رسانه هدایت شده ، آشنائی با انواع، کاربردها، مزایا و معایب – آموزش شبکه درس 14

رسانه هدایت شده (Guided Media) به عنوان یک رسانه فیزیکی تعریف می‌شود که از طریق آن سیگنال‌های ارتباطی انتقال پیدا می‌کند. رسانه‌های هدایت شده ممکن است به عنوان رسانه محدود شده (Bounded Media) شناخته می‌شود.

انواع رسانه‌های هدایت شده

رسانه‌های هدایت شده به صورت زیر دسته‌بندی می‌شوند:

کابل جفت تابیده شده (Twisted Pair)

کابل جفت تابیده شده، رسانه‌ای فیزیکی یک جفت کابل است که به دور همدیگر پیچیده شده‌اند. یک کابل جفت تابیده شده، بسیار ارزان است و از آن می‌توان برای شکل‌های ارتباطات دیجیتال استفاده کرد. نصب کابل جفت تابیده شده آسان است و در عین حال وزن کمی نیز دارد. رنج فرکانسی قابل ارسال از طریق کابل جفت تابیده شده بین صفر تا 3.5 کیلوهرتز (3.5KHz) است.

یک کابل جفت تابید شده متشکل از دو کابل مسی عایق‌بندی شده است که اغلب به صورت منظم به دور هم پیچیده شده‌اند.

درجه کاهش اختلال و نویزها بر اساس تعداد پیچشی که در هر فوت (Foot) از کابل انجام می‌شود تعیین می‌گردد. در اینجا هر چه تعداد پیچش کابل‌ها بیشتر باشد، ما شاهد کاهش نویزها خواهیم بود.

کابل جفت تابیده شده

انواع کابل‌های جفت تابیده شده

کابل جفت تابیده شده بدون حفاظ (Unshielded Twisted Pair)

یک جفت کابل تابیده شده بدون حفاظ، بیشتر برای ارتباطات تلفنی و مخابراتی به کار می‌رود. در قسمت زیر یک فهرست از دسته‌بندی‌های کابل‌های جفت تابیده شده ارائه گردیده است:

• دسته‌بندی 1: این دسته از کابل‌های جفت تابیده شده برای ارتباطات تلفنی و مخابرات سبک به کار می‌روند؛
• دسته‌بندی 2: این دسته از کابل‌ها می‌توانند برای انتقال داده تا نرخ 4Mbps به کار روند؛
• دسته‌بندی 3: این دسته از کابل‌های می‌توانند برای انتقال داده تا نرخ 16Mbps به کار روند؛
• دسته‌بندی 4: این دسته از کابل‌ها می‌توانند برای انتقال داده تا نرخ 20Mbps به کار روند؛ به همین خاطر آن‌ها می‌توانند برای ارتباطات در فاصله‌های دور دست استفاده شوند؛
• دسته‌بندی 5: این دسته از کابل‌ها می‌توانند برای انتقال داده تا نرخ 200Mbps به کار گرفته شوند.

مزایای استفاده از کابل جفت تابیده شده بدون حفاظ:

• این دسته از کابل‌ها ارزان هستند؛
• نصب و به کارگیری از این دسته کابل‌ها آسان است؛
• آن‌ها می‌توانند حتی برای شبکه‌های LAN پرسرعت نیز به کار گرفته شوند؛

معایت استفاده از کابل جفت تابیده شده بدون حفاظ:

• از این کابل‌ها می‌توان تنها برای ارتباطات در فاصله کوتاه استفاده کرد.

کابل جفت تابیده شده حفاظ دار (Shielded Twisted Pair)

یک کابل جفت تابیده شده حفاظ دار دو کابل تابیده شده است که این دو کابل هر کدام دارای پوشش محافظتی در دور خود هستند. با اضافه شدن پوشش حفاظتی امکان انتقال داده با نرخ داده بالاتر میسر می‌شود.

ویژگی کابل جفت تابیده حفاظ دار:

• هزینه کابل جفت تابیده شده بالا نیست ولی در عین حال ارزان هم نیستند؛
• نصب کابل‌های جفت تابید شده حفاظ دار بر روی آن آسان است؛
• به نسبت کابل‌های جفت تابیده شده بدون حفاظ آن‌ها توانائی نرخ انتقال داده بیشتری دارند؛
• آن‌ها دارای میرایی بیشتر در طول نسبتا کمتری دارند؛
• به خاطر استفاده از بخش‌های حفاظتی (Shield) به دو کابل‌ها امکان ارسال داده با نرخ بالاتر میسر شده است.

معایب:

• آن‌ها نسبت به کابل‌های جفت تابیده شده بدون حفاظ و کابل‌های هم محور گرانتر هستند.
• آن‌ها دارای نرخ میرایی بالاتری هستند.

رسانه هدایت شده : کابل‌های هم محور (Coaxial Cable)

کابل‌های هم محور به عنوان یک رسانه انتقال معمول به کار گرفته می‌شوند؛ برای مثال، تلویزیون‌ها معمولا از کابل‌های هم محور استفاده می‌کنند.

نام کابل هم محور (Coaxial) به این خاطر است که یان کابل‌ها شمل دو رسانه‌ها موازی با هم هستند که به دور یک محور امتداد پیدا کرده‌اند.

کابل‌های هم محور می‌توانند به نسبت کابل‌های جفت تابیده شده داده‌ها را با نرخ بالاتری انتقال دهند.

رسانای داخلی کابل‌های هم محور اغلب از مس ساخته شده است و رسانای دیگری یک توری مسی مدور است. غلافی که هسته مرکزی را در میان گرفته است یک پوشش عایق است و به همین خاطر هیچ ارتباطی میان پوسته خارجی و کابل مرکزی وجود ندارد. در نهایت تمامی این سه بخش در زیر یک پوسته خارجی که به آن ژاکت (Jacket) گفته می‌شود قرار می‌گیرند.

هسته و یا کابل مرکزی در اینجا برای انتقال داده‌ها به کار می‌رود، در حالی که پوشش رسانای دوم که به آن حفاظ (Shield) گفته می‌شود مسئول جلوگیری از ایجاد نویز و اختلالات الکترومغناطیس (Electromagnetic Interference یا EMI) است.

کابل‌های هم محور

کابل هم محور دارای دو نوع است:

• انتقال دهنده باند پایه (Baseband transmission): که در این نوع انتقال یک سیگنال با سرعت بسیار زیاد انجام می‌شود؛
• انتقال دهنده باند پهن (Broadband transmission): که در این نوع انتقال چند سیگنال به صورت هم‌زمان انتقال داده می‌شوند؛

مزایای استفاده از کابل‌های هم محور

• داده‌ها می‌توانند در نرخ‌های انتقال بالاتری منتقل شوند؛
• در مقایسه با کابل‌های جفت تابیده شده محفاظتی بهتری از سیگنال‌ها صورت می‌گیرد؛
• کابل‌های محور می‌توانند پهنای باند بالاتری را فراهم کنند؛

معایب استفاده کردن از کابل‌های هم محور

• آن‌ها نسبت به کابل‌های جفت تابیده شده گرانتر هستند؛
• اگر مشکلی در کابل ایجاد شود، کل شبکه ارتباطی ما دچار مشکل خواهد شد؛

رسانه هدایت شده : کابل فیبر نوری (Fiber Optic)

فیبر‌های نوری کابلی است که می‌توانند از سیگنال‌ها یا پالس‌های نوری برای ایجاد ارتباطات استفاده کند. فیبر نوری در واقع یک فیبر شفاف (اغلب ترکیبی از پلیمر و مواد شیشه ای) است که در یک پوشش محافظتی پلاستیکی قرار گرفته شده است و از آن برای ارسال داده‌ها با استفاده از پالس‌های نوری استفاده می‌شود.

حفاظ پلاستیکی که به دور کابل نوری بسته شده است، از قست‌های مرکزی در برابر گرما و سرما، اختلالات الکترومغناطیسی و انواع دیگر مشکلات حفاظت می‌کند.

فیبر نوری می‌تواند نرخ انتقال داده بالاتری را به نسبت کابل‌های مسی فراهم آورد.

عناصر اصلی در کابل‌های فیبر نوری

عناصر اصلی در کابل‌های فیبر نوری به شرح زیر است:

• هسته (Core): کابل‌های فیبر نوری شامل یک باریکی از جنس شیشه یا پلاستیک (مواد پلیمری شفاف) هستند که به عنوان «هسته» شناخته می‌شوند. یک هسته در واقع ناحیه است که شعاع نور از آن انتقال پیدا می‌کند. اصلی‌ترین کار هسته آن است که شعاع نور را به سرعت از خود انتقال دهد.
• روکش (Cladding): روکش در واقع یک لایه است که بر روی هسته فیبر نوری قرار می‌گیرد. اصلی‌ترین کارکرد روکش آن است که ضریب انعکاس کمتری را در هسته ایجاد کند و در نتیجه هسته بتواند شعاع نوری را با سرعت بیشتری انتقال دهد.
• ژاکت (Jacket): این پوشش در واقع شامل مواد پلاستیکی است که از روکش و هسته محافظت می‌کند. اصلی‌ترین وظیفه ژاکت آن است از هسته فیبرنوری در برابر شوک‌ها، و کشش‌های ایجاد شده محافظت کند، در عین حال از ایجاد نویزهای نوری زائد جلوگیری کند.

در ادامه ما به بررسی معایب و مزایای فیبر نوری می‌پردازید.

مزایای استفاده از کابل نوری به شرح زیر است:

• پهنای باند بیشتر: فیبر‌های نوری می‌توانند پهنای باند بیشتری را به نسبت کابل‌های مسی در اختیار ما قرار دهند. به همین خاطر فیبرهای نوری می‌توانند به نسبت کابل‌های مسی حجم داده بیشتری را انتقال دهند.
• سرعت بالاتر: فیبرهای نوری می‌توانند داده‌ها را با سرعت نور (یا نزدیک به آن) انتقال دهند. این کار اجازه می‌دهند که فیبرهای نوری سیگنال‌ها را بسیار سریع به هر جائی انتقال دهند.
• امکان استفاده در فاصله‌های طولانی: کابل‌های فیبر نوری می‌توانند به نسبت کابل‌های مسی، داده‌ها را در فاصله‌های طولانی‌تری انتقال دهند.
• اعتمادپذیری بیشتر: فیبرهای نوری به نسبت کابل‌های مسی قابل اطمینان‌تر هستند. آن‌ها به نسبت تغییرات دمائی، امواجع الکترومغناطیس و سایر موارد بسیار مقاوم‌تر هستند.
• نازکی و مقاوم بودن: فیبرهای نوری به نسبت کابل‌های مسی نازک‌تر هستند، درعین حال مقاومت آنها در برابر فشار و کشش نسبت به کابل‌های مسی بیشتر است.

معایب:

• فیبرهای نوری شکننده هستند. البته در سال‌های اخیر انواع پلیمری جایگزین نوع‌های قدیمی شده‌اند، اما شکنندگی یکی از مشکلات اصلی است.
• برای استفاده از فیبر نوری در شبکه باید در ابتدا یک مبدل امواج الکتریکی به نوری و سبب یک مبدل امواج نوری به الکتریکی در اختیار داشته باشیم.

در درس بعد با انواع رسانه‌های غیر هدایت شده آشنا می‌شویم.