Các loại cáp mạng ? Và sự khác biệt là gì?

Các loại chính của cáp mạng bao gồm cáp đồng trục, quang cơ và cặp xoắn đôi vỏ bảo vệ và không vỏ bảo vệ. Khi doanh nghiệp triển khai các công nghệ mới, việc chọn cáp đúng rất quan trọng.

Việc chọn cáp là một phần quan trọng trong thiết kế mạng. Tốc độ dữ liệu yêu cầu, chi phí và khoảng cách đều quyết định phạm vi lựa chọn cho mỗi kết nối. Một số kết nối yêu cầu một tùy chọn cáp rõ ràng. Nhưng các kết nối khác có thể lựa chọn từ một loạt các lựa chọn có thể.

Các dịch vụ mạng, như chia sẻ tệp, truy cập internet, in ấn và email, đều được gửi đến người dùng cuối thông qua cơ sở hạ tầng mạng. Cơ sở hạ tầng này thường bao gồm switch, router và — là nền tảng của tất cả — cáp mạng, một trong những thành phần cổ nhất và quan trọng nhất của kiến trúc mạng.

Lịch sử nhanh về cáp mạng

Truyền thông kỹ thuật số không phải là một ý tưởng mới hoàn toàn. Năm 1844, Samuel Morse đã gửi một tin nhắn đi 37 dặm — từ Washington, D.C., đến Baltimore — bằng cách sử dụng phát minh của ông, hệ thống điện tín. Điều này có vẻ như cách xa so với mạng máy tính hiện tại, nhưng nguyên tắc vẫn giống nhau.

Mã Morse là một loại hệ thống nhị phân sử dụng các dấu chấm và gạch ngang trong các chuỗi khác nhau để biểu thị các chữ cái và số. Mạng dữ liệu hiện đại sử dụng các số 1 và 0 để đạt được cùng một kết quả.

Sự khác biệt lớn giữa hiện tại và quá khứ là tốc độ truyền dữ liệu. Những người điều hành điện tín của thế kỷ 19 có thể truyền tối đa bốn hoặc năm dấu chấm và gạch ngang mỗi giây. Máy tính hiện nay có thể giao tiếp ở tốc độ lên đến 100 Gbps — hoặc nói cách khác, 100,000,000,000 số 1 và số 0 riêng lẻ mỗi giây.

Mặc dù điện tín và máy đánh chữ điện tử đã là tiền thân của truyền thông dữ liệu, máy tính đã tiến bộ với tốc độ ngày càng nhanh. Tiến bộ đó thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị mạng nhanh hơn. Trong quá trình đó, các loại cáp và phần cứng kết nối có cấu hình cao hơn đã được yêu cầu.

Hãy xem xét các loại chính của cáp mạng và các tùy chọn khác nhau có sẵn với các cáp đó.

Cáp đồng trục

Cáp đồng trục, hay còn gọi là cáp đồng, là một tùy chọn cho cáp mạng. Một lõi dẫn nội tạo được bao quanh bởi một lớp vỏ bảo vệ dẫn. Lớp vỏ bảo vệ này sau đó được bao quanh bởi một lớp vỏ bảo vệ ngoài.

Lõi mang tín hiệu là dây đồng cứng, cáp bọc đồng chống nhiễu từ hoặc cáp đồng bện. Lõi và vỏ dẫn hoạt động ở chế độ chênh lệch để ngăn ngừa cả sự phát ra của nhiễu từ điện từ và sự xâm nhập của nhiễu từ bên ngoài.

Cáp đồng trục có một lịch sử dài. Vào giữa thế kỷ 19, nó đã được sử dụng cho cáp dưới biển. Ngày nay, nó được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm truyền thông rộng rãi tại các khu vực dân cư, các đường dây điện thoại và kết nối với các đài phát thanh và truyền hình.

Trong các trung tâm dữ liệu, cáp đồng thường được sử dụng cho các kết nối kênh sợi quang giữa máy chủ và ổ đĩa cứng. Khả năng chống nhiễu điện của nó làm cho nó có giá trị trong môi trường ồn ào, chẳng hạn như các cơ sở công nghiệp.

Sự phát triển của Ethernet

Tiêu chuẩn Ethernet đầu tiên đã sử dụng cáp đồng trục. Ethernet đã được phát triển vào giữa những năm 1970 bởi Robert Metcalfe và David Boggs tại Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto của Xerox ở California. Năm 1979, Công ty Digital Equipment và Intel đã hợp tác với Xerox để tiêu chuẩn hóa hệ thống Ethernet. Phiên bản đầu tiên của ba công ty này, được gọi là Sách màu xanh Ethernet, đã được phát hành vào năm 1980. Nó cũng được biết đến với tên tiêu chuẩn DIX, theo chữ cái đầu của các công ty.

Tiêu chuẩn đó yêu cầu tốc độ lên đến 10 Mbps — 10 Mbps tương đương với 10 triệu số 1 và số 0 mỗi giây. Tiêu chuẩn Ethernet dựa vào một cáp cột sống lớn chạy qua toàn bộ tòa nhà, với các cáp đồng nhỏ bên ngoài tại các khoảng cách 2.5 mét để kết nối với các trạm làm việc. Cáp đồng lớn, thường là màu vàng, được biết đến như Ethernet , hoặc 10Base-5.

Dưới đây là phân tích cụ thể về thuật ngữ 10Base-5:

• 10 liên quan đến tốc độ — 10 Mbps.

• Base liên quan đến hệ thống dải cơ sở. Dải cơ sở sử dụng toàn bộ băng thông cho mỗi truyền tải. Ngược lại, dải băng thông chia ra thành các kênh riêng biệt để sử dụng đồng thời.

• 5 liên quan đến chiều dài tối đa của hệ thống — trong trường hợp này, là 500 mét.

Năm 1983, Viện Kỹ thuật và Điện tử (IEEE) đã phát hành tiêu chuẩn Ethernet chính thức. Nó được gọi là IEEE 802.3, theo tên của nhóm làm việc chịu trách nhiệm về việc phát triển tiêu chuẩn.

Phiên bản 2, IEEE 802.3a, đã được phát hành vào năm 1985. Phiên bản thứ hai này thường được gọi là Ethernet Mỏng, hoặc 10Base-2. Trong phiên bản này, chiều dài tối đa là 185 mét, mặc dù số 2 cho thấy nó nên là 200 mét. Kể từ năm 1985, đã có nhiều tiêu chuẩn Ethernet khác nhau được giới thiệu.

Cáp Twinax

Cáp Twinax tương tự như cáp đồng, nhưng thay vì một lõi duy nhất, lõi Twinax bao gồm hai sợi dây. Cáp Twinax mang Ethernet tốc độ cao với chi phí thấp hơn so với sợi quang.

Twinax ch passieve hỗ trợ các kết nối cự ly ngắn. Twinax hoạt động bao gồm các thành phần giúp tăng cường sức mạnh tín hiệu, cho phép kết nối cự ly xa hơn.

Cáp Triax và Quadrax

Cáp Triax và Quadrax cũng tương tự như cáp đồng. Chúng thường được sử dụng chủ yếu cho các kết nối TV nhưng cũng có thể mang Ethernet Gigabit.

Lõi triax tương tự như cáp đồng, nhưng nó có một lớp cách nhiệt và lớp vỏ bảo vệ bổ sung. Lõi quadrax bao gồm bốn sợi dây riêng biệt. Cả triax và quadrax đều có lớp cách nhiệt và vỏ bảo vệ bổ sung, cho phép truyền tải các tín hiệu bổ sung hoặc mang điện năng.

Sơ đồ cáp mạng

Cáp xoắn đôi

Ban đầu được phát minh bởi Alexander Graham Bell để mang các tín hiệu điện thoại, cáp xoắn đôi là sự lựa chọn phổ biến nhất cho cáp mạng.

Cáp xoắn đôi sử dụng dây đồng mà, như tên gọi, đã xoắn lại với nhau thành cặp. Hiệu ứng xoắn của mỗi cặp trong các sợi cáp đảm bảo bất kỳ nhiễu gây ra hoặc nhận được trên một sợi cáp được hủy bỏ bởi sợi cáp đối tác xoắn quanh cáp ban đầu. Việc xoắn hai sợi dây cũng giảm bớt phát xạ điện từ phát ra từ mạch.

Cáp xoắn đôi có hai loại:

• cáp xoắn đôi vỏ bảo vệ (STP)

• cáp xoắn đôi không vỏ bảo vệ (UTP)

Cáp xoắn đôi vỏ bảo vệ

Trong STP, dây đồng được bọc bởi lớp cách nhiệt nhựa trước. Một tấm kim loại, bao gồm kim loại hoặc sợi kim, bao quanh bó cặp cách nhiệt. Khi phát ra sóng điện từ là một vấn đề nghiêm trọng, mỗi cặp dây có thể được bọc riêng lẻ bên cạnh lớp bọc bên ngoài. Điều này được gọi là cáp xoắn đôi lá kim (FTP).

10 Mbps và 100 Mbps sử dụng hai cặp cáp để truyền Ethernet. Tốc độ thông lượng Gigabit yêu cầu việc sử dụng tất cả bốn cặp.

Cáp xoắn đôi không vỏ bảo vệ

Cáp UTP là loại cáp mạng phổ biến nhất. Nó dễ dàng để làm việc với, cài đặt, mở rộng và khắc phục sự cố. Cáp UTP thường chứa bốn cặp dây đồng, mỗi cặp chứa hai dây xoắn lại với nhau. Những cặp này được bọc bởi lớp cách nhiệt nhựa. Chúng không có bất kỳ lớp vỏ bảo vệ nào và chỉ có một lớp vỏ bên ngoài.

Hầu hết các loại cáp xoắn đôi đều có sẵn dưới dạng UTP. Nhưng một số loại mới hơn cũng có sẵn dưới dạng kết hợp của cáp vỏ bảo vệ, cáp vỏ lá kim và không vỏ bảo vệ.

Các loại cáp xoắn đôi

Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Mỹ và Ủy ban Điện tử Quốc tế, một phần của Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa Quốc tế, đã thành lập một loạt các tiêu chuẩn, hoặc các hạng mục, cho cáp xoắn đôi. Hạng mục 1, hoặc Cat1, và Cat2 không được tiêu chuẩn hóa chính thức, nhưng các tiêu chuẩn thực tế đã được phát triển theo thời gian. Hiện nay có tám hạng mục cáp có sẵn.

Các hạng mục này chỉ định loại dây đồng và đầu jack. Con số — 1, 3, 5 và cứ thế — thể hiện sự kiện của phiên bản của thông số kỹ thuật và số lượng xoắn bên trong dây — tức là chất lượng kết nối trong một jack.

Cat1

Cat1 thường được sử dụng cho dây điện thoại và giao tiếp thoại. Loại dây này không có khả năng hỗ trợ lưu lượng dữ liệu mạng máy tính và không bị xoắn lại.

Các công ty viễn thông có thể sử dụng Cat1 để cung cấp Dịch vụ Mạng Kỹ thuật số Tích hợp và dịch vụ Mạng Điện thoại chuyển mạch công cộng. Trong trường hợp đó, việc kết nối giữa địa điểm của khách hàng và mạng của nhà điều hành viễn thông được thực hiện bằng cáp loại Cat1. Hiện nay, Cat1 cũng được sử dụng cho một số mạng IoT tốc độ thấp.

Cat2

Các cáp Cat2 là thông số dây mạng, sử dụng bốn cặp dây đồng bện. Các loại dây này có thể hỗ trợ lưu lượng dữ liệu mạng máy tính và điện thoại. Cat2 chủ yếu được sử dụng cho các mạng token ring và hỗ trợ tốc độ lên đến 4 Mbps. Đối với tốc độ mạng cao hơn — 100 Mbps hoặc cao hơn — cần sử dụng Cat5e hoặc cao hơn.

Cat3

Các cáp Cat3 là bốn cặp dây đồng bện. Cat3 được sử dụng để hỗ trợ Ethernet 10 Mbps ban đầu, thường cho các mạng token ring. Mặc dù tốc độ 10 Mbps gần như đã tuyệt chủng, một số triển khai vẫn sử dụng Cat3.

Sử dụng biểu đồ này để so sánh các hạng mục khác nhau của cáp xoắn đôi.

Cat4

Các cáp Cat4 là bốn cặp dây đồng bện. Tương tự như các cáp Cat3, Cat4 được sử dụng cho các mạng token ring. Trong khi Cat3 hỗ trợ tối đa 10 Mbps, Cat4 đẩy giới hạn lên đến 16 Mbps. Cả hai hạng mục đều có giới hạn chiều dài là 100 mét. Cat4 không được sử dụng phổ biến.

Cat5 và Cat5e

Các cáp Cat5 là bốn cặp dây đồng bện. Cat5 có số lượng xoắn cao hơn so với Cat3, vì vậy nó có thể hoạt động ở tốc độ và khoảng cách lớn hơn.

Cáp Cat5 phổ biến hơn đã phần lớn đã được thay thế bởi thông số kỹ thuật Cat5e. Cat5e cung cấp thông số về tiếng động được cải thiện, cho phép nó hỗ trợ tốc độ lên đến 1 Gbps.

UTP-Cat5e là một trong những loại cáp UTP phổ biến. Nó đã thay thế các cáp đồng cốt cũ không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về tốc độ truyền dẫn dữ liệu.

Cat6 và Cat6a

Các cáp Cat6 và Cat6a cung cấp hiệu suất cao hơn so với Cat5e. Chúng đều hỗ trợ tốc độ 1 Gbps trở lên, với Cat6a còn hỗ trợ tốc độ 10 Gbps ở khoảng cách lên đến 100 mét. Để đạt được hiệu suất này, Cat6a yêu cầu việc cài đặt cẩn thận hơn để đảm bảo chất lượng kết nối.

Cat7 và Cat7a

Các cáp Cat7 và Cat7a cung cấp hiệu suất cao hơn so với Cat6a và phù hợp cho các mạng tốc độ 10 Gbps và 100 Gbps. Chúng có chất lượng kết nối tốt hơn và độ bền cao hơn. Cat7a cũng hỗ trợ tốc độ 10 Gbps ở khoảng cách lên đến 100 mét và tốc độ 40 Gbps ở khoảng cách lên đến 50 mét.

Các cáp Cat7 và Cat7a thường được sử dụng trong các môi trường đòi hỏi hiệu suất tối ưu và khả năng chống nhiễu cao, chẳng hạn như các trung tâm dữ liệu.

Cat8

Cat8 là một loại cáp xoắn đôi mới hơn cạnh tranh tốt hơn về tốc độ và quy mô với sợi quang. Nó có tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 40 Gbps và sử dụng đầu nối RJ-45. Nó sử dụng tần số 2 GHz – hoặc 2.000 MHz – tăng lên từ 600 MHz của Cat7.

Cáp Cat8 thường được sử dụng trong môi trường trung tâm dữ liệu. Chúng tương thích ngược với các tiêu chuẩn trước và hỗ trợ Power over Ethernet (PoE).

PoE loại bỏ nhu cầu chạy dây điện riêng biệt đến các thiết bị, chẳng hạn như điểm truy cập lắp trần. Đối với tốc độ truyền dữ liệu thấp, cáp PoE cung cấp điện bằng cách sử dụng các cặp không cần thiết của Ethernet. Đối với tốc độ cao hơn, nơi tất cả bốn cặp được sử dụng, PoE thêm dòng điện một chiều vào dây mang tín hiệu, mà không gây nhiễu loạn tín hiệu.

3. Cáp sợi quang

Tốc độ truyền dữ liệu đã tăng qua mạng, và trong một số trường hợp, sợi quang là lựa chọn duy nhất. Trong khi cáp xoắn đôi Cat8 có thể truyền tối đa 40 Gbps dữ liệu, sợi quang hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 400 Gbps. Công việc hiện đang được thực hiện để thử nghiệm 800 Gbps.

Cáp sợi quang bao gồm một sợi quang mảnh bao quanh bởi lớp vỏ. Lớp vỏ được làm từ thủy tinh ít tinh khiết hơn lõi và có chỉ số khúc xạ thấp hơn so với lõi. Sự khác biệt về chỉ số khúc xạ gây ra sự phản xạ của ánh sáng tại ranh giới. Các lớp bổ sung như lớp bảo vệ và lớp vỏ bao quanh lớp vỏ để tăng cường độ bền và bảo vệ cáp khỏi hỏng hóc.

Sợi quang có tỷ lệ lỗi thấp. Dữ liệu mạng được mã hóa trong tia sáng. Không giống như cáp xoắn đôi, tia sáng không tạo ra và cũng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện tử. Hơn nữa, nhiều luồng dữ liệu tần số có thể được đa nhiệm hóa qua một sợi quang duy nhất để tăng tổng tốc độ dữ liệu.

Sợi đa chế độ so với sợi đơn chế độ

Các loại sợi quang khác nhau bởi đường kính của sợi. Sợi quang đa chế độ có đường kính từ 50 micron đến 100 micron (10-4 m). Trong cáp chế độ đơn, sợi quang chỉ có đường kính từ 8 micron đến 10,5 micron.

Cáp đa chế độ rẻ hơn để sản xuất và lắp đặt so với chế độ đơn, nhưng nó bị giới hạn về tốc độ dữ liệu và khoảng cách. Trong khi đa chế độ có thể truyền 100 Gbps trong khoảng 150 m, chế độ đơn có thể truyền 400 Gbps trong khoảng tối đa 10 km và tốc độ thấp hơn cho các khoảng cách bổ sung.

Hiệu suất biến đổi giữa sợi đa chế độ và sợi đơn chế độ do cách ánh sáng di chuyển qua mỗi loại. Sợi lớn được sử dụng trong đa chế độ làm cho tia sáng phản xạ từ biên ranh giới giữa sợi và lớp vỏ với góc nghiêng lớn hơn so với lõi mỏng trong chế độ đơn. Lõi mỏng của chế độ đơn làm cho khoảng cách giữa các phản xạ nhỏ hơn. Khi các phản xạ xảy ra thường xuyên hơn, tổn thất lớn hơn tại biên ranh giới.

Không có lựa chọn nào là vĩnh viễn

Không có loại cáp nào phù hợp ở mọi nơi. Tốc độ dữ liệu được hỗ trợ, chi phí lắp đặt và tính phù hợp trong tương lai phải được xem xét cho mỗi ứng dụng. Chi phí bảo trì liên tục cũng nên được xem xét.

Hãy nhớ rằng, không có lựa chọn nào là vĩnh viễn. Giống như tổ chức thay thế định kỳ máy chủ và máy trạm, họ có thể xem xét lại lựa chọn công nghệ kết nối cho mỗi nâng cấp mạng.

Công ty TNHH SERVER VIỆT NAM

Website: https://maychuvina.com

Hotline: 0972 710 812

Email: [email protected]