Vilka är de olika typerna av Nätverkskablar?

att välja kablar är en viktig del av nätverksdesignen. Obligatorisk datahastighet, kostnad och avstånd dikterar alla valmöjligheter för varje anslutning. Vissa anslutningar kräver ett uppenbart kabelalternativ. Men andra kan välja mellan en rad möjliga val.

nätverkstjänster, som fildelning, internetåtkomst, utskrift och e-post, levereras alla till slutanvändare via nätverksinfrastrukturen. Den infrastrukturen innehåller vanligtvis switchar, routrar och-som ligger till grund för allt-Nätverkskablar, en av de äldsta och viktigaste komponenterna i nätverksarkitekturen.

en snabb historik över Nätverkskablar

Digital kommunikation är inte precis en ny ide. År 1844 skickade Samuel Morse ett meddelande 37 miles-från Washington, DC, till Baltimore-med hjälp av sin uppfinning, The telegraph. Det kan verka som långt ifrån nuvarande datanätverk, men principerna är desamma.

Morse-kod är en typ av binärt system som använder prickar och streck i olika sekvenser för att representera bokstäver och siffror. Moderna datanät använder sådana och nollor för att uppnå samma resultat.

den stora skillnaden mellan nu och då är den hastighet med vilken data överförs. Telegrafoperatörer i mitten av 19-talet kunde sända kanske fyra eller fem prickar och streck per sekund. Datorer kan nu kommunicera med hastigheter upp till 100 Gbps-eller, på ett annat sätt, 100 000 000 000 separata och nollor varje sekund.

även om telegraf och teletypskrivare var föregångare till datakommunikation, avancerade datorer med ständigt ökande hastigheter. Den utvecklingen drev utvecklingen av snabbare nätverksutrustning. I processen krävdes kablar med högre specifikation och anslutningshårdvara.

Låt oss granska de viktigaste typerna av nätverkskablar och de olika alternativen som finns med dessa kablar.

koaxialkabel

koaxialkabel, eller koax, är ett alternativ för Nätverkskablar. En inre ledande kärna är omgiven av ett ledande, avskärmningsskikt. Detta skyddsskikt omges sedan av ett yttre skyddsskikt.

kärnan som bär signalerna är solid koppar, kopparskärmad stålkabel eller flätad koppar. Kärn-och ledande sköldar arbetar i differentialläge för att förhindra både utsläpp av elektromagnetisk störning och intrång av yttre störningar.

Coax har en lång historia. I mitten av 19-talet, var det används för undervattenskablar. Idag används den i ett brett spektrum av applikationer, inklusive bredband för bostäder, telefonlinjer och anslutningar till radio-och TV-sändare.

inom datacenter används coax ofta för fiberkanalanslutningar mellan servrar och hårddiskar. Dess motståndskraft mot elektriskt brus gör det värdefullt i bullriga miljöer, till exempel industrianläggningar.

utveckling av Ethernet

den första Ethernet-standarden använde koaxialkablar. Ethernet utvecklades i mitten av 1970-talet av Robert Metcalfe och David Boggs vid Xerox Palo Alto Research Center i Kalifornien. 1979 gick Digital Equipment Corp. och Intel samman med Xerox för att standardisera Ethernet-systemet. Den första specifikationen av de tre företagen, kallad Ethernet Blue Book, släpptes 1980. Det var också känt som DIX-standarden, efter företagens initialer.

den standarden krävde hastigheter upp till 10 Mbps-10 Mbps motsvarar 10 miljoner och nollor per sekund. Ethernet-standarden förlitade sig på en stor koaxial ryggradskabel som löper genom hela byggnaden, med mindre koaxialkablar tappade av med 2,5 meter (m) intervall för att ansluta till arbetsstationerna. Den större koaxen, som vanligtvis var gul, blev känd som tjock Ethernet, eller 10BASE-5.

nedan är en uppdelning av 10BASE-5-termen:

• 10 avser hastigheten-10 Mbps.
• bas hänvisar till basbandssystemet. Basband använder all sin bandbredd för varje överföring. Däremot delar bredband bandbredden i separata kanaler för att använda samtidigt.
• 5 avser systemets maximala kabellängd – i detta fall 500 m.

1983 släppte Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) den officiella Ethernet-standarden. Det kallades IEEE 802.3, efter namnet på den arbetsgrupp som ansvarar för dess utveckling.

Version 2, IEEE 802.3 A, släpptes 1985. Denna andra version är allmänt känd som tunn Ethernet, eller 10BASE-2. I den här versionen är den maximala längden 185 m, även om 2 föreslår att den ska vara 200 m. sedan 1985 har olika Ethernet-standarder införts.

Twinax-kabel

Twinax-kabel liknar koax, men i stället för en enda kärna består twinax-kärnan av två ledningar. Twinax bär hög datahastighet Ethernet till en lägre kostnad än fiber.

passiv twinax stöder kortdistansanslutningar. Active twinax innehåller komponenter som ökar signalstyrkan, vilket möjliggör anslutningar på längre avstånd.

TRIAX-och quadrax-kablar

TRIAX-och quadrax-kablar liknar också koax. De används oftast för TV-anslutningar men kan också bära Gigabit Ethernet.

triaxkärnan liknar koax, men den har ett extra isoleringsskikt och skärmskikt. En quadrax kärna har fyra individuella ledningar. Både triax och quadrax har de extra isolerings-och skärmskikten, vilket möjliggör överföring av ytterligare signaler eller bärkraft.

Twisted pair

ursprungligen uppfanns av Alexander Graham Bell att bära telefonsignaler, twisted-pair kablage är det vanligaste valet för Nätverkskablar.

Twisted pair använder koppartrådar som, som namnet antyder, vrids ihop i par. Vridningseffekten för varje par i kablarna säkerställer att alla störningar som presenteras eller plockas upp på en kabel avbryts av kabelns partner som vrider sig runt den ursprungliga kabeln. Vridning av de två ledningarna minskar också den elektromagnetiska strålningen som emitteras av kretsen.

Twisted pair-kablar finns i två typer:

1. skärmat tvinnat par (STP)
2. oskärmat tvinnat par (UTP)

skärmat tvinnat par

i STP täcks koppartrådar först av plastisolering. En metallsköld, som består av metallfolie eller flätat, omger buntet av isolerade par. Där elektromagnetisk strålning är en allvarlig fråga, kan varje par av ledningar vara individuellt avskärmad utöver den yttre skärmen. Detta är känt som folie twisted pair (FTP).

10 Mbps och 100 Mbps använder två par kabel för att överföra Ethernet. Gigabit-genomströmning kräver användning av alla fyra paren.

oskärmad tvinnat par

UTP-kabel är den mest populära typen av nätverkskabel. Det är lätt att arbeta med, installera, expandera och felsöka. UTP-kablar innehåller vanligtvis fyra par koppartrådar, där varje par innehåller två trådar tvinnade ihop. Dessa par är täckta av plastisolering. De har ingen avskärmning och har bara en ytterjacka.

de flesta kategorier av partvinnade kablar finns som UTP. Men vissa nyare kategorier finns också i kombinationer av skärmad, folieskärmad och oskärmad.

kategorier av tvinnade parkablar

American National Standards Institute och International Electrotechnical Commission, en del av International Organization for Standardization, etablerade en serie standarder eller kategorier för tvinnat par. Kategori 1, eller Cat1, och Cat2 var inte officiellt standardiserade, men de facto-standarder utvecklades över tiden. Åtta kategorier av kablar finns för närvarande tillgängliga.

dessa kategorier anger typen av koppartråd och uttag. Numret – 1, 3, 5 och så vidare-hänvisar till revideringen av specifikationen och till antalet vridningar inuti tråden-dvs kvaliteten på anslutningen i en jack.

Cat1

Cat1 används vanligtvis för telefonledning och röstkommunikation. Denna typ av tråd kan inte stödja datanätverkstrafik och är inte vriden.

telekomföretag kan använda Cat1 för att tillhandahålla integrerade tjänster digitala nätverk och allmänna telefonnät. I sådana fall utförs ledningarna mellan kundens webbplats och telekomoperatörens nätverk med hjälp av Cat1-typkabel. Cat1 används nu också för vissa IoT-nätverk med låg datahastighet.

Cat2

Cat2 kablar är nätverkstråd SPECIFIKATIONER, med fyra par tvinnade koppartrådar. Dessa typer av ledningar kan stödja datornätverk och telefontrafik. Cat2 används mest för token ring nätverk och stöder hastigheter upp till 4 Mbps. För högre nätverkshastigheter-100 Mbps eller högre-måste Cat5e eller högre användas.

Cat3

Cat3-kablar är fyra par tvinnade koppartrådar. Cat3 användes för att stödja den initiala 10 Mbps Ethernet, vanligtvis för token ring nätverk. Även om 10 Mbps-hastigheter nästan är utdöda, använder vissa distributioner fortfarande Cat3.

Cat4

Cat4-kablar är fyra par tvinnade koppartrådar. Som med Cat3-kablar används Cat4 för token ring-nätverk. Medan Cat3 ger stöd för maximalt 10 Mbps, pressade Cat4 gränsen upp till 16 Mbps. Båda kategorierna har en längdgräns på 100 m. Cat4 används inte i stor utsträckning.

Cat5 och Cat5e

Cat5-kablar är fyra par tvinnade koppartrådar. Cat5 har fler vridningar per tum än Cat3, så den kan köras med högre hastigheter och större längder.

den mer populära Cat5-tråden har till stor del ersatts av Cat5e-specifikationen. Cat5e ger förbättrad överhörning specifikation, gör det möjligt att stödja hastigheter på upp till 1 Gbps.

UTP-Cat5e är en av de mer populära UTP-kablarna. Det ersatte gamla koaxialkablar som inte kunde hålla jämna steg med det ständigt växande behovet av snabbare och mer tillförlitliga nätverk. Cat5e är den mest använda typen av nätverkskabelspecifikation över hela världen och är kostnadseffektiv. Till skillnad från kategorin kablar som följer, det är förlåtande när kabel uppsägning och distribution riktlinjer inte uppfylls.

Cat5 och Cat5e används mer allmänt för både 10 Mbps och 100 Mbps Ethernet.

Cat6 och Cat6a

Cat6-tråd var ursprungligen utformad för att stödja Gigabit Ethernet, även om andra standarder möjliggör gigabit-överföring över Cat5e-tråd. Cat6 liknar Cat5e-tråd, men den innehåller en fysisk separator mellan de fyra paren för att ytterligare minska elektromagnetisk störning.

ingen typ av kabel är lämplig överallt.

Cat6 kan stödja hastigheter på 1 Gbps för längder upp till 100 m. Den stöder också 10 Gbps för längder upp till 55 m. den använder bandbreddfrekvenser upp till 250 MHz.

vid installation av nya Cat6-kablar är det viktigt att notera att alla kabelkomponenter-uttag, patchpaneler, patchkablar och liknande-måste vara Cat6-certifierade. Detta kräver att nätverksproffs är extra försiktiga med korrekt avslutning av kabeländarna. Organisationer som utför installationer med Cat6-kablar bör begära en grundlig testrapport med hjälp av en certifierad kabelanalysator för att säkerställa att installationen har utförts enligt Cat6-riktlinjer och standarder.

under 2009 introducerades Cat6a som en högre specifikationskabel som erbjuder bättre immunisering från överhörning och elektromagnetisk störning. Den erbjuder bättre bandbredd med frekvenser upp till 500 MHz, stöder 10 Gbps och har en kabellängd upp till 100 m.

Cat7

Cat7 är en kopparkabelspecifikation som är utformad för att stödja hastigheter på 10 Gbps i längder upp till 100 m. för att uppnå detta använder kabeln FTP för fyra individuellt skärmade par, plus en extra kabelskärm för att skydda signalerna från överhörning och elektromagnetisk störning.

på grund av extremt höga datahastigheter måste alla komponenter som används under installationen av en Cat7-nätverkskabelinfrastruktur vara Cat7-certifierade. Detta inkluderar patchpaneler, patchkablar, jackar och RJ-45-kontakter. Frånvaron av Cat7-certifierade komponenter kommer att försämra den totala prestandan och leda till fel på Cat7-certifieringstester-till exempel med hjälp av en kabelanalysator-eftersom Cat7-prestandastandarder sannolikt inte uppfylls.

Cat7 används vanligtvis i datacenter för ryggradsanslutningar mellan servrar, nätverksswitchar och lagringsenheter.

Cat8

Cat8 är en nyare kategori av partvinnad kablage som bättre konkurrerar med hastigheten och omfattningen av fiberoptik. Den har en maximal datahastighet på 40 Gbps och använder RJ-45-kontakter. Den använder 2 GHz-eller 2000 MHz-frekvensen, en ökning från Cat7s 600 MHz.

Cat8-kablar används vanligtvis i datacentermiljöer. De är bakåtkompatibla med tidigare standarder och stöder Power over Ethernet (PoE).

PoE eliminerar behovet av att köra en separat strömkabel till enheter, till exempel takinstallerade åtkomstpunkter. För låga datahastigheter levererar PoE-kablar ström med de par som inte behövs av Ethernet. För högre hastigheter, där alla fyra paren används, lägger PoE likström till ledningarna som bär signalen utan att störa signalerna.

fiberoptisk kabel

datahastigheter har ökat i hela nätverket, och i vissa fall är fiberoptik det enda alternativet. Medan Cat8 twisted-pair-kablar kan bära upp till 40 Gbps data, stöder fiber datahastigheter upp till 400 Gbps. Arbetet pågår för närvarande för att testa 800 Gbps.

Fiberoptiska kablar består av en tunn optisk fiber omgiven av Beklädnad. Beklädnad är gjord av glas som är mindre rent än kärnan och har ett lägre brytningsindex än kärnan. Skillnaden i brytningsindex gör att ljus reflekteras vid gränsen. Ytterligare lager, såsom buffertskiktet och mantelskiktet, omger beklädnaden för att öka styrkan och skydda kabeln mot skador.

Fiber har en låg felfrekvens. Nätverksdata kodas i en ljusstråle. Till skillnad från tvinnade parkablar genererar ljusstrålen varken eller påverkas av elektronisk störning. Dessutom kan flera frekvensdataströmmar multiplexeras över en enda fiber för att öka den totala datahastigheten.

Multimodfiber vs single-mode fiber

fibertyper skiljer sig åt med fiberns diameter. Multimode optisk fiber sträcker sig från 50 mikron till 100 mikron (10-4 m). I en enkelmodig kabel är den optiska fibern endast 8 mikron till 10,5 mikron i diameter.

Multimode kabel är billigare att göra och installera än single-mode, men det är begränsat i datahastighet och avstånd. Medan multimode kan bära 100 Gbps för 150 m, kan single-mode bära 400 Gbps för upp till 10 kilometer och lägre priser för ytterligare avstånd.

prestanda varierar mellan multimode och single-mode fiber på grund av hur ljus färdas genom varje. Den större fibern som används i multimode får ljusstrålen att reflektera från fiber-och beklädnadsgränsen i en brantare vinkel än den tunnare kärnan i single-mode. Single mode ‘ s tunnare kärna gör att avståndet mellan reflektioner blir mindre. När reflektioner är vanligare är förlusterna större vid gränsen.

inget val är permanent

ingen typ av kabel är lämplig överallt. Stödda datahastigheter, installerade kostnader och framtida tillräcklighet måste beaktas för varje applikation. Löpande underhållskostnader bör också vara en faktor.

kom ihåg att inget val är permanent. Precis som organisationer regelbundet ersätter servrar och arbetsstationer, kan de ompröva sitt val av Anslutningsteknik för varje nätverksuppgradering.