ما هي الأنواع الرئيسية لكيابل الشبكات (Networks Cables)

ما هي الأنواع الرئيسية لكيابل الشبكات :

تنقسم كيابل الشبكات إلى ثلاث أنواع رئيسية هي :
1- الأسلاك المحورية Coaxial Cable.
2- الأسلاك الملتوية Twisted Pair.
3- الألياف البصرية Fiber Optic.

أولاً : الأسلاك المحورية :

تتكون الأسلاك المحورية في أبسط صورها من التالي:

1- محور من النحاس الصلب محاط بمادة عازلة

2- ضفائر معدنية للحماية :

3- غطاء خارجي مصنوع من المطاط أو البلاستيك أو التفلون Teflon

تقوم الضفائر المعدنية بحماية المحور من تأثير التداخل الكهرومغناطيسي EMI و الإشارات التي تتسرب من الأسلاك المجاورة أو ما يسمى Crosstalk .
إضافة لذلك تستخدم بعض الأسلاك المحورية طبقة أو طبقتين من القصدير كحماية إضافية.

ما هي أنواع الأسلاك المحورية ؟
هناك نوعان من الأسلاك المحورية:
1- السلك المحوري الرقيق Thin.
وهو سلك مرن رقيق يصل قطره الى 0.6 سم و يستخدم عادة في شبكات 10Base2 و يوصل مباشرة الى بطاقة الشبكة.

2- السلك المحوري الثخين Thick.
وهو سلك ثخين متصلب و غير مرن و يصل قطره الى 1.2 سم و يستخدم عادة في شبكات 10Base5 و لأنه أثخن من النوع الأول فإنه يستطيع الوصول الى مسافات أبعد دون توهين للإشارة ، فبينما لا يصل السلك الأول لأكثر من 185 متر يصل السلك الثخين الى 500 متر.

هناك مواصفات كهربائية خاصة للأسلاك المحورية تتضمن :

1- 50 أوم (أوم هي وحدة قياس مقاومة السلك للتيار المتردد) RG-8 و RG-11 (للسلك الثخين).
2- 50 أوم RG-58 للسلك الرقيق.
3- 75 أوم RG-59 و يستخدم لسلك التلفاز.
4- 93 أوم RG-62 و تستخدم لمواصفات شبكات ARCnet.
تستخدم الأسلاك المحورية مشابك أو وصلات خاصة لوصل الأسلاك معا و وشبك الأجهزة معها، تسمى هذه المشابك BNC (British Naval Connectors) ، تتضمن عائلة مشابك BNC المكونات التالية:
1- BNC cable connector.
2- BNC T connector.
3- BNC barrel connector.
4- BNC terminator.

ثـــــانياً : الأسلاك الملتوية :

وأشهرهــا نوعان همــا :
UTP
و STP

النوع الأول : ( UTP )

وهي اختصار لـ Unshielded twisted pair وهي تتكون من : أسلاك ملتوية داخل غطاء بلاستيكي بسيط، و يستخدم هذا النوع في شبكات 10BaseT.

وقد صنفت جميعة الصناعات الإلكترونية كيابل الـ UTP إلى خمس فئات مشهورة هي :
1- Category 1 الفئة الأولى و تستخدم لنقل الصوت فقط و لا تستطيع نقل البيانات.
2- Category 2 الفئة الثانية و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 4 ميجابايت في الثانية.
3- Category 3 الفئة الثالثة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 10 ميجابت في الثانية.
4- Category 4 الفئة الرابعة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 16ميجابايت في الثانية.
5- Category 5 الفئة الخامسة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 100 ميجابايت في الثانية.
وكان ذلك قبل أن تظهر الفئة السادسة Category 6 والتي تستخدم لنقل البيانات بسرعة 1 جيجابايت في الثانية .

ومن عيوب هذه الكيابل أنها تعتبر عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي و تداخل الإشارات المجاورة

النوع الثاني : ( STP ) :
وهي اختصار لـ Shielded-twisted pair
وهي عبارة عن أزواج من الأسلاك الملتوية محمية بطبقة من القصدير ثم بغلاف بلاستيكي خارجي.

و تتفوق STP على UTP في أمرين:
1- أقل عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي.
2- تستطيع دعم الإرسال لمسافات أبعد.
3- في بعض الظروف توفر سرعات بث أكبر.

تستخدم الأسلاك الملتوية TP عادة في الحالات التالية:
1- ميزانية محدودة للشبكة.
2- هناك حاجة لتوفير سهولة و بساطة في التركيب.

ثـــالثاً : الألياف البصرية :

الألياف البصرية هي ألياف مصنوعة من الزجاج النقي طويلة ورفيعة لا يتعدى سمكها سمك الشعرة يجمع العديد من هذه الألياف في حزم داخل الكيبلات البصرية وتستخدم في نقل الإشارات الضوئية لمسافات بعيدة جداً.
ويتكون الليف البصري من :

االقلب (Core) : وهو عبارة عن زجاج رفيع ينتقل فيه الضوء.

العاكس ( Cladding): مادة تحيط باللب الزجاجي وتعمل على عكس الضوء مرة أخرى إلى مركز الليف البصري.

الغطاء الواقي (Buffer Coating): غلاف بلاستيكي يحمي الليف البصري من الرطوبة أو ويحميه من الضرر و الكسر.

توفر أسلاك الألياف البصرية المزايا التالية:
1- منيعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي و التداخل من الأسلاك المجاورة.
2- معدلات التوهين منخفضة جدا.
3- سرعة إرسال بيانات مرتفعة جدا بدأت ب 100 ميجابت في الثانية و قد وصلت حاليا الى 200000 ميجابت في الثانية.
4- في الألياف البصرية يتم تحويل البيانات الرقمية الى نبضات من الضوء، و حيث أنه لا يمر بهذه الألياف أي إشارات كهربية فإن مستوى الأمن الذي تقدمه ضد التنصت يكون مرتفعا.
أما العيب الرئيسي لهذه الأسلاك فهو نابع من طبيعتها ، فتركيب هذه الأسلاك و صيانتها أمر غاية في الصعوبة فأي كسر أو انحناء سيؤدي الى عطبها .
تعتبر الألياف البصرية ذات الصميم المصنوع من البلاستيك أسهل تركيبا و أقل عرضة للكسر ، ولكنها لا تستطيع حمل نبضات الضوء مسافات شاسعة كتلك المزودة بصميم زجاجي.
و الألياف البصرية بشكل عام تكلفتها مرتفعة كثيرا قياسا بالأسلاك النحاسية.

تقنية جديدة :

إذا كان الكثير يعتقد أن تكنلوجيا الشبكات وتطورها قد وقف عند هذه الكيابل فقد أعلن قبل أشهر عن تقنية تقنية جديدة تدعى “WiFiber” وهي تعد بإنهاء عصر الألياف البصرية “FiberOptics”… وتدعي شركة GigaBeam مالكة التقنية أنه بإمكان التقنية الجديدة ضمن مسافة أكثر من ميل واحد أن تصل سرعة الاتصال إلى 10 جيجا في الثانية بدقة عالية ودون إنقطاع بنسبة 99.999%!!

------------

كيف يتم إرسال الإشارة عبر الأسلاك ؟
هناك طريقتان لإرسال الإشارة عبر السلك هما:
1- إرسال النطاق الأساسي Baseband.
2- إرسال النطاق الواسع Broadband.
أنظمة النطاق الأساسي Baseband تستخدم الإرسال الرقمي للإشارة بواسطة تردد واحد فقط، حيث أن الإشارة الرقمية تستخدم كامل سعة نطاق البث Bandwidth.
تعتبر شبكات إثرنت أوضح مثال على استخدام إرسال Baseband.
باستخدام هذه التقنية في البث يستطيع أي جهاز على الشبكة إرسال الإشارات في اتجاهين bidirectional، وبعض الأجهزة تستطيع إرسال و استقبال الإشارة في نفس الوقت.
إذا كان طول السلك كبيرا هناك احتمال لحصول توهين attenuation للإشارة المرسلة مما يسبب صعوبة في التعرف على محتواها، لهذا تستخدم شبكات Baseband مكررات إشارة Repeaters و التي تتسلم الإشارة و تقويها ثم تعيد إرسالها.
أما أنظمة النطاق الواسع Broadband فتستخدم الإرسال التماثلي للإشارة Analog مع مدى أوسع من الترددات، مما يسمح لأكثر من إشارة أن تستخدم نفس السلك في نفس الوقت.

كيف يتم التحكم في تدفق الإشارات في أنظمة Broadband ؟

من المعلوم أن تدفق الإشارات في أنظمة Broadband يتم في اتجاه واحد فقط unidirectional و لكن لحل هذه المشكلة تستخدم الطريقتين التاليتين :
- استخدام سلك ثنائي dual-cable فيكون كل جهاز موصل بسلكين واحد للإرسال و الآخر للإستقبال.
2- استخدام سلك واحد مع تقسيم سعة النطاق الى قسمين midsplit ، بحيث يتوفر قناتين و كل قناة تستخدم تردد مختلف ، وتكون واحدة للإرسال و الأخرى للإستقبال.كما في الصورة التالية :

تستخدم أنظمة Broadband أجهزة خاصة لتقوية الإشارة التماثلية تسمى مقويات أو amplifiers.
إذا كانت سعة النطاق كبيرة فإنه من الممكن استخدام عدة أنظمة بث تماثلي مثل الإرسال الشبكي الكمبيوتري و شبكات التلفاز Cable TV باستخدام نفس السلك. كما في الصورة :

منقول للفائدة