جلسه ۰۶ : رسانه های انتقال هدایت پذیر

با عرض سلام خدمت کاربران محترم سایت پی وی لرن.
با جلسه ای دیگر از سری جلسات دوره آموزش کامل مفاهیم شبکه های کامپیوتری در خدمت شما هستیم.
در این جلسه قصد داریم به معرفی رسانه های انتقال هدایت پذیر یا محدود (Guided Transmission media) در شبکه های کامپیوتری بپردازیم.

مقدمه

رسانه های انتقال هدایت پذیر که یک کانال از یک دستگاه به دستگاه دیگر فراهم می‌کند، عبارتند از:
کابل زوج به هم تابیده، کابل کواکسیال و کابل فیبر نوری.

یک سیگنال در هر یک از این رسانه ها، با محدودیت فیزیکی رسانه ای منتقل می‌شود.
کابل های زوج به هم تابیده و کابل های کواکسیال از سیم های فلزی(مس) برای انتقال داده ها و سیگنال ها به صورت الکتریکی استفاده می‌کنند.
فیبر نوری نیز کابلی است که سیگنال ها را به شکل نور دریافت کرده و انتقال می‌دهد.

در ادامه به معرفی انواع رسانه های انتقال هدایت پذیر خواهیم پرداخت.

کابل زوج به هم تابیده (Twisted Pair Cable)

این نوع کابل ها بیشترین استفاده را دارند و ارزان هستند.
به آسانی نصب می‌شوند و از انواع مختلف شبکه نیز پشتیبانی می‌کنند.

یک کابل زوج به هم تابیده از دو هادی (معمولا مس) که هر کدام با عایق پلاستیکی خود به هم تنیده شده اند، تشکیل شده اند.
یکی از این سیم ها برای انتقال سیگنال به گیرنده است و دیگری تنها برای ارجاع به زمین.
گیرنده از تفاوت بین این دو استفاده می‌کند.
علاوه بر سیگنال ارسال شده توسط فرستنده در یکی از سیم ها، ممکن است نویز نیز بر هر دو سیم تاثیر منفی بگذارد و سیگنال های ناخواسته ای ایجاد شود.
اگر دوسیم به صورت موازی باشند، اثر سیگنال های مراحم بر هر دو سیم یکسان نیست زیرا در مکان های مختلفی نسبت به منابع صوتی قرار دارند.

دو نوع کابل زوج به هم تابیده وجود دارد:

• با محافظ (UTP)
• بدون محافظ (STP)

کابل زوج به هم تابیده بدون محافظ (Unshielded Twisted Pair Cable)

این کابل ها در مقایسه با نوع محافظ دار، پر استفاده تر هستند که متشکل از دو هادی (معمولا مس) و عایق پلاستیکی هستند.
کابل های UTP متشکل از ۲ یا ۴ زوج به هم تابیده هستند.
کابل های با ۲ زوج به تابیده از کانکتور RJ-11 و کابل های با ۴ زوج به تابیده از کانکتور RJ-45 استفاده می‌کنند.

مزایا

• نصب آسان
• منعطف
• ارزان
• ظرفیت سرعت آن بالاست
• محدودیت ۱۰۰ متری
• UTP با درجات بالاتر، در تکنولوژی های LAN مانند Ethernet استفاده می‌شود

معایب

• پهنای باند در مقایسه با کابل های کواکسیالی کمتر است
• در برابر تداخل مقاومت کمتری دارد

کابل زوج به هم تابیده با محافظ (Shielded Twisted Pair Cable)

این کابل دارای یک پوشش فلزی یا پلاستیکی است که هر جفت عایق هادی ها را پوشش می‌دهد.
پوشش فلزی از نفوذ نویز الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کند.
این کابل ها در مقایسه با بدون محافظ و کابل کواکسیال سریع تر، اما گرانتر است.

 مزایا

• نصب آسان
• عملکرد خوب
• می‌تواند برای انتقال دیجیتال و یا آنالوگ استفاده شود
• نرخ سیگنال را افزایش می‌دهد
• ظرفیت بیشتر در مقایسه با نوع بدون محافظ
• از تداخل (Crosstalk) جلوگیری می‌کند

معایب

• ساخت آن دشوار است
• سنگین است

کاربرد ها

• در خطوط تلفن برای ارائه کانال های صوتی و داده ای. خطوط DSL نیز که توسط شرکت های مخابراتی برای ارائه ارتباطات با سرعت بالا استفاده می‌شود نیز از کابل های UTP استفاده می‌کنند
• شبکه های محلی

کابل های کواکسیال (Coaxial cables)

نوع دیگری از رسانه های انتقال هدایت پذیر ، کابل های کواکسیال هستند.

این کابل ها به این دلیل Coaxial نامیده می‌شوند زیرا دارای دو هادی (از جنس مس) هستند که با یکدیگر موازی اند.
پوشش فلزی بیرونی به عنوان محافظی در برابر نویز و همچنین هادی دوم استفاده می‌شود که مدار را تکمیل می‌کند.
هادی بیرونی خود در یک غلاف عایق بندی شده قرار دارد.
بخش خارجی نیز از پوشش پلاستیکی تشکیل شده است که از کل کابل محافظت می‌کند.

اتصالگر های کابل کواکسیال

برای اتصال این نوع کابل به دستگاه ها، نیاز به استفاده از اتصاگر ها (Connectors) داریم.
در حال حاضر شایع ترین نوع کانکتور، کانکتور Bayonet Neill-Concelman (BNC) است.
شکل زیر سه تا ار محبوب ترین کانکتور ها برای این نوع کابل را نشان می‌دهد:

• BNC
• BNC T
• BNC Terminator

کانکتور BCT برای اتصال انتهای کابل به دستگاه (مانند تلویزیون) استفاده می‌شود.
کانکتور BNC T در شبکه های Ethernet برای اتصال کامپیوتر به دستگاهی دیگر استفاده می‌شود.
ترمیناتور BNC نیز در انتهای کابل برای جلوگیری از انعکاس سیگنال استفاده می‌شود.

مزایا

• پهنای باند بالا
• استفاده در خطوط تلفن با مسافت زیاد
• انتقال سیگنال های دیجیتال با سرعت بالا ۱۰Mbps
• انتقال داده ها به صورت سالم
• در مقایسه با کابل های زوج به هم تابیده، در مسافت های بالا می‌توانند سرعت بالاتر و محافظت بهتری داشته باشند

معایب

• خرابی یک کابل باعث مختل شدن کل شبکه می‌شود
• نصب دشوار و گران
• اگر محافظ ناقص شود، امکان ایجاد حلقه وجود دارد

کارایی

اگرچه این نوع کابل ها در مقایسه با کابل زوج به هم تابیده دارای پهنای باند و سرعت بیشتری هستند اما افت ولتاژ و ضعیف شدن سیگنال ها بیشتر است و نیاز به استفاده مکرر از تکرار کننده ها دارد.

کاربرد

• شبکه های آنالوگ تلویزیونی
• شبکه های کابلی تلویزیونی
• در شبکه های Ethernet

کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری از پلاستیک یا شیشه ساخته شده اند و سیگنال ها را در قالب نور انتقال می‌دهند.

همانطور که می‌دانید، نور در جهت مستقیم حرکت می‌کند. پس چطور می‌توانیم آن را در کابل هدایت کنیم؟

جواب سوال بالا انعکاس نور است.
ما با استفاده از انعکاس نور می‌توانیم نور را در یک کانال هدایت کنیم.
کابل فیبر نوری از یک هسته شیشه ای یا پلاستیکی تشکیل شده است که دور آن توسط روکشی شیشه ا یا پلاستیک متراکم، احاطه شده است.

اتصال گر های کابل فیبر نوری

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، سه نوع اتصالگر برای کابل های فیبر نوری وجود دارد.

کانکتور Subscriber Channel (SC) برای شبکه های کابلی تلویزیونی استفاده می‌شود.
کانکتور Straight-Tip (ST) برای اتصال کابل به دستگاه های شبکه استفاده می‌شود.

مزایا

• پهنای باند بالا
• تضعیف شدن کمتر سیگنال ها
• مصون از برابر تداخل الکترومغناطیسی
• مقاوم در برابر مواد خورنده
• وزن سبک
• ایمنی بالا

معایب

• نصب و نگهداری سخت
• انتشار نور به صورت یک طرفه
• هزینه بالا

کارایی

افت ولتاز و همچنین نیاز به تکرار کننده ها در مقایسه با کابل کواکسیال و کابل زوج به هم تابیده کمتر است.

کاربرد ها

اغلب در بدنه شبکه ها استفاده می‌شود زیرا پهنای باند آن مقرون به صرفه است.
برخی از شبکه های کابلی تلویزیونی، از ترکیب فیبر نوری و کابل کواکسیال استفاده می‌کنند.
در شبکه های محلی نیز کاربرد دارد.

جلسه معرفی رسانه های انتقال هدایت پذیر نیز به پایان رسید.

در جلسه بعد به معرفی رسانه های انتقال هدایت ناپذیر خواهیم پرداخت.