علم فردا

تکنولوژی به زبان ساده

کابل شبکه یکی از مهمترین اجزای یه شبکه کامپیوتری به حساب میاد . شناخت کافی روی کابل شبکه و اینکه چجوری کار می کنه ، می تونه ذهنیت خوبی نسبت به شبکه به شما بده . من تو این پست می خوام انواع کابل شبکه رو بررسی کنم و بگم که چجوری کار می کنه .

کابل شبکه چیست ؟

برای اینکه یه داده از یه کامپیوتر به یه کامپیوتر دیگه تحت شبکه ارسال بشه ، اون داده باید یه سری مراحل نرم افزاری و سخت افزاری رو بگذرونه مثلا کد گذاری بشه ، دسته بندی بشه ، مقصدش مشخص بشه و نهایتا به یه داده قابل انتقال تبدیل میشه و از طریق کابل در شبکه منتقل میشه . در واقع کابل شبکه ، رابط بین دستگاه ها در شبکه هست که فقط می تونه صفر و یک ( جریان و ولتاژ الکتریکی ) رو منتقل کنه .

کابل شبکه می تونه به صورت کابل کواکسیال Coaxial ، فیبر نوری و همینطور زوج به هم تابیده باشه . کابل کواکسیال که دیگه استفاده نمیشه ( به خاطر عدم انعطاف و محدودیت اندازه و … ) . فیبر نوری هم که فعلا گرونه و بیشتر در مقاصد نظامی و گسترده استفاده میشه . برای مصارف خانگی فعلا کابل شبکه زوج به هم تابیده استفاده میشه ( همین کابل LAN متداول که تو مغازه ها و خونه هاتون استفاده می کنید ) . به همین دلیل من تو این پست در مورد کابل شبکه به هم تابیده صحبت می کنم . پس به زبون ساده کابل شبکه یه کابل هست که 8 تا سیم داخلشه و توسط یه سوکت که در ادامه میگم به کارت شبکه دستگاه ها وصل میشه تا اطلاعات بین دو تا دستگاه جابجا بشه  . پست مرتبط : فرق کابل با سیم چیست ؟

تو انگلیسی به کابل شبکه میگن  Ethernet Cable یا LAN Cable و به کابل زوج به هم تابیده هم میگن Twisted Pair .

کابل شبکه مثل کابل تلفن می مونه با این تفاوت که کابل تلفن 2 یا 4 سیم داره اما کابل شبکه 8 تا رشته سیم داره . شکل ظاهری سوکت کابل شبکه هم مثل سوکت کابل تلفن هست با این تفاوت که پهن تره چون باید 8 تا سیم رو داخل خودش جا بده . البته لزومی به 8 تا سیم نیست چون تا پهنای باند 100 مگابیت در ثانیه رو میشه با 4 تا سیم ( دو تا زوج سیم ) ارسال و دریافت کرد .  اسم سوکت کابل شبکه RJ45 هست . RJ مخفف Registered Jack هست .

دو سر کابل شبکه باید سوکت RJ45 باشه . کابل لن LAN توسط همین سوکت RJ45 به کارت شبکه دستگاه های مختلف وصل میشه . روی هر کارت شبکه یه پورت LAN وجود داره که در واقع ورودی همین کابل شبکه است . پست مرتبط : کارت شبکه چیست و چگونه کار می کند ؟

داخل کابل شبکه یا کابل LAN

کابل شبکه 8 تا سیم با رنگ های مختلف داره . 4 تا رنگ اصلی و 4 تا رنگ فرعی . 4 تا رنگ اصلی عبارتند از : سبز ، آبی ، نارنجی و قهوه ای و اون 4 تا رنگ فرعی هم ترکیبی از رنگ های اصلی با رنگ سفید هستن . یعنی سفید سبز ، سفید آبی ، سفید نارنجی و سفید قهوه ای . یه رنگ اصلی و یه رنگ فرعی با همدیگه تشکیل یه زوج میدن . مثلا رنگ سبز و رنگ سفید سبز میشه یه زوج که به همدیگه پیچیده شدن . رنگ اصلی ( اینجا سبز ) برای ارسال سیگنال مثبت و رنگ فرعی ( سفید سبز ) برای ارسال سیگنال منفی در نظر گرفته شده .

در شکل بالا ، داخل یه کابل شبکه رو می بینید که در طراحی اون ، تمام شرایط برای کاهش نویز رو در نظر گرفتن . معمولا در دسته بندی Cat 6 به بعد کابل ها اینجوری طراحی میشن . در ادامه پست دسته بندی کابل ها رو توضیح دادم .

دلیل اینکه سیم ها دو به دو به همدیگه پیچیده شدن اینه که اثر نویز های الکترومغناطیسی رو خنثی کنن . اینکه چطور اینکار انجام میشه رو باید تو یه پست جداگونه توضیح بدم . تو بعضی از کابل ها ، یه روکش کلی روی همه سیم ها میکشن و تو بعضی دیگه ، سیم ها رو دو به دو روکش ( شیلد ) می زنن . روکش کلی واسه اینه که سیگنال در برابر نویز خارجی مقاوم باشه و روکش دو به دو هم واسه اینه که سیم ها حتی در برابر نویز داخلی خودشون هم مقاوم باشن .

تو بعضی از کابل های شبکه ، سیم های رشته ای استفاده میشه و تو بعضی دیگه سیم های مفتولی که هر کدوم کاربرد خودشون رو دارن . اینم تو یه پست دیگه توضیح میدم . تو بعضی کابل های شبکه یه پلاستیک وسط سیم ها میذارن که اونم واسه کاهش اثر نویزه .

انواع کابل شبکه یا کابل LAN

همونطور که گفتم به طور کلی 3 نوع کابل شبکه اصلی داریم . کابل شبکه کواکسیال ، کابل شبکه زوج به هم تابیده و کابل شبکه فیبر نوری . من تو این پست انواع کابل شبکه زوج به هم تابیده رو میگم که در حال حاضر همه جا داره استفاده میشه و متدوال ترین نوع کابل LAN هست .

کابل شبکه به دو نوع شیلد دار و بدون شیلد تقسیم میشه . شیلد واسه جلوگیری از نویز های داخلی و خارجی طراحی میشه . در واقع کابل شبکه تو حالت کلی به دو نوع STP و UTP تقسیم میشه . STP مخفف Shielded Twisted Pair هست به معنی زوج به هم تابیده شیلد دار و UTP هم مخفف Unshielded Twisted Pair هست به معنی زوج به هم تابیده بدون شیلد . شیلد می تونه دور کل سیم ها باشه ، می تونه دور زوج سیم ها باشه و می تونه دور 4 تا سیم باشه . تو بعضی کابل ها ، هم دور تمام سیم ها شیلد می زنن و هم دو به دو شیلد می زنن . به هر حال کار از محکم کاری عیب نمی کنه !

از کابل شبکه شیلد دار معمولا در بیرون از خونه و در جاهایی که احتمال نویز زیاده استفاده میشه . مثلا در مسافت طولانی و موقعی که کابل شبکه قراره از کنار کابل برق رد بشه ، بهتره که از کابل شبکه شیلد دار استفاده بشه . اما کابل شبکه بدون شیلد ، همین کابل های شبکه ای هستن که از مودم تا کامپیوتر شما استفاده میشه .

دسته بندی کابل شبکه

کابل شبکه بر اساس سرعت و پهنای باند و خصوصیات الکترونیکی ، به دسته های مختلفی تقسیم می شه . به دسته میگن Category که به طور مخفف Cat نوشته میشه . مثلا وقتی میگن کابل شبکه Cat 5 یعنی کابل شبکه از دسته پنجم هست که در ادامه انواع دسته بندی ها رو توضیح میدم .

اولین دسته از سیم های به هم تابیده ، همین سیم های تلفن هستن . سیم تلفن در دسته 1 یا همون Cat 1 قرار میگیره . سیم تلفن فقط برای ارسال سیگنال صوتی ( مکالمه ) استفاده میشه و دیتا رو رد نمی کنه اما از دسته 2 به بعد دیگه دیتا هم رد میشه . در جدول زیر انواع دسته بندی کابل شبکه رو می بینید .

دسته بندی	نوع کابل	حداکثر سرعت انتقال	حداکثر پهنای باند
Cat 3	UTP	10 مگابیت در ثانیه	16 مگاهرتز
Cat 5	UTP	10/100 مگابیت در ثانیه	100 مگاهرتز
Cat 5e	UTP	1000 مگابیت در ثانیه	100 مگاهرتز
Cat 6	UTP یا STP	1000 مگابیت در ثانیه	250 مگاهرتز
Cat 6a	STP	10000 مگابیت در ثانیه	500 مگاهرتز
Cat 7	SSTP	10000 مگابیت در ثانیه	600 مگاهرتز

تفاوت این دسته بندی ها معمولا تو دو تا چیز خلاصه میشه : پهنای باند و نویز پذیری . هر نسل جدیدی که معرفی میشه معمولا پهنای باند بیشتر و نویز پذیری کمتری داره . ریز شدن روی تفاوت این دسته بندی ها تو حوصله این پست نیست شما فقط اینو بدونید که هر چی نسل کابل شبکه جدیدتر باشه بهتره البته شاید نیازی نباشه حتما جدیدترین کابل رو بخرید چون باید بقیه تجهیزات شبکه شما از سرعت و امکانات اون کابل پشتیبانی کنه . مثلا یکی از فرق های Cat 5 و Cat 6 اینه که سیم های کابل Cat 6 بیشتر به هم پیچیده شدن تا نویزپذیری کمتر بشه .

 

در بعضی مواقع در یک دسته بندی مشخص ، اصلاحاتی صورت میگیره مثلا کابل شبکه Cat 5 یه مقدار در برابر نویز بهتر میشه و اسمش رو میذارن Cat 5e که اون حرف e مخفف واژه Enhanced به معنی بهبود یافته هست . یا مثلا در دسته بندی Cat 6 سرعت کلاک پالس از 250 مگاهرتز به 500 مگاهرتز افزایش پیدا کرد و اسمش رو گذاشتن Cat 6a که اون حرف a مخفف Augmented به معنی افزایش داده شده هست .

نحوه نامگذاری این دسته بندی ها جوریه که هر چی عدد بعدی از Cat بزرگتر باشه ، استاندارد جدیدتر میشه . وقتی استاندارد جدیدتر میشه یعنی یه تغییری توی سرعت انتقال اطلاعات یا کاهش نویز انجام شده . اگر هم تغییر کوچیکی توی همون دسته بندی انجام بشه معمولا با یه حرف بعد از عدد نشون میدن مثل همون Cat 5e و یا Cat 6a .

هر دسته بندی جدیدی که معرفی میشه با نسل قبلی خودش سازگاری داره . منظورم اینه که اگر Cat 6 معرفی میشه معنیش این نیست که دیگه نمیشه از کابل Cat 5 توی شبکه Cat 6 استفاده کرد . اما مشکل اینجاست که سرعت شبکه تحت تاثیر حداقل سرعت قرار میگیره .

نحوه انتقال دیتا توسط کابل شبکه

توی کابل شبکه ، دو مدل انتقال دیتا داریم . یا با 4 تا سیم یا با 8 تا سیم . تو مدل 4 سیمه دو تا سیم برای فرستادن دیتا و دو تا هم برای دریافت دیتا استفاده میشه . تو این حالت پهنای باند تا 100 مگابیت در ثانیه ساپورت میشه . اما برای پهنای باند 1000 مگابیت در ثانیه به بالا ، مجبوریم که از هر 8 تا سیم استفاده کنیم . تو این حالت 4 تا سیم برای ارسال و 4 تا سیم هم برای دریافت دیتا استفاده میشن .

تو حالت 4 سیمه ، اون زوج سیمی که برای ارسال استفاده میشه رو با حرف TX نشون میدن و زوج سیم دریافت رو هم با RX . حرف R مخفف Receive و حرف T مخفف Transmission هست . و حرف X هم تا جایی که من می دونم مفهوم Cross رو منتقل می کنه چون این سیم ها به همدیگه تابیده شدن .

در کابل شبکه Cat 5 که از 4 سیم استفاده میشه ، سیم های 1 ، 2 ، 3 و 6 برای ارسال و دریافت دیتا استفاده میشن . سیم 1 و 2 برای دریافت و سیم 3 و 6 برای ارسال دیتا هستن . بقیه سیم ها بلا استفاده هستن . الان اگه به کابل LAN مودم خودتون نگاه کنید ، احتمالا 4 تا سیم داره . دلیل اینکه از دو تا سیم برای ارسال و دو تا سیم برای دریافت استفاده میشه اینه که سیگنال به درستی به مقصد برسه . قضیش مفصله و بعدا توضیح میدم . یکی از سیم ها مثبت سیگنال رو می فرسته و یکی دیگه منفی سیگنال ( مقادیرشون برابره ) . یعنی ما تو حالت دریافت ، یه دونه RX+ داریم و یه دونه RX- و در حالت ارسال هم یه دونه TX+ داریم و یه دونه TX- .

با 4 تا سیم فقط میشه تا 100 مگابیت دیتا در ثانیه رو منتقل کرد و واسه 1000 مگابیت باید از هر 8 تا سیم استفاده کرد . در شبکه گیگابیتی یا همون 1000 مگابیت در ثانیه ، تمام 8 تا سیم به صورت دو طرفه هستن یعنی هم می تونن فرستنده باشن و هم گیرنده در حالیکه در حالت 4 سیمه دو تا سیم مخصوص ارسال و دوتا سیم مخصوص دریافت هستن . اینجوری می تونیم پهنای باند رو از 100 مگابیت به 1000 یا 10000 مگابیت در ثانیه برسونیم .

نکات مهم در مورد کابل شبکه

■ رنگ سیم های داخلی کابل شبکه صرفا برای شناسایی سریع تره و معنی خاصی نداره ( تا جایی که من می دونم ) .

■ اون وسیله ای که باهاش کابل شبکه رو زیر سوکت RJ45 پرس می کنه اسمش آچار شبکه است . تو انگلیسی بهش می گن LAN Cable crimper .

■ سوکت برای کابل شبکه رشته ای و مفتولی فرق می کنه . موقع خرید سوکت RJ45 حواستون به این مسئله باشه .

■ الان دیگه اکثر تجهیزات شبکه واسشون فرقی نمی کنه که کابل شبکه مستقیم باشه یا کراس . جوری طراحی میشن که هر کابلی بهشون بزنید خودشون خطوط انتقال و دریافت رو تشخیص میدن .

■ فکر نکنید اگه کابل شبکه Cat 7 بگیرید می تونید نهایت سرعت در شبکه رو داشته باشید . باید بقیه تجهیزات شبکه تون هم اون سرعت رو ساپورت کنن .

■ یه قانونی توی شبکه وجود داره . سرعت شبکه تابع کمترین سرعت انتقال در کل شبکه هست . یعنی اگه یه دستگاهی در شبکه سرعتش کم باشه ، شبکه از اون سرعت تبعیت میکنه و سرعت کلی شبکه کم میشه . این حرف رو در راستای بند بالایی گفتم .

■ اینکه پیچیدن دو تا سیم می تونه نویز رو کم کنه حدود 200 سال پیش توسط گراهام بل اختراع شد . وقتی که می خواست سیم های تلفن رو از کنار کابل برق رد کنه فهمید که اگه بپیچه نویز کمتر میشه و برد مسافت هم بیشتر میشه . یکم خجالت بکشیم که یه نفر 200 سال پیش اینجوری بوده و ما هنوز بلد نیستیم از کابل شبکه و خیلی چیزهای دیگه به درستی ” استفاده ” کنیم . حالا تولید که پیشکش !

راستی دوستان ، پیشنهاد میکنم دوره های انگلیسی علم فردا رو تهیه کنید ، دنیاتون عوض میشه ! خیلی فرقه بین کسی که انگلیسی میدونه و کسی که نمیدونه !

حتما مطالب زیر رو هم بخونید