كابل شبكه-قسمت پنجم(فيبر نوري- Fiber Optic)

كابل فيبر نوري كاملاً متفاوت از نوع Coaxial و Twisted Pair عمل مي‌كند. به جاي اين‌كه سيگنال الكتريكي در داخل سيم انتقال يابد، پالسهايي از نور در ميان پلاستيك يا شيشه انتقال مي‌يابند. اين كابل در برابر امواج الكترومغناطيسي كاملاً مقاومت مي‌كند و نيز تأثير افت سيگنال به علت انتقال در مسافت‌هاي زياد در آن بسيار كمتر است. برخي از انواع كابل فيبر نوري مي‌توانند تا 120 كيلومتر انتقال داده انجام دهند. امكان به تله افتادن اطلاعات در كابل فيبر نوري بسيار كم است.

 

فيبر نوري داراي دو نوع مي‌باشد:

1- Single Mode: دراين كابل، ديتا به كمك ليزر انتقال مي‌يابد و با عدد  8.3 / 125 نشان داده مي‌شود كه در آن، عدد  8.3 ميكرون، قطر فيبر نوري بوده و عدد 125 ميكرون، مجموع قطر فيبر نوري و محافظ آن مي‌باشد. اين نوع فيبر نوري كه خاصيت انعطاف‌پذيري كم و قيمت بالايي دارد براي شبكه‌هاي تلويزيوني و تلفني استفاده مي‌گردد.

2- Multi Mode: در اين نوع كابل، ديتا به‌صورت پالس نوري انتقال مي‌يابد و با عدد  62.5/125  نشان داده مي‌شود كه در آن، عدد 62.5 ميكرون، قطر فيبر نوري و عدد 125 ميكرون، مجموع قطر فيبر نوري و محافظ آن مي‌باشد. اين نوع كابل، قابليت انتقال سيگنال در مسافت كوتاه‌تري را نسبت به Single Mode دارد ولي قابليت انعطاف‌پذيري آن بيشتر است. قيمت آن ارزان‌تر بوده و در شبكه‌هاي كامپيوتري استفاده مي‌شود. به‌طوركلي كابل فيبر نوري نسبت به دو نوع Coaxial و Twisted pair قيمت بالايي دارد و نصب آن نياز به افراد ماهري دارد.

شبكه‌هاي 100Base FX، شبكه‌هايي هستند كه در آن‌ها از فيبر نوري استفاده مي‌شود، سرعت انتقال در آنها 100 مگابيت در ثانيه بوده و روش انتقال Base band مي‌باشد. امروزه، با پيشرفت تكنولوژي در شبكه‌هاي فيبر نوري، مي‌توان به سرعت 1000 مگابيت در ثانيه دست يافت. در شكل صفحه بعد يك كابل فيبر نوري مشاهده مي‌شود.

 

 

 

برگرفته از "تندآموز مفاهيم شبكه‌هاي كامپيوتري" ، مريم ناخدا

كابل شبكه-قسمت چهارم( كابل‌هاي زوجي به هم تابيده (Twisted pair))

در طراحي جديد شبكه معمولاً از كابل‌هاي Twisted Pair استفاده مي‌گردد. قيمت آن ارزان بوده و از نمونه‌هاي آن مي‌توان به كابل تلفن اشاره كرد. اين نوع كابل كه از چهار جفت سيم به‌هم تابيده تشكيل مي‌گردد، خود به دو دسته تقسيم مي‌شود:

 

1-  (Unshielded Twisted Pair)UTP:

كابل ارزان قيمتي است كه نصب آساني دارد و براي شبكه‌هاي LAN ، سيم بسيار مناسبي است، همچنين نسبت به نوع دوم كم‌وزن‌تر و انعطاف‌پذيرتر است. مقدار سرعت ديتاي عبوري از آن 4 مگابيت در ثانيه تا 100 مگابيت در ثانيه مي‌باشد. اين كابل مي‌تواند سيگنال را تا مسافت حدودا"  100 متر يا 328 فوت بدون افت، انتقال دهد. كابل مذكور نسبت به تداخل امواج الكترومغناطيسي ( Electrical Magnetic Interference) حساسيت بسيار بالايي دارد و در نتيجه در مكان‌هاي داراي امواج الكترومغناطيس، امكان استفاده از آن وجود ندارد.

در سيم تلفن كه خود نوعي از اين كابل است از اتصال دهنده RJ11 استفاده مي‌شود، اما در كابل شبكه، اتصال دهنده‌اي با شماره‌ي RJ45 به‌كار مي‌رود كه داراي هشت مكان براي هشت رشته سيم است. در شكل زير يك connector RJ45 ديده مي‌شود:

 

 

 

كابل UTP داراي پنج طبقه‌ي مختلف است (كه البته امروزه CAT6 و CAT7 هم اضافه شده است):

CAT1 يا نوع اول كابل UTP براي انتقال صدا بكار مي‌رود، اما CAT2‌ تا CAT5 براي انتقال ديتا در شبكه‌هاي كامپيوتري مورد استفاده قرار مي‌گيرند و سرعت انتقال ديتا در آن‌ها به ترتيب عبارتست از: 4 مگابيت در ثانيه، 10مگابيت در ثانيه،‌ 16مگابيت در ثانيه و 100مگابيت در ثانيه. براي شبكه‌هاي كوچك و خانگي استفاده از كابل CAT3‌توصيه مي‌شود.

 

2-  كابل(Shielded Twisted Pair)STP :  

در اين كابل، سيم‌هاي انتقال ديتا مانند UTP‌ ، هشت سيم و يا چهار جفت دوتايي هستند. بايد دانست كه تفاوت آن با UTP‌ در اين است كه پوسته‌اي به دور آن پيچيده شده كه از اثرگذاري امواج بر روي ديتا جلوگيري مي‌كند. از لحاظ قيمت،‌ اين كابل از UTP گرانتر و از فيبر نوري ارزان‌تر است. مقدار مسافتي كه كابل مذكور بدون افت سيگنال طي مي كند برابر با 500 متر، معادل 1640 فوت است.

در شبكه‌هايي با توپولوژي باس و حلقه‌اي از دو نوع اخير استفاده مي‌شود. در اين نوع كابل، 4 جفت سيم به‌هم تابيده بكار مي‌رود كه دو جفت آن يكي براي فرستادن اطلاعات و ديگري براي دريافت اطلاعات عمل مي‌كنند.

 

در شبكه‌هايي با نام اترنت سريع (Fast Ethernet) دو نوع كابل به چشم مي‌خورد:

 

-         100Base TX: يعني شبكه‌اي كه در آن از كابل UTP نوع Cat5 استفاده شده و عملاً دو جفت سيم در انتقال ديتا دخالت دارند (دو جفت ديگر بي‌كار مي‌مانند) ، سرعت در آن 100 مگابيت در ثانيه و روش انتقال Base band است.

-                  100Base T4: تنها تفاوت آن با نوع بالا اين است كه هر چهار جفت سيم در آن به‌كار گرفته مي‌شوند.

 

برگرفته از "تندآموز مفاهيم شبكه هاي كامپيوتري" ، مريم ناخدا

كابل شبكه (قسمت سوم)

بايد دانست كه براي توضيح نوع كابل شبكه از عبارت‌هايي مانند 10Base5 استفاده مي‌شود . عبارت مذكور به اين معناست كه از كابل coaxial و از نوع Thicknet استفاده شده است، علاوه بر آن، روش انتقال در اين شبكه، روش Baseband بوده و سرعت انتقال 10 مگابيت در ثانيه (mbps) مي‌باشد. همچنين 10Base2 يعني اين‌كه از كابل Thinnet استفاده شده، روش انتقال Baseband بوده و سرعت انتقال 10 مگابيت در ثانيه است.

 

کابل شبکه (قسمت دوم -کابل کواکسیال)

كابل هاي Coaxial زماني بيشترين مصرف را در ميان كابل‌هاي موجود در شبكه داشتند. چند دليل اصلي براي استفاده زياد از اين نوع كابل وجود دارد:

1- قيمت ارزان آن.
2- سبكي و انعطاف‌پذيري.
3- اين نوع كابل به نسبت زيادي در برابر نویزها مقاوم است.
4- مسافت بيشتري را بين دستگاه‌هاي موجود در شبكه، نسبت به كابل UTP پشتيباني مي‌نمايد.

 

در شكل زير ساختار كابل Coaxial مشاهده مي‌شود:

 

 

(1) Conducting Core يا هسته مركزي كه معمولاً از يك رشته سيم جامد مسي تشكيل مي‌گردد.
(2) Insulation يا عايق كه معمولاً از جنس PVC يا تفلون است.
(3) Copper Wire Mesh كه از سيم‌هاي بافته شده تشكيل مي‌شود و كار آن جمع‌آوري امواج الكترومغناطیسی است.

(4) Jacket كه جنس آن اغلب از پلاستيك بوده و نگهدارنده خارجي سيم در برابر خطرات فيزيكي است.

 

كابل Coaxial به دو دسته تقسيم مي‌شود:

1- Thin net: كابلي است بسيار سبك، انعطاف‌پذير و ارزان قيمت که قطر سيم در آن 6 ميليمتر یا معادل 25/0 اينچ است. مقدار مسيري كه توسط آن پشتيباني مي‌شود 185 متر است.
2- Thick net: اين كابل، قطري تقريباً 2 برابر Thin net دارد.  كابل مذكور، پوشش محافظي را(علاوه بر محافظ خود) داراست كه از جنس پلاستيك بوده و بخار را از هسته مركزي دور مي‌سازد.

 

رايج‌ترين نوع اتصال دهنده (connector) مورد استفاده در كابل کواکسیال، Bayonet-Neill-Concelman) BNC) مي‌باشد. انواع مختلفي از سازگار كننده‌ها برايBNCها وجود دارند که شامل : T-connector و  Barrel- connector وTerminator می‌باشند.

تصوير زير يك BNC connector را نشان مي دهد:

 

 

در شبكه هايي با توپولوژي باس از كابلcoaxial استفاده مي‌شود. شكل زير، یک نمونه استفاده از اين نوع كابل در شبكه‌ی باس است:

 

برگرفته از "تندآموز مفاهيم شبكه هاي كامپيوتري" ، مريم ناخدا

كابل شبكه(قسمت اول)

كابل انتخابي به‌طور مستقيم به توپولوژي شبكه وابسته است. در اين قسمت سعي گرديده توپولوژي مناسب با هر نوع كابل ذكر شود.

كابل شبكه، رسانه‌اي است كه از طريق آن، اطلاعات از يك دستگاه موجود در شبكه به دستگاه ديگر انتقال مي يابد. انواع مختلفي از كابل‌ها به‌طور معمول در شبكه هاي LAN استفاده مي شوند. در برخي موارد شبكه تنها از يك نوع كابل استفاده مي كند، اما گاه انواعي از كابل‌ها در شبكه به كار گرفته مي شوند. غير از عامل توپولوژي، پروتكل و اندازه‌ي شبكه نيز در انتخاب كابل شبكه مؤثرند. آگاهي از ويژگي‌هاي انواع مختلف كابل‌ها و ارتباط آن‌ها با ديگر جنبه‌هاي شبكه، براي توسعه‌ي يك شبكه موفق ضروري است.

امروزه سه گروه از كابل‌ها، در ايجاد شبكه مطرح هستند:

 

برگرفته از "تندآموز مفاهيم شبكه هاي كامپيوتري" ، مريم ناخدا

مفاهيم مربوط به ارسال سيگنال و پهناي باند

پهناي باند (Bandwidth) به تفاوت بين بالاترين و پايين‌ترين فركانس‌هايي كه يك سيستم ارتباطي مي‌تواند ارسال كند، گفته مي‌شود. به عبارت ديگر، منظور از پهناي باند، مقدار اطلاعاتي است كه مي‌تواند در يك مدت زمان معين ارسال شود. براي وسايل ديجيتال، پهناي باند برحسب بيت در ثانيه و يا بايت در ثانيه بيان مي‌شود.  براي وسايل آنالوگ، پهناي باند، برحسب سيكل در ثانيه بيان مي‌شود.

دو روش براي ارسال اطلاعات از طريق رسانه‌هاي انتقالي وجود دارد كه عبارتند از: روش ارسال باند پايه (Base band) و روش ارسال باند پهن Broadband)).

در يك شبكه‌ی LAN، كابلي كه كامپيوترها را به هم وصل مي‌كند، فقط مي‌تواند در يك زمان، يك سيگنال را از خود عبور دهد، به اين شبكه يك شبكه Base band مي‌گویيم. به منظور عملي ساختن اين روش و امكان استفاده از آن براي همه كامپيوترها، داده‌اي كه توسط هر سيستم انتقال مي‌يابد، به واحدهاي جداگانه‌اي به نام Packet شكسته مي‌شود. در واقع در كابل يك شبكه‌ی LAN، توالي Packetهاي توليد شده توسط سيستم‌هاي مختلف را شاهد هستيم كه به سوي مقاصد گوناگوني در حركتند. شكلي كه در ادامه خواهد آمد، اين مفهوم را بهتر نشان مي‌دهد.

 

 

- عملكرد يك شبكه‌ی packet-switching

براي مثال وقتي كامپيوتر شما يك پيام پست الكترونيكي را انتقال مي‌دهد، اين پيام به Packetهاي متعددي شكسته مي‌شود و كامپيوتر هر Packet را جداگانه انتقال مي‌دهد. كامپيوتر ديگري در شبكه كه بخواهد به انتقال داده بپردازد نيز در يك زمان يك Packet را ارسال مي‌كند. وقتي تمام Packetهايي  كه بر روي هم يك انتقال خاص را تشكيل مي‌دهند، به مقصد خود مي‌رسند، كامپيوتر دريافت كننده، آن‌ها را به شكل پيام الكترونيكي اوليه بر روي هم مي‌چيند. اين روش پايه و اساس شبكه‌هاي Packet-Switching مي‌باشد.

در مقابل روش Baseband، روش Broadband قرار دارد. در روش اخير، در يك زمان و در يك كابل، چندين سيگنال حمل مي‌شوند. از مثال‌هاي شبكه Broadband كه ما هر روز از آن استفاده مي‌كنيم، شبكه تلويزيون است. در اين حالت فقط يك كابل به منزل كاربران كشيده مي‌شود، اما همان يك كابل، سيگنال‌هاي مربوط به كانال‌هاي متعدد تلويزيون را بطور هم‌زمان حمل مي‌نمايد. از روش Broadband به طور روز‌افزوني در شبكه‌هاي WAN استفاده مي‌شود.

از آنجایي‌كه در شبكه‌هاي LAN در يك زمان از يك سيگنال پشتيباني مي‌شود، در يك لحظه، داده‌ها تنها در يك جهت حركت مي‌كنند. به اين ارتباط half-duplex گفته مي‌شود. در مقابل به سيستم‌هايي كه مي‌توانند به‌طور هم‌زمان در دو جهت با هم ارتباط برقرار كنند  full-duplex گفته مي‌شود. مثالي از اين نوع ارتباط، شبكه تلفن مي‌باشد. شبكه‌هاي LAN با داشتن تجهيزاتي خاص        می‌توانند به‌‌صورت full-duplex عمل كنند.

 

برگرفته از "تندآموز مفاهیم شبکه های کامپیوتری" ، مریم ناخدا

ابزارهای اتصال دهنده در یک شبکه (قسمت ششم -سويیچ ها(Switches))

سويیچ نوع دیگری از ابزارهایی است که برای اتصال چند شبکه‌ي محلی به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد و باعث افزایش توان عملیاتی شبکه می شود. سويیچ وسیله ای است که دارای درگاه‌های(port)  متعدد بوده و بسته ها(frame) را از یک درگاه می پذیرد، آدرس مقصد را بررسی می کند و سپس بسته ها را به درگاهي ارسال مي‌كند كه متعلق به ایستگاه میزبان با همان آدرس مقصد می‌باشد. اغلب سويیچ‌های شبکه‌ي محلی در لایه‌ي پیوند داده های مدل OSI (Data Link Layer) عمل می‌کنند.

سويیچ ها بر اساس کاربردشان به متقارن ((Symmetric ونامتقارن ( Asymmetric) تقسیم می‌شوند.

در نوع متقارن ، عمل سويیچینگ بین سگمنت‌هایی که دارای پهنای باند یکسان هستند انجام می‌گيرد یعنی 10mbps به 10mbps و.... سويیچ خواهد شد اما در نوع نامتقارن این عملکرد بین سگمنت‌هایی با پهنای باند متفاوت انجام می شود.

 

 

دو نوع سويیچ وجود دارد که عبارتند از :

1 - سويیچ Cut - through : این نوع سوييچ،  سه یا چهار بایت اول یک فريم را می خواند تا آدرس مقصد آن را بدست آورد ، آن‌گاه آن بسته را به سگمنت دارای آدرس مقصد مذکور ارسال می کند؛ این در حالی است که قسمت باقی‌مانده‌ي بسته را از نظر خطایابی مورد بررسی قرار نمی دهد.

2 - سوئیچ Store- and - forward : این نوع سوييچ،  ابتدا کل بسته را ذخیره کرده سپس آن را خطایابی می کند؛  اگر بسته ای دارای خطا بود آن بسته را حذف می کند ، در غیر این صورت آن بسته را به مقصد مربوطه ارسال خواهد کرد. این نوع سوييچ برای شبکه‌ي محلی بسیار مناسب‌تر از نوع اول است زیرا بسته‌های اطلاعاتی خراب شده را پاک‌سازی می کند و به همین دلیل، این سويیچ باعث کاهش بروز عمل تصادف خواهد شد.

 

ابزارهای اتصال دهنده در یک شبکه (قسمت پنجم - پل ها(Bridges) )

یک پل برای اتصال سگمنت های یک شبکه‌ی همگن مورد استفاده قرار می گیرد. یک پل در سیستم مدل باز (OSI)، در لایه‌ی پیوند داده‌ها ( Data link) عمل می کند. پل ها فریم ها را بر اساس آدرس مقصدشان ارسال می کنند. آن‌ها همچنین می توانند جریان داده‌ها را کنترل نموده و خطاهایی را که در حین ارسال داده‌ها رخ می دهد، آشکار نمایند.

عملکرد پل عبارتست از تجزیه وتحلیل آدرس مقصد یک فریم ورودی و اتخاذ تصمیم مناسب برای ارسال آن به ایستگاه مربوطه. پل ها قادر به فیلتر کردن فریم ها می باشند. فیلتر کردن فریم، برای حذف فریم‌های عمومی یا همگانی غیر ضروری، مفید می باشد. پل‌ها قابل برنامه ریزی هستند و می‌توان آن‌ها را به گونه‌ای برنامه‌ریزی کرد که فریم‌های ارسال شده از طرف منابع خاصی را حذف کنند.

با تقسیم یک شبکه‌ی بزرگ به چندین سگمنت و استفاده از یک پل برای اتصال آنها به یکدیگر ، توان عملیاتی شبکه افزایش خواهد یافت. اگر یک سگمنت شبکه از کار بیفتد ، سایر سگمنت‌ها‌ی متصل به پل می‌توانند شبکه را فعال نگه دارند. پل‌ها موجب افزایش وسعت شبکه محلی می‌شوند.

 

برگرفته از تندآموز مفاهیم شبکه‌های کامپیوتری

ابزارهای اتصال دهنده در یک شبکه (قسمت چهارم - دروازه ها(Gateways) )

دروازه‌ها در لایه‌ي کاربرد(Application Layer)   مدل سيستم باز( OSI ) به‌كار مي‌روند و وظيفه‌ي آن‌ها، تبدیل یک پروتکل به پروتکل دیگر است.

ابزارهای اتصال دهنده در یک شبکه (Connectivity Devices)(قسمت سوم-مسیریاب ها)

در مفهوم شبکه سازی، فرایند انتقال بسته های اطلاعاتی از یک منبع به مقصد را مسیر یابی گويند که به كمك ابزاری با نام مسیریاب انجام می شود. مسیر یابی یک شاخصه کلیدی در شبكه است زیرا باعث می شود پیام‌ها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل شوند. این عملکرد شامل تجزیه و تحلیل مسیر، برای یافتن بهترین مسیر است. مسیر یاب ابزاری است که شبکه های محلی را به‌هم متصل می کند یا به بیان بهتر بیش از دو شبکه را بهم متصل می کند. مسیر یاب بر حسب عملکردش به دونوع زیر تقسیم می شود:

الف - مسیریاب ایستا (static): که در این نوع ، جدول مسیریابی توسط مدیر شبکه که تعیین کننده مسیر می‌باشد بطور دستی مقدار دهی می شود.

ب - مسیریاب پویا (Dynamic): که در این نوع ، جدول مسیریابی خودش را تنظیم می‌کند و به‌طور اتوماتیک، جدول مسیریابی را روز آمد می کند.

هاب ها(Hubs)

ابزاری هستند که برای اتصال یک یا بیش از دو ایستگاه کاری به شبکه مورد استفاده قرار می گیرد و یک ابزار معمول برای اتصال ابزارهای شبکه است . هاب‌ها معمولا" برای اتصال سگمنت های شبکه محلی استفاده می شوند. یک هاب، دارای port های چند گانه است. وقتی یک بسته(frame) وارد یک پورت می‌شود، به سایر پورت‌ها کپی می شود تا این‌که تمامی سگمنت‌های شبکه‌ی محلی، بسته ها را ببینند.

 

 

 سه نوع هاب رایج وجود دارد:

الف - هاب فعال :

که مانند آمپلی فایر عمل می کند و باعث تقویت مسیر عبور سینگال ها می شود واز برخورد سیگنال‌ها در مسیر، جلوگیری به‌عمل می آورد . این هاب نسبتا" قیمت بالایی دارد.

ب - غیر فعال :

 بر خلاف نوع اول که باعث تقویت سیگنال ها در مسیر می‌شود، این هاب در این مورد کاری انجام نمی‌دهد.

ج - آمیخته (هیبرید):

که قادر به تطابق انواع کابل‌های انتقال اطلاعات، مانند کابل کواکسیال نازک، ضخیم و..... می‌شود و در ضمن می‌تواند ارتباط میان سایر هابها را نیز برقرار سازد.

 

ابزارهای اتصال دهنده در یک شبکه (Connectivity Devices)(قسمت اول)

ابزارهای اتصال‌دهنده به یک شبکه اضافه می گردند تا عملکرد و گستره‌ی شبکه و توانایی‌های سخت‌افزاری شبکه را افزایش دهند. گستره‌ی وسیعی از ابزارهای اتصال در شبکه وجود دارند اما ما معمولا" برای کار خود به ابزارهای زیر نیازمند خواهیم بود:

 

1-      تکرار کننده‌ها(Repeater):

      تکرار کننده وسیله ای است که برای اتصال چندین سگمنت یک شبکه محلی و به‌منظور افزایش وسعت مجاز آن شبکه، مورد استفاده قرار می گیرد . هر تکرار کننده از درگاه ورودی ) Port ( خود، داده ها را پذیرفته و با تقویت آن‌ها ، داده‌ها را به درگاه خروجی خود ارسال می کند. یک تکرار کننده، در لایه فیزیکی مدل OSI عمل می کند.

هر کابل یا سیم به‌کار رفته در شبکه که به‌عنوان محلی برای عبور ومرور سیگنال هاست، آستانه‌ای دارد که در آن آستانه، سرعت انتقال سیگنال کاهش می یابد و در این‌جا، تکرار کننده به‌عنوان ابزاری است که این سرعت عبور را در طول رسانه‌ی انتقال(Transmission Medium)(مانند کابل)، تقویت می کند.