مفاهیم مربوط به ارسال سیگنال و پهنای باند

نوشته شده توسط در تاریخ

 

مفاهیم مربوط به ارسال سیگنال و پهنای باند:
پهنای باند (Bandwidth) به تفاوت بین بالاترین و پایین‌ترین فرکانسهایی که یک سیستم ارتباطی می‌تواند ارسال کند گفته می‌شود. به عبارت دیگر منظور از پهنای باند مقدار اطلاعاتی است که می‌تواند در یک مدت زمان معین ارسال شود. برای وسایل دیجیتال، پهنای باند برحسب بیت در ثانیه و یا بایت در ثانیه بیان می‌شود. برای وسایل آنالوگ، پهنای باند، برحسب سیکل در ثانیه بیان می‌شود.

دو روش برای ارسال اطلاعات از طریق رسانه‌های انتقالی وجود دارد که عبارتند از: روش ارسال باند پایه (Baseband) و روش ارسال باند پهن (Broadband)

در یک شبکه LAN، کابلی که کامپیوترها را به هم وصل می‌کند، فقط می‌تواند در یک زمان یک سیگنال را از خود عبور دهد، به این شبکه یک شبکه Baseband می‌گوئیم. به منظور عملی ساختن این روش و امکان استفاده از آن برای همه کامپیوترها، داده‌ای که توسط هر سیستم انتقال می‌یابد، به واحدهای جداگانه‌ای به نام Packet شکسته می‌شود. در واقع در کابل یک شبکه LAN، توالی Packetهای تولید شده توسط سیستم‌های مختلف را شاهد هستیم که به سوی مقاصد گوناگونی در حرکت‌اند.شکلی که در ادامه خواهد آمد، این مفهوم را بهتر نشان می‌دهد.

۲-۱عملکرد یک شبکه packet-switching
برای مثال وقتی کامپیوتر شما یک پیام پست الکترونیکی را انتقال می‌دهد، این پیام به Packetهای متعددی شکسته می‌شود و کامپیوتر هر Packet را جداگانه انتقال می‌دهد. کامپیوتر دیگری در شبکه که بخواهد به انتقال داده بپردازد نیز در یک زمان یک Packet را ارسال می‌کند. وقتی تمام Packetهایی که بر روی هم یک انتقال خاص را تشکیل می‌دهند، به مقصد خود می‌رسند، کامپیوتر دریافت کننده آنها را به شکل پیام الکترونیکی اولیه بر روی هم می‌چیند. این روش پایه و اساس شبکه‌های Packet-Switching می‌باشد.
در مقابل روش Baseband، روش Broadband قرار دارد. در روش اخیر، در یک زمان و در یک کابل، چندین سیگنال حمل می‌شوند. از مثالهای شبکه Broadband که ما هر روز از آن استفاده می‌کنیم، شبکه تلویزیون است. در این حالت فقط یک کابل به منزل کاربران کشیده می‌شود، اما همان یک کابل، سیگنالهای مربوط به کانالهای متعدد تلویزیون را بطور همزمان حمل می‌نماید. از روش Broadband به طور روز افزونی در شبکه‌های WAN استفاده می‌شود.
از آنجائیکه در شبکه‌های LAN در یک زمان از یک سیگنال پشتیبانی می‌شود، در یک لحظه داده‌ها تنها در یک جهت حرکت می‌کنند. به این ارتباط half-duplex گفته می‌شود. در مقابل به سیستم‌هایی که می‌توانند بطور همزمان در دو جهت با هم ارتباط برقرار کننده full-duplex گفته می‌شود. مثالی از این نوع ارتباط شبکه تلفن می‌باشد. شبکه‌های LAN با داشتن تجهیزاتی خاص بصورت full-duplex عمل کنند.

انواع کابل در شبکه های کامپیوتری


امروزه از کابل های مختلفی در شبکه ها استفاده می گردد .نوع و  سیستم کابل کشی استفاده شده در یک شبکه بسیار حائز اهمیت است . در صورتی که قصد داشتن شبکه ای را داریم که دارای حداقل مشکلات باشد و بتواند با استفاده مفید از پهنای باند به درستی خدمات خود را در اختیار کاربران قرار دهد ، می بایست از یک سیستم کابلینگ مناسب ، استفاده گردد . در زمان طراحی یک شبکه می بایست با رعایت مجموعه قوانین موجود در خصوص سیستم کابلینگ، شبکه ای با حداقل مشکلات را طراحی نمود .با این که استفاده از شبکه های بدون کابل نیز در ابعاد وسیعی گسترش یافته است ، ولی هنوز بیش از ۹۵ درصد سازمان ها و موسسات از سیستم های شبکه ای مبتنی بر کابل، استفاده می نمایند .

 

ایده های اولیه 


ایده مبادله اطلاعات به صورت دیجیتال ، تفکری جدید در عصر حاضر محسوب می گردد. درسال ۱۸۴۴ فردی با نام “ساموئل مورس”   ، یک پیام را  از Washington D.C به Baltimore و با استفاده از اختراع جدید خود (تلگراف)، ارسال نمود . با این که از آن موقع زمانی زیادی گذشته است و ما امروزه شاهد شبکه های کامپیوتری بزرگ و در عین حال پیچیده ای می باشیم ولی می توان ادعا نمود که اصول کار ، همان اصول و مفاهیم گذشته است .
کدهای مورس ، نوع خاصی از سیستم باینری می باشند  که از نقطه و خط فاصله با ترکیبات متفاوت به منظور ارائه حروف و اعداد ، استفاده می نماید . شبکه های مدرن داده از یک و صفر ، استفاده می نمایند . بزگترین تفاوت موجود بین سیستم های مدرن مبادله اطلاعات و سیستم پیشنهادی “مورس ” ، سرعت مبادله اطلاعات در آنان است.تلگراف های اواسط قرن ۱۹ ، قادر به ارسال چهار تا پنج نقطه و یا خط فاصله در هر ثانیه بودند ، در حالی که هم اینک کامپیوترها  با سرعتی معادل یک گیگابیت در ثانیه  با یکدیگر ارتباط برقرار می نمایند (ارسال  ۱،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ صفر و یا یک در هر ثانیه).
تلگراف و تله تایپ رایتر ، پیشگام  مبادله داده می باشند . در طی سی و پنج سال اخیر همه چیز با سرعت بالا و غیرقابل تصوری تغییر نموده است. ضرورت ارتباط کامپیوترها با یکدیگر و  با سرعت بالا ، مهمترین علل پیاده سازی تجهیزات شبکه ای سریع ، کابل هائی با مشخصات بالا و سخت افزارهای ارتباطی پیشرفته است . 

پیاده سازی تکنولوژی های جدید شبکه


اترنت در سال ۱۹۷۰ توسط شرکت زیراکس و در مرکز تحقیقات Palo Alto در کالیفرنیا پیاده سازی گردید . در سال ۱۹۷۹ شرکت های DEC و اینتل با پیوستن به زیراکس ،  سیستم اترنت را برای استفاده عموم ، استاندارد نمودند . اولین مشخصه استاندارد در سال ۱۹۸۰ توسط سه شرکت فوق و با نام Ethernet Blue Book ارائه گردید . ( استاندارد DIX ) .
اترنت یک سیستم ده مگابیت در ثانیه است ( ده میلیون صفر و یا یک در ثانیه)  که از یک کابل کواکسیال بزرگ  به عنوان ستون فقرات و  کابل های کواکسیال کوتاه  در فواصل ۵ / ۲ متر به منظور ایستگاههای کاری استفاده می نماید . کابل کواکسیالی که به عنوان ستون فقرات استفاده می گردد ، Thick Ethernet و یا ۱۰Basee5 نامیده می شود که در آن  ۱۰ به سرعت انتقال اطلاعات در شبکه اشاره داشته ( ۱۰ مگابیت در ثانیه ) و واژه Base نشاندهنده سیستم Base band است . در سیستم فوق ، از تمامی پهنای باند به منظور انتقال اطلاعات استفاده می گردد . در Broad band   به منظور استفاده همزمان ، پهنای باند به کانال های متعددی تقسیم می گردد . عدد ۵ نیز شکل خلاصه شده ای برای نشان دادن حداکثر طول کابلی است که می توان استفاده نمود ( در این مورد خاص ۵۰۰ متر ) .
موسسه IEEE در سال ۱۹۸۳ نسخه رسمی استاندارد اترنت را با نام IEEE 802.3  و در سال ۱۹۸۵ ، نسخه شماره دو را با نام IEEE 802.3a ارائه نمود . این نسخه با نام Thin Ethernet  و یا ۱۰Base2  معروف گردید. ( حداکثر طول کابل ۱۸۵ متر می باشد و عدد ۲ نشاندهنده این موضوع است که طول کابل می تواند تا مرز ۲۰۰ متر نیز برسد )
از سال ۱۹۸۳ تاکنون ، استانداردهای متفاوتی ارائه شده است که یکی از اهداف مهم آنان ، تامین پهنای باند مناسب به منظور انتقال اطلاعات است . ما امروزه شاهد رسیدن به مرز گیگابیت در شبکه های کامپیوتری می باشیم .

امروزه چهار گروه از کابل‌ها، در ایجاد شبکه مطرح هستند:

 کابل کواکسیال           کابل UTP          کابل            STP فیبر نوری

کابل کواکسیال

کابلهای Coaxial زمانی بیشترین مصرف را در میان کابلهای موجود در شبکه داشت. چند دلیل اصلی برای استفاده زیاد از این نوع کابل وجود دارد:

۱- قیمت ارزان آن.
۲- سبکی و انعطاف‌پذیری.
۳- این نوع کابل به نسبت زیادی در برابر سیگنالهای مداخله‌گر مقاومت می نماید.
۴- مسافت بیشتری را بین دستگاههای موجود در شبکه، نسبت به کابل UTP پشتیبانی می‌نماید.
در شکل زیر ساختار کابل Coaxial مشاهده می‌شود:

(۱) Conducting Core یا هسته مرکزی که معمولاً از یک رشته سیم جامد مسی تشکیل می‌گردد.
(۲) Insulation یا عایق که معمولاً از جنس PVC یا تفلون است.
(۳) Copper Wire Mesh که از سیم‌های بافته شده تشکیل می‌شود و کار آن جمع‌آوری امواج الکترومغناطیسی است.
(۴) Jacket که جنس آن اغلب از پلاستیک بوده و نگهدارنده خارجی سیم در برابر خطرات فیزیکی است.

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.
رایج‌ترین نوع اتصال دهنده (connector) مورد استفاده در کابل coaxial، Bayonet-Neill-Concelman (BNC) می‌باشد. انواع مختلفی از سازگار کننده‌ها برایBNCها وجود دارند شامل:Tconnector , Barrel connector وTerminator.

تصویر زیر یک BNC connector را نشان می دهد:

 

2-3 یک BNC connector

در شبکه هایی با توپولوژی اتوبوسی از کابلcoaxial استفاده می‌شود. شکل زیر نمونه استفاده از این نوع کابل در شبکه اتوبوسی است:

باید دانست که از عبارتهایی مانند “۱۰Base5 ” برای توضیح اینکه چه کابلی در ساخت شبکه بکار رفته استفاده می‌گردد. عبارت مذکور بدان معناست که از کابل coaxial و از نوع Thicknet استفاده شده، علاوه بر آن روش انتقال در این شبکه، روش Baseband است و نیز سرعت انتقال ۱۰ مگابیت در ثانیه ((mbps می‌باشد. همچنین “۱۰Base2″ یعنی اینکه از کابل Thinnet استفاده شده، روش انتقال Baseband و سرعت انتقال ۱۰ مگابیت در ثانیه است.
در طراحی جدید شبکه معمولاً از کابلهای Twisted Pair استفاده می‌گردد. قیمت آن ارزان بوده و از نمونه‌های آن می‌توان به کابل تلفن اشاره کرد. این نوع کابل که از چهار جفت سیم بهم تابیده تشکیل می‌گردد، خود به دو دسته تقسیم می‌شود:

کابل های (UTP (Unshielded Twisted Pair


کابل UTP یکی از متداولترین کابل های استفاده شده در شبکه های مخابراتی و کامپیوتری است . از کابل های فوق ، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد ( CAT1 ). شش نوع کابل UTP  متفاوت وجود داشته که می توان با توجه به نوع شبکه و اهداف مورد نظر از آنان استفاده نمود . کابل CAT5 ، متداولترین نوع کابل UTP محسوب می گردد .

مشخصه های کابل UTP


با توجه به مشخصه های کابل های UTP ، امکان استفاده ، نصب و  توسعه سریع و آسان آنان ، فراهم می آورد . جدول زیر انواع کابل های UTP را نشان می دهد :

 موارد استفاده

سرعت انتقال اطلاعات

گروه

 سیستم های قدیمی تلفن ، ISDN و مودم

حداکثر تا یک مگابیت در ثانیه

CAT1

شبکه های Token Ring

حداکثر تا چهار مگابیت در ثانیه

CAT2

شبکه های Token ring و ۱۰BASE-T

حداکثر تا ده مگابیت در ثانیه

CAT3

شبکه های Token Ring

حداکثر تا شانزده مگابیت در ثانیه

CAT4

 اترنت ( ده مگابیت در ثانیه ) ، اترنت سریع ( یکصد مگابیت در ثانیه ) و شبکه های Token Ring ( شانزده مگابیت در ثانیه )

حداکثر تا یکصد مگابیت در ثانیه

CAT5

شبکه های Gigabit Ethernet

حداکثر  تا یکهزار مگابیت در ثانیه

CAT5e

شبکه های Gigabit Ethernet

حداکثر  تا یکهزار مگابیت در ثانیه

CAT6

توضیحات :

  • تقسیم بندی هر یک از گروه های فوق بر اساس نوع کابل مسی و  Jack انجام شده است .

  • از کابل های  CAT1 ، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب،  در شبکه های کامپیوتری استفاده نمی گردد .

  • از کابل های گروه   CAT2, CAT3, CAT4, CAT5  و CAT6 در شبکه ها استفاده می گردد .کابل های فوق ،  قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتری می باشند .

  •  از کابل های CAT2 در شبکه های Token Ring استفاده شده و سرعتی بالغ بر ۴ مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند .

  • برای شبکه هائی با سرعت بالا ( یکصد مگا بیت در ثانیه )  از کابل های CAT5 و برای سرعت ده مگابیت در ثانیه از کابل های CAT3 استفاده می گردد.

  •  در کابل های CAT3 ,CAT4 و CAT5 از چهار زوج کابل مسی استفاده شده است . CAT5  نسبت به CAT3  دارای تعداد بیشتری پیچش در هر اینچ می باشد . بنابراین این نوع از کابل ها سرعت و مسافت بیشتر ی را حمایت می نمایند .

  • از کابل های CAT3 و CAT4 در شبکه هایToken Ring استفاده می گردد .

  • حداکثر مسافت در  کابل های  CAT3 ، یکصد متر است .

  • حداکثر مسافت در کابل های  CAT4 ، دویست متر است .

  • کابل CAT6 با هدف استفاده در شبکه های اترنت گیگابیت طراحی شده است . در این رابطه استانداردهائی نیز وجود دارد که امکان انتقال اطلاعات گیگابیت بر روی کابل های CAT5 را فراهم می نماید( CAT5e ) .کابل های CAT6 مشابه کابل های CAT5 بوده ولی بین ۴ زوج کابل آنان از یک جداکننده فیزیکی به منظور کاهش پارازیت های الکترومغناطیسی استفاده شده و سرعتی بالغ بر یکهزار مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند.

کابل های کراس CAT5 UTP که از آنان با نام X-over نیز نام برده می شود ، یکی از متداولترین کابل های استفاده شده پس از کابل های Straight می باشند . با استفاده از کابل های فوق ، می توان دو کامپیوتر  را بدون نیاز به یک هاب و یا سوئیچ به یکدیگر متصل نمود. با توجه به این که هاب عملیات X-over را به صورت داخلی انجام می دهد ، در زمانی که یک کامپیوتر را به یک هاب متصل می نمائیم ، صرفا” به یک کابل Straight نیاز می باشد . در صورتی که قصد اتصال دو کامپیوتر به یکدیگر را بدون استفاده از یک هاب داشته باشیم ، می بایست عملیات X-over را به صورت دستی انجام داد و کابل مختص آن را ایجاد نمود.

چرا به کابل های X-over نیاز داریم ؟


در زمان مبادله داده بین دو دستگاه ( مثلا” کامپیوتر ) ، یکی از آنان  به عنوان دریافت کننده و دیگری به عنوان فرستنده ایفای وظیفه می نماید . تمامی عملیات ارسال داده از طریق کابل های شبکه انجام می شود .یک کابل شبکه از چندین رشته سیم دیگر تشکیل می گردد. از برخی رشته  سیم ها به منظور ارسال داده و از برخی دیگر به منظور دریافت داده استفاده می شود. برای ایجاد یک کابل X-over  از رویکرد فوق استفاده شده و  TX ( ارسال ) یک سمت به RX (دریافت ) سمت دیگر، متصل می گردد . شکل زیر نحوه انجام این عملیات را نشان می دهد :

 اتصال دو کامپیوتر به یکدیگر با استفاده از یک کابل X-over

کابل CAT5 X-over


به منظور ایجاد کابل های کراس CAT5 صرفا” از یک روش استفاده می گردد. همانگونه که قبلا” اشاره گردید ، یک کابل X-over  پین TX یک سمت را به پین RX سمت دیگر متصل می نماید( و برعکس) . شکل زیر شماره پین های یک کابل CAT5 معمولی X-over را نشان می دهد .

شماره پین های یک کابل  CAT5 X-over  .

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد در کابل های X-over  صرفا” از پین های شماره یک ، دو ، سه و شش استفاده می گردد . پین های یک و دو بمنزله یک زوج بوده و پین های سه و شش زوج دیگر را تشکیل می دهند . از پین های چهار ، پنج ، هفت و هشت استفاده نمی گردد . ( صرفا” از چهار پین برای ایجاد یک کابل X-over ، استفاده می گردد ) .

موارد استفاده از کابل های X-over 


ازکابل های X-over صرفا” به منظور اتصال دو کامپیوتر استفاده نمی شود  و می توان از آنان در دستگاه های متفاوتی نظیر سوئیچ  و یا هاب نیز استفاده نمود . در صورتی که  قصد داشته باشیم دو هاب را به یکدیگر متصل نمائیم ، معمولا” از  پورت uplink استفاده می گردد. پورت فوق ، بخش های tx و rx را کراس نمی نماید. شکل زیر نحوه اتصال دو هاب به یکدیگر با استفاده از یک کابل Straight و از طریق پورت Uplink را نشان می دهد :

اتصال دو هاب با استفاده از پورت Uplink و یک کابل Straight

با توجه به وجود پورت uplink ، نیازی به استفاده از  یک کابل x-over نخواهد بود .  در صورتی که امکان استفاده از پورت uplink وجود نداشته باشد و بخواهیم دو هاب را با استفاده از پورت های معمولی به یکدیگر متصل نمائیم ، می توان  از یک کابل X-over استفاده نمود . شکل زیر نحوه اتصال دو هاب به یکدیگر با استفاده از یک کابل X-over را و بدون استفاده از پورت Uplink نشان می دهد :

اتصال دو هاب با استفاده از پورت معمولی و یک کابل X-over

شکل زیر تفاوت موجود بین شماره پین های یک کابل Straight و X-over را نشان می دهد :

تفاوت شماره پین های بین  کابل Straight و X-over

 

کابل کشی شبکه : ایجاد کابل Straight 

کابل کشی شبکه یکی از مراحل مهم در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است که می بایست با دقت،ظرافت خاص و پایبندی به اصول کابل کشی ساختیافته ، انجام شود. برای ایجاد کابل های UTP از تجهیزات زیر استفاده می گردد :

یکی از عوامل تاثیر گذار در پشتیبانی و نگهداری یک شبکه ، نحوه کابل کشی آن است . با رعایت اصول کابل کشی ساختیافته ، در صورت بروز اشکال در شبکه ، تشخیص و اشکال زدائی آن با سرعتی مناسبی انجام خواهد شد .

مراحل ایجاد یک کابل :  بدون هیچگونه توضیح اضافه !

مدل های متفاوت کابل کشی کابل های UTP


به منظور کابل کشی کابل های UTP از دو استاندارد  متفاوت  T-568A و T-568B استفاده می گردد . نحوه عملکرد دو مدل فوق یکسان بوده و تنها تفاوت موجود به رنگ زوج هائی است که به یکدیگر متصل می شوند.در کابل های UTP از کانکتورهای استاندارد و چهار زوج سیم بهم تابیده استفاده می گردد :

  • زوج اول : آبی و سفید/ آبی

  • زوج دوم : نارنجی و سفید /نارنجی
  • زوج سوم : سبز و سفید/ سبز
  • زوج چهارم : قهوه ای و سفید / قهوه ای

در شبکه های ۱۰۰/۱۰ Mbit از زوج های دو و سه استفاده شده و  زوج های یک و چهار رزو شده می باشند . در شبکه های گیگااترنت از تمامی چهار زوج استفاده می گردد. کابل های CAT5 متداولترین نوع کابل UTP بوده که دارای انعطاف مناسب بوده و نصب آنان بسادگی انجام می شود .

ایجاد یک کابل UTP به منظور اتصال کامپیوتر به هاب ( معروف به کابل های Straight )


اترنت عموما” با استفاده از هشت کابل هادی به همراه هشت پین ماژولار plugs/jacks  ، داده را حمل می کند . کانکتور استاندارد،  RJ-45 نامیده شده و مشابه کانکتور استاندارد  RJ-11 است که در تلفن استفاده می گردد. یک رشته کابل CAT5 شامل چهار زوج سیم بهم تابیده است که هر زوج دارای دو رشته سیم با رنگ هائی خاص است . (یک رشته رنگی و یک رشته سفید با نواری به رنگ رشته زوج مربوط  ) . به منظور تسهیل در امر نگهداری ، می بایست به اندازه ضروری سیم های بهم تابیده را از حالت پیچش خارج نمود ( مثلا” حدود یک سانتیمتر ) . زوج های در نظر گرفته شده برای اترنت ده و یکصد مگابیت به رنگ نارنجی و سبز می باشند . از دو زوج دیگر ( رنگ قهوه ای و آبی ) می توان به منظور یک خط اترنت دوم و یا اتصالات تلفن استفاده نمود .
به منظور کابل کشی کابل های UTP از دو استاندارد متفاوت با نام   T-568B ( یا EIA ) و T-568A ( یا AT&T ، ۲۵۸A ) ، استفاده می گردد . تنها تفاوت موجود بین آنان ترتیب اتصالات است .

شماره پین های استاندارد T568B


همانگونه که در جدول زیر مشاهده می گردد ، شماره پین های فرد همواره سفید بوده که با یک نوار رنگی پوشش داده می شوند .

کد رنگ ها در استاندارد T568B

 کاربرد

 زوج

رنگ

شماره پین

 TxData

 دوم سفید/ نارنجی  یک

TxData-

 دوم نارنجی دو

RecvData

سوم سفید / سبز سه

یک  آبی چهار

یک سفید /آبی پنج

RecvData-

سوم سبز شش

چهارم سفید/قهوه ای هفت

چهارم قهوه ای هشت

 استاندارد T568B

شماره پین های استاندارد  T568A


در استاندارد  T568A ، اتصالات سبز و نارنجی برعکس شده است ، بنابراین زوج های یک و دو بر روی چهار پین وسط قرار می گیرند (سازگاری با  اتصالات  telco voice )  .

کد رنگ ها در استاندارد T568A

 کاربرد

 زوج

رنگ

شماره پین

RecvData

 سوم سفید/ سبز  یک

RecvData-

سوم سبز دو

TxData

دوم سفید / نارنجی سه
یک  آبی چهار
یک سفید /آبی پنج

TxData-

دوم نارنجی شش
چهارم سفید/قهوه ای هفت
چهارم قهوه ای هشت

 استاندارد T568A

موارد استفاده


متداولترین کاربرد یک کابل straight ، اتصال  بین  یک کامپیوتر و هاب /سوئیچ است . در چنین مواردی ، کامپیوتر مستقیما” به هاب و یا سوئیچ متصل شده که به صورت اتوماتیک و با استفاده از مداراتی خاص،   کابل  cross over می گردد .

شکل فوق یک اتصال استاندارد straight در کابل های CAT5 را نشان می دهد که از آن به منظور اتصال یک PC به هاب استفاده می گردد . ممکن است با مشاهده شکل فوق انتظار داشته باشید که  TX یک طرف به TX طرف دیگر متصل گردد( عملا” این اتفاق نیافتاده است ) . زمانی که یک PC به  هاب متصل می گردد ، هاب به صورت اتوماتیک و با استفاده از مدارات داخلی خود کابل را  X-over  نموده  و بدین ترتیب ، پین شماره یک از کامپیوتر ( TX ) به پین شمار یک هاب ( RX ) متصل می گردد .
در صورتی که هاب عملیات x-over را انجام ندهد ( در زمان استفاده از پورت Uplink  ) ، پین شماره یک  کامپیوتر ( TX) به پین شماره یک هاب ( TX ) متصل می گردد . بنابراین مهم نیست که چه نوع عملیاتی را  با پورت HUB انجام می دهیم  (  Uplink و یا نرمال ) ،  سیگنال های نسبت داده شده به  هشت پین  سمت PC ، همواره یکسان باقی مانده و  هاب با توجه به نوع استفاده از پورت ( نرمال و یا Uplink) عملیات لازم را انجام خواهد داد .

کابل STP :

 Shielded Twisted Pair) STP): در این کابل سیم‌های انتقال دیتا مانند UTP‌ هشت سیم و یا چهار جفت دوتایی هستند. باید دانست که تفاوت آن با UTP‌ در این است که پوسته‌ای به دور آن پیچیده شده که از اثرگذاری امواج بر روی دیتا جلوگیری می‌کند. از لحاظ قیمت،‌ این کابل از UTP گرانتر و از فیبر نوری ارزان‌تر است. مقدار مسافتی که کابل مذکور بدون افت سیگنال طی می کند برابر با ۵۰۰ متر معادل ۱۶۴۰ فوت است.
در شبکه‌هایی با توپولوژی گذرگاه  از دو نوع اخیر استفاده می‌شود. گفته شد که در این نوع کابل، ۴ جفت سیم بهم تابیده بکار می‌رود که از دو جفت آن یکی برای فرستادن اطلاعات و دیگری برای دریافت اطلاعات عمل می‌کنند.

فیبر نوری
بعد از اختراع لیزر در سال ۱۹۶۰ میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت .خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ۱۹۶۶ همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال ۱۹۷۶ با کوشش فراوان محققین ،تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم های کوکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.
در ایران در اوایل دهه ۶۰، فعالیت های تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تاسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردیدو عملا در سال ۱۳۷۳ تولید فیبرنوری با ظرفیت ۵۰٫۰۰۰ کیلومتر در سل در ایران آغاز شد.فعالیت استفاده از کابل های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند.

فیبرنوری یک موجبر استوانه‌ای از جنس شیشه (یا پلاستیک) که دو ناحیه مغزی وغلاف با ضریب شکست متفاوت ودولایه پوششی اولیه وثانویه پلاستیکی تشکیل شده است . بر اساس قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری شرط : می‌بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست‌های مغزی و غلاف هستند . انتشار نور تحت تاثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ، پراکندگی رایلی ، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند . منحنی تغییرات تضعیف برحسب طول موج در شکل زیر نشا ن داده شده است.

طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج ۵۵/۱ میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج ۳/۱ میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده ۳/۱ میکرون قرار داشت ، به محدوده ۵۵/۱ میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری

الف)کاربرد در احساسگرها

استفاده از احساسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی مانندجریان الکتریکی، میدان مغناطیسی فشار،حرارت ،جابجایی،آلودگی آبهای دریا سطح مایعات ،تشعشعات پرتوهای گاماوایکس در سال های اخیر شروع شده است . در این نوع احساسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی احساسگر بهره گیری می شود بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تاثیر پذیر می شود.

ب)کاربردهای نظامی

فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها ، ارتباط زیر دریایی ها «هیدروفون) را نام برد .

ج)کاربردهای پزشکی

فیبرنوری در تشخیص بیماری ها و آزمایش های گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می توان (دزیمتری غدد سرطانی) ، شناسایی نارسایی های داخلی بدن،جراحی لیزری و استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و (خون) نام برد .

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجادمی گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبرمی گردد . از سال ۱۹۷۰ روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند .

روشهای ساخت پیش سازه

روش های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

رسوب دهی داخلی در فاز بخار

رسوب دهی بیرونی در فاز بخار

رسوب دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه

تتراکلرید سیلسکون :این ماده برای تا مین لایه های شیشه ای در فرایند مورد نیاز است .

تتراکلرید ژرمانیوم : این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می شود .

اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می شود .

گازفلوئور : برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می شود .

گاز هلیم : برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می گیرد.

گاز کلر: برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

مراحل ساخت

; مراحل صیقل حرارتی
: بعد از نصب لوله با عبور گاز های کلر و اکسیژن ، در درجه حرارت بالاتر از ۱۸۰۰ درجه سلسیوس لوله صیقل داده می شود تا بخار اب موجود در جدار داخلی لوله از ان خارج شود.
; مرحله اچینگ
: در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می شود تا ناهمواری ها و ترک های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند .
; لایه نشانی ناحیه غلاف
: در مرحله لایه نشانی غلاف ، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گاز های هلیم و فرئون وارد لوله شیشه ای می شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی ۱۲۰ تا ۲۰۰ میلی متر در دقیقه در طول لوله حرکت می کند و دمایی بالاتر از ۱۹۰۰ درجه سلسیوس ایجاد می کند ، واکنش های شیمیایی زیر ب دست می آیند.

ذرات شیشه ای حاصل از واکنش های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده وبر روی جداره داخلی رسوب می کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده ویکنواخت می شوند.بدین ترتیب لایه های شیشه ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می گردد و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می دهد.

در شبکه‌هایی با نام اترنت سریع١ (Fast Ethernet) دو نوع کابل به چشم می‌خورد:

- ۱۰۰Base TX: یعنی شبکه‌ای که در آن از کابل UTP نوع Cat5 استفاده شده و عملاً دو جفت سیم در انتقال دیتا دخالت دارند (دو جفت دیگر بیکار می‌مانند)، سرعت در آن ۱۰۰ مگابیت در ثانیه و روش انتقال Baseband است.

- ۱۰۰Base T4: تنها تفاوت آن با نوع بالا این است که هر چهار جفت سیم در آن بکار گرفته می‌شوند.
کابل فیبر نوری کاملاً متفاوت از نوع Coaxial و Twisted Pair عمل می‌کند. به جای اینکه سیگنال الکتریکی در داخل سیم انتقال یابد، پالسهایی از نور در میان پلاستیک یا شیشه انتقال می‌یابد. این کابل در برابر امواج الکترومغناطیس کاملاً مقاومت می‌کند و نیز تأثیر افت سیگنال بر اثر انتقال در مسافت زیاد را بسیار کم در آن می‌توان دید. برخی از انواع کابل فیبر نوری می‌توانند تا ۱۲۰ کیلومتر انتقال داده انجام دهند. همچنین امکان به تله انداختن اطلاعات در کابل فیبر نوری بسیار کم است. کابل مذکور دو نوع را در بر می‌گیرد:

۱- Single Mode: که دراین کابل دیتا با کمک لیزر انتقال می‌یابد و بصورت ۸٫۳/۱۲۵ نشان داده می‌شود که در آن ۸٫۳ میکرون قطر فیبر نوری و ۱۲۵ میکرون مجموع قطر فیبر نوری و محافظ آن می‌باشد. این نوع که خاصیت انعطاف‌پذیری کم و قیمت بالایی دارد برای شبکه‌های تلویزیونی و تلفنی استفاده می‌گردد.

۲- Multi Mode: که در آن دیتا بصورت پالس نوری انتقال می‌یابد و بصورت ۶۲٫۵/۱۲۵ نشان داده می‌شود که در آن ۶۲٫۵ میکرون قطر فیبر نوری و ۱۲۵ میکرون مجموع قطر فیبر نوری و محافظ آن می‌باشد. این نوع مسافت کوتاهتری را نسبت به Single Mode طی می‌کند و قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری دارد. قیمت آن نیز ارزان‌تر است و در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. بطورکلی کابل فیبر نوری نسبت به دو نوع Coaxial و Twisted pair قیمت بالایی دارد و نیز نصب آن نیاز به افراد ماهری دارد. شبکه‌های ۱۰۰Base FX، شبکه‌هایی هستند که در آنها از فیبر نوری استفاده می‌شود، سرعت انتقال در آنها ۱۰۰ مگابیت در ثانیه بوده و روش انتقال Baseband می‌باشد. امروز، با پیشرفت تکنولوژی در شبکه‌های فیبر نوری می‌توان به سرعت ۱۰۰۰ مگابیت در ثانیه دست یافت. در شکل صفحه بعد یک کابل فیبر نوری مشاهده می‌شود.

بطور کلی توصیه‌هایی در مورد نصب کابل شبکه وجود دارد:

- همیشه بیشتر از مقدار مورد نیاز کابل تهیه کنید.
- هر بخشی از شبکه را که نصب می‌کنید، آزمایش نمایید. ممکن است بخشهایی در شبکه وجود داشته باشند که خارج ساختن آنها پس از مدتی دشوار باشد.- اگر لازم است بر روی زمین کابل‌کشی نمایید، کابلها را بوسیله حفاظت‌کننده‌هایی بپوشانید.
- دو سر کابل را نشانه‌گذاری کنید.


ارسال نظرات

آمار سایت

تعداد مطالب : 36
تعداد نظرات : 1
بازدید امروز : 101
بازدید دیروز : 206
بازدید این هفته : 307
بازدید این ماه : 3487
کل بازدیدها : 182145
خروجی فید امروز : 4
ورودی گوگل امروز : 0
میانگین ارسال روزانه : 0.03
میانگین نظرات روزانه : 0.00
افراد آنلاین : 2 نفر
تبادل لینک با 4