کابل به عنوان رسانه ی انتقال داده سخت افزار

● رسانه های انتقال
در یک سیستم ارتباطی، رسانه انتقال عبارت است از مسیری که ارسال کننده را به دریافت کننده متصل می کند. نوع رسانه انتقال با توجه به مشخصات گوناگون سیگنال دیجیتال تعیین میشود که عبارتند از:
▪ سرعت انتقال اطلاعات
▪ پهنای باند کانال ارتباطی
متداولترین رسانه های انتقال که در شبکه ها بکار میروند عبارتند از:
▪ کابل زوج سیم بهم تابیده Twisted Pair
کابل زوج تابیده شامل دو رشته سیم مسی عایق‌دار است که به دور یکدیگر تابیده شده‌اند. تابیدگی این کابل باعث استاندارد شدن مشخصه‌های الکتریکی کابل می‌شود. این تابیدگی همچنین باعث کاهش نویز یا پارازیت الکتریکی موسوم به تداخل الکترومغناطیسی یا‌ EMI می‌شود.
دونوع کابل Twisted-pair وجود دارد:
ـ روکش دار یا Shielded Twisted-pair) STP )
ـ بدون روکش یا Unshielded Twisted-pair) UTP )
▪ UTP :کابل‌ UTP شامل چهار زوج سیم مسی است که دو به دو به دور هم تابیده شده‌اند و درون غلاف پلاستیک قرار دارند. این کابل می‌تواند داده‌ها را با سرعت ‌‌۱‌‌ تا ‌‌۱۰۰‌‌ مگابیت بر ثانیه‌‌ ‌‌(Mbps) انتقال دهد. کابل‌ UTP نیز همانند دیگر کابل‌ها تحت تأثیر پدیده تضعیف ‌ ‌(Attenuation) قرارمی‌گیرد. هنگامی که سیگنال الکتریکی از هر کابلی عبور می‌کند، به‌تدریج حین انتقال در کابل دچار تضعیف شده و دامنه آن افت می‌کند. در یک کابل طویل ممکن است درجه تضعیف سیگنال در حدی باشد که سیگنال در انتهای مسیر قابل استفاده نباشد. پدیده تضعیف، طول قابل استفاده کابل‌های‌ UTP را به ‌‌۱۰۰‌‌ متر محدود می‌کند.
پارامتر دیگری که بر کارایی کابل‌های ‌ UTP تأثیر دارد،‌ EMI یا تداخل الکترومغناطیسی است. هر چند که تابیدگی کابل‌ UTP مقدار‌ EMI را کاهش می‌دهد، اما باز هم بین سیم‌های تابیده کابل اثرات تداخل وجود دارد.
هزینه و قیمت کابل‌های‌ UTP بسیار کمتر از محیط‌های انتقال دیگر است. همچنین نصب این کابل نیز بسیار کم هزینه است. استفاده از کابل‌های‌ UTP در مواردی که هزینه از پارامترهای مهم پروژه است و ضمناً کامپیوترهای شبکه در یک ساختمان قرار گرفته باشند، بسیار مناسب می‌باشد. در شبکه‌های کوچک، پدیده تضعیف و‌ EMI به دلیل آن که تجهیزات در سطح نسبتاً کوچکی توزیع شده اند، چندان اهمیت ندارند.
کابل UTP دارای پنج طبقه مختلف است (که البته امروزه CAT۶ و CAT۷ هم اضافه شده است):
CAT۱ یا نوع اول کابل UTP برای انتقال صدا بکار می‌رود، اما CAT۲تا CAT۵ برای انتقال دیتا در شبکه‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرند و سرعت انتقال دیتا در آنها به ترتیب عبارتست از:
ـ ۴ مگابیت در ثانیه،
ـ ۱۰مگابیت در ثانیه،‌
ـ ۱۶مگابیت در ثانیه
ـ ۱۰۰مگابیت در ثانیه.
برای شبکه‌های کوچک و خانگی استفاده از کابل CAT۳توصیه می‌شود.
STPنوع دوم کابل‌های زوج تابیده نوع حفاظ‌دار آن یا STP است. این کابل همان‌طور که قبلاً گفته شد دارای پوشش رسانا در اطراف زوج سیم تابیده در زیر پوشش عایق است. این پوشش رسانا‌ EMI را به‌شدت کاهش داده و تاثیرپذیری این کابل را از امواج الکترومغناطیسی تداخل‌کننده کاهش می‌دهد. به همین دلیل کابل‌ STP قابلیت انتقال داده با سرعت بیشتری در طول مسیرهای طولا‌نی‌تر را نسبت به‌ UTP دارا است.
سرعت انتقال داده در کابل های‌ STP به‌ ۵۰۰Mbps بالغ می شود، اما در عمل برای سرعت‌های بیشتر از‌‌۵۵۱Mbps به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. تضعیف سیگنال در این کابل مشابه کابل‌ UTP است. . مقدار مسافتی که کابل مذکور بدون افت سیگنال طی می کند برابر با ۵۰۰ متر معادل ۱۶۴۰ فوت است.
● کابل کواکسیال Coaxial Cable
این نوع کابل امروزه به عنوان بیشترین کابل استفاده شده در شبکه ها به حساب می آید و دلایل زیادی برای استفاده وسیع از آن وجود دارد. کابل coaxial تقریبا گران، سبک، انعطاف پذیر و برای کار کردن بسیار آسان میباشد. در ساده ترین شکل آن کابل coaxial تشکیل شده است از یک هسته ساخته شده از مس خالص که توسط روکشی پوشیده شده است ، یک روکش فلزی توری مانند و یک روکش بیرونی. هسته کابل coaxial حامل سیگنالهای الکتریکی میباشد که درواقع همان اطلاعات ما را تشکیل میدهد. این هسته سیمی میتواند تک رشته ای یا بصورت چند رشته ای باشد. اگر بصورت تک رشته ای باشد معمولا جنس آن از مس است.
هسته توسط یک عایق پوشیده شده است که آن راا از توری سیمی موجود در کابل جدا مینماید. توری سیمی زمین مدار میباشد. و سیگنالهای الکترونیکی گذری از هسته را در مقابل noise و crosstalk محافظت مینماید. Crosstalk عبارت است از سیگنالی که به علت عبور جریان از سیمهای اطراف در هسته ایجاد میشود. همواره هسته و توری سیمی باید توسط عایق از همدیگر جدا گردند، در صورتی که در نقطه ای از سیم همدیگر را لمس کنند. کابل اتصال کوتاه شده است و noise به درون سیم مسی هسته راه پیدا میکند که این باعث تخریب اطلاعات میگردد.
کل این مجموعه توسط یک روکش بیرونی غیر هادی که معمولا از پلاستیک یا تفلون ساخته میشود پوشیده میگردد. کابل coaxial مقاومت بیشتری در مقابل افت سیگنال نسبت به کابلهای twisted-pair دارد. به دلیل مقاومت کابل coaxial این کابل انتخاب خوبی برای فاصله های دورتر و سرعتهای بالاتر انتقال اطلاعات توسط دستگاههای ارتباطی میباشند.
کابل Coaxial به دو دسته تقسیم می‌شود:
۱) Thin net: کابلی است بسیار سبک، انعطاف‌پذیر و ارزان قیمت، قطر سیم در آن ۶ میلیمتر معادل ۲۵/۰ اینچ است. مقدار مسیری که توسط آن پشتیبانی می‌شود ۱۸۵ متر است.
۲) Thick net: این کابل قطری تقریباً ۲ برابر Thin net دارد. کابل مذکور، پوشش محافظی را(علاوه بر محافظ خود) داراست که از جنس پلاستیک بوده و بخار را از هسته مرکزی دور می‌سازد.
● فیبر نوری
فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.
یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :
▪ هسته (Core): هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.
▪ روکش (Cladding): بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.
▪ بافر رویه (Buffer Coating): روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر، است .
صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند.
فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:
▪ فیبرهای تک حالته (Single-Mode) بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود( نظیر : تلفن )
▪ فیبرهای چندحالته (Multi-Mode) بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)

http://qomelecom.parsiblog.com/