مقایسه cat5 و cat 6 در برق هوشمند ساختمان و شبکه های کامپیوتری

[seyed mehdi hoseyni 27119]

 

از میان انواع كابلها امروزه كابلهای زوجی به هم تابیده كه به 3 شكل طراحی و ساخته شده اند، مورد استفاده عموم قرار گرفته اند:

دسته اول: زوج سیمهای به هم تابیده بدون زره (UTP: unshielded twisted pair): این نوع كابلها ارزان ترین و رایج ترین نوع كابل در دنیای شبكه های كامپیوتری و برق هوشمند ساختمان هستند و در رده های مختلف با پهنای باند متفاوت وارد بازار شده اند:

 

الف: كابلهای(category1 دسته یا گروه 1) Cat1: این نوع از كابلها دارای پهنای باند حداكثر 100 کیلوهرتز هستند و حداكثر نرخ ارسال در آنها 144کیلو بیت بر ثانیه 144kbpsاست و در مودم های معمولی و دستگاههای فكس كاربرد دارند.

 

ب Cat2: دارای پهنای باند MHz 1هستند و حداكثر نرخ ارسال آنها برابر 2Mbps است و بیشتر كاربرد آن در شبكه Integrated Services Digital Network (ISDN) و برای خطوط با نرخ حداقل است.

 

پ Cat3: دارای پهنای باند 16MHz هستند و حداكثر نرخ ارسال آنها برابر Mbps 10 می باشد. بیشتر كاربرد آنها در سیستمهای تلفن است.

 

ت Cat4: دارای پهنای باند 20MHz هستند و حداكثر نرخ ارسالی برابر 16Mbps دارند و بیشتر برای استفاده در توپولوژی Token Ring طراحی و ساخته شده بودند.

 

ث Cat5: دارای پهنای باند 100MHz هستند و حداكثر نرخ ارسال داده در آنها 100Mbps است (برای یك جفت سیم). برای استفاده در اترنت سریع (100Base-T) استاندارد شده اند. نوع ارتقا یافته این كابل به Cat5E مشهور است كه در اترنت گیگابیت كاربرد دارد.

 

ج Cat6: دارای پهنای باند 250MHz هستند و برای استفاده در اترنت گیگابیتی طراحی و ساخته شده اند. این كابل هم دارای نوع ارتقا یافته به نام Cat6E است.

 

تذكر: كابلهای Cat5 و Cat5E اندكی با یكدیگر تفاوت دارند ولی پهنای باند آنها ثابت است. كابلهای Cat6 و Cat6E نیز اندكی در پارامترهای مخابراتی انتقال تفاوت دارند و تفاوتی در میزان تضعیف سیگنال و یا پهنای باند با یكدیگر ندارند.

 

چ Cat7: دارای پهنای باند 600MHz هستند و در اترنت 10 گیگابیتی و بالاتر كاربرد دارند.

 

لازم به ذكر است كه امپدانس كابلهای رده 3 تا 7 معادل 100 اهم است و حداكثر طول كابل در آنها 100 متر می باشد. تفاوت این 7 رده كابل عمدتاً در قطر سیم و میزان پیچش سیمها به دور یكدیگر است.

 

دسته دوم: زوج سیمهای به هم تابیده فویل دار (ScTP): مجموعه ای از 4 جفت سیم به هم تابیده هستند كه كلا درون پوششی از فویل نازك آلومینیومی یا مسی قرار دارند. این كار برای كاهش اثر نویزهای خارجی بر روی سیمها است.

دسته سوم: زوج سیمهای به هم تابیده زره دار (STP: Shielded twisted pair): مجموعه ای از 4 جفت سیم به هم تابیده است كه علاوه بر اینكه كل مجموعه داخل پوششی از فلز قرار دارد، هر جفت نیز در درون پوششی از فویل قرار داده شده است

تفاوت کابل cat 5 و cat5e

پشتیبانی شبکه : cat5 پشتیبانی می کند از 10/100 اترنت.این هست اترنت و fast اترنت. کابل cat5e پشتیبانی میکند از اترنت ، fast Ethernet و gigabit اترنت . کابل cat5e کاملا با عقب گشت شبکه ای سازگاری کامل دارد و می تواند استفاده کند از هر چیز کاربردی در شبکه های با کابل cat5 .

تاثیرات: در کابلهای cat5e استانداردی استفاده شده که از نظر الکتریکی تاثیر یک کابل بر زوج دیگرش کمتر خواهد شد . اما از نظر ساختار کابل با cat5 تفاتی چندان ندارد. و تنها سیگنالهای نویز بین دو زوج سیم را کمتر می کند.

پهنای باند : در ساختار cat5e شما می توانید از طول سیگنال 350 مگاهرتز استفاده کنید و این باعث می شود تا شما از پهنای باند گیگا بیت در سری کابلهای cat5e بهره مند شوید

● استاندارد Cat6 چیست؟

 

Cat6 یک سیستم کابل‌بندی است که تشکیل شده است از اجزاء مختلف نظیر کابل‌ها (Cable) و کانکتورهای اختصاصی که از لحاظ شکل و نوع و مواد تشکیل‌دهنده شباهت‌ها و تفاوت‌هایی را با استاندارد قبل از خود دارد .

● شباهت‌ها و تفاوت‌ها دو کابل پر کاربرد در شبکه های هوشمند ساختمان cat5 و cat6

 

نخست باید بدانید که اجزاء Cat6 که توسط شرکت‌های سازنده مختلف تولید می‌شوند می‌بایست بتوانند با یکدیگر کار کنند (Interoperability) و همچنین باید بتوانند با سایر استانداردهای قبل از خود نیز سازگاری داشته باشند . یعنی این‌که بتوان اجزاء Cat 6 و اجزاء Cat5 را در یک شبکه در کنار یکدیگر استفاده نمود و یا در صورت لزوم بتوان اجزاء Cat 6 را جایگزین اجزاء Cat5 نمود .

به غیر از این، تمامی اجزاء Cat 6 و Cat5 دارای امپدانس اسمی100 اهم (Nominal Impedance) هستند ولی در تجهیزات Cat 6 تحمل خطای بیشتری در برابر تغییرات مقاومت وجود دارد .

تغییرات مقاومت تحت عنوان پارامتری به نام ) Return loss افت بازگشتی) سنجیده می‌شوند. هر چقدر مقدار Return loss(برحسب دسی‌بل) بیشتر باشد تطبیق امپدانس بهتری میان اجزاء وجود خواهد داشت و طبیعتاً مقدار انعکاس سیگنال و انعکاس مجدد سیگنال در شبکه کامپیوتری یا تجهیزات برق هوشمند ساختمان کمتر خواهد بود. در نتیجه Cat 6 نرخ خطای بیتی (BER) کمتری برای شبکه‌های اترنت سریع و گیگابیت اترنت (۱۰۰۰ ( BASET ارائه می‌کند .

همانطور که می‌دانید هر چقدر خطاهای بیتی افزایش یابد، شبکه شما صرفنظر از قیمت ابزارهای شبکه‌ای که خریداری کرده‌اید در یک چرخه بی‌پایان کشف خطا و ارسال مجدد دیتا گرفتار می‌شود و این موضوع منجر به کاهش سرعت و افت شدید کارایی شبکه می‌گردد .

سوم این‌که در Cat 6 تمامی پارامترهای انتقال برای کانال‌های مختلف و اجزاء و ارتباطات پایدار قادرند تا حداکثر فرکانس ۲۵۰ مگاهرتز کارکنند . این در حالیست که این مقدار برای استاندارد Cat5 فقط ۱۰۰ مگاهرتز است .

تفاوت‌هایی نیز در مورد محدوده فرکانسی و پهنای باند مفید وجود دارد . طبق تعریف پهنای باند همان محدوده فرکانسی است زمانی که PSACR (جمع جبری نسبت تضعیف به سیگنال‌های ناخواسته) مثبت است .

Cat 6 پهنای باند ۲۰۰ مگاهرتز را در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد در مسافتی حدود ۱۰۰ متر پشتیبانی می‌کند که این مقدار برای استاندارد Cat5 حدود ۱۰۰ مگاهرتز است یعنی چیزی در حدود نصف .

 

● آیا اجزاء Cat 6 در مقایسه Cat5 تغییر کرده‌اند؟

 

یکی از تفاوت‌های اساسی و مشهود میان این دو استاندارد در ساختمان کابل‌ها می‌باشد. قطر کابل‌های Cat 6 به نسبت Cat5 بیشتر است. این مقدار برای استاندارد Cat 6 از 3/5 پنج و سه دهم میلی‌متر تا 8/5 پنج و هشت دهم میلی‌متر متغیراست . ولی برای استاندارد Cat5 قطر کابل‌ها از 8/4 میلی‌متر تا 5/5 میلی‌متر در نظر گرفته شده است و دلیل آن هم به دو عامل برمی‌گردد. اولاً به خاطر ضخیم‌تر بودن سیم‌های مسی به کار رفته در این کابل‌ها و ثانیاً این‌که در بعضی محصولات Cat 6 از یک جداکننده به نام Cross-Web استفاده می‌شود که به عنوان یک حائل در میان زوج سیمها قرار می‌گیرد تا اثرات نویز را کاهش دهد . البته این Cross Web از ضروریات استاندارد Cat 6 نمی‌باشد ولی برخی تولیدکنندگان بااین روش اثرات نویز را در طول کابل کاهش می‌دهند .

دلیل افزایش قطر سیم‌ها به خاطر کاهش مقیاسی به نام افت تداخلی (Insertion loss) که گاهی تضعیف نیز نامیده می‌شود در یک محدوده فرکانس می‌باشد. هر چقدر مقدار Insertion loss کمتر باشد سیگنال دریافتی در گیرنده قوی‌تر خواهد بود. این اصلاح منجر به کاهش اثرات نویز صادره از منابع داخلی و خارجی می‌گردد. به‌علاوه کابل‌هایی با Insertion loss کمتر می‌توانند مسافت‌های طولانی‌تر و تحمل بیشتر در مقابل تغییرات دما را پشتیبانی کنند که نتیجه نهایی آن عملکرد بهتر شبکه خواهد بود .

ویژگی دیگر Cat 6 ، وجود به هم تابیدگی بیشتر سیم‌ها برای کاهش اثر نویز میان زوج سیم‌ها می‌باشد .

همان‌طورکه می‌بینید در این استاندارد، سازندگان مختلف، محصولات متنوعی را می‌توانید تولید کنید و این موضوع، تصمیم‌گیری صحیح در انتخاب کابل مناسب را مشکل می‌کند .

[seyed mehdi hoseyni 27119]

● نصب تجهیزات Cat 6

 

نحوه نصب تجهیزات Cat 6 در بسیاری از موارد با روش‌های نصب تجهیزات استاندارد قدیمی‌تر یعنی Cat5 مشابه است. ولی برخی نکات درباره طراحی و نصب وجود دارد که افراد فعال در زمینه نصب و پیاده‌سازی شبکه‌ها می‌بایست به آنها توجه داشته باشند، نظیر پایان ‌دهنده‌های کابل (Cable Terminator) و نحوه انتخاب مسیر کابل. یعنی ضخامت کابل‌ها در انتخاب اندازه داکت باید محاسبه شود. ضمناً وجود پایان‌دهنده کابل هم در کارایی کلی شبکه تأثیر به‌سزائی دارد .

 

● آیا Cat 6 جایگزین Cat5 خواهد شد؟

 

پاسخ مثبت است ولی زمان دقیق آن مشخص نیست. مانند هر فناوری جدید دیگر، در حال حاضر امروزه هزینه نصب تجهیزات Cat 6 در مقایسه با استاندارد Cat5 حدود پانزده درصد گران‌تر است. البته هزینه‌ها به مرور زمان و با افزایش تولید محصولات کاهش خواهد یافت. اما امکاناتی که این استاندارد از نظر کارایی، سرعت و قابلیت می‌دهد، کمابیش صرف‌نظر کردن از آن را غیرممکن می‌کند. ضمن‌ آن‌که کاربردها نیز سرعت بیشتر را طلب می‌کنند و گاهی ما را مجبور به استفاده از Cat 6 می‌نمایند .

 

● آیا مشکلات قبلی برطرف شده‌اند و آیا Cat 6 ادعاهای خود را عملی نموده است؟

 

پاسخ مثبت است. چرا که هیچ مانع فنی در این راه وجود ندارد. زمانی که برای تکمیل استاندارد صرف شده است مربوط به توسعه پارامترها و فرآیندهای تست می‌باشد که برای بهینه‌سازی اجزاء Cat 6 در جهت تضمین همکاری متقابل فروشندگان مختلف صورت گرفته است .

مشخصه‌های فنی با دقت و جزییات بسیار زیاد ذکر شده‌اند و سخت‌افزارهای ارتباطی در شرایط آزمایشی مختلف تست شده‌اند و در شرایط کاری بسیار بد نیز مورد آزمایش قرار گرفته‌اند .

برای همین هم ممکن است مثلاً کانکتورهای ساخت یک شرکت با بقیه محصولات Cat 6 کار کند ولی کارایی آن مثلاً در حالت حداقلی باشد. برای همین هم بهترین کارایی در حالتی وجود دارد که همه تجهیزات از یک سازنده انتخاب شده باشند .

برای آشنایی با عملکرد اتصالات در Cat 6 ، می‌توانید یک گیرنده ماهواره‌ای را تجسم کنید. زمانی که تکنسین برای نصب آنتن بشقابی ماهواره شروع به کار می‌کند، ابتدا آنتن را در جهت اصلی یک ماهواره قرار می‌دهد و سپس با گوش دادن به صدای دستگاه ردیاب خود و یا مشاهده تصویر تلویزیونی اقدام به تغییر جهت بشقاب می‌نماید تا قوی‌ترین سیگنال را بیابد. در مورد جک‌های Cat 6 نیز این موضوع صدق می‌کند .

به این صورت که یک مقدار حداقل قابل قبول برای سیگنال‌ها وجود دارد و یک سیگنال بهینه که در واقع بیانگر قوی‌ترین سیگنال دریافتی در سمت گیرنده اطلاعات می‌باشد .

 

● همان‌طورکه می‌بینید استاندارد Cat 6 کلیه ادعاهای خود را عملی ساخته است. کارایی شبکه چقدر تغییر خواهد یافت؟

 

چه از Cat 6 و چه از Cat5 استفاده کنید، کارآیی شبکه، تحت تأثیر نسبت سیگنال به نویز در سمت گیرنده خواهد بود. همه منابع مؤثر در نویز نظیر NEXT وFEXT ، نویز ILD و همشنوایی خارجی باید مورد توجه قرار گیرند.

مهمترین مزیت کابل‌های Cat 6 در بهینه کردن نسبت سیگنال به نویز با استفاده از بالا بردن پهنای باند است. نتیجه این‌که Cat 6 در مقایسه Cat5 نسبت سیگنال به نویز را حدود ۱۲ دسی‌بل (تقریباً ۱۶ برابر) نسبت به Cat5 بهبود بخشیده است .

 

● آیا واقعاً به Cat 6 نیازمندیم؟

 

شاید بهتر باشد به این سئوال پاسخ دهیم که آیا Cat5 نمی‌تواند جوابگوی نیازهای امروز و یا قابل‌پیش‌بینی آینده باشد؟ پاسخ این است که احتمالاً می‌تواند ولیکن تفاوت‌هایی نیز وجود دارد. مثلاً اینکه ثابت شده است که ۶Cat نرخ خطای بیتی کمتری را نسبت به Cat5 دارد که این موضوع منجر به انتقال داده‌های بیشتر در طول شبکه‌های اترنت ۱۰۰BASE-TX و ۱۰۰۰BASE-T می‌شود .

در مورد کاربردهای آتی شبکه نیز باید بگوییم که در این استاندارد استفاده از امکان گیگابیت اترنت (1000BASE-TX )به صورت یک راه‌حل مناسب برای آینده ارائه شده است .

کاربرد دیگر در زمینه ارسال ویدئو از طریق خطوط باند پهن می‌باشد که امروزه برای این‌کار از کابل‌های هم محور (Coaxial) استفاده می‌شود ولی راه‌حل Cat 6 برای این کار برای مسافت‌های بیش از ۱۰۰متر و در فرکانس‌های کاری بالای ۵۵۰ مگاهرتز می‌باشد. چرا که ضریب افت سیگنال کم در فرکانس‌های بالا در استاندارد Cat 6 آن را نسبت به Cat5 برای این کار مناسب‌تر نموده است .

یک کاربرد اساسی دیگر، ویدئوی دیجیتال می‌باشد که بر اساس آن سیگنال‌های دیجیتال مستقیماً از یک منبع تلویزیون با کیفیت بالا (HDTV) با سرعت 5/1 گیگابایت در ثانیه صادر می‌شوند که از توان امروزی شبکه‌های مسی Cat5 بسیار بالاتر است. طی یک بررسی از ظرفیت انتقال داده در کابل‌های Cat 6 با پهنای باند ۲۰۰ مگاهرتز مشاهده شد که نرخ انتقال داده حدود ۲ گیگابایت در ثانیه بود .

 

● چرا به جای Cat 6 از فیبر نوری استفاده نکنیم؟

 

بدون نیاز به بررسی کارایی، تصمیم‌گیری درباره انتخاب کابل‌های مسی یا نوری را بهتر است با توجه به تفاوت قیمت میان کابل‌های مسی و کابل‌های فیبر نوری شروع کنیم و یا شاید بهتر باشد کل تجهیزات لازم برای شبکه‌های مبتنی بر کابل‌های مسی و کابل‌های فیبر نوری را با یکدیگر مقایسه کنیم .

در کل، هزینه بالای تجهیزات شبکه‌های نوری، استفاده از آن‌ها را در کابل‌کشی افقی مقرون به صرفه نمی‌سازد و فقط در شرایطی که محیط از نویز بالا برخوردار است یا امنیت بالا مورد نیاز می‌باشد می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد. البته با گذشت زمان هزینه خرید کابلهای نوری پائین آمده است ولیکن در مقایسه با تجهیزات فعال شبکه‌ای، هنوز هم این رقم بسیار بالاتر از استانداردهای مبتنی بر کابل مسی می‌باشد .

دلیل دیگر در استفاده از تجهیزات مسی در کاربردهای مربوط به برق‌رسانی سیستم‌های تلفنی VoIP در برق هوشمند می‌باشد. طبق این استاندارد جدید که توسط IEEE ارائه شده، یک پریز دیواری می‌تواند توان موردنیاز برای تجهیزاتی نظیر IP Phone ، دوربین و ... را فراهم سازد که این ویژگی به‌خوبی توسط استانداردهای مبتنی بر کابل‌های مسی قابل پشتیبانی و ارائه است .

 

● نتیجه‌گیری

 

در این مقاله تفاوت‌ها و شباهت‌های میان استانداردهای Cat 6 و Cat5 و دلائلی که کاربران را قانع کند تا از Cat 6 استفاده نمایند بیان شدند . این استاندارد شامل مشخصه‌های مربوط به سازگاری محصولات سازنده‌های مختلف و سازگاری با استانداردهای قبلی می‌باشد .

از نقطه نظر کارایی، اگر ما از ویژگی‌های پهنای باند و نسبت سیگنال به نویز برای مشخص کردن کل کارایی استفاده کنیم، کابل‌بندی Cat 6 در مقایسه با Cat5 پهنای باندی حدود ۲ برابر (۲۰۰ مگاهرتز) و نسبت سیگنال به نویزی در حدود ۱۶ برابر بهتر ارائه می‌کند. بقیه موارد مربوط است به جبران کمبودهای سایر تجهیزات و نویزهای خارجی و تغییرات حرارتی محیط .

ضمناً Cat 6 از کاربردهای مختلفی نظیر امکان ارسال ویدئو از طریق خط باند پهن چند کاناله تا حداکثر محدوده فرکانسی ۵۵۰ مگاهرتز و نیز سیگنال‌های ویدئویی دیجیتالی تا ۲ گیگابیت در ثانیه برای HDTV و همچنین کاربردهای گیگابیت اترنت پشتیبانی می‌کند .

از یک جنبه دیگر، کابل‌بندی Cat 6 برای کارهای متداول در مقایسه با فیبر نوری مناسب‌تر است و دلیل اصلی آن هم تفاوت قیمت عمده این دو نوع از تجهیزات می‌باشد. به غیر از این‌ها، استاندارد جدید IEEE برای تغذیه راه دور تجهیزات DTE سازگاری بیشتری با تجهیزات Cat 6 دارد و دلیل آن هم به خاطر اتلاف کمتر ولتاژ در این کابل‌ها می‌باشد