آشنایی با پچ کوردهای اترنت در شبکه های مدرن
در حالی که ویژگیهای مدولار و فراوانی کابلهای پچ اترنت نشان میدهد که استفاده از آنها جهانی است، اما تفاوتهای مهمی دارند که میتواند قابلیت تعویض را محدود کند. این مقاله به بررسی تفاوتهای کابل اترنت و ویژگیهای رابط، استاندارد و رنگ بندی کابل شبکه میپردازد و راهنمایی برای بهترین موارد استفاده در محیطهای مرکز داده ارائه میکند.
این کابل های موجود در همه جا نقش اصلی را در توسعه سیستم های کابل کشی عمومی و ساختار یافته ایفا کرده اند و امروزه برای اتصال تقریباً تمام اجزای شبکه بدون توجه به کاربرد یا صنعت خاصی استفاده می شود.
از بسیاری جهات، کابل های پچ اتر اترنت هستند.
از آنجایی که سیستمهای اترنت راههای انعطافپذیر و مقرونبهصرفهتری برای انتقال صدا، داده و چندرسانهای از طریق شبکههای یکپارچه ارائه میکنند، پچکوردهای اترنت به سرعت به بخشی آشنا از تجربه روزمره ما تبدیل میشوند.
ما میتوانیم آنها را در محل کار ساختمانهای تجاری و آموزشی ببینیم که از پشت رایانهها به صفحات دیواری و رایانههای دیگر دور میشوند. اگر دنباله آنها را دنبال کنیم، میتوانیم آنها را در امتداد مسیرهایی که از صفحات دیواری به صفحههای وصلهای منتهی میشوند، ببینیم، و سپس دوباره از پچپنلها جوانه میزنند تا به هاب یا سوئیچهای مجاور برخورد کنند.
اما در حالی که به نظر می رسد ویژگی های مدولار و فراوانی کابل های پچ نشان می دهد که استفاده از آنها کاملاً جهانی است، آنها تفاوت های مهمی بین آنها دارند که می تواند قابلیت تعویض آنها را محدود کند. برخی از این تفاوت ها ناشی از تغییرات در پیکربندی سیم کشی هادی کابل و پین های رابط آنها است و این تفاوت هایی است که در اینجا مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1. پچ کوردهای اترنت و کانکتورهای RJ-45 پچکوردهای اترنت، سیمهای انعطافپذیری هستند که در هر انتها با یک فیش کانکتور 8P8C ("8 موقعیت، 8 هادی") برای اتصال دو جک 8P8C متناظر به یکدیگر نصب شدهاند. از آنجایی که آنها شبیه کانکتورهای مدولار هستند که در ابتدا در سیستم های سیم کشی تلفن استفاده می شدند، کانکتورهای 8P8C مورد استفاده در سیستم های اترنت نام مشترک RJ-45 را به کار گرفتند، یک نام FCC برای جک ثبت شده با پیکربندی مشابه 8P8C.
در شبکههای اترنت، این فیشها و جکهای RJ-45 یک سیستم رابط ماژولار و جنسیتی را تشکیل میدهند که جابجایی مناطق کار و تغییر اجزای شبکه را سریع و آسان میکند. دوشاخههای نر و جکهای مادگی توسط یک زبانه فنری - به نام قلاب - در کنار هم قرار میگیرند که آنها را در حین استفاده به طور ایمن در جای خود نگه میدارد، اما اجازه میدهد وقتی تغییراتی در سیستم شبکه یا منطقه کاری ایجاد میشود، به راحتی از پریز جدا شوند.
این مدولارسازی از طریق هشت پین رسانا واقع در بالای شاخه های RJ-45 (نشان داده شده در شکل 1) و درست در بالای جک های RJ-45 انجام می شود. با اتصال انتهای سیمهای رسانا در یک کابل پچ به پینهای جداگانه در دو شاخه انتهایی RJ-45، دادههای الکترونیکی را میتوان از طریق یک کابل اترنت 8 هادی از یک جک به جک دیگر از طریق 8 پایه اتصال آن منتقل کرد.
2. پچ کوردهای اترنت و کابل کشی بدون محافظ (UTP) پچ کوردهای مورد استفاده در اکثر سیستم های اترنت با استفاده از کابل UTP (Unshielded Twisted-Pair) ساخته می شوند. کابل UTP شامل هشت هادی هسته مسی عایق شده است که به چهار جفت گروه بندی شده اند و هر جفت در طول کابل به هم پیچیده شده اند.
جفت هادی ها و هادی های جداگانه در کابل های UTP با یک کد رنگی نشان داده می شوند که یک رنگ اصلی - آبی، نارنجی، سبز یا قهوه ای - به هر یک از 4 جفت پیچ خورده اختصاص می دهد. عایق یک هادی در یک جفت یا یک رنگ اصلی یکدست است یا راه راه سفید با آن رنگ اصلی. به این ترتیب، همه هادی ها به عنوان اعضای یک جفت پیچ خورده خاص، و به عنوان اعضای منفرد درون آن جفت شناسایی می شوند.
جفت هادی ها از 1 تا 4 شماره گذاری می شوند که جفت 1 مربوط به جفت آبی، جفت 2 به جفت نارنجی، جفت 3 به جفت سبز و جفت 4 به جفت قهوه ای مربوط می شود. هادی های مجزا در کابل های UTP می توانند سیم های هسته مسی جامد با ضخامت مشخص یا دسته هایی از رشته های سیم مسی ظریف باشند.
اگرچه کابلهای رسانای جامد ارزانتر هستند و خاتمه آن (بسیار بسیار) آسانتر است، پچکوردها تقریباً همیشه از کابلهای رشتهای ساخته میشوند. این به این دلیل است که رشته هادی ها انعطاف پذیری و دوام کابل را افزایش می دهد.
انعطافپذیری بیشتر پچکوردها به آنها اجازه میدهد تا به راحتی در میان پریزهای دیواری و وصلهپنلهای مختلف جابجا شوند یا به راحتی در فضاهای تنگ بین تجهیزات به هم پیوسته هدایت شوند. دوام اضافی آنها به آنها اجازه می دهد تا با خم شدن مکرر به جلو و عقب انعطاف پذیر و دست نخورده باقی بمانند و عمر طولانی تری به آنها می دهد.
این امر به ویژه در انتهای رابط کابل مهم است، جایی که تنش های بیشتری بر روی هادی ها از طریق جابجایی مکرر، خم شدن و جابجایی در رابط کابل-کانکتور وارد می شود.
3. جفت هادی پیچ خورده - همه چیز در مورد چیست؟جفت هادی پیچ خورده در کابل های UTP یک مدار متعادل را تشکیل می دهند. این به این دلیل است که ولتاژهای هر عضو در یک جفت معین دامنه یکسانی دارند (قدر ولتاژ یکسان)، اما ولتاژ آنها در فاز مخالف است (یک ولتاژ مثبت و دیگری منفی است). چرخش یکنواخت هر یک از این جفتهای متعادل تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل فرکانس رادیویی (RFI) را که از دیگر جفتهای رسانا داخل کابل یا تجهیزات موجود در محیط کابل نشات میگیرد، کاهش میدهد.
جفت هادی ها در داخل یک کابل جفت پیچ خورده از طریق نوعی EMI به نام crosstalk بر یکدیگر تأثیر می گذارند. تداخل زمانی اتفاق می افتد که میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط یک جفت به اندازه کافی بزرگ باشد (سیگنال جفت به اندازه کافی قوی است) تا به محل یک جفت همسایه منتقل شود. این "صحبت" نوعی اختلاط دو میدان از طریق مبادله دائمی انرژی بین آنها است، به طوری که برخی از بخش های هر سیگنال در طول هر تبادل انرژی به دیگری منتقل می شود. برای سیگنال کوچکتر، نتیجه همه این مبادلات، حذف جزئیات دقیق آن (همیشه قسمت های خوب)، یا افزایش سطح نویز اطراف آن خواهد بود. منابع خارجی EMI و RFI به روشی مشابه با سیگنالها تداخل میکنند و در طول کابلهایی که در نزدیکی تجهیزات اداری و ارتباطی «پر سر و صدا» قرار دارند، آنها را تحریف یا تخریب میکنند.
چرخاندن رساناهای مجزا به یکدیگر برای تشکیل جفتهای رسانا، اندازه میدانهای الکترومغناطیسی تولید شده با جریان را در اطراف آنها کاهش میدهد و با محدود کردن برهمکنشهای میدان بین جفتهای رسانا، تأثیر آنها بر سیگنالهایی که در داخل رساناهای دیگر حرکت میکنند، محدود میکند. از آنجایی که جفت ها نیز متعادل هستند - با دو سیم در هر جفت حامل سیگنال هایی با قطبیت برابر و مخالف - چرخش آنها قرار گرفتن یکسان در معرض تداخل ایجاد شده توسط میدان های جفت های دیگر یا منابع خارجی را تضمین می کند.
4. برنامه های کاربردی اترنت10Base-T و 100Base-T استانداردهای IEEE (مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک) هستند که ویژگی های الکتریکی و فیزیکی کابل کشی جفت تابیده را برای استفاده در اتصالات اترنت 10 مگابیت در ثانیه و 100 مگابیت بر ثانیه تعریف می کنند. "T" مخفف Twisted pair است و این دو اتصال اترنت از جفت سیم 2 و 3 برای انتقال و دریافت اطلاعات استفاده می کنند که مربوط به هادی های جفت پیچ خورده نارنجی و سبز نشان داده شده در شکل 2 و پین های (1،2) و (3) است. ، 6) در شاخه ها و جک های اتصال RJ-45 نشان داده شده در شکل های 1 و 4.
یکی از این جفت هادی متعادل برای ارسال اطلاعات و دیگری برای دریافت اطلاعات استفاده می شود. این دو جفت معمولاً برای جفت فرستنده برچسب (TX+، TX-) و برای جفت گیرنده (RX+، RX-) دارند. برای اتصالات 10Base-T و 100Base-T، دو جفت کابل دیگر - مربوط به جفت کابل های آبی و قهوه ای و چهار پایه اتصال باقی مانده (4،5) و (7،8) در کانکتورهای RJ-45- استفاده نمی شود. . با معرفی Gigabit Ethernet (یا 1000Base-T)، هر چهار جفت هادی برای انتقال و دریافت اطلاعات به طور همزمان استفاده می شود.
5. استانداردهای سیم کشی 568A و 568B568A و 568B استانداردهای سیمکشی EIA/TIA (انجمن صنعت الکترونیک/انجمن صنعت ارتباطات از راه دور) هستند که دو تخصیص پین مختلف RJ-45 را برای جفتهای هادی نارنجی و سبز در کابلهای جفت تابیده از نوع رده مشخص میکنند. از آنجایی که اینها همان جفتهای رسانا هستند (جفتهای 2 و 3) که برای اتصالات اترنت استفاده میشوند، داشتن دو پیکربندی رسانا/پین متفاوت ممکن است در ابتدا مشکل به نظر برسد. اما برای پچ کورد شبکه با کانکتورهایی که با استفاده از استاندارد یکسان در هر دو طرف سیمکشی شدهاند، تفاوتهای واقعی بین آنها به طرز شگفتآوری کوچک است، هم از نظر سیمکشی الکتریکی و هم فیزیکی.
همانطور که در فیش ها و جک های رابط RJ-45 نشان داده شده است، تفاوت بین مشخصات 568A و 568B به تعویض جفت سیم سبز و نارنجی می رسد. هادی های سبز رنگ و جامد که به جفت پین (1،2) در استاندارد 568A اختصاص داده شده اند، به جفت (3،6) در دوشاخه یا جک سیم کشی شده مطابق با استاندارد 568B اختصاص داده شده اند و هادی های نارنجی راه راه و نارنجی جامد اختصاص داده شده اند. جفت پین (3، 6) در 568A به جفت (1،2) در 568B اختصاص داده شده است. این یک تعویض متقارن نوار به نوار و جامد به جامد در دو جفت رسانا، و تعویض متقارن موقعیت پین مربوطه آنها در فیش یا جک اتصال RJ-45 است.
این بدان معنی است که سیگنال های ولتاژ مثبت و منفی (مرتبط با سیم های جامد و راه راه) در هر دو طرح سیم کشی همچنان متناوب هستند. همچنین، از آنجایی که جفتهای 2 و 3 در یک پچ کورد شبکه UTP مجاور یکدیگر هستند، این تعویض نباید فاصله بین آنها یا برهمکنشهای الکتریکی آنها را تغییر دهد (شکل 2 را ببینید).
نتیجه نهایی این است که مسیرهای انتقال و دریافت در کابل از یک جفت سیم به یک جفت سیم مجاور دیگر سوئیچ می شوند و این مسیرها از هر نظر با هم برابر هستند به جز رنگ عایق اطراف هادی ها (که الکترون ها می توانند به هر حال نمی بینم).
تنها چیزی که برای پچ کابل های اترنت با توجه به این دو استاندارد مهم است این است که هر دو سر پچ کورد طبق یک استاندارد سیم کشی شوند. اگر اینطور نباشد، کابل یک کابل متقاطع است و با اکثر دستگاهها به درستی کار نمیکند (کابلهای متقاطع با جزئیات بیشتر در بخش بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت). برای تعیین استاندارد سیمکشی مورد استفاده برای انتهای رابط یک کابل پچ، کابل را با پینهای طلایی فیش کانکتور بالا نگه دارید و زبانه قفل را مانند دو شکل بالا پایین نگه دارید. سپس رنگ های سیم قابل مشاهده خواهند بود و پین ها از چپ به راست 1-8 شماره گذاری می شوند.
5.1 مراقب کابل های آلومینیومی با روکش مس (CCA) باشید هنگام خرید کابل های شبکه CAT5e یا CAT6، مطمئن شوید که سیب را با سیب مقایسه می کنید. یک تاکتیک رایج "رهبران کم هزینه" استفاده از آلومینیوم به جای سیم مسی است. این می تواند منجر به مشکلات شبکه ناشی از استفاده از مواد ضعیف برای انتقال سیگنال شود. مشکل بیشتر شده است زیرا هیچ تفاوت بصری بین کابل CCA و کابل مسی خالص وجود ندارد.
به دنبال کاهش هزینه ها، تولیدکنندگان شروع به استفاده از سیم آلومینیومی غوطه ور در پوشش نازکی از مس کردند. این تکنیک یک کابل هسته آلومینیومی ایجاد کرد که توسط یک لایه نازک مس احاطه شده بود. اگر تا به حال کابل کواکسی خریداری کرده اید، ممکن است کابلی با روکش مسی خریداری کرده باشید. اگر هادی مرکزی را خراش دهید، مس طلا پوسته پوسته می شود و هسته فلزی نقره را آشکار می کند.
با این حال، عملکرد و ایمنی کابل های CCA کاملاً متفاوت است. در حقیقت، کابلهای شبکه آلومینیومی استانداردهای TIA و IEC برای کابلهای CAT5e و CAT6 را نقض میکنند - و دلیل خوبی هم دارد!
ریسک های عملکرد CCA کابلهای پچ آلومینیومی که اغلب بهعنوان CCA یا CCE (برای اترنت با روکش مسی) مشخص میشوند، نسبت به کابلهای مسی خالص، تضعیف بالاتری دارند. این منجر به از دست دادن بیشتر داده ها می شود، زیرا بسته ها باید دوباره ارسال شوند. هرچه داده های بیشتری ارسال شود، عملکرد شبکه شما کندتر خواهد بود. این مشکلات با هر پای کابلی که استفاده میکنید تشدید میشوند. هرچه کابل طولانی تر باشد، عملکرد بدتر است.
هنگامی که حرارت به کابل CCA اعمال می شود، کابل شکننده شده و می شکند. یک کابل پچ مسی کاملاً متفاوت پاسخ می دهد. در زیر گرما شکل خود را حفظ می کند - در واقع، احتمال آتش گرفتن ژاکت قبل از آسیب دیدن هادی ها بیشتر است.
کابل های CCA 55 درصد مقاومت DC بالاتری دارند. این مقدار انرژی را که به گرما منتقل می شود افزایش می دهد و مقدار توان قابل انتقال را کاهش می دهد. این مسئله باعث می شود که آنها برای برق از طریق اترنت (PoE) غیر قابل استفاده باشند. این گوشه های برش خورده بر نصاب ها نیز تأثیر می گذارد زیرا سیم آلومینیومی مشکلات نصب را ایجاد می کند.
به دلیل استحکام کششی کمتر، کابل های آلومینیومی ممکن است در هنگام کشیده شدن آسیب ببینند. هادی های منفرد ممکن است شکسته شوند و کابل را بی مصرف کنند یا کل کابل بشکند. همچنین آلومینیوم شعاع خمش کمتری نسبت به کابل های مسی خالص دارد. این بدان معنی است که شما نمی توانید آن را قبل از شکست آنقدر خم کنید. به طور خلاصه، کابل های با روکش مسی شکننده تر از کابل های مسی خالص هستند.
6. از کدام سیستم کابل کشی اترنت استفاده کنیم؟ از آنجایی که هیچ تفاوتی در ویژگیهای الکتریکی پچکوردهای اترنت سیمکشی شده طبق یکی از مشخصات 568 وجود ندارد، هر دو را میتوان بدون مجازات در هر سیستم کابلکشی اترنت ساختاری که تحت یکی از این دو استاندارد سیمکشی شده است، استفاده کرد. با نگاه به آینده، می بینیم که هر دو به یک اندازه برای انتقال داده با سرعت بالا مناسب هستند. با نگاهی به گذشته، دلیل وجود هر دو پیکربندی را در استاندارد سیم کشی قدیمی AT&T 258A می بینیم که مشابه استاندارد 568B است که در اینجا توضیح داده شده است.
هدف EIA/TIA و سایر سازمانهای استاندارد توسعه مجموعهای از قوانین مشترک برای همه در صنایع مختلف که از این فناوری استفاده میکنند، بوده است. استاندارد EIA/TIA-568-B، که در آن این دو پیکربندی سیمکشی تعریف شدهاند، یک سیستم کابلکشی محل تجاری را مشخص میکند که اختصاصی نیست و مختص یک فروشنده یا صنعت خاص نیست. به این ترتیب، کمیته استانداردهای تشکیل شده توسط این دو سازمان تصمیم گرفت تا مقداری سردرگمی در صنعت خود را کاهش دهد، اما برخی از آن با توجه به این دو استاندارد سیمکشی دوباره به کار گرفته شد.
اگرچه مستندات استاندارد T568A را به عنوان تخصیص اصلی پین/جفت استاندارد مشخص می کند (T568B به عنوان استاندارد جایگزین برای استفاده تنها در مواقع ضروری برای حفظ سازگاری با عقب مشخص شده است)، 568B همچنان استاندارد سیم کشی غالب برای سیستم های کابل کشی و پچ کورد در ایالات متحده است. . در مقابل، هر دو نوع به طور مساوی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند، و استانداردهای بین المللی مشخصات ترجیحی یا مزیت فنی را در استفاده از یکی بر دیگری تعریف نمی کنند.
بنابراین استاندارد قدیمی AT&T ثابت کرده است که عمر طولانی دارد و به نظر می رسد سنت دلیل اصلی غلبه استاندارد 568B برای سیستم های کابل کشی و کابل های پچ در ایالات متحده باشد.
7. کابل های سیم کش مستقیم و متقاطع در کنار استانداردهای سیم کشی 568A و B، دو نوع کابل پچ کورد معمولا در سیستم های اترنت استفاده می شود. به این کابلهای مستقیم و کابلهای متقاطع میگویند و تفاوتهای بین آنها به رابطهای شبکه اجزای مختلفی که به هم متصل میشوند مربوط میشود.
یک اتصال رایج که برای آن از یک کابل پچ مستقیم استفاده می شود، اتصال بین رایانه شخصی و هاب است. در نمودار نشان داده شده در شکل 5، جفت فرستنده و گیرنده (TX+، TX-)، (RX+، RX-) در محل پین آنها برای رابط PC (چپ) و هاب (راست) نشان داده شده است.
برای اینکه ولتاژهای ارسالی (TX+, TX-) ارسال شده توسط کامپیوتر توسط (RX+, RX-) روی هاب دریافت شوند، کابل پچ باید مستقیماً از یک سر کانکتور به انتهای دیگر سیم کشی شود. از نام آن مشخص است - بدون عبور از هادی ها در هر دو طرف. همین امر برای ارسال از هاب به رایانه شخصی نیز صادق است، با جفت های ارسال کننده در رابط Hub دوباره با جفت های دریافت کننده در رابط رایانه شخصی مطابقت دارد.
برای مثالی از یک کابل پچ متقاطع، نمودار در شکل 6 نشان می دهد که چگونه یک پچ کورد باید در دو انتها سیم کشی شود تا دو رایانه را به هم متصل کند. پیکربندیهای پین در دو رابط رایانه شخصی این بار تصاویر آینهای از یکدیگر هستند که از دو پایه اول (TX+، TX-) برای انتقال دادهها و پایههای سوم و ششم آنها (RX+، RX-) برای دریافت داده استفاده میشود.
اگر سیم وصله سیمی مانند نمودار بالا مستقیماً به آن متصل شود، جفتهای فرستنده برای هر رایانه دائماً با یکدیگر «صحبت میکنند» و جفتهای گیرنده دائماً به صحبتهای دیگری گوش میدهند، اما هیچ اطلاعاتی رد و بدل نمیشود. بین دو کامپیوتر سیمهای کابل متقاطع نیز دقیقاً همان کاری را انجام میدهند که از نامشان پیداست.
موقعیت پین سیم های مجزا در جفت هادی فرستنده و گیرنده در داخل کانکتور انتهایی کابل تعویض می شود، به طوری که وقتی به رابط رایانه شخصی دیگر می رسند در موقعیت های مناسب قرار می گیرند.
7.1 DCE (تجهیزات ارتباطات داده) و DTE (تجهیزات پایانه داده)یک نوع قانون کلی می گوید که کابل های مستقیم بین انواع مختلف تجهیزات اترنت وصله می شوند - مانند اتصالاتی که از کارت رابط شبکه کامپیوتر به هاب یا سوئیچ انجام می شود - و کابل های متقاطع بین انواع مشابه تجهیزات دارای رابط های مشابه وصله می کنند. ، مانند دو رایانه شخصی در یک شبکه.
این به این دلیل است که دو طرح سیمکشی در ابتدا برای اتصال دو دسته گسترده از گرهها در شبکههای ارتباطات داده استفاده میشدند. دسته اول شامل اجزایی بود که فقط با ارسال داده ها ارتباط برقرار می کردند (تجهیزات ارتباطات داده یا DCE) و دسته دوم می توانستند داده های جدیدی را با خواندن و دستکاری داده هایی که دریافت می کردند تولید کنند (تجهیزات پایانه داده یا DTE). برای مثال، یک شبکه با توپولوژی ستاره ای با اتصال یک دستگاه DCE واحد (یک هاب) به یک تن DTE (کامپیوترهای شبکه و تجهیزات جانبی) ساخته می شود.
T568A پیکربندی پینآوت مورد استفاده دستگاههای DCE و T568B پیکربندی مورد استفاده دستگاههای DTE است. به طور کلی، DTE ها فقط به طور مستقیم با اجزای DCE ارتباط برقرار می کنند و بالعکس، به طوری که کابل های متقاطع برای اتصال دو جزء مشابه به یکدیگر مورد نیاز است. از این طریق، مبادله جفتهای فرستنده و گیرنده در یک کابل پچ متقاطع، پوشش مناسبی را فراهم میکند تا DTEها به منظور اتصال آنها به DTEهای دیگر، شبیه به DTEها به نظر برسند، یا برای اتصال آنها، DCEها را شبیه به DTEها نشان دهیم. به سایر DCE ها
دلیل برتری کابل های مستقیم این است که اکثر هاب ها و جک های دیواری برای انجام کراس اوور در داخل سیم کشی شده اند. در واقع، برخی از هابهای جدیدتر میتوانند بین کابلهای متقاطع و مستقیم تمایز قائل شوند و سپس تغییراتی در سیمکشی داخلی خود ایجاد کنند تا با نوع متصل به آنها مطابقت داشته باشد. اما در بیشتر موارد، شما در این زمینه تنها هستید، بنابراین دانستن نحوه تشخیص تفاوت بین دو نوع پچ کابل میتواند بسیار مفید باشد، به همان ترتیبی که برای این هابهای هوشمند جدید مفید است. پس راهنمای خرید پچ کورد شبکه نیز برای شما مفید خواهد بود.
Comments
Post a Comment