الفصل الخامس: Cabling Solutions and Issues
الجزء الاول: #1
العنوان: General Media Considerations
عند العمل مع شبكة موجودة أو تنفيذ شبكة جديدة، تحتاج إلى تحديد خصائص وسائط الشبكة وكابلاتها المرتبطة، يركز هذا الفصل على وسائط الشبكة والموصلات المستخدمة في شبكات اليوم وكيفية تناسبها في خزائن التوصيل وما بعدها.
اعتبارات وسائط عامة (General Media Considerations):
بالإضافة إلى تحديد خصائص وسائط الشبكة وكابلاتها المرتبطة، يتطلب امتحان Network Plus معرفة ببعض المصطلحات والمفاهيم العامة المرتبطة بوسائط الشبكة. قبل أن تنظر إلى أنواع الوسائط الفردية، فمن الجيد أولاً أن تكون لديك فهم لبعض الاعتبارات العامة للوسائط.
نصيحة أختبار:
تذكر أن هذا الهدف يبدأ بـ "تلخيص أنواع الكابلات والموصلات." وهذا يعني أنه ستحتاج إلى القدرة على شرح أيهما هو الكابل أو نوع الموصل المناسب للحل.
الإرسال بالموجات فوق الصوتية مقابل الإرسال الأساس
تستخدم الشبكات نوعين من أساليب الإشارة / تقنيات التعديل:
- الإرسال الأساسي (Baseband transmissions): يستخدم الإرسال الأساسي إشارات رقمية عبر سلك واحد. الاتصال عبر الإرسال الأساسي ثنائي الاتجاه ، مما يتيح إرسال الإشارات واستقبالها، ولكن ليس في نفس الوقت ، ولإرسال إشارات متعددة عبر كابل واحد، يستخدم الإرسال الأساسي شيئًا يُسمى التعدد في التقسيم الزمني (TDM)، يقسم TDM قناة واحدة إلى فتحات زمنية، الشيء الرئيسي حول TDM هو أنه لا يغير كيفية عمل الإرسال الأساسي، فقط كيفية وضع البيانات على الكابل.
نصيحة أختبار:
معظم الشبكات تستخدم الإرسال الأساسي. (لاحظ كلمة "أساسي")، وأمثلة على ذلك هي 1000BASE-T و 10GBASE-T
- الإرسال بالموجات فوق الصوتية (Broadband transmissions) : من حيث معايير الشبكات المحلية (LAN)، وتستخدم الإرسالات بالموجات فوق الصوتية الإرسالات التناظرية. لكي يمكن إرسال واستقبال الإرسالات بالموجات فوق الصوتية، يجب تقسيم الوسط إلى قناتين. (بالبديل، يمكن استخدام كابلين: أحد لإرسال الإرسالات والآخر لاستقبالها.) يتم إنشاء قنوات متعددة باستخدام التعدد في تقسيم الترددات (FDM). يمكن لـ FDM أن يمكن وسائط الإرسال بالموجات فوق الصوتية من استيعاب حركة المرور في اتجاهات مختلفة على وسط واحد في نفس الوقت.
أوضاع Simplex، و Half-Duplex، وFull-Duplex :
تُشير أوضاع Simplex، و half-duplex، و duplex الكامل إلى وضعيات الحوار، وتحدد الاتجاه الذي يمكن أن تتدفق من خلاله البيانات عبر وسائط الشبكة.
- وضع Simplex يمكن التواصل في اتجاه واحد للبيانات عبر الشبكة، حيث يتم استخدام عرض النطاق الترددي الكامل للكابل للإشارة الناقلة، والتواصل في اتجاه واحد لا يفيد كثيرًا في الشبكات المحلية، مما يجعله في أفضل الحالات غير مألوف لتنفيذ الشبكات.
- الوضع نصف duplex هو الأكثر شيوعًا بكثير، حيث يتيح الإرسال والاستقبال عبر الشبكة، ولكن ليس في نفس الوقت، ويتم تكوين العديد من الشبكات للتواصل نصف Duplex.
- وضع Duplex الكامل هو وضع الحوار المفضل للتواصل الشبكي، لاستخدام الدوبلكس الكامل، يجب أن تدعم كلاً من بطاقة الشبكة ومحول الشبكة أو السويتش duplex الكامل، يمكن للأجهزة المكونة Duplex الكامل نقل البيانات واستقبالها في نفس الوقت، وهذا يعني أن بطاقات الشبكة بسرعة 100 ميغابت في الثانية يمكنها نظريًا نقل البيانات بسرعة 200 ميغابت في الثانية باستخدام وضع duplex الكامل.
- النحاس (Copper)
- الألياف البصرية (Fiber-optic)
- الفئة 5 (Category 5): هذا الكابل ذو البيانات عادة ما كان يستخدم مع الإيثرنت السريع بسرعة 100 ميغابت في الثانية مع نطاق نقل يصل إلى 100 متر، وعلى الرغم من أن الفئة 5 كانت نوعًا شعبيًا من الوسائط، إلا أن هذا الكابل هو معيار قديم،و تستخدم التنفيذات الأحدث معايير 5e أو أعلى، وتوفر الفئة 5 حد أدنى من 100 ميغاهرتز من عرض النطاق الترددي، على الرغم من أن الفئة 5 تستخدم أساسًا لشبكات الإيثرنت 10/100، إلا أنه يمكن أن تكون أسرع. يحدد معيار IEEE 802.11ae 1000 ميغابت في الثانية عبر كابل الفئة 5.
- الفئة 5e (Category 5e): هذا الكابل ذو البيانات يُستخدم في الشبكات التي تعمل بسرعات 10/100 ميغابت في الثانية وحتى 1000 ميغابت في الثانية، ويمكن استخدام كابل الفئة 5e حتى 100 متر، واعتمادًا على التنفيذ والمعيار المستخدم، يوفر كابل الفئة 5e حد أدنى من 100 ميغاهرتز من عرض النطاق الترددي.
- الفئة 6 (Category 6): هذا الكابل UTP ذو الأداء العالي يمكنه نقل البيانات بسرعة تصل إلى 10 جيجابت في الثانية، وتحتوي الفئة 6 على حد أدنى من 250 ميغاهرتز من عرض النطاق الترددي وتحدد أطوال الكابل تصل إلى 100 متر مع نقل بسرعة 10/100/1000 ميغابت في الثانية، بالإضافة إلى 10 جيجابت في الثواني على مسافات أقصر، ويتكون كابل الفئة 6 عادة من أربعة أزواج ملتوية من الأسلاك النحاسية، لكن قدراته تتجاوز بكثير تلك الأنواع الأخرى من الكابلات، يستخدم الفئة 6 الملتوية الفرز الطولي، الذي يفصل كل من الأزواج الأربعة من الأسلاك عن بعضها البعض، وتقلل هذه البنية الإضافية بشكل كبير من كمية التداخل في الكابل وتجعل من النقل بسرعات أسرع ممكن.
- الفئة 6a (Category 6a): يُعرف هذا الكابل أيضًا بالفئة المعززة 6، ويقدم تحسينات على الفئة 6 عن طريق توفير حد أدنى من 500 ميغاهرتز من عرض النطاق الترددي، ويحدد مسافات النقل حتى 100 متر مع سرعات شبكية تصل إلى 10 جيجابت في الثانية.
- الفئة 7 (Category 7): الميزة الكبيرة لهذا الكابل هي أنه تمت إضافة حماية للأزواج الفردية وللكابل ككل لتقليل التداخل بشكل كبير، ويتم تصنيفه لنقل 600 ميغاهرتز وهو متوافق مع الفئة 5 والفئة 6، وتختلف الفئة 7 عن الكابلات الأخرى في هذه المجموعة بأنها لا تُعترف بها من قِبل EIA/TIA وأنها كابل ملتوي محمي، وبينما يُذكر كل من الآخرين في أهداف الامتحان على أنها غير محمية.
- الفئة 8 (Category 8): تم إنشاء هذا المعيار للاستخدام في الأماكن التي تكون فيها المسافات قصيرة (مثل بين السويتشات والخوادم في مركز البيانات)، وبينما لم يُنشأ خصيصًا للاستخدام في المكاتب العامة (بشكل أساسي بسبب التكلفة)، إلا أنه سيعمل بشكل جيد إذا استخدم في شبكة SOHO لأنه يمكن أن يحقق سرعات تصل إلى 40 جيجابت في الثانية عند 2000 ميغاهرتز وفقط للمسافات تصل إلى 30 مترًا (حوالي 98 قدم).
Coaxial cabling
يتم بناء كابل Coaxial بهذه الطريقة لإضافة مقاومة للتوهين (فقدان قوة الإشارة مع انتقالها عبر المسافة)، والتداخل (تدهور الإشارة الناجم عن إشارات من كابلات أخرى تمر بالقرب منه)، والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، ويُستخدم نوعان من Coaxial في الشبكات: الكواكسيال الرقيق(thin coax) ، المعروف أيضًا بـ thinnet أو 10BASE2، وthick coax، المعروف أيضًا بـ thicknet. لا يتمتع أي منهما بشعبية كبيرة بعد الآن، ولكن من المرجح أن تصادف thin coax، وكان ال thich coax يستخدم أساسًا لكابل العمود الفقري، ويمكن تمريره عبر المساحات المسموح بها لأنه يوفر مقاومة كبيرة للتداخل الكهرومغناطيسي والتداخل، ويمكن أن يمتد بطول يصل إلى 500 متر، ويوفر thick coax سرعات تصل إلى 10 ميغابت في الثانية، وهي بطيئة جدًا بالنسبة لبيئات الشبكة الحالية.
من المرجح رؤية Coaxial الرقيق أكثر من Coaxial السميك في شبكات اليوم، لكنه ليس شائعًا، يبلغ قطر الكواكسيال الرقيق فقط 0.25 بوصة، مما يجعله سهل التركيب نسبيًا، لسوء الحظ، من عيوب جميع أنواع الكواكسيال الرقيق أنه عرضة لانقطاعات الكابل، مما يزيد من الصعوبة عند تركيب واستكشاف الشبكات القائمة على الكواكسيال.
يوجد عدة أنواع من كابلات الكواكسيال الرقيقة، لكل منها استخدام محدد. يوضح الجدول التالي هذه الفئات.
نصيحة أختبار:
للتحضير للامتحان، يجب التركيز على RG-6 ومعرفة الفرق بينه وبين RG-59.
- الألياف متعددة الأنماط (Multimode fiber): تسافر العديد من حزم الضوء عبر الكابل، وترتد عن جدران الكابل. هذه الاستراتيجية تضعف الإشارة في الواقع، مما يقلل من الطول والسرعة التي يمكن أن تنتقل بها إشارة البيانات.
- الألياف أحادية النمط (Single-mode fiber): يستخدم هذا النوع شعاعًا واحدًا مباشرًا من الضوء، مما يسمح بمسافات أكبر وسرعات نقل أعلى.
- نواة 62.5 ميكرون/125 ميكرون (cladding multimode).
- 50 ميكرون الأساسية / 125 ميكرون (cladding multimode).
- 8.3 ميكرون الأساسية / 125 ميكرون (cladding single mode).
في البحث المستمر عن عرض النطاق الترددي الذي يمكنه مواكبة متطلبات التطبيقات الحديثة، من المؤكد أن تلعب كابلات الألياف البصرية دورًا رئيسيًا.
نصيحة أختبار:
فهم أنواع الألياف البصرية المتاحة مع التركيز على الألياف أحادية النمط ومتعددة الأنماط، وكذلك مزاياها وعيوبها، أمر مهم للتطبيقات الواقعية وكذلك لامتحان Network Plus.
كابلات البلاينوم مقابل كابلات (Plenum Versus PVC Cables):
Plenum هو الفضاء الغامض الذي يقع بين السقف الزائف أو السقف المعلق والسقف الحقيقي، يُستخدم هذا الفضاء عادةً لمجاري التكييف والتدفئة، قد يحتوي أيضًا على عدد كبير من الكابلات، بما في ذلك كابلات الهاتف والكهرباء والشبكة، ويجب أن تكون الكابلات التي تشغل هذا الفضاء مصنفة كبلينوم بدلاً من كابلات PVC القياسية، وتُغطى كابلات البلاينوم بمادة غير قابلة للاشتعال، غالبًا ما تكون من التفلون أو الكاينار، ولا تنبعث منها أبخرة سامة إذا اشتعلت النيران فيها، وكما قد تتخيل، فإن كابلات البلاينوم تكلف أكثر من الكابلات العادية (المصنوعة من PVC)، ولكنها ضرورية عندما لا يتم تشغيل الكابلات عبر قناة. كمكافأة، تعاني كابلات البلاينوم من توهين أقل من الكابلات غير المصنفة كبلاينوم.
نصيحة أختبار:
تُستخدم موصلات متنوعة مع وسائط الشبكة المرتبطة، وتقوم موصلات الوسائط بالاتصال بوسائط النقل وتسمح بالاتصال الفيزيائي بالجهاز الحاسوبي، لامتحان Network Plus، وتحتاج إلى التعرف على الموصلات المرتبطة بوسيط معين، توضح الأقسام التالية الموصلات والوسائط المرتبطة بها.
أنواع موصلات الوسائط (Types of Media Connectors):
تُستخدم موصلات متنوعة مع وسائط الشبكة المرتبطة. تقوم موصلات الوسائط بالاتصال بوسائط النقل وتسمح بالاتصال الفيزيائي بالجهاز الحاسوبي. لامتحان +Network، تحتاج إلى التعرف على الموصلات المرتبطة بوسيط معين. توضح الأقسام التالية الموصلات والوسائط المرتبطة بها.
موصلات BNC:
ترتبط موصلات BNC بالوسائط المحورية وشبكات 10BASE2، ولم تعد موصلات BNC شائعة كما كانت من قبل، لكنها لا تزال تُستخدم في بعض الشبكات، وبطاقات الشبكة القديمة، والمراكز القديمة. تشمل موصلات BNC الشائعة موصلات البرميل، وموصلات T، والنهايات. يوضح الشكل التالي اثنين من النهايات (في الأعلى والأسفل) واثنين من موصلات T (على اليسار واليمين).
BNC connectors
نصيحة أختبار:
غالبًا ما يُشار إلى الموصلات أحيانًا باسم الوصلات، لأغراض الامتحان، اعتبر الكلمتين مرادفتين.
موصلات RJ-11:
تُستخدم موصلات RJ-11 (Registered Jack) البلاستيكية الصغيرة في كابلات الهاتف، وتتسع لستة دبابيس صغيرة، ومع ذلك، في العديد من الحالات، لا يتم استخدام جميع الدبابيس، على سبيل المثال، يستخدم اتصال الهاتف القياسي دبابيسين فقط، ويستخدم كابل اتصال مودم خط المشترك الرقمي (DSL) أربعة دبابيس.
تشبه موصلات RJ-11 إلى حد ما موصلات RJ-45، التي ستتم مناقشتها لاحقًا، على الرغم من أنها أصغر قليلاً. يحتوي كلا الموصلين RJ-11 و RJ-45 على شفة بلاستيكية صغيرة في الجزء العلوي من الموصل لضمان اتصال آمن. يوضح الشكل 5.6 عرضين لموصل RJ-11.
RJ-11 connectors
موصلات RJ-45:
تُعد موصلات RJ-45، كما هو موضح في الشكل التالي، الأكثر شيوعًا التي ستواجهها في شبكاتك، وتُستخدم موصلات RJ-45 مع كابلات الزوج الملتوي (twisted-pair cabling)، وهي الكابلات الشبكية الأكثر انتشارًا اليوم. تشبه موصلات RJ-45 مقابس الهاتف RJ-11 المذكورة سابقًا، لكنها تدعم ما يصل إلى ثمانية أسلاك بدلًا من الستة التي تدعمها موصلات RJ-11. كما أن موصلات RJ-45 أكبر حجمًا من موصلات RJ-11.
RJ-45 connectors
موصلات F-Type وكابلات RG-59 و RG-6:
تُعد موصلات F-Type، كما هو موضح في الشكل 5.8، وصلات تُثبَّت بالبراغي تُستخدم لتوصيل الكابل المحوري بالأجهزة. يشمل ذلك كابلات RG-59 و RG-6، في عالم الشبكات الحديثة، ترتبط موصلات F-Type بشكل شائع بتوصيل أجهزة المودم الخاصة بالإنترنت بمعدات من مزود خدمة الإنترنت (ISP) عبر الكابل أو الأقمار الصناعية، ومع ذلك، تُستخدم موصلات F-Type أيضًا لتوصيل بعض الملحقات الخاصة.
F-type connector
تحتوي موصلات F-Type على "nut" على الوصلة توفر شيئًا للإمساك به أثناء تشديد الاتصال باليد. إذا لزم الأمر، يمكن أيضًا إمساك هذه الصمولة برفق باستخدام كماشة للمساعدة في فك الاتصال.
نصيحة أختبار:
من المتوقع أن تتعرف على الموصلات التي تم مناقشتها في هذا الفصل من خلال مظهرها في امتحانNetwork Plus.
موصلات الألياف الضوئية (Fiber Connectors):
ترتبط مجموعة متنوعة من الموصلات بكابلات الألياف الضوئية، وهناك عدة طرق لتوصيلها، و تشمل هذه الموصلات موصلات الحربة، والقفل المفاجئ، والسحب والدفع. يوضح الشكل التالية موصلات الألياف الضوئية المحددة في أهداف Network Plus.
نصيحة أختبار:
كما هو الحال مع الموصلات الأخرى التي تمت مناقشتها في هذا القسم، كن مستعدًا للتعرف على موصلات الألياف الضوئية من خلال مظهرها وكيفية توصيلها فيزيائيًا.
على أجهزة التوجيه (الراوتر)، تُستخدم وحدات SFP (شكل صغري قابل للتوصيل) ووحدات GBIC (محول واجهة جيجابت) عادةً لربط منفذ جيجابت إيثرنت بشبكة الألياف (غالبًا 1000BASE-X). تتوفر SFPs وGBICs لتقنيات أخرى غير الألياف (الإيثرنت وSONET/SDH هما الشائعان)، ولكن أصبح الاتصال بالألياف هو الاستخدام الأكثر شيوعًا.
عند استكشاف أخطاء SFP أو GBIC، يجب التأكد من عدم وجود عدم تطابق في الكابلات أو كابل/جهاز إرسال واستقبال معطل، وبالرغم من بساطته، من المهم التحقق من استخدام كابل ألياف أحادية النمط مع واجهة أحادية النمط وكابل ألياف متعددة الأنماط لواجهة متعددة الأنماط، ويمكن أن يتسبب هذا النوع من عدم تطابق الألياف في تعطل الرابط الفيزيائي بالكامل، ولكنه لا يحدث دائمًا، مما يجعل استكشافه صعبًا.
- الألياف البصرية أحادية النمط إلى إيثرنت
- الألياف أحادية النمط إلى الألياف متعددة الأنماط
- الألياف متعددة الأنماط إلى إيثرنت
- الألياف البصرية إلى الكابل المحوري (coaxial)