نواع وخصائص أسلاك الشبكات

أنواع وخصائص أسلاك الشبكات


هناك ثلاث أنواع رئيسية من الأسلاك هي:

1- الأسلاك المحورية Coaxial Cable.
2- الأسلاك الملتوية Twisted Pair.
3- الألياف البصرية Fiber Optic.


هناك طريقتان لإرسال الإشارة عبر السلك هما:

1- Baseband إرسال النطاق الأساسي.
2- Broadband إرسال النطاق الواسع.

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.
كما أن تدفق الإشارات في أنظمة Broadband يتم في اتجاه واحد فقط unidirectional

و لكن لحل هذه المشكلة تستخدم الطريقتين التاليتين :

1- 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.

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.


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.


هناك نوعان من الأسلاك المحورية:

1- Thin السلك المحوري الرقيق .
2- Thick السلك المحوري الثخين .


النوع الأول هو سلك مرن رقيق يصل قطره الى 0.6 سم و يستخدم عادة في شبكات 10 Base2 و يوصل مباشرة الى بطاقة الشبكة.

أما النوع الثاني فهو 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.


تصنف الأسلاك المحورية الى صنفين وفقا لتركيب غلافها الخارجي و طبيعة المكان الذي ستركب فيه و هذان الصنفان هما:

1- polyvinyl chloride) PVC)
2- plenum.

PVC :- مرن و ممكن استخدامه في الأماكن المفتوحة أو المعرضة لتهوية جيدة ، ولكن نظرا لأنه قد تنبعث منه روائح سامة في حالة حدوث حريق فإن هذا النوع من غير المحبذ استخدامه في الأماكن المغلقة أو سيئة التهوية.

plenum :. فهو مصنوع من مواد مضادة للحريق ، وهي تسمى بهذا الإسم نسبة للمكان الذي تركب فيه plenum و هو الفراغ الذي يفصل بين السقف و أرضية الطابق الذي فوقه و تكون مخصصة لتدوير الهواء البارد أو الدافئ عبر البناية ، وهذه الأماكن تكون حساسة جدا في حالة حدوث حرائق فلو افترضنا أن الأسلاك الممدة هناك غير مضادة للحريق فإن الغازات السامة ستنتشر عبر البناية.

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.



تتكون الأسلاك الملتوية في أبسط صورها من :.

1- Unshielded twisted pair)UTP) أسلاك ملتوية غير محمية .
2- Shielded-twisted pair) STP) الأسلاك الملتوية المحمية .

يتكون النوع الأول Unshielded twisted pair (UTP) من أسلاك ملتوية داخل غطاء بلاستيكي بسيط، و يستخدم هذا النوع في شبكات 10BaseT.

قامت جمعية الصناعات الإلكترونية و جمعية صناعات الإتصال The Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association) EIA/TIA) بتقسيم UTP الى خمس فئات وفقا للغاية من استخدامها :

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 ميجابت 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 16ميجابت في الثانية.
5- Category 5 الفئة الخامسة و تستخدم لنقل البيانات بسرعة 100 ميجابت في الثانية.

و في الوقت الحاضر يوجد Category 6 و هو نفس Category 5 و لكن يتميز بانه يدعم طول اكثر من الكيبل .

تعتبر UTP عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي و تداخل الإشارات المجاورة ، ولحل هذه المشكلة تستخدم الحماية Shielding ، و من هنا ظهرت الأسلاك الملتوية المحمية .

النوع الثاني :. هي عبارة عن زوج 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.



تتكون أسلاك الألياف البصرية من :.

إسطوانة رقيقة جدا من الزجاج أو البلاستيك بسمك الشعرة تسمى Core الصميم و يكسى هذا الصميم بطبقة من الزجاج تكون مصممة لعكس الضوء عليه، وتغطى من ثم بطبقة مقواة Kevlar و التي بدورها تكون محمية بغطاء خارجي من البلاستيك.
و حيث أن كل Core لا يستطيع نقل الضوء أو الإشارة إلا في اتجاه واحد فقط فإنه لا بد من استخدام سلكين من الألياف البصرية واحد للإرسال و الثاني للإستقبال.

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 في هذه الاسلاك

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.



فهو نابع من طبيعتها ، فتركيب هذه الأسلاك و صيانتها أمر غاية في الصعوبة فأي كسر أو انحناء سيؤدي الى عطبها . و اخيرا يوجد نوع شاذ و خاص لشركة IBM

تقوم شركة IBM بوضع معايير خاصة لشبكاتها وقدمت نظاما معياريا لتعريف كل من:

1- مشابك الأسلاك.
2- لوحات الواجهة Face Plates.
3- لوحات التوزيع Distribution Panels.
4- أنواع الأسلاك.

تعتبر المشابك التي تستخدمها IBM فريدة من نوعها فهي ليست مشابك ذكرية و لا أنثوية بل هجينة و تسمى hermaphroditi

أما المعايير التي تستخدمها IBM لتوصيف أسلاكها فهي تتوافق مع المعيار الذي وضعته شركة American Wire Gauge) AWG) .

الأنواع الرئيسية للأسلاك المستخدمة في شبكات IBM هي:

1- STP for computers
2- voice and data STP
3- voice and data UTP
4- fiber optic cable
5- dual-shielded UTP
6- STP for use under carpets
7- plenum