يک فيبر نوری از سه بخش متفاوت تشکيل شده است:

هسته (Core): هسته­ی نازک شیشه‌ای در مرکز فيبر که سیگنال‌­های نوری در آن حرکت می­‌نمایند.

روکش (Cladding): بخش خارجی فيبر بوده که دور تا دور هسته را دربرمی‌­گیرد و باعث برگشت نور منعکس‌شده به هسته می‌­گردد.

بافر رويه (Buffer Coating): روکش پلاستيکی که باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسیب‌پذیر است.

فيبرهای نوری در دو گروه عمده ارائه می­گردند:

• فيبرهای تک‌حالته (Single-Mode)

فيبرهای چندحالته (Multi-Mode)

فیبر نوری به سه دسته کلی تقسیم می­‌شود:

• Breakout
• Distribution
• Interconnect

فیبرهای نوری Breakout:

این کابل امکان خم کردن ندارد و چون از تعداد زیاد فیبر تشکیل شده است، این کابل را برای ارتباط Datacenter ها مناسب کرده است. از این کابل‌­ها برای زیر دریاها و زیر خاک استفاده می‌­شود، چون مقاومت آن به علت لایه‌­های متعدد محافظتی بسیار زیاد است. در زیر، شکل این کابل را مشاهده می‌­کنید.

فیبرهای نوری Distribution:

این نوع کابل­‌ها به نسبت کابل قبلی کمی خم می‌­شوند و تعداد رشته‌­ها در آن زیاد است و برای ارتباط کابل‌­های Backbone با یک rack به کار می‌­رود که شکل آن را می­‌توانید در زیر مشاهده کنید.

 

فیبرهای نوری Interconnect:

این نوع کابل که از یک پوشش پلاستیکی استفاده می‌­کند، امکان خمش بالایی دارند و عموماً در داخل Rack استفاده می‌­شود (Rack تجهیزاتی است که در داخل آن روتر، سوئیچ، فایروال و…. قرار می­گیرد).

انواع لایه‌­ها در فیبر نوری:

فیبرهای نوری در درون خود از چندین لایه تشکیل شده‌­اند که هرکدام از آن‌ها، کار خاصی را انجام می‌دهند.

همان‌طور که در شکل صفحه­ی قبل مشاهده می‌­کنید، انواع لایه‌­های محافظ در این کابل وجود دارد که البته این کابل برای زیر دریاها و زیر خاک بسیار کاربرد دارد. ماده­ی ژله‌ای که در این کابل وجود دارد، باعث می­‌شود فیبر نوری داخل آن کمی متحرک باشد که اگر کمی خمیده شد، مشکلی برای آن پیش نیاید.

در شکل­های زیر انواع کانکتورهای فیبر نوری را مشاهده می­کنید.

کابل Serial:

این کابل‌­ها برای ارتباط یک دستگاه، مانند روتر با روتر دیگر به کار می­‌رود، که مدل آن RS232 است که فقط برای اتصالات کوتاه که حداکثر 14 یا 15 متر باشد کاربرد دارد، البته برای فواصل طولانی می­توان از مدل RS485 استفاده کرد.

دو مفهوم کلی برای کابل‌­های RS232 وجود دارد.

• DTE (Data Terminal Equipment)
• DCE (Data Communications Equipment)

DTE ها از یک کانکتور 9 پین یا 25 پین که به این کانکتور مادگی می‌­گویند تشکیل می‌­شوند و طرف دیگر DTE  هم به همین صورت است که از یک کانکتور 9 پین یا 25 پین استفاده می‌­کند که به آن نرگی می‌­گویندکه در شکل زیر هر دو پین 9 و 25 را مشاهده می­‌کنید.

تفاوت DCE با DTE:

تفاوت این دو در این است که طرف کابلی که DTE است، مربوط به شبکه­ی خودمان است و طرف دیگر که DCE است مربوط به مخابرات و یا همان Service Provider است که آن‌طرفی که DCE است، باید روی آن سرعت یا همان Clock Rate را تنظیم کند.

در شکل زیر نحوه­ی بستن کابل‌­های 9 پین و 25 پین را مشاهده می‌­کنید.

کابل‌­های سریال به انواع مختلفی تقسیم می­‌شوند که در زیر انواع آن­‌ها را مشاهده می­‌کنید:

کابل DTE Smart Serial Cables :

این نوع کابل برای ارتباط روترهای DTE استفاده می­شود.

کابل DCE Smart Serial Cables:

این نوع کابل برای ارتباط روترهای DCE استفاده می‌­شود.

کابل E1:

این کابل در شبکه‌­های Wan بیشترین کاربرد را دارند.

کابل Stacking Cables:

این نوع کابل‌­ها برای ارتباط سوئیچ­‌ها با هم مورد استفاده قرار می­گیرند.

کابل کنسول Console:

این نوع کابل که یک‌طرف آن از کانکتور RG-45 و در طرف دیگر از پورت COM استفاده می‌­کند و همیشه هم به رنگ آبی است برای اتصال روتر یا سوئیچ به یک کامپیوتر برای تنظیم کردن روتر است. در درس­های آینده، نحوه­ی اتصال کامپیوتر به روتر از طریق این کابل بررسی می‌­شود.