Loại cáp mạng nào nên được sử dụng giữa các tòa nhà?

Bài viết này sẽ hướng dẫn đầy đủ cho bạn tất cả các loại cáp mạng nào nên được sử dụng giữa các tòa nhà hiện đại

Cáp dữ liệu là một trong những lĩnh vực kỹ thuật mạng đã có quá trình phát triển xoắn ốc lâu dài. Hệ thống cáp là thành phần tồn tại lâu nhất của mạng; mọi thứ bên trên lớp cáp, từ thiết bị chuyển mạch đến máy trạm, có thể trải qua một số chu kỳ nâng cấp trước khi hệ thống cáp được cải tiến.

Khi các yêu cầu về khả năng và lưu lượng của các phần mạng khác nhau đã thay đổi, thì lớp vật lý phục vụ chúng – cáp dữ liệu cũng vậy. Nhiều loại thiết bị khác nhau được tích hợp trong mạng công ty ngày nay, từ máy in và máy trạm đến máy chủ và camera quan sát, và các điều kiện hoạt động khác nhau mà chúng phải làm việc, từ tầng văn phòng yên tĩnh đến nền tảng công nghiệp, đã dẫn đến nhiều loại cáp khác nhau đang được sử dụng, ngay cả trong cùng một mạng.

Hiểu lý do tại sao các loại cáp này được phát triển, cách chúng được sử dụng và chúng được sử dụng để làm gì có thể là chìa khóa để đưa ra quyết định mua và lập kế hoạch tối ưu.

Ba lớp cáp

Trong khi có hàng chục loại cáp hiện đang được sử dụng cho dữ liệu và cáp mạng viễn thông, tất cả chúng đều nằm trong ba lớp, được phân biệt bởi phương tiện truyền dẫn (tức là vật liệu nào mang tín hiệu điện) và cách phương tiện truyền dẫn được định hình.

Ba lớp phổ biến này là:

• Cáp đồng trục (thường được gọi đơn giản là “đồng trục”), sử dụng đồng làm phương tiện truyền dẫn

• Cáp xoắn đôi, cũng sử dụng đồng làm phương tiện truyền dẫn, nhưng có cấu trúc khác

• Cáp quang, sử dụng sợi quang để truyền tín hiệu dưới dạng ánh sáng

Vật liệu và cấu trúc xác định chi phí của cáp, cách nó được lắp đặt và xác minh, cũng như nhiều thông số hoạt động khác – nhưng nó cũng quyết định cách thức hoạt động của cáp. Đặc biệt, nó xác định:

• Băng thông và độ trễ của mạng của bạn – tức là lượng thông tin có thể được truyền đi trong một đơn vị thời gian (megabit hoặc gigabit mỗi giây) và cần bao nhiêu thời gian để một đơn vị thông tin truyền qua cáp.

• Khoảng cách mà tín hiệu của một tốc độ cụ thể có thể được truyền đi. Tín hiệu điện vốn đã bị suy giảm hoặc bị giảm độ ẩm – và vật liệu được sử dụng cho cáp xác định mức độ suy giảm tín hiệu trên một chiều dài nhất định. Khi chúng di chuyển qua cáp, tín hiệu dữ liệu cũng bị trộn lẫn với nhiễu mà cáp chọn từ các nguồn bên ngoài và từ chính hệ thống lắp đặt điện. Sau một thời điểm nhất định, nhiễu hoặc tạp âm này “át đi” tín hiệu hữu ích – và chất liệu và cấu trúc cáp xác định thời gian tín hiệu có thể truyền qua dây trước khi thu được quá nhiều nhiễu, đến mức tín hiệu ban đầu không thể tái tạo được nữa

• Yêu cầu lắp đặt: tùy thuộc vào vật liệu và cấu tạo của cáp, cần sử dụng nhiều loại đầu nối khác nhau, việc lắp đặt cáp có thể yêu cầu các biện pháp phòng ngừa cụ thể (chẳng hạn như bảo vệ cáp khỏi các phần tử) hoặc các thao tác đặc biệt, chẳng hạn như nối nhiệt hạch.

Có một số loại cáp trong mỗi lớp và các mạng công ty hiện đại thường sử dụng cáp từ cả ba lớp này.

Loại quen thuộc nhất là cáp xoắn đôi, được sử dụng trên hầu hết các tầng văn phòng. Cáp quang được sử dụng chủ yếu cho hệ thống cáp đường dài, chẳng hạn như thiết bị an ninh viễn thông và ngoài trời, và cho các ứng dụng băng thông cao, chẳng hạn như cáp mạng trung tâm dữ liệu. Cáp đồng trục, mặc dù ít được sử dụng cho mạng dữ liệu máy tính nữa, nhưng vẫn được sử dụng cho CATV và một số ứng dụng vô tuyến.

Cáp xoắn đôi

Cáp đôi xoắn là loại mà hầu hết chúng ta biết đến với cái tên “cáp mạng”. Trên thực tế, có rất nhiều loại cáp xoắn đôi khác nhau và việc lựa chọn loại cáp chính xác không phải lúc nào cũng đơn giản. Tuy nhiên, đây là một quyết định quan trọng, vì cáp xoắn đôi là kết cấu của mạng văn phòng hướng tới người dùng, vì vậy nó có thể có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả hoạt động hàng ngày của công ty – và tạo thành một tỷ lệ lớn trong chi phí cáp của mạng .

Cáp xoắn đôi được đặt tên vì nó được làm bằng nhiều cặp dây xoắn xung quanh nhau. Trong mỗi cặp này, một dây mang tín hiệu và dây còn lại được sử dụng làm “quy chiếu nối đất” – nghĩa là, một dây “mang” điện áp được hiểu là tín hiệu dữ liệu và dây còn lại được sử dụng bởi các thiết bị ở hai đầu của cáp để thống nhất ý nghĩa của 0 vôn.

Các dây cáp được xoắn xung quanh nhau để giảm ảnh hưởng của nhiễu bên ngoài (mà không đi sâu vào vật lý lông, điều này hoạt động vì nhiễu tỷ lệ với bề mặt giữa các dây và cách tốt nhất để giữ bề mặt ở mức tối thiểu là xoắn chặt các dây xung quanh nhau).

Trong một số ứng dụng, ngay cả điều này cũng không cung cấp đủ khả năng miễn nhiễm – vì vậy các kỹ sư cũng đã thêm một lớp kim loại bảo vệ xung quanh các cặp cáp xoắn. Đây được gọi là cáp đôi xoắn không được che chắn (STP), trái ngược với người anh em không được che chắn (và do đó, ít bị nhiễu hơn), cáp đôi xoắn không được che chắn (UTP). Cáp UTP là loại cáp được sử dụng rộng rãi nhất trong các tầng văn phòng.

Có bảy loại cáp xoắn đôi đã được phát triển, cho các ứng dụng khác nhau. Một số trong số bảy danh mục này chỉ được quan tâm trong lịch sử ngày nay, và những danh mục khác chỉ được sử dụng trong các ngách rất cụ thể; những điều quan trọng nhất là:

• Cat5e là loại mà chúng tôi gọi là “cáp Ethernet” – và thực sự là cáp phổ biến nhất được sử dụng cho dữ liệu và mạng thoại của công ty. Cáp Cat5e có thể truyền tín hiệu xa tới 100 mét, với tốc độ 1 Gbps. Chữ “e” trong tên bắt nguồn từ “Extended”: đã từng có một tiêu chuẩn Cat5 “thông thường”, nhưng nó đã không còn được dùng vào năm 2001; tuy nhiên, các yêu cầu về băng thông và cấu trúc giữa hai loại là tương tự nhau, vì vậy không có gì lạ khi thấy cáp Cat5e được dán nhãn là Cat5. Bạn cũng sẽ nghe nói về cáp Cat5e được gọi là “cáp RJ-45”. Nói như vậy là không đúng – RJ-45 là loại đầu nối, đầu cắm bằng nhựa có kẹp nhỏ – nhưng RJ-45 là đầu nối phổ biến nhất được sử dụng cho cáp Cat5e.

• Cat3 (đôi khi được gọi là dây trạm hoặc dây cấp thoại) đã từng được sử dụng thường xuyên cho các mạng thoại. Ngày nay, các cài đặt thoại mới được xây dựng bằng cáp Cat5e hoặc Cat6, nhưng nhiều mạng thoại được xây dựng với Cat3 vẫn còn tồn tại và sẽ là trong tương lai gần. Một số công ty đang chuyển dần sang Cat5e, bằng cách thay thế Cat3 khi nó cần sửa chữa, nhưng quá trình này rất chậm, đặc biệt là đối với các mạng toàn tòa nhà hoặc khuôn viên.

• Cáp Cat6 là một cải tiến so với cáp Cat5e, cho phép tốc độ lên đến 10 Gbps và nó có cả hai phiên bản được bảo vệ và không được che chắn. Cáp Cat6 có thể mang tín hiệu 10 Gbps trên khoảng cách lên đến 55 mét và tín hiệu 1 Gbps trên khoảng cách lên đến 100 mét.

Cat1 và Cat2 ngày nay chỉ được quan tâm trong lịch sử (việc lắp đặt Cat2 vẫn tồn tại, nhưng không có cài đặt mới nào được thực hiện ở Anh kể từ cuối những năm 1980). Cáp Cat4 cũng chỉ được sử dụng trong một thời gian ngắn. Cat7 là một loại cáp có vỏ bọc được sử dụng cho các ứng dụng tốc độ cao và / hoặc môi trường có nhiễu cao, chẳng hạn như sàn công nghiệp hoặc CATV. Cuối cùng, Cat8, được giới thiệu gần đây, dành cho các ứng dụng tầm ngắn, sử dụng nhiều dữ liệu, chẳng hạn như trung tâm dữ liệu, không phải cho hệ thống cáp văn phòng thông thường.

Làm thế nào là lựa chọn đúng cáp được thực hiện? Đây là sự cân bằng giữa ba tham số:

• Băng thông: Mạng 10 Gbps chắc chắn cần sử dụng cáp Cat6, nhưng các lựa chọn được mở dưới mức đó, đặc biệt khi máy trạm của người dùng kết nối qua không dây (và do đó, tốc độ kết nối chủ yếu được quyết định bởi số lượng và tốc độ của các điểm truy cập không dây) .

• Khoảng cách: Khoảng cách mà tín hiệu phải được truyền đi quyết định loại cáp và lựa chọn che chắn, cũng như thiết kế mạng tổng thể, vì nó ảnh hưởng đến vị trí của thiết bị chuyển mạch (và nếu cần, lặp lại).

• Chi phí: Chi phí đi cáp tốc độ cao, được che chắn cao hơn cáp không được che chắn, tốc độ thấp. Việc tìm ra tập hợp các khả năng về khoảng cách và băng thông phục vụ các yêu cầu kinh doanh của bạn hiện nay và trong tương lai gần, cuối cùng là chìa khóa để chọn loại cáp hiệu quả nhất về chi phí.

Cáp quang

Cáp quang sử dụng một nguyên tắc truyền dẫn rất khác nhau. Một sợi cáp quang được làm bằng một sợi dài của vật liệu giống như thủy tinh, được gọi là lõi, được bao bọc bởi một lớp vỏ được gọi là lớp bọc. Lớp phủ bảo vệ lõi, nhưng vật liệu phủ không chỉ được chọn vì đặc tính bảo vệ của nó: một trong những đặc tính của nó, được gọi là chiết suất, được chọn để khi một chùm ánh sáng truyền qua lõi chạm vào lớp phủ dưới một góc cụ thể, nó được phản xạ gần như hoàn toàn, với rất ít năng lượng bị mất qua tán xạ hoặc khúc xạ.

Vì vậy, miễn là chúng ta có thể giữ cho lõi đủ mỏng và hướng một chùm ánh sáng đủ tốt khi nó đi vào lõi, chúng ta có thể mang nó trong một khoảng cách rất xa, với rất ít sự suy giảm. Thật vậy, một số cáp quang có thể mang tín hiệu 10 Gbps trên khoảng cách lên đến 10 km.

Tuy nhiên, những khả năng vượt trội này phải trả giá đắt: máy tính, máy in và điện thoại sử dụng tín hiệu điện, không phải tín hiệu quang học. Bằng cách nào đó, tín hiệu điện cần được chuyển đổi thành ánh sáng – và sau đó từ ánh sáng trở lại thành tín hiệu điện. Các bộ thu phát làm điều này khá tốn kém; và, so với đồng, bản thân chất xơ cũng vậy.

Có hai loại cáp quang chính: multimode và singlemode. “Chế độ” trong tên gọi, nhiều hay ít, đề cập đến số lượng đường đi mà các tia có thể đi qua lõi. Cáp đa chế độ dày hơn và cho phép nhiều đường lan truyền, do đó cho phép sử dụng các nguồn sáng tương đối rẻ trong bộ thu phát, do đó giảm giá thành của chúng. Tuy nhiên, tín hiệu suy giảm nhanh hơn và do đó có thể được truyền qua khoảng cách thấp hơn. Sợi Singlemode chỉ cho phép một đường ánh sáng, do đó giảm thiểu suy hao, nhưng yêu cầu nguồn sáng chất lượng cao và do đó, các bộ thu phát đắt tiền hơn.

Cáp đa chế độ – OM1, OM2, OM3 và OM4 – tất cả đều hoạt động ở tốc độ lên đến 10 Gbps và OM3 / 4 cũng hoạt động ở 40 Gbps. OM1, OM2 và OM3 là những thứ được sử dụng nhiều nhất trong các mạng quy mô vừa và nhỏ. Cáp quang OM4 được sử dụng cho các kết nối tốc độ cao trong các trung tâm dữ liệu và khuôn viên công ty. Cáp Singlemode – OS1 và OS2 – chủ yếu được sử dụng cho các liên kết đường dài, tốc độ cao. Tuy nhiên, OS1 có nghĩa là để sử dụng trong nhà, trong khi OS2 cũng có thể được sử dụng cho các cài đặt ngoài trời.

Cáp quang có các yêu cầu kết nối và lắp đặt rất cụ thể. Ví dụ, việc nối cáp đòi hỏi sự căn chỉnh cẩn thận của các lõi và một số loại cáp nhất định, chẳng hạn như OS2, không thể bị uốn cong vô thời hạn. Sợi quang có xu hướng mỏng manh hơn đồng – nhưng nó cũng rất nhẹ.

Thông thường, cáp quang là thứ bạn sẽ muốn đi cùng khi triển khai đường dài. Cáp quang là một giải pháp rất hiệu quả về chi phí trong những trường hợp này và yêu cầu cài đặt ít phức tạp hơn nhiều so với việc triển khai dựa trên đồng. Chúng cũng là một lựa chọn tốt cho mạng lõi tốc độ cao, kết nối trung tâm dữ liệu và cho các hệ thống bảo mật.

Cáp đồng trục

Cáp đồng trục hiếm khi được nhìn thấy trong các mạng dữ liệu máy tính ngày nay, nhưng nó vẫn được sử dụng cho nhiều ứng dụng TV và radio, vì vậy chúng tôi cũng sẽ đề cập đến vấn đề này ở đây. Cáp đồng trục sử dụng một sợi dây trung tâm, được gọi là lõi, được phủ một lớp cách điện, và sau đó với một bề mặt dẫn điện khác đóng vai trò như một tham chiếu mặt đất. Dây dẫn thứ hai này được phủ một lớp vật liệu cách điện để bảo vệ vật lý.

Cáp đồng trục có băng thông tuyệt vời (trên thực tế, cao hơn so với cáp xoắn đôi), nhưng tín hiệu suy giảm ở tốc độ cao hơn nhiều. Theo thời gian, điều này đã hạn chế việc sử dụng cáp đồng trục cho các mạng điện thoại kỹ thuật số và các ứng dụng truyền hình, chẳng hạn như CATV và một số hệ thống camera quan sát cũ hơn.

Kết luận

Lựa chọn giữa các loại cáp khác nhau cho một tòa nhà hiện đại khó hơn nhiều so với lý thuyết. Trong thực tế, phải mất nhiều năm kinh nghiệm làm việc trên các dự án cáp đa dạng nhất để có thể chọn đúng loại cáp. Hiệu suất, chi phí, khả năng mở rộng và độ bền chỉ là một vài trong số các yếu tố mà kỹ sư cáp phải tính đến khi chọn cáp cho một tòa nhà nhất định.

Đây là lý do tại sao tại Premiumline.vn chúng tôi chỉ thuê các kỹ sư và kỹ thuật viên có tay nghề và kinh nghiệm. Hơn nữa, họ liên tục được đào tạo về sự phát triển gần đây nhất trong lĩnh vực này. Bằng cách này, tất cả các khách hàng của chúng tôi đều biết rằng dự án của họ đang ở trong tầm tay tốt nhất.

Nếu bạn có thêm bất kỳ câu hỏi nào về việc lựa chọn loại lắp đặt cáp phù hợp cho tòa nhà hiện đại của mình, hãy liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẵn lòng trả lời câu hỏi của bạn và cung cấp ước tính miễn phí cho dự án của bạn.