Tìm hiểu về các loại cáp mạng phổ biến

Tùy theo quy mô và cấu trúc liên kết mạng, người ta sử dụng các loại cáp mạng, cáp thông tin liên lạc khác nhau. Trong bài viết này chúng ta sẽ đi tìm hiểu tính năng của một số loại cáp mạng thường được sử dụng.

Cáp mạng là gì?

Cáp mạng và cáp thông tin liên lạc được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng với nhau. Ví dụ kết nối hai hoặc nhiều máy tính để chia sẻ máy in và máy scan; kết nối bộ chuyển mạch Access Switch với nhiều máy chủ. Cáp xoắn đôi, cáp đồng trục và cáp quang là những loại cáp phổ biến nhất.

Trong một số cấu trúc mạng sẽ chỉ sử dụng một loại cáp. Còn đối với các mạng khác người ta sẽ sử dụng nhiều loại cáp mạng khác nhau. Có một số loại cáp thường được sử dụng với mạng LAN. Những loại cáp được chọn cho mạng có liên quan đến giao thức, cấu trúc liên kết, kích thước của mạng. Để phát triển một mạng thành công thì bạn biết phân biệt và hiểu được đặc điểm, chức năng của các loại cáp khác nhau trong hệ thống mạng.

Cáp xoắn đôi là gì và các tiêu chuẩn của nó

Cáp đôi xoắn TX – Twisted Pair Cable được tạo thành từ 4 – 25 đôi dây đồng. Đây là một loại cáp trong đó hai dây dẫn (thường là đồng) của một mạch đơn được xoắn lại với nhau. Nó dùng để truyền tín hiệu ở khoảng cách gần, kết nối trong mạng LAN kết nối giữa các computer với nhau, computer với modul, switch…

Các cặp của một mạch cần xoắn với nhau vì hai dây dẫn mang tín hiệu tương đương nhưng ngược chiều nhau. Một cặp có thể gây ra nhiễu xuyên âm tới các cặp khác. Hiện tượng nhiễu xuyên âm trở nên mạnh mẽ hơn dọc theo chiều dài của cáp do tín hiệu cùng pha nên biên độ tăng dẫn đến nhiễu. Điều này không hề có lợi đối với việc truyền tín hiệu.

Khi xoắn lại thì tín hiệu sẽ ngược pha nhau nên nhiễu bị triệt tiêu. Nói cách khác việc xoắn các cặp giảm nhiễu xuyên âm giữa các dây.

Cáp xoắn đôi thường được sử dụng trong các mạng dữ liệu cho các kết nối ngắn và trung bình, vì chi phí thấp hơn so với cáp quang và cáp đồng trục.

Cáp STP (Shielded Twisted Pair) và cáp UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cáp xoắn đôi thường được bảo vệ để ngăn chặn hiện tượng nhiễu điện từ. Cáp xoắn đôi được che chắn bởi vỏ chống nhiễu được gọi là cáp xoắn được bảo vệ (STP). Ngược lại với STP, cặp xoắn đôi không được che chắn bởi vỏ chống nhiễu (UTP) sẽ để trần, không được bảo vệ.

Cáp STP (Shielded Twisted Pair)

Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài 1 lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có chức năng chống nhiễu từ bên ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Tốc độ trên lý thuyết 500Mbps và trên thực tế 155Mbps với chiều dài 100m. Sử dụng đầu nối DIN (DB-9), RJ45.

Cáp STP cũng được chia thành loại có vỏ chống nhiễu chung và vỏ chống nhiễu riêng. Cáp STP với vỏ chống nhiễu riêng có lá nhôm cho mỗi cặp xoắn hoặc hai cặp xoắn một. Loại vỏ chống nhiễu này bảo vệ cáp khỏi hiện tượng nhiễu điện từ bên ngoài (EMI) vào hoặc ra khỏi cáp, và cũng bảo vệ các cặp xoắn lân cận khỏi hiện tượng nhiễu xuyên âm. Cáp Overall shielded twisted pair (OSTP) có vỏ chống nhiễu chung hoặc vỏ chống nhiễu riêng trên tất cả các cặp trong cáp xoắn đôi. Loại vỏ chống nhiễu này giúp ngăn EMI xâm nhập hoặc thoát khỏi cáp. Một cáp STP có thể có cả vỏ chống nhiễu chung và riêng.

Cáp UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cáp UTP (Unshielded Twisted – Pair): Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng nó không có lớp vỏ bọc chống nhiễu. Độ dài tối đa của đoạn cáp là 100m. Cáp UTP không có vỏ chống nhiễu dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nhiễu từ bên ngoài. Dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị như: đường dây điện cao thế, nhiễu xuyên kênh… Sử dụng đầu nối RJ45.

Vì lý do đó, loại cáp này thường được tìm thấy trong các ứng dụng điện thoại trong nhà. Cáp điện thoại ngoài trời chứa hàng trăm hoặc hàng ngàn cặp. Các cặp có cùng tốc độ xoắn trong cáp có thể phải chịu một số mức độ nhiễu xuyên âm, vì vậy các cặp dây này thường được lựa chọn cẩn thận trong một cáp lớn để giảm hiện tượng nhiễu xuyên âm.

Hầu hết cáp UTP sử dụng đầu nối RJ45, trông giống như đầu nối điện thoại (RJ11) nhưng có 8 dây thay vì 4 dây.

Xem thêm:

Gateway là gì? Các chức năng của Gateway
Mạng Lan là gì? Cách thức thiết lập mạng Lan nội bộ
Tìm hiểu về mạng máy tính LAN – MAN –WAN – INTERNET
Mạng dây Ethernet và Wifi cái nào tốt hơn?

Cáp Ethernet – Cáp xoắn đôi thông dụng nhất

Cáp Ethernet là một loại cặp xoắn điển hình, và có lẽ là cáp quen thuộc nhất đối với tất cả chúng ta. Bảng sau cung cấp thông tin cơ bản về một số cáp Ethernet.

Category 3

Cáp Category 3, thường được gọi là Cat 3, là cáp xoắn đôi không có vỏ chống nhiễu (unshielded twisted pair – UTP) được thiết kế để truyền dữ liệu đáng tin cậy lên đến 10 Mbit/giây, với băng thông có thể lên tới 16 MHz. Nó là một phần của các tiêu chuẩn cáp đồng được xác định bởi Liên minh Công nghiệp Điện tử và Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông. Cat 3 là định dạng cáp phổ biến vào đầu những năm 1990, nhưng từ đó, nó gần như hoàn toàn được thay thế bằng tiêu chuẩn Cat 5 tương tự, nhưng mang lại tốc độ cao hơn.

Category 5

Cáp Category 5 còn được gọi là Cat 5. Đây là loại cáp cơ bản nhất gồm loại không bọc giáp (UTP) và bọc giáp (FTP); các dây dẫn đồng của cáp thường là lõi đặc (solid) hoặc lõi bện (stranded). Cáp lõi đặc được dùng khi dữ liệu được truyền ở khoảng cách xa, trong khi đó cáp lõi bện thường được sử dụng làm cáp đấu nối (patch cord). Băng thông cáp Cat. 5 lên đến 100 Mhz và hoàn toàn đáp ứng các ứng dụng 10/100 Mbps Ethernet.

Cáp Cat 5 thường được sử dụng trong cáp cấu trúc cho mạng máy tính như Fast Ethernet, mặc dù chúng cũng được sử dụng để truyền nhiều tín hiệu khác như dịch vụ thoại cơ bản, token ring và ATM (lên tới 155 Mbit/giây).

Category 5e

Cáp Cat. 5e (viết tắt của Category 5, enhanced) là loại cáp tương tự như cáp Cat. 5 nhưng đáp ứng được các tiêu chuẩn cao hơn trong việc truyền dữ liệu. Cat 5 để sử dụng với mạng 1000BASE-T (gigabit), hoặc cho các liên kết 100 Base-T đường dài (350 m, so với 100 m đối với Cat 5). Nó phải đáp ứng các tiêu chuẩn EIA/TIA 568A-5.

Trước đây, Cat. 5 rất phổ biến trong các hệ thống mạng, tuy nhiên ngày nay Cat. 5e gần như thay thế hoàn toàn Cat. 5 trong quá trình lắp đặt mới. Hơn nữa, Cat. 5e ít bị nhiễu chéo (cross-talk) hơn so với Cat. 5 và hỗ trợ ứng dụng Gigabit Ethernet (tốc độ truyền tín hiệu 1000 Mbps). 

Category 6

So với Cat.5 và Cat.5e thì Cat 6 là loại cao cấp hơn và cung cấp hiệu suất tốt hơn. Cũng giống như Cat. 5 và Cat. 5e, Category 6 được làm từ bốn đôi dây đồng và mỗi đôi dây được xoắn với nhau; nhưng khả năng của nó vượt xa các loại cáp khác vì sự khác biệt về cấu trúc: lõi chữ thập (cross filler) dọc theo chiều dài dây. Nhờ có cross filler, 4 đôi dây được cô lập hoàn toàn; điều này làm giảm nhiễu chéo (cross-talk) và cho phép truyền dữ liệu tốt hơn.

Tiêu chuẩn cho Gigabit Ethernet và kết nối khác tương thích ngược với cáp Cat 5, Cat 5e và Cat 3. Cat 6 có đặc điểm kỹ thuật nghiêm ngặt hơn để đề phòng nhiễu xuyên âm và nhiễu hệ thống. Tiêu chuẩn cáp phù hợp cho các kết nối 10BASE-T, 100BASE-TX và 1000BASE-T (Gigabit Ethernet).

Category 6A

Sự ra đời của Category 6A nhằm đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu ở tốc độ cao hơn với khoảng cách xa hơn. Do đó, cấu tạo của Cat. 6A đặc biệt hơn so các loại khác. Cat. 6A thường có thêm lớp vỏ bọc giáp hoặc lớp vỏ nhựa cáp được làm dày hơn để hạn chế nhiễu từ bên ngoài. Với băng thông 500 MHz gấp đôi so với Cat. 6, Cat. 6A cung cấp hiệu suất tốt hơn và hỗ trợ ứng dụng 10 Gigabit Ethernet lên đến khoảng cách 100 m.

Hiện nay Cat. 6A chưa được sử dụng phổ biến do vấn đề chi phí khá cao. Chi phí đầu tư cho một hệ thống Cat. 6A có thể nhiều gấp đôi so với Cat. 6, bên cạnh đó việc đầu tư cho các thiết bị mạng hoạt động ở tốc độ 10 Gbps cũng tốn rất tốn kém. Do vậy, Cat. 6 và Cat. 5e vẫn được lựa chọn vì đáp ứng được hầu hết các ứng dụng mạng cơ bản hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng Cat. 6A tại thời điểm hiện nay được cho là sáng suốt vì theo thống kê của các nhà sản xuất cáp cứ 18 tháng thì yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu sẽ tăng gấp đôi. Khi đó, bạn không phải tốn chi phí để thay toàn bộ hệ thống cáp đã được lắp đặt và đầu tư lại từ đầu.

Phân biệt Cáp CAT 6 với Cáp CAT 5e

Cáp có 4 cặp dây đồng xoắn, giống như các tiêu chuẩn cáp đồng trước đó, mặc dù mỗi cặp xoắn được tạo thành từ dây đồng khổ lớn hơn một chút so với 24 dây của Cat 5. Khi được sử dụng làm cáp patch (cáp vá), Cat 6 thường sử dụng các đầu nối RJ-45. Nếu các thành phần của các tiêu chuẩn cáp khác nhau được trộn lẫn, hiệu suất của đường truyền tín hiệu sẽ bị giới hạn ở mức thấp nhất. Khoảng cách mà không làm hao hụt dữ liệu là 220m.

Category 7

Category 7 (CAT7), (ISO/IEC 11801:2002 category 7/lớp F), là chuẩn cáp cho Ethernet siêu nhanh và các công nghệ kết nối khác có thể tương thích ngược với cáp Ethernet CAT5 và CAT6 truyền thống. CAT7 có đặc điểm kỹ thuật nghiêm ngặt hơn để phòng hiện tượng nhiễu xuyên âm và nhiễu hệ thống tốt hơn so với CAT6. Để đạt được điều này, vỏ chống nhiễu đã được thêm vào cho từng cặp dây và toàn bộ cáp

Tiêu chuẩn cáp CAT7 đã được tạo ra để cho phép tín hiệu Ethernet 10 gigabit truyền trên 100m cáp đồng. Cáp có 4 cặp dây đồng xoắn, giống như các tiêu chuẩn trước đó. CAT7 có các đầu nối RJ-45 tương thích GG45 kết hợp tiêu chuẩn RJ-45 và một loại kết nối mới để cho phép truyền dữ liệu mượt mà hơn theo tiêu chuẩn mới. Khi kết hợp với đầu nối GG-45, cáp CAT7 có tần số truyền lên tới 600 MHz.

Cáp xoắn đôi T568A và T568B

Hai tiêu chuẩn dây điện thường được sử dụng với cáp xoắn đôi là T568A và T568B. Đây là những tiêu chuẩn viễn thông từ TIA và EIA chỉ định sắp xếp pin cho đầu nối (thường là RJ45) trên cáp UTP hoặc STP. Con số 568 đề cập đến thứ tự mà trong đó các dây trong cáp xoắn đôi được gắn vào đầu nối. Tín hiệu giống hệt nhau đối với cả hai tiêu chuẩn này.

Số pin được đọc từ trái sang phải và các đầu nối theo thứ tự từ trên xuống. Lưu ý rằng các đầu ra của pin vẫn giữ nguyên, và sự khác biệt duy nhất là mã hóa màu của hệ thống dây điện.

Cáp đồng trục – Không chỉ là cáp video

Cáp đồng trục là một loại cáp có dây dẫn bên trong được bao quanh bởi lớp cách điện hình ống, và ngoài cùng là một vỏ chống nhiễu hình ống. Các dây dẫn bên trong và tấm chắn dẫn bên ngoài có cùng trục với nhau. Nhiều cáp đồng trục có lớp vỏ ngoài hoặc vỏ bọc cách nhiệt.

Tại sao cáp đồng trục thích hợp cho việc truyền phát sóng vô tuyến?

Cáp đồng trục được sử dụng làm đường truyền cho tín hiệu tần số vô tuyến (RF). Ứng dụng của nó bao gồm các đường dẫn kết nối máy phát vô tuyến và các receiver (bộ thu) có ăng-ten, kết nối mạng máy tính, âm thanh kỹ thuật số và phân phối tín hiệu truyền hình cáp. Cáp đồng trục có lợi thế rõ ràng so với các loại cáp khác. Trong một cáp đồng trục loại tốt, trường điện từ mang tín hiệu chỉ tồn tại trong không gian giữa ruột dẫn bên trong và tấm chắn dẫn bên ngoài. Vì lý do này, cáp đồng trục được phép lắp đặt bên cạnh các vật bằng kim loại mà không xảy ra hiện tượng hao hụt công suất như ở các loại cáp truyền tín hiệu vô tuyến khác.

Cáp Capable Optical Fiber (COF)

Cáp quang là một phương tiện truyền dẫn tuyệt vời cho dung lượng dữ liệu cao và hỗ trợ khoảng cách dài. Nó là thành phần không thể thiếu trong bất kỳ mạng cáp quang nào. Nó có lõi sợi thủy tinh bên trong và lớp phủ ngoài bằng cao su, sử dụng chùm ánh sáng thay vì tín hiệu điện để chuyển tiếp dữ liệu. Bởi vì ánh sáng không bị hao hụt theo khoảng cách giống như tín hiệu điện, cáp này có thể truyền tín hiệu trong khoảng cách đo bằng kilomet với tốc độ truyền từ 10 Mbps lên tới 100 Gbps hoặc cao hơn.

Các vấn đề về kích thước lõi sợi: SMF và MMF

Sợi bên trong có thể là một sợi đơn (single mode) hoặc bao gồm nhiều sợi (multimode). Nói chung, một lõi sợi đơn có bán kính là 9/125µm, trong khi lõi đa sợi có bán kính lên đến 62,5/125µm hoặc 50/125µm. Chỉ có OM1 là sợi 62,5/125µm, còn các thế hệ sau OM2, OM3, OM4, OM5 là sợi 50/125µm. Các chữ cái “OM” là viết tắt cho optical multimode. Cả sợi multimode fiber (MMF) và single mode fiber (SMF) có thể được sử dụng cho việc truyền tốc độ cao. MMF thường dùng trong khoảng cách ngắn, còn SMF dùng cho các khoảng cách xa hơn.

Một số nguyên tắc cài đặt cáp

Khi chạy cáp, cách tốt nhất là tuân theo một vài quy tắc đơn giản như sau:

Luôn để độ dài cáp lớn hơn khoảng cách bạn cần. Đừng để dây cáp bị quá căng.

Kiểm tra mọi phần của mạng khi bạn cài đặt. Ngay cả khi mạng gồm toàn bộ các thành phần mới, nó vẫn có thể phát sinh vấn đề và sẽ rất khó để giải quyết sau này.

Tránh xa các hộp đèn huỳnh quang và các nguồn nhiễu điện khác ít nhất khoảng 1 mét.

Nếu cần phải chạy cáp trên sàn nhà, hãy sử dụng thiết bị bảo vệ cáp.

Dán nhãn cho cả hai đầu của mỗi dây cáp.

Buộc các cáp (không phải bằng băng dính) để giữ cho chúng không bị xê dịch.

Lời kết

Đây là hướng dẫn nhanh về các loại cáp mạng và cáp thông tin liên lạc phổ biến. Bạn có thể tìm hiểu sâu hơn về mỗi loại trên Internet. Một chút hiểu biết về cáp mạng và cáp thông tin liên lạc sẽ mang lại lợi ích cả trong cuộc sống hàng ngày và trong công việc, vì phạm vi sử dụng của các loại cáp là rất lớn.

Có thể bạn thích: Mô hình trạm biến áp ngầm, trạm biến áp trong nhà, trạm biến áp ngoài trời.