آشنایی با انواع کابلها

به طور کلی کابل ها به دسته زیر تقسیم می شوند:
⦁ هم محور (Coaxial)
⦁ زوج بهم تابیده (Twisted Pairs)
⦁ فیبر نوری (Fiber Optic)
1- کابل هم محور (Coaxial)
کابل کواکسیال یا کابل هم‌مِحوَر (به انگلیسی: Coaxial cable) کابلی است که یک مغز رسانای داخلی دارد که توسط یک پوشش عایق نارسانای منعطف محصور شده‌است؛ روی این لایهٔ منعطف نیز یک لایه رسانای نازک برای انعطاف کابل به هم بافته شده‌است؛ هدف از این لایه رسانای خارجی جلوگیری از نفوذ نویز های محیط اطراف کابل می باشد. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده‌اند.

این کابل‌ها دارای امپدانس مخصوص به خود هستند. مثلاً کابل ۵۰ اهمی یا ۷۵ اهمی. کابل مورد استفاده در آنتن ماهواره‌های خانگی و تلویزیون‌ها همگی از نوع کواکسیال ۷۵ اهمی هستند. اگر به بدنه آن‌ها دقت کرده باشید، امپدانس و برخی اصطلاحات دیگر آن نوشته شده‌است.

یکی از مشخصات بارز کابل کواکسیال این است که در حالت گیرندگی هیچ نویزی نمی‌تواند در طول خط انتقال وارد آن شود و در حالت فرستندگی هیچ تشعشع و تابشی در طول کابل دیده نمی‌شود. یعنی موج انتقالی کاملاً شیلد و محافظت می‌شود.
کابل کواکسیال به دو دسته تقسیم می‌شود:

1-Thin net:

این نوع کابل کواکسیال قابل انعطاف است و قطر آن در حدود ۲۵/۰ اینچ می‌باشد. از آنجا که Thinnet نرم و انعطاف‌پذیر است و کار کردن با آن هم آسان می‌باشد. تقریباً در تمام شبکه‌ها می‌تواند مورد استفاده قرارگیرد. در شبکه‌هایی که از Thinnet استفاده می‌کنند، کابل مستقیماً به کارت شبکه متصل می‌شود نوع نازک کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را تا فاصله تقریبی ۱۸۵ متر (۶۰۷ فوت) ارسال کند، بدون آن که تضعیف شوند. سازندگان کابل، در مورد طراحی متفاوت کابل‌ها به توافق رسیده‌اند، کابل Thinnet جزء کابل‌های خانواده RG-58 بوده و دارای امپدانس ۵۰ اهم است. امپدانس، مقاومت سیم در برابر جریان متناوب است. تفاوت اصلی میان کابل‌های خانواده RG-58 هسته مسی در مرکز آنهاست. این هسته می‌تواند به صورت یک مفتول یا چند تار به هم تابیده باشد که نظر قابلیت استفاده بیشتر مناسب شبکه‌های کامپیوتر و سیستم‌های رادیویی از جمله انتقال بیسیم‌های نظامی است و مناسب انتقال تصاویر دوربین مدار بسته و سیستم‌های کنترل راه دور نیست.

2-Thick net

این نوع کابل، کواکسیال انعطاف‌پذیر و قطر آن در حدود ۵/۰ اینچ است. گاهی اوقات به کابل Thicknet اترنت استاندارد نیز گفته می‌شود. زیرا اولین نوع کابل کواکسیال بود که در معماری شبکه معروف Ethernen به کار برده شد. هسته مسی این کابل کواکسیال ضخیم‌تر از نوع نازک آن است. البته این روزها از این کابل به ندرت استفاده می‌شود و در موارد استثناء به عنوان ستون مهره شبکه به کار می‌رود. هر چه هسته ضخیم‌تر باشد، سیگنال می‌تواند مسافت طولانی‌تری را بپیماید؛ بنابراین کابل Thicknet نسبت به Thinnet سیگنال‌ها را در مسیرهای طولانی‌تری هدایت می‌کند. نوع ضخیم کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را بدون تضعیف تا فاصله ۵۰۰ متر (حدود ۱۶۴۰فوت) انتقال دهد؛ بنابراین با توجه به قابلیت Thicknet در پشتیبانی عمل انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی، از آن به عنوان ستون اصلی برای اتصال شبکه‌های Thinnet کوچکتر به یکدیگر استفاده می‌شود. برای اتصال شبکه‌های کوچک Thinnet به شبکه‌های Thicknet از وسیله‌ای به نام ترنسیور استفاده می‌شود.
کابل‌های تلویزیون اکثراً همگی ۷۵ اُهم بوده. نوع کابل آرجی-۵۹ که تصویرش در بالا هست در ایران رایج هست و میزان میراکنندگی ۹٫۷۰۸ (واحد=دسی بل بر ۱۰۰ فوت، در فرکانس حدود ۷۵۰ مگاهرتز) دارد؛ ولی کابل مورد استفادهٔ روز، کابل آرجی-۶ می‌باشد که میرانندگی ۵٫۶۵ داشته و برای فاصله‌های زیاد از آرجی-۱۱ استفاده می‌کنند که میراکنندگی ۳٫۶۵ را دارد.

کانکتور مورد استفاده رایج در ایران، کابل بِلینگ-لی یا IEC 61169-2 radio-frequency coaxial connector of type 9,52 نام دارد (و معمولاً پیچ دار (رزوه) نیست)، این کانکتور قدیمی بوده و کانکتور رایج جدید کانکتور اِف (F connector) نام دارد، معمولاً پیچ دار است (و نباید آن را با کانکتور وای-فای اشتباه گرفت) و تا فرکانس یک گیگاهرتز خوب کار می‌کند، قیمت کمی هم دارد.
2- کابل زوج بهم تابیده (Twisted Pairs)
زوج به هم تابیده (به انگلیسی: Twisted pair)، فرمی از سیم‌کشی است که در آن سیم‌های هادی دو به دو به هم پیچ خورده‌اند تا اختلالات الکترومغناطیسی حاصل از منابع خارجی را خنثی سازند.

در رشته‌های به هم تابیده حلقه‌های بین سیم‌ها باعث تبدیل زوج‌های مغناطیسی به سیگنال می‌شود. در رشته سیم‌های متوازن، معمولاً دو رشته سیم سیگنال‌های مساوی و مخالف را به صورت جدا انتقال داده و در انتها با هم ترکیب می‌کنند. از آن‌جا که این دو رشته سیم دارای مقدار اختلالات الکترومغناطیسی (EMI) مشابه ولی با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه‌ای هستند این امر باعث کاهش قدرت سیگنال‌های اخلال‌گر مغناطیسی در این ترکیب می‌شود.

میزان چرخش (که به آن زاویه پیچش نیز می‌گویند pitch of the twist) مشخصه این نوع کابل‌ها را به وجود می‌آورد که مقیاس آن بر حسب تعداد دورها در هر متر محاسبه می‌شود. هنگامی که جفت سیم‌ها به هم تابیده نباشند، این امکان وجود دارد که یکی از اعضای زوج سیم به منبع نیرو نزدیکتر باشد؛ و باعث القای مقدار اندکی نیروی محرک الکتریکی (EMF) در آن رشته سیم شود.
زوج سیم‌های به هم تابیده معمولاً توسط غلافی در برابر افزایش اختلالات الکترو مغناطیسی محافظت می‌شوند؛ و از آنجا که این غلافها فلزی هستند می‌توانند نقش زمین‌کننده نیز ایفا کنند. اما معمولآ این نوع کابل‌ها دارای رشته سیمی به همین منظور دارند که به آن سیم تخلیه (drain wire) نیز می‌گویند.
⦁ زوج به هم تابیده غربال شده(Screened unshielded twisted pair)
⦁ در این نوع هر رشته به‌طور جداگانه دارای روکش می‌باشد.
⦁ زوج به هم تابیده غلاف دار(Shielded twisted pair)
⦁ در این حالت غلافی فلزی برای هر رشته سیم مسی وجوددارد تا آن را در مقابل سیگنال‌های اخلال گر الکترومغناطیسی حفاظت کند. این سیستم توسط سیستم کابل آی بی ام معرفی شد و در شبکه توکن رینگ مورد استفاده قرار گرفت.
⦁ زوج‌های به هم تابیده تمامآ غلافدار(Screened Fully shielded Twisted Pair)
⦁ در این نوع علاوه بر غلاف موجود در رشته سیم‌های به هم تابیده غربال شده روکش فلزی به‌طور مجزا تمامی زوج هارا در بر می‌گیرد. این نوع کابل بهترین حفاظت را در برابر اختلالات الکترو مغناطیسی ارائه می‌دهد و همچنین در برابر تداخلات تماس‌ها بسیار مؤثر می‌باشد.
U/FTP‌ها کابلهایی هستند که در شبکه‌های اترنت(ethernet)و سیستم‌های تلفن یافت می‌شوند. در مصارف داخلی utp هادر گروه‌های بیست و پنج تایی طبق قوانین بین‌المللی که توسط شرکت AT&T ایجاد شده دسته‌بندی می‌شوند. غالب معمول رنگ این کابل‌ها به صورت (سفید/آبی-آبی/سفید-سفید/نارنجی-نارنجی/سفید) می‌باشد.
کابل‌های جفت به هم تابیده اولین بار در سیستم تلفن توسط بل در سال ۱۸۸۱ به کار گرفته شد و در ۱۹۰۰ تمام شبکه تلفن آمریکا از این کابل‌ها یا از کابل‌هایی باز با ساختاری مشابه برای محافظت در برابر تداخل تشکیل شده بود. میلیاردها خطوط تلفن موجود (میلیون‌ها کیلومتر) از این جفت‌های به هم تابیده در دنیا وجود دارند که در تملک شرکت‌های مخابراتی هستند و فقط توسط آنان مورد بازبینی قرار می‌گیرند.
کابل‌های UTP یا جفت به هم تابیده بدون محافط دارای حفاظ نیستند. این ویژگی موجب انعطاف بالای این کابل‌ها و ماندگاری پایین آن‌ها می‌گردد.
این نوع کابل‌ها بسیار نازک، انعطاف‌پذیر وآسان برای ایجاد رشته در دیوارها هستند، از آنجا که بسیار کوچکند داکتهای سیمکشی در ساختمان‌ها را سریع پر نمی‌کنند همچنین از هزینه بسیار کمتری برخوردارند.
اما در مقابل از آسیب‌پذیری بسیاری برخوردار بوده طرح پیچش آن‌ها بر نحوه دفع امواج الکترومغناطیسی بسیار مؤثر می‌باشد، از این رو مراحل ساخت آن حساسیت خاصی را شامل می‌شود.
3- کابل فیبر نوری (Fiber Optic)
کابل فیبر نوری نوعی کابل دربرگیرنده یک یا چند فیبر نوری است که برای انتقال نور استفاده می‌شود. این کابل‌ها برای ارتباطات در مسافت زیاد یا انتقال اطلاعات با سرعت زیاد استفاده می‌شوند.
در سپتامبر ۲۰۱۲، شرکت ان‌تی‌تی ژاپن یک کابل فیبر نوری را به نمایش گذاشت که قادر به انتقال اطلاعات با سرعت یک پتابیت بر ثانیه ( ۱۰۱۵ بیت بر ثانیه ) در طول فاصله‌ی ۵۰ کیلومتر بود.
آشنایی با فیبر نوری
⦁ فیبر نوری یکی از محیط‌های انتقال داده با سرعت بالا است.
⦁ فیبر نوری رشته‌ای از تارهای شیشه‌ای بوده که ضخامت هر یک از تارها برابر تار موی انسان است و از آن‌ها برای انتقال اطلاعات در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود. تارهای فوق در کلاف‌هایی سازمان دهی و کابل‌های نوری را به وجود می‌آورند.
⦁ از فیبر نوری به منظور ارسال سیگنال‌های نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.
⦁ فیبر نوری در موارد مختلفی مانند شبکه‌های تلفن شهری و بین شهری، اینترنت و شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
بخش‌های مختلف فیبر نوری
⦁ روکش
⦁ هسته
⦁ بافر رویه
هسته: این بخش که در مرکز فیبر قرار دارد از جنس یک ماده بی‌نهایت شفاف شیشه‌ای یا پلاستیکی تشکیل شده؛ که پرتوهای نور در آن جریان می‌یابند.
روکش: این بخش نیز از جنس شیشه یا پلاستیک است اما با ضریب شکنندگی متفاوتی با جنس بکار گرفته شده در Core. به این خاطر ضریب شکنندگی آن متفاوت است که پرتوهای موجود در Core از آن خارج نشوند و با برخورد به Cladding دوباره به سمت Core هدایت شوند.
بافر رویه: روکشی رنگی پلاستیکی است که از Core و Cladding در مقابل رطوبت و عوامل خارجی محافظت می‌کند.
صدها و هزاران نمونه از رشته‌های نوری فوق در دسته‌هایی سازمان دهی شده و کابل‌های نوری را به وجود می‌آورند. هر یک از کلاف‌های محافظت می‌گردند.
ارسال نور در فیبر نوری
اگر در یک راهروی بزرگ و مستقیم چراغ قوه‌ای را روشن نماییم، با توجه به عدم وجود خم یا پیچ در راهرو، محدوده مورد نظر روشن می‌شود ولی اگر راهروی فوق دارای خم یا پیچ باشد، در این حالت باید از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده کرد تا باعث انعکاس نور در راهرو گردد؛ و در صورتی‌که راهروی فوق دارای پیچ‌های زیادی باشد، در چنین حالتی بایست از آیینه‌های متعددی استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه از نقطه‌ای به نقطه دیگر حرکت کرده و طول مسیر راهرو را روشن خواهد کرد. عملیات فوق مشابه آن چیزی است که در فیبر نوری انجام می‌گیرد.
نور در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده) و توسط جهش‌های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده (cladding)(مشابه دیوارهای شیشه‌ای مثال ارائه شده) حرکت می‌کند. (مجموع انعکاس داخلی) و چون سطح آبکاری شده، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی‌باشد، نور قادر به حرکت در مسافت‌های طولانی می‌باشد. اما گاهی به دلیل خالص نبودن شیشه، برخی از سیگنال‌های نوری دچار نوعی تضعیف در طول هسته می‌شوند که این تضعیف به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی بستگی دارد. (مثلاً اگر طول موج ۱۳۰۰ نانومتر باشد، بین ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر کیلومتر تضعیف می‌شود و موج با طول ۱۵۵۰ نانومتر بیش از ۵۰ درصد در هر کیلومتر تضعیف می‌شود)
سیستم رله فیبر نوری
برای روشن شدن موضوع فرض می‌کنیم دو ناوگان دریایی بر روی سطح دریا می‌خواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. یکی از ناوها می‌خواهد پیامی را برای دیگری ارسال کند؛ بنابراین کاپیتان ناو فوق پیام را برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است، ارسال می‌کند. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه‌ای از کدهای مورس (نقطه و فاصله) ترجمه می‌نماید و با استفاده از یک نورافکن آن را برای ناو دیگر ارسال می‌نماید. یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم، کدهای مورس را مشاهده می‌نماید و آن‌ها را به یک زبان خاص (مثلاً انگلیسی) تبدیل می‌کند و برای کاپیتان ناو ارسال می‌کند. حال اگر فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد (هزاران مایل) باشد، برای برقراری ارتباط بین آن‌ها از یک سیستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده می‌شود.

سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده‌است:

.1 فرستنده:مسئول تولید و رمز نگاری سیگنال‌های نوری است.
.2 بازتاب نوری:به منظور تقویت سیگنال‌های نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می‌گردد.
.3 دریافت‌کننده نوری:سیگنال‌های نوری را دریافت و رمز گشایی می‌نماید.
فرستنده
وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است. فرستنده سیگنال‌های نوری را دریافت و دستگاه نوری را به منظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب (حرکت منسجم) هدایت می‌نماید. فرستنده از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز به منظور تمرکز نور در فیبر باشد. متداول‌ترین طول موج سیگنال‌های نوری ،۸۵۰ نانومتر، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است.
بازتاب (تقویت‌کننده) نوری
برای جلوگیری از تضعیف و از بین رفتن سیگنال‌های نوری از یک یا چند «تقویت‌کننده نوری» استفاده می‌گردد. تقویت‌کننده نوری از فیبرهای نوری متعدد به همراه یک روکش خاص تشکیل می‌گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می‌گردد. زمانی که سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می‌رسد، انرژی ماحصل از لیزر باعث می‌گردد که مولکول‌های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل گردند. مولکول‌های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده، خواهند بود. (تقویت‌کننده لیزری)
دریافت‌کننده نوری
وظیفه دریافت‌کننده مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت‌کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال‌های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشایی، سیگنال‌های الکتریکی را برای سایر استفاده‌کنندگان (کامپیوتر، تلفن و …)ارسال می‌نماید. دریافت‌کننده به منظور تشخیص نور از یک «فتوسل» یا «فتودیود» استفاده می‌کند
روش اندازه‌گیری قطر فیبر
قطر فیبر به صورت عددی اعشاری شبیه ۶۰/۱۳۰ میکرون نمایش داده می‌شود که ۶۰ نمایانگر قطر core است و ۱۳۰ نمایانگر قطر Cladding. بافر در اندازه‌گیری به حساب نمی‌آید.
کاربردهای فیبر نوری
⦁ در سیستم‌های مخابرات نوری جهت انتقال POTS
⦁ در سازمان‌های محلی برای انتقال سرویس فوق در بین بخش‌های مختلف
⦁ در کارخانجات بینالمللی
⦁ در شرکت‌های تلویزیون کابلی
⦁ در سیستم‌های نقل و انتقال هوشمند
⦁ در صنعت پزشکی
⦁ در صنایع نظامی
⦁ در سیستم‌های پر سرعت نظیر GigaBit Ethernet, FDDI, MultiMedia, ATM, SONET, Fiber Channel
⦁ در بخش فضایی، حمل و نقل و صنعت
انواع فیبر نوری
از لحاظ کلی دو نوع فیبر وجود دارد:
⦁ تک حالتی single-mode
⦁ چند حالتی multi-mode
فیبر تک حالتی یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌دهد. (نظیر تلفن)
فیبر چند حالتی می‌تواند صدها حالت نور را به‌طور هم‌زمان انتقال بدهد. (نظیر شبکه‌های کامپیوتری)
فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک (تقریباً ۹ میکرون قطر) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز (طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) می‌باشند.
فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر (تقریباً ۶۲٫۵ میکرون قطر) و قادر به ارسال نور مادون قرمز از طریق LED می‌باشند.

مدیر سایت

من محمدامین محمدحسینی مدیر سایت وبینت هستم. آرزوی من در نوجوانی یادگیری زبان برنامه نویسی وب بود، با انتخاب، تمرین و پشتکار خودم و اطرافیانم توانستم در این زمینه به موفقیت برسم ولی با مرور زمان فهمیدم که برنامه نویسی کار ساده‌ای است، مهم فروختن برنامه است. پس وبینت را راه‌اندازی کردم و تمامی آموزش‌هایی را که در مرور زمان یاد گرفتم را به صورت کتاب الکترونیکی در اختیار مردم عزیز قرار دادم تا بتوانم در دنیای دیجیتال کمکی کوچک کرده باشم.

پاسخ به دیدگاه

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس با ما