آشنایی با انواع کابل‌ انتقال داده

بررسی کامل انواع کابل دیجیتال

امروزه کابل‌های گوناگونی با ویژگی ‌های مختلف در امور ارتباطات و انتقال داده ها به کار گرفته می‌شوند. با مطالعه این مقاله کاربران به شکلی اجمالی اما مفید با ویژگی‌های انواع مختلفی از این کابل‌های دیجیتال آشنا می‌گردند. کابل های دیجیتال در واقع همان کابل هایی اتصال هستند که برای انتقال صدا و تصویر به کار می روند. امروزه بسیاری از تکنولوژی های همراه و غیر همراه برای اتصال به سایر دستگاه‌ها احتیاج به یک کابل رابط دارند و تا زمانی که این ارتباط برقرار نشود، استفاده از آن وسیله هم بی معنی خواهد بود. کابل‌ها یک یا چند رشته سیم یا طناب در کنار هم به صورت بسته، به‌ هم‌ پیچیده یا به‌ هم‌ بافته شده‌ هستند که در دنیای دیجیتال، وظیفه دارند تا اطلاعات و یا انرژی را از مبدا به مقصد منتقل کنند. لطفا به ادامه این مطلب دقت نمایید :

“کابل‌ های مقاوم در برابر حرارت

این کابل‌ ها به‌ طور خاص برای مقاومت در برابر شرایط دمایی بسیار بالا طراحی شده‌ اند و در محیط‌ هایی با دمای زیاد به کار می‌ روند. جنس پوشش کابل معمولاً PVC (پلی وینیل کلراید) است. این ماده ارزان قیمت است و می‌ توان آن را به راحتی با چاقو برید، که این کار را برای برداشتن پوشش و متصل کردن کانکتور آسان‌ تر می‌ کند. PVC همچنین می‌ تواند دماهایی بالاتر از 100 درجه سانتی‌ گراد را تحمل کند.

در دماهای بسیار بالاتر، کابل‌ های PVC دیگر قادر به تحمل گرما نیستند و باید از کابل‌ هایی با پوشش‌های دیگر استفاده شود. بسته به محدوده دما، تولید کنندگان از کوپلیمر پلی اولفین، فلوئورواتیلن پروپیلن، پلی تترافلورواتیلن و همچنین سیلیکون استفاده می‌ کنند که در قالب‌های پخت و دندان‌گیرهای کودک نیز یافت می‌شود. این مواد قادرند دماهای تا 260 درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند.

اگر دما بیشتر از این برود، ساختار کابل باید به طور بنیادی تغییر کند. در این موارد، هم رشته‌ های هادی و هم خود کابل در نوار میکا و بافته‌ ای از الیاف شیشه پیچیده می‌شوند. این تغییر ساختار باعث افزایش دماهایی می‌شود که می‌ توانند تحمل شوند تا 650 درجه سانتی‌گراد. برخی کابل‌ ها حتی می‌توانند برای مدت کوتاهی دماهای بالای 1500 درجه سانتی‌ گراد را تحمل کنند.

کابل‌ های نسوز برای دماهای بالا در کجا استفاده می‌شوند؟

در هر جایی که دماهای “عادی” حاکم است، کابل‌ های معمولی کافی هستند. به عنوان مثال، کابل‌ های با پوشش PVC می‌توانند گرمای یک روز تابستانی را تحمل کنند، مانند سیستم‌های فتوولتائیک. در آنجا، ویژگی‌های دیگری مانند مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) نیز مورد نیاز است. کابل‌ نسوز در جاهایی استفاده می‌شوند که تجهیزات فنی می‌توانند دماهایی بالاتر از 100 درجه سانتی‌گراد ایجاد کنند. این وضعیت مثلاً در محفظه موتور خودروها اتفاق می‌افتد، جایی که کابل‌های سنسورها باید از کنار قطعات داغ موتور عبور کنند.

در خانه‌ ها، دما در سیستم‌ های گرمایشی، اجاق‌ ها، لامپ‌ های هالوژن یا سونا بیشتر می‌شود. در صنعت، دماهای کاملاً متفاوتی وجود دارد، مثلاً در اجاق‌ های نانوایی‌ های بزرگ. گاهی اوقات این دماها در ایستگاه‌ های برق زغال‌ سنگ یا گاز یا در کوره‌های بلند در تولید فولاد می‌تواند به بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد برسد.

کابل VGA

VGA در واقع حروف اختصاری عبارتی است با این معنا «آرایه‌های گرافیکی و ویدئویی» این نوع از کابل‌ها را می‌توان به عنوان پرسابقه ‌ترین نوع کابل استاندارد یاد کرد که همچنان نیز کاربرد دارند. سابقه کابل VGA به سال 1987 میلادی بازمی‌ گردد. محل کاربرد این کابل‌ها عموما تلویزیون‌ها و صفحه‌ نمایش‌های رایانه‌ای و همچنین کارت‌ های گرافیکی است. درگاه VGA دارای ۱۵ پین به صورت سه ردیفی است البته در استاندارد مینی وی جی ای (Mini-VGA) تعداد این پین‌ها ۱۴ و به صورت دو ردیفی است. این درگاه داده ‌های تصویری را به صورت آنالوگ منتقل می ‌کند. داده‌های رنگ ‌ها متمایز از همدیگر هستند، یعنی داده ‌های مربوط به هر یک از رنگ‌های قرمز، سبز و آبی از طریق سه پین متفاوت ارسال می‌شوند. پین‌های یک تا سه به ترتیب وظیفه انتقال داده‌های مربوط به رنگ قرمز، سبز و آبی را برعهده دارند.

کابل DVI

این نوع از کابل‌ های اتصال که در واقع از تکنولوژی دیجیتال بهره می‌ برند وقتی وارد بازار شدند به سرعت جای اتصالات آنالوگ را گرفتند. آنها در واقع جانشین کابل‌های VGA شدند. کار اصلی این کابل‌ها اتصال نمایشگرهای دیجیتال به کامپیوتر بود. DVI یکی از رایج‌ ترین کابل‌های ویدئویی و پورت‌هایی است که این روز‌ها می‌توانید بر روی دسکتاپ ‌ها و یا مانیتور‌های LCD بیابید. از نظر ظاهری این پورت و کابل تا حدودی شبیه به کانکتور‌های VGA هستند، اما دارای ۲۴ پین می ‌باشند و از سیگنال ‌های آنالوگ نیز همانند دیجیتال پشتیبانی به عمل می‌آورند.

کابل USB

این نوع از کابل در واقع در دسترس‌ترین و پرکاربردترین کابل‌ هاست. در تمام وسایل دیجیتالی دست‌ کم یک ورودی برای این نوع کابل‌ها وجود دارد. توجه داشته باشید که تا به امروز سه مدل از این نوع کابل ‌ها در بازار عرضه گردیده است. نسخه نهایی این کابل‌ها امروزه می‌تواند با سرعت 5 گیگ را پشتیبانی نماید. ضمنا این کابل‌ها علاوه بر انتقال داده ‌های مد نظر کاربر به عنوان تامین کننده انرژی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کابل HDMI

این نوع کابل‌ها در واقع کابل استاندارد روزگار ما هستند و کیفیت بسیار مطلوبی را ارائه می‌دهند. ویژگی منحصر به فرد این کابل‌ها در قیاس با کابل‌هایی که در بالا معرفی شدند قابلیت انتقال صدا و تصویر به صورت همزمان است. در ضمن کار اصلی این کابل‌ها نیز انتقال سیگنال‌های دیجیتال است.

کابل RCA

این نوع از کابل‌ ها همان کابل‌ های رنگی‌اند که زمانی برای اتصال به تلوزیون بسیار پرطرفدار بودند. باید توجه داشت که این اصطلاح اختصاری RCA در واقع به فلز رابط سر این کابل‌ها اشاره دارد تا چیز دیگری. این حروف اختصاری کوتاه شده نام شرکتی است با این عنوان: Radio Corporation of America که اولین‌بار استفاده از این کابل‌ها را همه‌ گیر کرد.

کابلIDE

این نوع از کابل‌ها در درون سخت ‌افزارهای کامپیوتر کاربرد دارند. برای نمونه برای اتصال قسمت ‌های مختلف مادربرد یک کامپیوتر از آن‌ها بهره گرفته می‌شود.

کابل ساتا SATA

این کابل‌ ها در واقع به روز شده همان کابل‌های IDE هستند. اگر بخواهیم حروف اختصاری این کابل‌ها را نیز باز کنیم به چنین عبارتی می‌رسیم: Serial Advanced Technology Attachment . توضیح این‌که این کابل‌ها نسبت به کابل‌های IDE کارایی مطلوب‌تری نیز دارند. برای نمونه انتقال داده‌ها درکابل ‌های ساتا سریع‌ تر انجام می‌شود. این کابل ‌ها دارای نوارهایی بلند و نازک‌اند که در روزگار ما با اغلب کامپیوترها سازگاری دارند. در واقع کامپیوترهای امروزی عموما با کابل‌های قدیمی‌تری مثل کابل‌های IDE سازگاری ندارند.

کابل Ethernet یا شبکه

این نوع از کابل ها را همه ما امروزه می‌شناسیم. کابل‌هایی که برای وصل شدن به شبکه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. پربسامدترین شکل کاربرد این کابل‌ها اتصال مودم و کامپیوتر است. کابل شبکه نوعی اتصال سخت‌افزاری شبکه است. از این کابل برای اتصالات کامپیوترها و دستگاه ‌ها و تجهیزات شبکه از جمله اتصال دو یا چند کامپیوتر برای اشتراک چاپگرها و اسکنرها، اتصال چند سرور به سوئیچ دسترسی استفاده می‌شود. کابل‌های شبکه به چند طریق دسته بندی می شوند، یکی از این دسته بندی ها بر اساس سرعت و پهنای باند است که به دسته های مختلفی تقسیم می شوند :

• گروه اول 5Cat ابتدایی‌ترین نوع این کابل‌ها و دارای سرعت 10 تا 100 مگابایتی با حداکثر پهنای باند 100 مگاهرتز
• گروه دوم e 5Cat نوع به روزتر همان مدل کابل ‌های 5Cat و دارای سرعت 1000 مگابایتی با حداکثر پهنای باند 100 مگاهرتز
• گروه سوم 6Cat از کابل های پیشرفته دارای سرعت 1000 مگابایت در ثانیه با حداکثر پهنای باند 250 مگاهرتز
• گروه چهارم : Cat6a دارای سرعت 10000 مگابایت در ثانیه از پر سرعت ترین کابل ها با حداکثر پهنای باند 500 مگاهرتز

تقسیم بندی کابل شبکه بر اساس ساختار داخلی

سیم جفت پیچ‌ خورده سوکت‌ دار و دو هادی از جنس مس، روی یک مدار و روی یکدیگر پیچیده می‌شوند و به جریان الکترومغناطیسی بهبود می‌بخشند. دو سیم با سیگنال برابر و مخالف می‌توانند تداخل ایجاد کنند. با این جریان، کابل تقویت می‌شود که برای سیگنال، نویز ایجاد می‌کند؛ تاب دادن و چرخاندن سیم باعث می‌شود اعوجاج و تداخل مغناطیسی کاهش پیدا کند. این نوع کابل بیشتر برای مسیرهای کوتاه و متوسط به کار می‌رود و نسبت به کابل فیبر نوری و کواکسیال هزینۀ کمتری دارد.
جفت پیچ‌خورده با محافظ را محافظ جفت پیچ‌خورده یا STP می‌نامند و به نوع بدون محافظ آن UTP گفته می‌شود. سیم‌های جفت پیچ‌خورده در محافظ فویل آلومینیومی قرار دارند که از تداخل سیم‌ها و ورود و خروج امواج مغناطیسی جلوگیری می‌کند. کابل اینترنت و تلفن از نوع جفت پیچ‌خوردۀ برون‌عایق ‌هستند.

کابل کواکسیال

کابل کواکسیال یک هادی داخلی دارد که در عایق لوله‌ای قرار گرفته است. یک شیلد یا هادی خارجی روی عایق به شکل خاصی بافته شده است. از کابل کواکسیال برای انتقال امواج یا فرکانس‌های رادیویی است و یک خط انتقال مناسب برای سیگنال‌های رادیویی RF است. دیگر کاربردهای آن عبارت‌اند از: خطوط ارتباطی رادیویی، آنتن‌های گیرنده، اتصالات شبکۀ کامپیوتری، انتقال دیجیتال فایل‌های صوتی و تلوزیون کابلی.
در یک کابل کواکسیال باکیفیت، بین هادی داخلی و سپر، میدان مغناطیسی انتقال سیگنال خارجی وجود دارد و شیلد خارجی از ورود و خروج امواج به داخل یا خارج کابل شبکۀ کواکسیال جلوگیری می‌کند. در ادامه به انواع اتصالات کابل شبکۀ کواکسیال اشاره می‌کنیم.

کابل‌های کواکسیال تنوع بسیاری دارند و در سیستم ‌های صوتی، دیجیتال، ویدئو،RF و ماکروویو استفاده می‌شوند. انواع کابل‌های کواکسیال در برابر قطع و وصل‌شدن سیگنال مقاومت می‌کنند. برخی از اتصالات کابل شبکۀ کواکسیال عبارت‌اند از:

• اتصال نوع F ؛ از 250 مگاهرتز تا 1 گیگاهرتز که در تلویزیون و آنتن کاربرد دارد.
• اتصال نوع N ؛ بالاتر از 12 گیگاهرتز که کاربرد نظامی دارد.
• اتصال TS و TRS ؛ که برای پلاگین تلفن، تا 100 کیلوهرتز استفاده می‌شود.
• اتصال RCA ؛ از 10 مگاهرتز که کاربرد ویدئویی دارد.
• اتصال ؛ DIN از 5 گیگا هرتز
• اتصال؛ APC از 18 گیگاهرتز

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری زیر ساخت بسیار مناسبی برای فاصله‌ های زیاد و داده‌های با حجم بالاست. هستۀ فیبر نوری، شیشه و پوشش لاستیکی بیرونی است و برای انتقال اطلاعات به جای سیگنال‌های الکتریکی از پالس نور (پرتو نور) استفاده می‌کند.
نور در برابر سیگنال‎‌های الکتریکی تضعیف نمی‌شود؛ به همین دلیل این کابل برای فاصله‌های زیاد مناسب است. سرعت کابل فیبر نوری از10 Mbs تا 100Gbs افزایش پیدا می کند.

مزایای کابل فیبر نوری

• ظرفیت و پهنای باند بالا

• وزن سبک

• تضعیف سیگنال کمتر

• مصون از تداخلات الکترومغناطیسی

• مقاومت در برابر مواد خورنده

معایب کابل فیبر نوری

• نصب و نگهداری دشوار

• هزینه بالا

کاربردهای کابل فیبر نوری

• کاربردهای پزشکی: در انواع تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود.

• کاربردهای نظامی: برای انتقال داده در صنایع هوافضا کاربرد دارد.

• برای ارتباطات: به‌طور گسترده برای ساخت کابل‌های اینترنت به‌ کار می‌ رود.

کاربردهای صنعتی: برای نورپردازی و اقدامات ایمنی در طراحی داخلی و خارجی خودروها استفاده می‌شود.

کابل جفت ‌تابیده (Twisted Pair)

این نوع کابل از دو سیم مسی که به‌ صورت تابیده به دور یکدیگر قرار دارند، ساخته می ‌شود. تابیدن سیم‌ ها باعث کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل متقابل (Crosstalk) می‌ شود. کابل ‌های جفت ‌تابیده به دو نوع تقسیم می ‌شوند:

• UTP (Unshielded Twisted Pair): بدون شیلد محافظ، مناسب برای مسافت‌های کوتاه و محیط‌های کم‌تداخل.

• STP (Shielded Twisted Pair): دارای شیلد محافظ برای کاهش تداخل در محیط‌های پر نویز.

این کابل ‌ها معمولاً در شبکه ‌های محلی (LAN) و تلفن‌ های ثابت استفاده می‌شوند.

کابل‌های جفت‌ تابیده (Twisted Pair Cables) یکی از پرکاربردترین انواع کابل‌ها در شبکه‌های ارتباطی هستند که با ساختار خاص خود، انتقال داده‌ها را در فواصل کوتاه تا متوسط با هزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه فراهم می‌کنند.

کابل ‌های جفت تابیده

• ساختار: شامل دو یا بیشتر زوج سیم مسی است که به هم تابیده شده‌ اند.

• انتقال: داده‌ها را با استفاده از سیگنال‌ های الکتریکی منتقل می‌کند.

• انواع: جفت تابیده بدون محافظ (UTP) و جفت تابیده با محافظ (STP).

• کاربردها: معمولاً در شبکه‌های اترنت، سیم‌ کشی خانگی و تجاری، و خطوط تلفن استفاده می ‌شود.

• مزایا : نسبتاً ارزان، نصب آسان و چند منظوره.

• معایب: حساس به تداخل و پهنای باند پایین‌تر نسبت به انواع دیگر.

• مثال‌ها: Cat5e، Cat6، و Cat7.

استریپلاین (Stripline)

استریپلاین یک نوع مسیر انتقال موج الکترومغناطیسی عرضی (TEM) است که در دهه ۱۹۵۰ توسط رابرت ام. برت از مرکز تحقیقات کمبریج نیروی هوایی آمریکا اختراع شد. استریپلاین نخستین شکل از مسیر انتقال مسطح (planar transmission line) محسوب می‌شود.

در این فناوری، از یک ماده رسانا برای انتقال امواج فرکانس بالا استفاده می‌شود که به آن موج‌بر (Waveguide) نیز گفته می‌شود. این رسانا بین دو لایه از صفحه زمین (ground plane) قرار می‌گیرد که معمولاً به هم اتصال دارند تا ایمنی در برابر تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) فراهم شود.

کاربردهای رسانه‌های انتقال در شبکه‌های کامپیوتری

رسانه‌ های انتقال در شبکه‌های کامپیوتری برای اتصال دستگاه‌ها و انتقال داده‌ها استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای رایج آن‌ها عبارتند از:
1. ارتباطات داخلی:
استفاده از کابل‌ها برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها در یک شبکه محلی (LAN) یا شبکه گسترده (WAN).
2. اتصال اینترنت:
انتقال سیگنال‌های اینترنت از طریق کابل‌های فیبر نوری یا میکروویو برای ارتباطات طولانی‌مدت.
3. انتقال داده در شبکه‌های بی‌سیم:
استفاده از رسانه‌های بی‌سیم مانند امواج رادیویی و مایکروویو برای انتقال داده‌ها به صورت بی‌سیم بین دستگاه‌ها.
4. ارتباطات صوتی و تصویری:
استفاده از رسانه‌های انتقال مانند کابل‌های مسی یا فیبر نوری برای انتقال داده‌های صوتی و تصویری در تماس‌های تلفنی یا ویدئو کنفرانس‌ها.
کابل ‌های انتقال داده به‌طور کلی به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند: کابل‌های جفت‌تابیده (Twisted Pair)، کواکسیال (Coaxial) و فیبر نوری (Fiber Optic). هر یک از این کابل‌ها با روش‌های متفاوتی داده‌ها را منتقل می‌کنند که برای کاربردها و محیط‌های مختلف مناسب هستند.

درک انواع مختلف کابل ‌های شبکه برای هر کسی که در راه ‌اندازی یا نگهداری شبکه ‌ها دخیل است، ضروری است. هر نوع کابل مزایای خاص خود را دارد و برای شرایط و محیط‌های خاصی مناسب است. با انتخاب کابل ‌های مناسب، می ‌توانید عملکرد شبکه خود را بهینه کنید و از کارایی و قابلیت اطمینان بالا اطمینان حاصل نمایید

برندهای مختلف در تولید کابل‌های شبکه فعالیت می‌کنند و تنوع بسیاری در این زمینه در بازار وجود دارد. برای داشتن یک شبکۀ قوی و پایدار باید با بررسی محصولات برندهای مختلف و با توجه به قیمت، بهترین کیفیت را انتخاب کنیم.