ساختار کابل شبکه زوج به هم تابیده شده (Twisted Pair) به چه شکل است؟

در این مقاله ساختار کابل شبکه را بررسی کرده و تک تک اجزای سازنده آن را معرفی می‌کنیم. کابل شبکه برای وصل کردن یک دستگاه در شبکه به دستگاهی دیگر استفاده می‌شود. یا می‌توان دو کامپیوتر را به هم وصل کرد تا منابعی مثل پرینتر، اسکنر و غیره را با هم به اشتراک بگذارند. انواع مختلف کابل شبکه وجود دارند.

3 نوع کابل شبکه با نام‌های زوج به هم تابیده، کواکسیال و فیبر نوری وجود دارند که با توجه به شرایط مختلفی مثل توپولوژی شبکه، اندازه شبکه و … انتخاب می‌شوند. ما در این مقاله ساختار کابل شبکه زوج تابیده شده یا Twisted Pair را بررسی می‌کنیم.

مغزی

سفرمان را از قلب کابل شبکه شروع کرده و لایه لایه به سمت بیرون حرکت می‌کنیم. بخش اصلی یک کابل شبکه را مغزی آن تشکیل می‌دهد. مغزی کابل در پشت روکش قرار دارد و از چشم شما پنهان می‌ماند. اما کار اصلی دقیقا در آن‌جا انجام می‌شود. در واقع این مغزی رسانایی است که اطلاعات را داخل شبکه انتقال می‌دهد.

نوع رسانا به 3 دسته کلی تقسیم می‌شود:

• CCC: کابل‌های شبکه تمام مسی هستند و جنس تمام سیم‌های به کار رفته در آن‌ها از مس می‌باشد.
• CCA: مغزی این سیم‌ها آلومینیومی است و فقط یک لایه مس روی آن‌ها را پوشانده است.
• CCB: مغزی این سیم‌ها از فولاد هستند و فقط یک لایه مس روی آن‌ها را پوشانده است.

زوج سیم‌های به هم تابیده شده

با دقت در کلمه زوج به هم تابیده شده، مفهوم آن دستتان می‌آید. 8 عدد سیم داخل کابل شبکه قرار دارند. به صورت چهار جفت دوتایی که بر روی هم تابیده شده‌اند. به معنای واقعی کلمه بر روی هم تابیده شده‌اند، یعنی اگر روکش کابل را باز کنید و داخلش را نگاه کنید، می‌بینید که سیم‌ها به روی هم تاب خورده‌اند. در مورد اینکه چرا زوج های کابل شبکه به هم تابیده شده اند باید گفت هر دو سیم دارای مقدار اختلالات الکترومغناطیسی (EMI) مشابه ولی اختلاف فاز 180 درجه هستند. این کار نویز را هنگام انتقال داده حذف کرده و از تداخل الکترونیکی سیم‌ها با هم جلوگیری می‌کند.

در رنگ‌بندی سیم‌ها، 4 رنگ اصلی وجود دارند. سبز، آبی، قهوه‌ای و نارنجی. این 4 رنگ در تمام کابل‌ها وجود دارند و رنگ فرعی که روی آن‌ها تابیده می‌شود سفید است. پس اگر یک جمع بندی داشته باشیم داخل کابل شبکه چهار جفت سیم با رنگ‌های سفیدنارنجی، سفید قهوه‌ای، سفید آبی و سفید سبز داریم که روی هم تابیده شده‌اند.

شیلد و فویل

بعد از مغری و زوج سیم‌ها، نوبت لایه بعدی یعنی شیلد و فویل می‌رسد. ممکن است بعضی از کابل‌ها هیچ نوع لایه محافظی نداشته باشند که به آن‌ها UTP می‌گوییم. یعنی UnShielded Twisted Pair یا کابل زوج به هم تابیده‌ای که هیچ محافظ یا شیلدی ندارد. و گروهی دیگر از کابل‌های شبکه دارای لایه‌های محافظ هستند که به آن‌ها STP می‌گوییم. یعنی Shielded Twisted Pair که به معنای کابل شبکه دارای شیلد است. وظیفه این لایه کاهش تداخلات الکترونیکی و نویز تا حد ممکن است.

در UTP هیچ نوع شیلدی روی سیم‌ها قرار ندارد. اما در STP به دور هر کدام از زوج سیم‌ها یک شیلد قرار گرفته است. این محافظ‌ها بخش مهمی از ساختار کابل شبکه به حساب می‌آیند. STP مشتقات زیادی دارد که در ادامه اشاره کوتاهی به هر کدام می‌کنیم:

• FTP: دور همه زوج‌ها یک فویل کلی کشیده شده است.
• S/UTP: دور همه زوج‌ها یک شیلد بافته شده یا Braid Screen کشیده شده است.
• SF/UTP: دور همه زوج‌ها هم شیلد بافته شده، هم فویل کشیده شده است.
• S/FTP: یک شیلد بافته شده دور همه زوج‌ها + یک لایه فویل روی هر زوج از سیم‌ها
• F/FTP: دور همه زوج‌ها و دور هر جفت از زوج‌ها به تنهایی، یک لایه فویل کشیده شده است.
• U/FTP: دور زوج‌ها هیچ فویل کلی قرار ندارد. فقط هر جفت سیم یک لایه فویل دارند.

اتصال به زمین (اختیاری)

سیم ارت یا earth، یک تکه سیم فلزی است که وظیفه انتقال نویز به خارج از کابل شبکه را دارد. این سیم از تداخل الکتریکی بین زوج‌های به هم تابیده شده جلوگیری می‌کند. هیچ اجباری نیست که کابل شبکه باید سیم ارث داشته باشد. اما بعضی از کابل‌ها این را دارند.

لایه پلاستیکی بین شیلد و زوج سیم‌ها (اختیاری)

این بخش هم از اجزای اجباری ساختار کابل شبکه به حساب نمی‌آید. اما بودنش در کیفیت ارتباط و جلوگیری از نویز موثر است. یک سطح از پلاستیک نازک بین شیلد و زوج‌های به هم تابیده شده قرار می‌گیرد و مانع از بروز نویز می‌شود.

Cross web (اختیاری)

یک رول کوچک پلاستیکی است که دقیقا وسط کابل شبکه قرار گرفته و 4 زوج سیم را از هم جدا می‌کند. این لایه پلاستیکی از تداخل زوج سیم‌ها با هم جلوگیری کرده و اجازه نمی‌دهد روی هم نویز بیاندازند. Cross web در بسیاری از کابل‌های Cat5e به بعد وجود دارد.

روکش بیرونی

روکش، آخرین و بیرونی‌ترین بخش در ساختار کابل شبکه است. قسمتی که در مقابل دید ماست و اجزای درونی ساختار کابل شبکه را که تا الان بررسی کردیم پنهان می‌کند. روکش کابل شبکه اهمیت بسیار زیادی دارد چون قرار است از قلب انتقال دهنده اطلاعات یعنی زوج‌های به هم تابیده شده محافظت کند و جلوی ضربه، پوسیدگی، قطعی و امثال این‌ها را بگیرد.

در حالت کلی 3 نوع روکش کابل شبکه داریم :

روکش PVC

این نوع کابل‌ها بیشتر برای سیم‌کشی‌های ولتاژ پایین و محیط Indoor استفاده می‌شوند. به دلیل مقاومت کمی که این نوع روکش‌ها در برار دما، حرارت، خوردگی و غیره دارند، برای محیط‌های خارجی یا Outdoor چندان مناسب نیست. PVC در هنگام سوختن، دود زیادی تولید می‌کند و از خود گاز سمی هیدروژن کلراید آزاد می‌کند. این روکش، به دلیل قیمت مناسب و انعظاف‌پذیری بالا، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روکش LSZH

در ساخت این نوع روکش، از مواد بدون هالوژن مثل کلر و فلوئور استفاده می‌شود تا در هنگام آتش‌سوزی و سوختن، گاز هیدروژن کلراید تولید نکند. همینطور دودی که هنگام آتش‌سوزی از آن صاتع می‌شود بسیار کمتر از PVC است. البته قیمت بسیار بالاتر آن نسبت به روکش PVC باعث شده که این نوع روکش بیشتر در شبکه‌های حرفه‌ای و بزرگ استفاده شود. همینطور در محیط‌های Outdoor که امکان آسیب دیدن کابل شبکه بیشتر است.

روکش PE

منظور پلی اتیلن است. این روکش‌ها مقاومت بسیار بالایی در شرایط مختلف محیطی مثل گرما، سرما، آب، آتش، خوردگی، پوسیدگی و غیره دارند. پس بیشتر مناسب محیط‌های Outdoor هستند. البته به ندرت از این کابل به تنهایی استفاده می‌شود. معمولا به عنوان یک لایه رویی برای روکش‌های PVC یا LSZH استفاده می‌شوند. روکش‌های PE همانقدر که کیفیت ساخت بالایی دارند، به همان اندازه هم گران‌تر هستند.