Ngoài cáp đồng trục thì một trong những loại dây dẫn truyền tín hiệu xuất hiện sớm nhất là cáp xoắn đôi, nhờ tốc độ truyền dẫn nhanh chóng và ổn định mà cho đến nay loại cáp này vẫn được sử dụng thường xuyên trong mạng gia đình cũng như công ty.
Tuy nhiên nhiều bạn chưa nắm rõ cấu tạo cũng như công dụng của cáp xoắn đôi, vì thế trong bài viết này mình sẽ giải đáp các vấn đề xoay quanh loại cáp này giúp bạn đủ kiến thức để lựa chọn loại cáp phù hợp công việc, giá thành theo nhu cầu của bản thân.
I. Cáp xoắn đôi là gì?
Cáp xoắn đôi bao gồm một hoặc nhiều cặp cáp màu có ruột đồng được bọc bảo vệ, cách điện và xoắn lại với nhau theo từng cặp (2 dây / một cặp). Các dây đồng thường có đường kính 1mm. Một trong các dây được sử dụng để truyền dữ liệu và dây còn lại là tham chiếu mặt đất (nối đất).
Cáp xoắn đôi được tạo ra với mục đích truyền tín hiệu giữa các thiết bị điện tử một cách ổn định nhất, tránh được các loại nhiễu xuyên âm, nhiễu điện từ, v.v.
Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]
Các ứng dụng của cáp xoắn đôi:
- Trong đường dây điện thoại
- Trong đường DSL
- Trong mạng LAN
Lý do tại sao dây cáp lại phải xoắn
Tất cả các loại dây dẫn truyền tín hiệu đều dễ bị noise, nhiễu điện và nhiễu xuyên âm. Khi các dây bị xoắn lại, một phần của tín hiệu nhiễu sẽ truyền theo hướng tín hiệu dữ liệu trong khi các phần khác theo hướng ngược lại.
Kết quả là các sóng bên ngoài bị triệt tiêu do các sợi dây được xoắn với nhau. Máy thu tính toán sự khác biệt về điện áp của hai dây để lấy dữ liệu, do đó khả năng chống nhiễu của cáp xoắn đôi cực kỳ tốt.
II. Cấu tạo và các loại cáp xoắn đôi
Trước khi tìm hiểu cấu tạo thì trước hết chúng ta cần biết cáp xoắn đôi được chia thành hai loại chính: Được bảo vệ và không được bảo vệ:
-
Unshielded Twisted pair cable (UTP): Cặp xoắn không được che chắn, thường chỉ bao gồm dây và chất cách điện.
-
Shielded Twisted pair cable (STP): Cáp xoắn được bảo vệ, bao bọc bởi chất cách điện và lớp lưới bện chắc chắn bọc bảo vệ toàn bộ dây dẫn.
Theo tiêu chuẩn ISO / IEC 11801, cấu tạo của cáp xoắn đôi bao gồm các lớp sau:
1. Cáp xoắn đôi không được bảo vệ UTP
Cấu tạo của cáp UTP
Cáp UTP bao gồm dây dẫn và đầu nối, được sử dụng trong nhiều loại mạng. Mỗi dây trong số tám dây đồng riêng lẻ của cáp UTP được bao phủ bởi một vật liệu cách điện, ngoài ra các dây trong mỗi cặp được xoắn với nhau.
Cáp UTP dựa vào hiệu ứng hủy bỏ do các cặp dây xoắn tạo ra để hạn chế sự suy giảm tín hiệu do nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI). Để giảm nhiễu xuyên âm giữa các cặp trong cáp UTP, số vòng xoắn trong các cặp dây sẽ khác nhau. Cáp UTP phải tuân theo các thông số kỹ thuật chính xác quy định số lượng xoắn hoặc bện trên mỗi mét (3,28 feet).
Cáp UTP thường được lắp đặt bằng đầu nối Jack 45 (RJ-45):
Đầu nối Jack 45 (RJ-45)
RJ-45 là một đầu nối tám dây thường được sử dụng để kết nối các máy tính với mạng cục bộ (LAN), đặc biệt là Ethernet.
Khi được sử dụng làm phương tiện kết nối mạng, cáp UTP có bốn cặp dây đồng 22 hoặc 24 khổ. UTP được sử dụng làm phương tiện kết nối mạng có trở kháng 100 ohms; Điều này phân biệt nó với các loại dây xoắn đôi khác, chẳng hạn như loại dây được sử dụng cho dây điện thoại, có trở kháng 600 ohms.
Cáp UTP mang lại nhiều ưu điểm có đường kính ngoài xấp xỉ 0,43 cm (0,17 inch), nên kích thước nhỏ của nó có thể có lợi trong quá trình lắp đặt. Hơn nữa đường kính nhỏ giúp các ống dẫn dây điện không bị đầy lên nhanh chóng như các loại cáp khác.
Đây có thể là một yếu tố cực kỳ quan trọng cần xem xét, đặc biệt là khi lắp đặt mạng trong một tòa nhà cũ. Cáp UTP dễ lắp đặt và ít tốn kém hơn các loại phương tiện mạng khác. Và bởi vì UTP có thể được sử dụng với hầu hết các kiến trúc mạng chính, nó tiếp tục phát triển phổ biến.
Tuy nhiên cáp UTP dễ bị nhiễu sóng và nhiễu điện hơn các loại phương tiện mạng khác và tín hiệu dễ bị suy giảm ở khoảng cách xa hơn so với cáp UTP, cáp đồng trục và cáp quang.
Mặc dù UTP từng được coi là truyền dữ liệu chậm hơn so với các loại cáp khác nhưng điều này không còn đúng nữa. Trên thực tế UTP được coi là đường truyền có dây dẫn bằng đồng nhanh nhất hiện nay.
Dưới đây tóm tắt các tính năng chính của cáp UTP:
- Tốc độ trung bình từ 10 đến 1000 Mbps – 10 Gbps
- Chi phí ít tốn kém
- Kích thước dây dẫn tương đối nhỏ
- Chiều dài cáp tối đa — 100m (ngắn)
Theo tiêu chuẩn của tổ chức EIA (Liên minh công nghiệp điện tử) thì hiện nay cáp xoắn đôi thuộc loại UTP đã có hơn tám category khác nhau:
- Category 1 – Cáp UTP được sử dụng trong đường dây điện thoại có tốc độ truyền dữ liệu <0,1 Mbps
- Category 2 – Cáp UTP được sử dụng trong đường truyền transmission với tốc độ dữ liệu 2 Mbps
- Category 3 – Cáp UTP được sử dụng trong mạng LAN với tốc độ truyền tải dữ liệu 10 Mbps
- Category 4 – Cáp UTP được sử dụng trong mạng Token Ring với tốc độ truyền dữ liệu 20 Mbps
- Cat 5 / 5e: Cat 5e là tiêu chuẩn kỹ thuật nâng cao của Cat 5. Tốc độ dữ liệu là 1000 Mbit / s. Nó phổ biến nhất và được ứng dụng vào các quy trình công nghiệp. Được sử dụng rộng rãi cho các mạng cục bộ và phát trực tuyến video (truyền hình cáp).
- Cat 6 / 6a: Tốc độ truyền dữ liệu lên tới 10 Gbits / s trong khoảng cách 100 mét.
- Cat 7 / 7a: Tốc độ truyền dữ liệu tương tự cáp cat 6 / 6A nhưng hoạt động ở tần số cao hơn từ 600 MHz – 1200 MHz. Thay vì sử dụng đầu nối RJ45 như cat 6; cat 8 thì cat 7 có ba loại đầu nối khác nhau bao gồm TERA, ARJ, GG45.
- Cat 8.1 / 8.2: Hoạt động ở tần số 2000MHz và có tốc độ truyền tải dữ liệu gấp 4 lần so với cat7; cat 6. Cụ thể là băng thông của cat 8.1 / 8.2 có tốc độ tối đa là 40Gb/s = 50 MB/s. Như vậy đề truyền tải dữ liệu đầy một ổ cứng 500GB thì cat 8.1 / 8.2 chỉ mất 10 giây, quá kinh khủng!
Tuy nhiên hiện nay trên thị trường thì mới chỉ có hai loại cáp UTP là cat 5 / 5e và cat 6 / 6a là được sử dụng rộng rãi.
Ưu điểm:
- Cáp UTP rẻ hơn STP rất nhiều
- Dễ lắp đặt hơn vì có đường kính nhỏ.
Nhược điểm:
- Dễ bị nhiễu điện từ
- Được sử dụng trong khoảng cách ngắn vì tín hiệu dễ bị suy hao.
Ứng dụng: Được sử dụng trong các kết nối mạng LAN.
2. Cáp xoắn đôi được bảo vệ STP
Mặc dù STP chống nhiễu tốt hơn UTP nhưng nó đắt hơn và khó thiết đặt. Ngoài ra, lớp bọc bảo vệ kim loại phải được nối đất ở cả hai đầu. Nếu nó được nối đất không đúng cách, tấm chắn sẽ hoạt động giống như một ăng-ten và thu các tín hiệu không mong muốn gây hiện tượng nhiễu sóng còn hơn cả UTP.
Vì những nhược điểm này mà cấp STP hiếm khi được sử dụng trong mạng Ethernet. STP chủ yếu được sử dụng ở Châu Âu.
Sau đây tóm tắt các tính năng của cáp STP:
- Tốc độ và thông lượng — 10 đến 100 Mbps
- Chi phí đắt
- Chiều dài cáp tối đa — 100m (ngắn)
III. Tổng kết
Sau bài viết này thì chắc hẳn các bạn đã nắm rõ được cáp xoắn đôi là gì, cấu tạo cũng như các loại cáp phổ biến trên thị trường hiện nay.
Tại Việt Nam thì gần như 100% mạng gia đình và doanh nghiệp đều sử dụng cáp UTP thay vì STP. Vì thế tùy vào nhu cầu sử dụng mà bạn hãy lựa chọn loại cáp phù hợp nhé, cat 5 / 5e hay cat 6 / 6e là những lựa chọn tiêu chuẩn mà giá thành rất hợp lý.
Nếu thấy bài viết hữu ích, bạn đừng ngần ngại chia sẻ nó để chúng ta cùng nâng cao kiến thức về CNTT nha!
Tham khảo: tutorialspoint | instrumentationapplication896077558.wordpress | datacenterdynamics | ciscopress
