Jakie są różne rodzaje kabli sieciowych?

wybór kabli jest kluczowym elementem projektowania sieci. Wymagana szybkość transmisji danych, koszt i odległość decydują o zakresie wyboru dla każdego połączenia. Niektóre połączenia wymagają oczywistej opcji kabla. Ale inni mogą wybierać z szeregu możliwych wyborów.

usługi sieciowe, takie jak udostępnianie plików, dostęp do Internetu, drukowanie i poczta e-mail, są dostarczane użytkownikom końcowym za pośrednictwem infrastruktury sieciowej. Ta infrastruktura zazwyczaj obejmuje przełączniki, routery i — u podstaw tego wszystkiego — okablowanie sieciowe, jeden z najstarszych i najważniejszych elementów architektury sieciowej.

krótka historia kabli sieciowych

komunikacja cyfrowa nie jest do końca nowym pomysłem. W 1844 roku Samuel Morse wysłał wiadomość 37 mil z Waszyngtonu do Baltimore, używając swojego wynalazku, telegrafu. Może się to wydawać dalekie od obecnych sieci komputerowych, ale zasady są takie same.

kod Morse ‘ a jest rodzajem systemu binarnego, który używa kropek i myślników w różnych sekwencjach do reprezentowania liter i cyfr. Nowoczesne sieci danych wykorzystują jedynki i zera, aby osiągnąć ten sam wynik.

duża różnica między teraz i wtedy jest szybkość, z jaką dane są przesyłane. Operatorzy telegraficzni z połowy XIX wieku mogli przesyłać cztery lub pięć kropek i kresek na sekundę. Komputery mogą teraz komunikować się z prędkością do 100 Gb / s — lub, mówiąc inaczej, 100 000 000 000 oddzielnych jedynek i zer co sekundę.

chociaż telegraf i telegraf były prekursorami transmisji danych, Komputery rozwijały się z coraz większą prędkością. Ten postęp doprowadził do rozwoju szybszego sprzętu sieciowego. W tym procesie wymagane były kable o wyższej specyfikacji i elementy łączące.

przejrzyjmy główne typy okablowania sieciowego i różne opcje dostępne z tymi kablami.

kabel koncentryczny

kabel koncentryczny lub koncentryczny jest jedną z opcji okablowania sieciowego. Wewnętrzny rdzeń przewodzący jest otoczony przewodzącą warstwą ekranującą. Ta warstwa ekranująca jest następnie otoczona zewnętrzną warstwą ochronną.

rdzeniem, który przenosi sygnały, jest stała miedź, stalowy kabel ekranowany miedzią lub pleciona miedź. Osłony rdzeniowe i przewodzące działają w trybie różnicowym, aby zapobiec zarówno emisji zakłóceń elektromagnetycznych, jak i ingerencji zakłóceń zewnętrznych.

Coax ma długą historię. W połowie XIX wieku używano go do okablowania podmorskiego. Obecnie jest on używany w szerokim zakresie zastosowań, w tym w mieszkaniach szerokopasmowych, liniach telefonicznych i połączeniach z nadawcami radiowymi i telewizyjnymi.

w centrach danych koncentryczny jest często używany do połączeń światłowodowych między serwerami a dyskami. Jego odporność na hałas elektryczny sprawia, że jest cenny w hałaśliwych środowiskach, takich jak obiekty przemysłowe.

rozwój Ethernetu

pierwszy standard Ethernet wykorzystywał okablowanie koncentryczne. Ethernet został opracowany w połowie lat 70. przez Roberta Metcalfe ‘a i Davida Boggsa w Xerox’ s Palo Alto Research Center w Kalifornii. W 1979 roku Digital Equipment Corp.i Intel połączyły siły z Xerox w celu standaryzacji systemu Ethernet. Pierwsza Specyfikacja tych trzech firm, o nazwie Ethernet Blue Book, została wydana w 1980 roku. Był również znany jako DIX standard, od inicjałów firm.

ten standard wymagał prędkości do 10 MB / s-10 MB / s równa się 10 milionom jedynek i zer na sekundę. Standard Ethernet polegał na dużym kablu szkieletowym koncentrycznym biegnącym przez cały budynek, z mniejszymi kablami koncentrycznymi podłączanymi w odstępach 2,5 metra (m), aby połączyć się ze stacjami roboczymi. Większy koncentryczny, który był zwykle żółty, stał się znany jako gruby Ethernet lub 10Base-5.

Poniżej znajduje się podział 10Base-5 term:

• 10 odnosi się do prędkości – 10 MB / s.
• Base odnosi się do systemu pasm baseballowych. Baseband wykorzystuje całą swoją przepustowość dla każdej transmisji. W przeciwieństwie do tego, Łącze szerokopasmowe dzieli przepustowość na oddzielne kanały, z których można korzystać jednocześnie.
• 500 m.

w 1983 roku Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) wydał oficjalny standard Ethernet. Nosił nazwę IEEE 802.3, po nazwie grupy roboczej odpowiedzialnej za jej rozwój.

Wersja 2, IEEE 802.3 a, została wydana w 1985 roku. Ta druga wersja jest powszechnie znana jako Thin Ethernet lub 10Base-2. W tej wersji maksymalna długość wynosi 185 m, mimo że 200 m powinno być 200 m. od 1985 roku wprowadzono różne standardy Ethernetu.

Kabel Twinax

Kabel Twinax jest podobny do koncentrycznego, ale zamiast pojedynczego rdzenia rdzeń twinax składa się z dwóch przewodów. Twinax przenosi Ethernet o wysokiej szybkości transmisji danych po niższych kosztach niż światłowód.

pasywny twinax obsługuje połączenia na krótkie odległości. Aktywny twinax zawiera komponenty zwiększające siłę sygnału, co umożliwia połączenia na większe odległości.

Kable Triax i quadrax

Kable Triax i quadrax są również podobne do kabli koncentrycznych. Są one najczęściej używane do połączeń telewizyjnych, ale mogą również przenosić Gigabit Ethernet.

rdzeń triax jest podobny do koncentrycznego, ale ma dodatkową warstwę izolacyjną i warstwę ekranującą. Rdzeń quadrax ma cztery pojedyncze przewody. Zarówno triax, jak i quadrax posiadają dodatkowe warstwy izolacyjne i ekranujące, które umożliwiają przesyłanie dodatkowych sygnałów lub przenoszenie mocy.

skrętka

pierwotnie wynaleziona przez Alexandra Grahama Bella do przenoszenia sygnałów telefonicznych, skrętka jest najczęstszym wyborem dla okablowania sieciowego.

skrętka wykorzystuje druty miedziane, które są, jak sama nazwa wskazuje, skręcone razem parami. Efekt skrętu każdej pary kabli zapewnia, że wszelkie zakłócenia prezentowane lub wychwycone na jednym kablu są anulowane przez partnera kabla, który skręca wokół początkowego kabla. Skręcanie obu przewodów zmniejsza również promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez obwód.

okablowanie skrętki występuje w dwóch typach:

1. skrętka ekranowana (STP)
2. skrętka nieekranowana (UTP)

ekranowana skrętka

w STP przewody miedziane są najpierw pokryte izolacją z tworzywa sztucznego. Metalowa osłona, która składa się z metalowej folii lub plecionki, otacza wiązkę izolowanych par. Tam, gdzie promieniowanie elektromagnetyczne jest poważnym problemem, każda para przewodów może być indywidualnie ekranowana oprócz zewnętrznej osłony. Jest to znane jako folia skrętka (FTP).

10 MB / s i 100 MB / s używają dwóch par Kabli Do Transmisji Ethernet. Przepustowość gigabitowa wymaga użycia wszystkich czterech par.

nieekranowana skrętka

kabel UTP jest najpopularniejszym rodzajem kabla sieciowego. Jest łatwy w obsłudze, instalacji, rozbudowie i rozwiązywaniu problemów. Kable UTP zazwyczaj zawierają cztery pary przewodów miedzianych, z których każda para zawiera dwa przewody skręcone razem. Pary te są pokryte izolacją z tworzywa sztucznego. Nie mają one żadnego ekranowania, a po prostu mają zewnętrzną kurtkę.

większość kategorii kabli skrętek jest dostępna jako UTP. Ale niektóre nowsze kategorie są również dostępne w kombinacjach ekranowanych, ekranowanych folią i nieekranowanych.

kategorie skrętek

Amerykański Narodowy Instytut Norm i Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna, część Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej, ustanowiły serię norm lub kategorii dla skrętek. Kategoria 1, czyli Cat1 i Cat2 nie były oficjalnie znormalizowane, ale de facto normy rozwijane z czasem. Obecnie dostępnych jest osiem kategorii kabli.

kategorie te określają rodzaj drutu miedzianego i gniazd. Liczba — 1, 3, 5 i tak dalej — odnosi się do zmiany specyfikacji i liczby skrętów wewnątrz przewodu — tj. jakości połączenia w gnieździe.

Cat1

Cat1 jest zwykle używany do komunikacji telefonicznej i głosowej. Ten rodzaj przewodu nie jest zdolny do obsługi ruchu w sieci komputerowej i nie jest skręcany.

firmy telekomunikacyjne mogą korzystać z Cat1 do świadczenia zintegrowanych usług sieci cyfrowej i publicznych komutowanych sieci telefonicznych. W takich przypadkach okablowanie między obiektem klienta a siecią operatora telekomunikacyjnego odbywa się za pomocą kabla typu Cat1. Cat1 jest teraz również używany w niektórych sieciach IoT o niskiej szybkości transmisji danych.

Cat2

Kable Cat2 są specyfikacjami przewodów sieciowych, wykorzystującymi cztery pary skręconych przewodów miedzianych. Tego typu przewody mogą obsługiwać sieć komputerową i ruch telefoniczny. Cat2 jest używany głównie dla sieci token ring i obsługuje prędkości do 4 MB / s. W przypadku wyższych prędkości sieci-100 MB / S lub wyższej-należy użyć Cat5e lub wyższej.

CAT3

Kable Cat3 to cztery pary skręconych drutów miedzianych. Cat3 był używany do obsługi początkowego 10 Mbps Ethernet, zazwyczaj dla sieci token ring. Chociaż prędkości 10 MB / s są prawie wymarłe, niektóre wdrożenia nadal używają Cat3.

Cat4

Kable Cat4 to cztery pary skręconych drutów miedzianych. Podobnie jak w przypadku kabli Cat3, Cat4 jest używany do sieci token ring. Podczas gdy Cat3 zapewnia obsługę maksymalnie 10 MB / s, Cat4 przesunął limit do 16 MB / s. Obie kategorie mają limit długości 100 m.Cat4 nie jest szeroko stosowany.

kable Cat5 i Cat5e

CAT5 to cztery pary skręconych drutów miedzianych. Cat5 ma więcej skrętów na cal niż Cat3, dzięki czemu może pracować z większą prędkością i większą długością.

bardziej popularny drut Cat5 został w dużej mierze zastąpiony specyfikacją Cat5e. Cat5e zapewnia ulepszoną specyfikację przesłuchów, umożliwiając obsługę prędkości do 1 Gb / s.

UTP-Cat5e jest jednym z bardziej popularnych kabli UTP. Zastąpił on stare kable koncentryczne, które nie były w stanie nadążyć za stale rosnącym zapotrzebowaniem na szybsze i bardziej niezawodne sieci. Cat5e jest najczęściej stosowanym typem okablowania sieciowego na świecie i jest opłacalny. W przeciwieństwie do następujących kabli kategorii, jest to wyrozumiałe, gdy nie są spełnione wytyczne dotyczące zakończenia kabla i wdrożenia.

Cat5 i Cat5e są szerzej stosowane zarówno dla 10 Mbps, jak i 100 Mbps Ethernet.

Cat6 i Cat6a

przewód Cat6 został pierwotnie zaprojektowany do obsługi Gigabit Ethernet, chociaż inne standardy umożliwiają transmisję gigabit przez przewód Cat5e. Cat6 jest podobny do drutu Cat5e, ale zawiera fizyczny separator między czterema parami, aby dodatkowo zmniejszyć zakłócenia elektromagnetyczne.

żaden rodzaj kabla nie jest odpowiedni wszędzie.

Cat6 może obsługiwać prędkości 1 Gb / s dla długości do 100 M. obsługuje również 10 Gb / s dla długości do 55 m. wykorzystuje częstotliwości pasma do 250 MHz.

podczas instalowania nowych kabli Cat6 należy pamiętać, że wszystkie elementy okablowania – gniazda, panele krosowe, kable krosowe i tym podobne-muszą mieć certyfikat Cat6. Wymaga to, aby profesjonaliści sieci byli bardzo ostrożni w kwestii prawidłowego zakończenia końcówek kabli. Organizacje wykonujące instalacje z wykorzystaniem okablowania Cat6 powinny zażądać szczegółowego raportu z testów przy użyciu certyfikowanego analizatora kabli, aby upewnić się, że instalacja została przeprowadzona zgodnie z wytycznymi i normami Cat6.

w 2009 roku Cat6a został wprowadzony jako kabel o wyższej specyfikacji, oferujący lepszą odporność na przesłuchy i zakłócenia elektromagnetyczne. Oferuje lepszą przepustowość przy użyciu częstotliwości do 500 MHz, obsługuje 10 Gb / s i ma długość kabla do 100 m.

Cat7

Cat7 to Specyfikacja kabla miedzianego zaprojektowana do obsługi prędkości 10 Gb / s przy długości do 100 m. aby to osiągnąć, Kabel wykorzystuje FTP dla czterech indywidualnie ekranowanych par, plus dodatkową osłonę kabla do ochrony sygnałów przed przesłuchem i zakłóceniami elektromagnetycznymi.

ze względu na bardzo wysoką szybkość transmisji danych wszystkie komponenty używane podczas instalacji infrastruktury okablowania sieciowego Cat7 muszą mieć certyfikat Cat7. Obejmuje to panele krosowe, kable krosowe, gniazda i złącza RJ-45. Brak komponentów z certyfikatem Cat7 obniży ogólną wydajność i doprowadzi do niepowodzenia wszelkich testów certyfikacyjnych Cat7-na przykład przy użyciu analizatora kabli – ponieważ normy wydajności Cat7 najprawdopodobniej nie są spełnione.

Cat7 jest zwykle używany w centrach danych do połączeń szkieletowych między serwerami, przełącznikami sieciowymi i urządzeniami pamięci masowej.

Cat8

Cat8 to nowsza Kategoria skrętek, która lepiej konkuruje z szybkością i skalą światłowodów. Ma maksymalną szybkość transmisji danych 40 Gbps i wykorzystuje złącza RJ-45. Wykorzystuje częstotliwość 2 GHz, czyli 2000 MHz, co stanowi wzrost w stosunku do 600 MHz Cat7.

Kable Cat8 są zwykle używane w środowiskach centrów danych. Są kompatybilne wstecz z poprzednimi standardami i obsługują zasilanie przez Ethernet (PoE).

PoE eliminuje potrzebę podłączania osobnego przewodu zasilającego do urządzeń, takich jak punkty dostępowe zainstalowane na suficie. W przypadku niskich prędkości transmisji danych, kable PoE zasilają za pomocą par, które nie są potrzebne przez Ethernet. W przypadku wyższych częstotliwości, gdzie używane są wszystkie cztery pary, PoE dodaje prąd stały do przewodów przenoszących sygnał, bez zakłócania sygnałów.

kabel światłowodowy

Szybkość Transmisji Danych wzrosła w całej sieci, aw niektórych przypadkach światłowód jest jedyną opcją. Podczas gdy skrętki Cat8 mogą przenosić do 40 Gb / s Danych, światłowód obsługuje szybkość transmisji danych do 400 GB / s. Obecnie trwają prace nad testowaniem 800 Gbps.

Kable światłowodowe składają się z cienkiego światłowodu otoczonego okładziną. Okładzina wykonana jest ze szkła, które jest mniej czyste niż rdzeń i ma niższy współczynnik załamania niż rdzeń. Różnica współczynników załamania światła powoduje odbicie światła na granicy. Dodatkowe warstwy, takie jak warstwa buforowa i warstwa płaszcza, otaczają okładzinę, aby dodać wytrzymałości i chronić kabel przed uszkodzeniem.

włókno ma niski wskaźnik błędów. Dane sieciowe są kodowane w wiązce światła. W przeciwieństwie do kabli skrętkowych, wiązka światła nie generuje zakłóceń elektronicznych ani nie ma na nie wpływu. Ponadto strumienie danych o wielu częstotliwościach można multipleksować na jednym włóknie, aby zwiększyć całkowitą szybkość transmisji danych.

Włókno wielomodowe vs. włókno jednomodowe

typy włókien różnią się średnicą włókna. Światłowód wielomodowy waha się od 50 mikronów do 100 mikronów (10-4 m). W kablu jednomodowym światłowód ma średnicę od 8 mikronów do 10,5 mikrona.

Kabel wielomodowy jest tańszy w produkcji i instalacji niż tryb pojedynczy, ale ma ograniczoną szybkość transmisji danych i odległość. Podczas gdy wielomodowy może przenosić 100 Gbps na 150 m, Tryb pojedynczy może przenosić 400 Gbps na maksymalnie 10 kilometrów i niższe stawki na dodatkowe odległości.

wydajność różni się między światłowodem wielomodowym i jednomodowym ze względu na to, jak światło przechodzi przez każde z nich. Większe włókno stosowane w wielomodach powoduje, że wiązka światła odbija się od granicy włókna i okładziny pod większym kątem niż cieńszy rdzeń w trybie pojedynczym. Cieńszy rdzeń trybu pojedynczego powoduje, że odległość między odbiciami jest mniejsza. Gdy odbicia są częstsze, straty są większe na granicy.

żaden wybór nie jest trwały

żaden rodzaj kabla nie jest odpowiedni wszędzie. Obsługiwane szybkości transmisji danych, koszt instalacji i przyszła adekwatność muszą być brane pod uwagę dla każdej aplikacji. Czynnikiem powinny być również bieżące koszty utrzymania.

pamiętaj, że żaden wybór nie jest stały. Tak jak organizacje okresowo wymieniają serwery i stacje robocze, mogą ponownie rozważyć wybór technologii połączeń przy każdej aktualizacji sieci.