کابل شبکه چیست؟ معرفی انواع و تفاوت آن‌ها

کابل شبکه یکی از مهم ترین اجزای شبکه کامپیوتری به شمار می آید که شناخت کافی از آن می تواند ذهنیت مناسبی را نسبت به شبکه در شما ایجاد کند. تک دیتا در این مقاله می خواهد انواع کابل شبکه را مورد بررسی قرار داده و در رابطه با نحوه کارکرد آن توضیحات کاملی را به شما بدهد. 

برای ارسال داده از یک رایانه به رایانه‌ ای دیگر آن هم در بستر شبکه، داده باید مجموعه‌ای از مراحل نرم‌افزاری و سخت‌ افزاری را طی کند. در این فرایند، اطلاعات کدگذاری شده، بسته‌ بندی شده و مشخصات مبدأ و مقصد به آن‌ها افزوده می‌ شود تا از این طریق به قالبی قابل انتقال در شبکه تبدیل شوند. سپس این داده‌ها از طریق رسانه انتقال، مانند کابل شبکه، به راحتی میان دستگاه‌ها جابه‌جا می‌ شوند. در حقیقت کابل شبکه نقش رابط فیزیکی بین تجهیزات را بر عهده داشته و اطلاعات را به صورت سیگنال‌های الکتریکی شامل صفر و یک (ولتاژ و جریان الکتریکی) منتقل می‌ کند.

 کابل شبکه چیست و چه انواعی دارد؟ 

کابل شبکه می‌تواند از نوع کواکسیال، فیبر نوری یا زوج به هم تابیده باشد. کابل‌های کواکسیال امروزه به دلیل محدودیت‌ هایی نظیر انعطاف‌ پذیری پایین و محدودیت در طول کابل، کاربرد چندانی ندارند. کابل‌های فیبر نوری نیز در حال حاضر هزینه بالاتری داشته و بیشتر در شبکه‌های گسترده و زیرساخت‌های تخصصی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. به همین دلیل، در مصارف خانگی و اداری به طور معمول از کابل‌های زوج به هم تابیده استفاده می‌ شود؛ منظور ما در واقع همان کابل‌های LAN متداولی می باشد که در منازل و محل‌ های کار مشاهده می‌ کنید. در این مطلب نیز تمرکز ما بیشتر بر کابل‌ های زوج به هم تابیده است. به زبان ساده، کابل شبکه از 8 رشته سیم تشکیل شده که به وسیله یک سوکت استاندارد به کارت شبکه دستگاه‌ها متصل شده و امکان انتقال اطلاعات بین دو دستگاه را فراهم می‌ کند. 

تفاوت کابل شبکه و کابل تلفن 

کابل شبکه تا حدودی شبیه کابل تلفن می باشد، تنها با این تفاوت که کابل تلفن معمولاً از 2 یا 4 رشته سیم تشکیل شده، در حالی که کابل شبکه دارای 8 رشته سیم می باشد. سوکت کابل شبکه از نظر ظاهری شباهت زیادی به سوکت تلفن دارد؛ اما به دلیل نیاز به اتصال 8 رشته سیم، عرض بیشتری دارد. البته استفاده از هر 8 رشته سیم همواره ضروری نمی باشد؛ زیرا برای انتقال و دریافت داده با پهنای باند تا 100 مگابیت بر ثانیه، 4 رشته سیم (2 زوج سیم) نیز کافی است. سوکت مورد استفاده در کابل‌های شبکه با نام RJ45 شناخته شده که عبارت RJ مخفف Registered Jack است. 

باید بدانید که باید بر دو سر کابل شبکه سوکت RJ45 قرار بگیرد. کابل لن LAN توسط همین سوکت RJ45 به کارت شبکه دستگاه های مختلف وصل میشود. علاوه بر این بر روی هر کارت شبکه یک پورت LAN وجود داشته که در واقع ورودی همین کابل شبکه می باشد. 

آشنایی با ساختار داخلی کابل شبکه  

کابل شبکه یا کابل LAN از 8 رشته سیم با رنگ‌های مختلف تشکیل شده است. این سیم‌ها شامل 4 رنگ اصلی و 4 رنگ فرعی می باشند که رنگ‌های اصلی عبارت‌ اند از سبز، آبی، نارنجی و قهوه‌ای و رنگ‌های فرعی نیز به صورت ترکیب رنگ سفید با هر یک از رنگ‌های اصلی هستند؛ به این صورت که سفید-سبز، سفید-آبی، سفید-نارنجی و سفیدقهوه‌ای. هر رنگ اصلی به همراه رنگ فرعی متناظر خود، یک زوج سیم را تشکیل خواهد داد. به عنوان مثال، سیم سبز و سیم سفید-سبز یک زوج به هم تابیده را ایجاد می‌ کنند. در این ساختار، معمولاً سیم رنگی برای انتقال سیگنال مثبت و سیم سفید-رنگی برای انتقال سیگنال منفی در نظر گرفته می‌ شود. 

روش‌ های کاهش نویز در کابل‌ های شبکه 

شکل بالا ساختار داخلی یک کابل شبکه را نشان می دهد که در طراحی آن تمهیدات مختلفی برای کاهش نویز در نظر گرفته شده است. این نوع طراحی معمولاً در کابل‌های رده Cat6 و بالاتر دیده می‌ شود. در ادامه این مقاله نیز دسته‌ بندی کابل‌های شبکه را مورد بررسی قرار می دهیم. دلیل پیچیده شدن سیم‌ها به صورت دو به دو، کاهش و خنثی‌ سازی اثر نویزهای الکترومغناطیسی می باشد. نحوه عملکرد این ساختار نیازمند توضیح تخصصی‌تری است که در مطلبی جداگانه به آن می پردازیم. در برخی کابل‌ها یک لایه محافظ کلی روی تمام سیم‌ها قرار می‌ گیرد و در برخی دیگر، هر زوج سیم به صورت جداگانه دارای شیلد است. شیلد کلی برای افزایش مقاومت کابل در برابر نویزهای خارجی استفاده شده و شیلد مجزای هر زوج سیم نیز به کاهش تأثیر نویزهای داخلی کمک می‌ کند. 

همچنین در بعضی از کابل‌های شبکه از سیم‌های رشته‌ای و در برخی دیگر از سیم‌ های مفتولی استفاده می کنند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. علاوه بر این، در برخی کابل‌ها یک جدا کننده پلاستیکی در مرکز کابل قرار گرفته که نقش آن نیز کاهش اثر نویز و بهبود عملکرد انتقال داده است. 

انواع کابل شبکه یا LAN 

همان‌ طور که اشاره کردیم به طور کلی سه نوع اصلی کابل شبکه وجود دارد که شامل کابل کواکسیال، کابل زوج به هم تابیده و کابل فیبر نوری می شود. در این مطلب تمرکز ما بر انواع کابل‌های زوج به هم تابیده است؛ زیرا این نوع کابل در حال حاضر یکی از رایج‌ ترین و پرکاربردترین کابل LAN در شبکه‌ های خانگی و اداری محسوب می‌ شود. 

باید بدانید که کابل‌های شبکه از نظر ساختار محافظتی به دو دسته شیلددار و بدون شیلد تقسیم می‌ شوند. شیلد با هدف کاهش تأثیر نویزهای داخلی و خارجی به کار می‌ رود. به طور کلی کابل‌های شبکه در دو گروه STP و UTP قرار می‌ گیرند. عبارت STP مخفف Shielded Twisted Pair و به معنای «زوج به هم تابیده شیلد دار» است. در مقابل، UTP مخفف Unshielded Twisted Pair بوده و به معنای «زوج به هم تابیده بدون شیلد» است. 

شیلد می‌ تواند دور تمامی سیم‌ها، دور هر زوج سیم یا دور مجموعه‌ای از سیم‌ها قرار گیرد. همچنین در برخی کابل‌ها علاوه بر شیلد کلی، برای هر زوج سیم نیز شیلد جداگانه در نظر گرفته شده تا مقاومت کابل در برابر نویز به حداکثر برسد. 

کابل‌ های شبکه شیلددار معمولاً در محیط‌ های بیرونی یا مکان‌هایی که احتمال وجود نویز الکترومغناطیسی زیاد است مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در مسیرهای طولانی یا زمانی که کابل شبکه در مجاورت کابل‌های برق قرار می‌ گیرد، استفاده از کابل شیلد دار می‌ تواند به کاهش تأثیر نویز و حفظ کیفیت انتقال داده کمک کند. 

در مقابل کابل‌های شبکه بدون شیلد همان کابل‌های متداولی هستند که معمولاً برای اتصال مودم، روتر، کامپیوتر و سایر تجهیزات شبکه در محیط‌های خانگی و اداری مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

دسته بندی کابل شبکه 

کابل‌ های شبکه بر اساس سرعت انتقال داده، پهنای باند و ویژگی‌های الکتریکی در دسته‌ بندی‌های مختلفی قرار می‌ گیرند. به این دسته‌ بندی‌ها Category گفته می‌ شود که به صورت مخفف Cat نمایش داده می‌ شود. به عنوان مثال، کابل شبکه Cat 5 به معنای کابل شبکه از دسته پنجم است. در ادامه انواع این دسته‌ بندی‌ ها را بررسی خواهیم کرد. نخستین دسته از کابل‌های زوج به هم تابیده، سیم‌های تلفن هستند که در رده Cat 1 قرار می‌ گیرند. این نوع کابل تنها برای انتقال سیگنال‌های صوتی (مکالمه) طراحی شده و قابلیت انتقال داده را ندارد. از رده Cat 2 به بعد، کابل‌ها علاوه بر انتقال صدا، امکان انتقال داده را نیز فراهم می‌کنند. در جدول زیر می‌توانید انواع دسته‌بندی کابل‌های شبکه را مشاهده کنید.

تفاوت این دسته بندی ها معمولا در دو چیز خلاصه می شود که شامل پهنای باند و نویز پذیری می باشد. هر نسل جدیدی که معرفی می شود معمولا پهنای باند بیشتر و نویز پذیری کمتری دراد. باید بدانید که بهتر است نسل کابل شبکه جدیدتر باشد، البته لزوماً نیازی نیست که همیشه جدیدترین نوع کابل شبکه را تهیه کنید؛ زیرا سایر تجهیزات شبکه نیز باید از سرعت و قابلیت‌های آن کابل پشتیبانی کنند تا بتوان از تمام ظرفیت آن بهره برد. برای مثال یکی از تفاوت‌های کابل‌های Cat 5 و Cat 6 در میزان پیچش زوج سیم‌ها است.

در کابل‌هایCat6 سیم‌ها با تراکم بیشتری به هم تابیده شده‌اند که این موضوع باعث کاهش نویز پذیری و بهبود کیفیت انتقال داده می‌ شود

در برخی موارد، در یک دسته‌ بندی مشخص تغییرات و بهبودهایی اعمال می‌ شود. برای مثال کابل شبکه Cat 5 با بهبود عملکرد در برابر نویز به نسخه Cat 5e ارتقا پیدا می‌کند که حرف e مخفف واژه Enhanced به معنای «بهبود یافته» است. همچنین در دسته Cat 6، با افزایش فرکانس کاری از 250 مگاهرتز به 500 مگاهرتز، نسخه Cat 6a معرفی شده که حرف a مخفف Augmented به معنای «افزایش‌یافته» است. 

نحوه نام‌ گذاری این دسته‌ بندی‌ها به این صورت است که هرچه عدد بعد از Cat بزرگ‌تر باشد، استاندارد جدیدتر و پیشرفته‌ تر محسوب می‌ شود. در استانداردهای جدید معمولاً بهبودهایی در سرعت انتقال داده یا کاهش نویز ایجاد می‌ شود. در صورتی که تغییرات جزئی در همان نسل رخ دهد، این موضوع معمولاً با اضافه شدن یک حرف به نام دسته‌ بندی مشخص می‌ شود؛ مانند Cat 5e یا Cat 6a. 

هر نسل جدید کابل شبکه با نسل‌های قبلی خود سازگاری دارد. به این معنا که استفاده از کابل Cat 5 در یک شبکه مبتنی بر Cat6 امکان‌ پذیر است؛ اما باید توجه داشت که عملکرد کلی شبکه همواره بر اساس ضعیف‌ ترین بخش آن تعیین می‌ شود. 

نحوه انتقال دیتا توسط کابل شبکه 

در کابل شبکه، به طور کلی دو روش برای انتقال دیتا وجود دارد، استفاده از 4 رشته سیم یا استفاده از 8 رشته سیم. در حالت 4 سیمه، دو رشته برای ارسال دیتا و دو رشته برای دریافت دیتا استفاده می‌ شود. در این حالت، پهنای باند تا 100 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌ شود؛ اما برای پهنای باند 1000 مگابیت بر ثانیه و بالاتر، استفاده از هر 8 رشته سیم ضروری است. در این حالت، 4 رشته برای ارسال و 4 رشته دیگر برای دریافت دیتا استفاده می‌ شوند. 
در حالت 4 سیمه، زوج سیمی که برای ارسال استفاده می‌ شود با حرف TX نمایش داده می‌ شود و زوج سیم دریافت نیز با RX مشخص می‌ شود. حرف R مخفف Receive و حرف T مخفف Transmission است و حرف X نیز به مفهوم Cross اشاره دارد؛ زیرا سیم‌ها به صورت زوجی به هم تابیده شده‌اند. 

در کابل شبکه Cat 5 که از 4 رشته سیم استفاده می‌ شود، رشته‌های 1، 2، 3 و 6 برای ارسال و دریافت دیتا به کار می‌ روند. در این حالت، رشته‌های 1 و 2 برای دریافت و رشته‌های 3 و 6 برای ارسال دیتا هستند و سایر رشته‌ها بلااستفاده باقی می‌ مانند. اگر به کابل LAN مودم خود نگاه کنید، احتمالاً همین 4 رشته فعال را مشاهده خواهید کرد. دلیل استفاده از دو رشته برای ارسال و دو رشته برای دریافت این است که سیگنال به درستی به مقصد برسد. در این حالت، سیگنال به صورت تفاضلی منتقل می‌ شود؛ به این صورت که یک رشته سیگنال مثبت و رشته دیگر سیگنال منفی را حمل می‌ کند و مقدار آن‌ها برابر است؛ بنابراین در حالت دریافت، یک RX+ و یک RX- داریم و در حالت ارسال نیز یک TX+ و یک TX- وجود دارد. 

با 4 رشته سیم تنها امکان انتقال داده تا 100 مگابیت بر ثانیه وجود دارد و برای سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه باید از هر 8 رشته سیم استفاده شود. در شبکه‌های گیگابیتی یا همان 1000 مگابیت بر ثانیه، تمام 8 رشته سیم به صورت دوطرفه عمل می‌ کنند؛ یعنی هم می‌ توانند فرستنده باشند و هم گیرنده. در حالی که در حالت 4 سیمه، دو رشته مخصوص ارسال و دو رشته مخصوص دریافت هستند. این ساختار باعث می‌ شود پهنای باند از 100 مگابیت به 1000 یا حتی 10000 مگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کند. 

نکات مهم در مورد کابل شبکه 

■ رنگ سیم‌های داخلی کابل شبکه صرفاً برای شناسایی سریع‌ تر است و معنای خاصی ندارد. 
■ سوکت برای کابل شبکه رشته‌ای و مفتولی متفاوت است. هنگام خرید سوکت RJ45 باید به این موضوع توجه شود. 
■ در حال حاضر، اکثر تجهیزات شبکه تفاوتی بین کابل مستقیم و کراس ندارند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌ صورت خودکار خطوط ارسال و دریافت را تشخیص می‌ دهند. 
■ تصور اینکه با خرید کابل Cat 7 می‌ توان به نهایت سرعت شبکه دست یافت، درست نیست. سایر تجهیزات شبکه نیز باید از آن سرعت پشتیبانی کنند. 
■ یک قانون در شبکه وجود دارد، سرعت شبکه تابع کمترین سرعت در کل مسیر است. یعنی اگر یک دستگاه سرعت پایینی داشته باشد، کل شبکه از همان سرعت تبعیت می‌ کند. این موضوع در ادامه نکته قبلی اهمیت دارد. 
■ اینکه پیچیدن دو سیم می‌ تواند نویز را کاهش دهد، حدود 200 سال پیش توسط گراهام بل مطرح شد. او هنگام عبور دادن سیم‌های تلفن از کنار کابل برق متوجه شد که تاباندن سیم‌ها باعث کاهش نویز و افزایش برد انتقال می‌ شود. 
■ فکر نکنید اگه کابل شبکه Cat 7 بگیرید می توانید نهایت سرعت در شبکه رو داشته باشید. باید بقیه تجهیزات شبکه هم از اون سرعت پشتیبانی کنند.

در نهایت، مباحث شبکه موضوعی گسترده و پیچیده هستند و در یک مطلب نمی‌ توان تمام جزئیات آن را بررسی کرد. در مطالب بعدی به بررسی بیشتر کابل شبکه خواهیم پرداخت. اگر تجربه‌ای در زمینه شبکه و استفاده از کابل شبکه دارید، می‌ توانید در بخش نظرات به اشتراک بگذارید.

برای خرید کابل شبکه و انواع تجهیزات شبکه میتوانید به محصولات تک دیتا سر بزنید.