کابل های قابل اجرا: CAT5 / CAT5E / CAT6 / CAT6A / CAT7 / CAT8

کابل های شبکه CAT
کابل های شبکه CAT که با نام کابل های جفت تابیده نیز شناخته می شوند، نوع رایج و پرکاربرد کابل های شبکه هستند. آنها شامل استانداردهای مختلفی مانند Cat5e، Cat6، Cat6a، و Cat7 هستند که هر کدام دارای ویژگی های عملکردی متمایز و سناریوهای کاربردی هستند.

طبقه بندی بر اساس نوع محافظ
جفت تابیده بدون محافظ (UTP): اکثر کابل های شبکه در حال استفاده از این نوع هستند. در حالی که آنها نمی توانند به طور کامل در برابر تداخل خارجی مقاومت کنند، از روشی برای معرفی سیگنال های تداخل استفاده می کنند. این سیگنال‌ها به صورت مغناطیسی روی هادی‌ها جفت می‌شوند و جفت‌های نزدیک به هم تابیده تداخل را جذب می‌کنند و یک سیگنال حالت مشترک تولید می‌کنند. در انتهای گیرنده، این سیگنال را می توان با خطوط دیفرانسیل لغو کرد و امکان تجزیه و تحلیل سیگنال اصلی را فراهم می کند.
Shielded Twisted Pair (FTP): این کابل ها مقاومت خوبی در برابر تداخل دارند و برای محیط هایی با سطح تداخل الکترومغناطیسی بالا مناسب هستند.

ویژگی های ساختاری کابل های شبکه
ساختار کابل جفت پیچ خورده:
کابل‌های جفت پیچ خورده رسانه‌های انتقالی هستند که شبیه خطوط تلفن هستند و هر سیم عایق‌بندی شده و برای شناسایی کد رنگی دارد. هدف از چرخاندن دو هادی به هم، خنثی کردن نوعی تداخل الکترومغناطیسی (EMI) از جفت‌های دیگر و منابع خارجی است.
برای جلوگیری از تداخل بین جفت ها، هر جفت با سرعت متفاوتی پیچ خورده است. به طور معمول، جفت سفید-نارنجی/نارنجی محکم پیچ خورده است، در حالی که جفت سفید-قهوه ای/قهوه ای به صورت پراکنده مرتب شده است.
جفت های پیچ خورده به تداخل الکترومغناطیسی حساس هستند و حتی ممکن است از کار بیفتند. یکپارچگی پیچ و تاب یک عامل بسیار مهم است و باید در حین نصب حفظ شود. حمل و نقل مکرر می تواند گام پیچش را تغییر دهد و به طور بالقوه منجر به خرابی کابل شود. برای کنترل پیچش جفت‌ها، راه‌حل‌هایی مانند کابل‌های شبکه سنگین یا کابل‌های جفت متصل به کار گرفته می‌شود.

ویژگی های عملکرد انواع کابل های شبکه CAT
Cat5e (کابل شبکه پیشرفته رده 5e)
عملکرد کابل های Cat5e در مقایسه با کابل های Cat5 به طور قابل توجهی بهبود یافته است. آنها تضعیف کمتر، تداخل کمتر و ACR بالاتر و همچنین نسبت سیگنال به نویز بهتر و تفاوت تاخیر زمانی کمتر را ارائه می دهند. این کابل ها با حداکثر پهنای باند 100 مگاهرتز و گیج استاندارد 24AWG، برای شبکه های اترنت گیگابیتی مناسب هستند و می توانند نیازهای شبکه روزانه اکثر خانه ها و ادارات را برآورده کنند.

Cat6 (کابل شبکه رده 6)
عملکرد انتقال کابل‌های Cat6 بسیار فراتر از استاندارد Enhanced Category 5e است که آن‌ها را برای برنامه‌های انتقال شبکه با سرعت گیگابیت ایده‌آل می‌کند. با پهنای باند انتقال 250 مگاهرتز، این کابل ها در مقایسه با کابل های پیشرفته رده 5e عملکرد بهتری را در تداخل و افت برگشت نشان می دهند. عملکرد خوب از دست دادن بازگشت برای برنامه های شبکه پرسرعت تمام دوبلکس نسل جدید بسیار مهم است و برای برنامه هایی با نرخ انتقال بالاتر از 1 گیگابیت بر ثانیه مناسب هستند.

Cat6a (کابل شبکه پیشرفته رده 6)
به عنوان یک پیشرفت نسبت به Cat6، کابل های Cat6a عمدتاً در شبکه های ده گیگابیتی استفاده می شوند. آنها در مقایسه با کابل های Cat6، با پهنای باند انتقال 500 مگاهرتز و حداکثر سرعت انتقال 10 گیگابیت در ثانیه، عملکرد قابل توجهی بهتری در تداخل خارجی و سایر مناطق دارند.

Cat7 (کابل شبکه رده 7)
برخلاف دسته‌های قبلی، کابل‌های Cat7، کابل‌های جفت تابیده محافظ هستند که عمدتاً برای برنامه‌های کاربردی و توسعه فناوری اترنت 10 گیگابیتی استفاده می‌شوند. با حداقل پهنای باند انتقال 600 مگاهرتز و سرعت انتقال تا 10 گیگابیت بر ثانیه، هر جفت سیم در کابل های Cat7 دارای یک محافظ جداگانه است و هر چهار جفت در یک محافظ بزرگ مشترک محصور شده اند. محافظ اضافی منجر به قطر کابل بیشتر می شود. از نظر سخت‌افزار اتصال، سیستم‌های Cat7 به کانکتورهایی نیاز دارند که حداقل 60 دسی‌بل تداخل ترکیبی نزدیک به پایان را در فرکانس 600 مگاهرتز برای همه جفت‌های سیم ارائه کنند.

Cat8 (کابل شبکه رده 8)
این نسل جدید کابل های شبکه دو شیلد (SFTP) است. کابل های Cat8 دارای دو جفت سیگنال هستند و می توانند پهنای باند 2000 مگاهرتز را پشتیبانی کنند و سرعت انتقال آن به 40 گیگابیت بر ثانیه می رسد. با این حال، حداکثر فاصله انتقال آنها به 30 متر محدود شده است، و آنها را برای اتصالات کوتاه در مراکز داده بین سرورها، سوئیچ ها، پچ پنل ها و سایر تجهیزات مناسب می کند. اگرچه آنها برای مراکز داده، محیط‌های پرسرعت و پهنای باند مناسب هستند، اما فاصله انتقال کمتری نسبت به کابل‌های Cat7/Enhanced Cat7 دارند و از نظر سرعت و فرکانس بسیار فراتر از کابل‌های دومی هستند. و همچنین از نظر سرعت، فرکانس، فاصله انتقال و کاربردها با کابل های Enhanced Cat5e، Cat6/Enhanced Cat6 تفاوت چشمگیری دارد.

توسعه تاریخی و تکامل انواع مختلف کابل های شبکه CAT
CAT1: حداکثر پهنای باند فرکانس کابل 750 کیلوهرتز است که برای سیستم های هشدار یا فقط برای انتقال صدا استفاده می شود (عمدتاً برای کابل های تلفن قبل از اوایل دهه 1980 استفاده می شد)، برخلاف انتقال داده.
CAT2: حداکثر پهنای باند فرکانس کابل 1 مگاهرتز است که برای انتقال صدا و انتقال داده با حداکثر سرعت 4 مگابیت در ثانیه استفاده می شود، که معمولاً در شبکه های توکن قدیمی با استفاده از مشخصات 4 مگابیت بر ثانیه پروتکل پاس توکن استفاده می شود.
CAT3: فرکانس انتقال 16 مگاهرتز است، حداکثر سرعت انتقال 10 مگابیت در ثانیه (10 مگابیت بر ثانیه) است که عمدتاً برای صدا، اترنت 10 مگابیت در ثانیه (10BASE - T) و حلقه توکن 4 مگابیت در ثانیه استفاده می شود. حداکثر طول قطعه 100 متر است. از فرم RJ کانکتور استفاده می کند و اکنون از بازار محو شده است.
CAT4: فرکانس انتقال 20 مگاهرتز است که برای انتقال صدا و انتقال داده با حداکثر سرعت انتقال 16 مگابیت بر ثانیه (اشاره به حلقه توکن 16 مگابیت بر ثانیه) استفاده می شود که عمدتاً برای شبکه های محلی مبتنی بر توکن و 10BASE-T/100BASE-T استفاده می شود. حداکثر طول بخش شبکه 100 متر است. از اتصالات RJ استفاده می کند و به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است.
CAT5: این کابل ها دارای حداکثر پهنای باند فرکانسی 100 مگاهرتز و سرعت انتقال داده 100 مگابیت بر ثانیه هستند که برای انتقال صدا و انتقال داده با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه مناسب است. کابل‌های CAT5 که عمدتاً برای اترنت 100BASE-T استفاده می‌شوند، حداکثر طول قطعه 100 متری دارند و از کانکتورهای سبک RJ استفاده می‌کنند. بر اساس عملکرد CAT5، کابل‌های CAT5e برای برنامه‌های اترنت گیگابیتی (1000 مگابیت بر ثانیه) طراحی شده‌اند.
CAT6: با محدوده فرکانس انتقال 1 مگاهرتز تا 250 مگاهرتز، سیستم های کابل کشی CAT6 حاشیه قابل توجهی را در Power Sum Alien Crosstalk Ratio (PS-ACR) در 200 مگاهرتز تضمین می کنند که دو برابر پهنای باند Cat5e را ارائه می دهد. ایده آل برای برنامه هایی با سرعت داده بیش از 1 گیگابیت در ثانیه. کابل کشی CAT6 به توپولوژی ستاره ای با حداکثر طول پیوند دائمی 90 متر و طول کانال بیش از 100 متر می چسبد. CAT6e بهبود CAT6 است. کابل‌های CAT6e همان محدوده فرکانس و حداکثر سرعت داده 1000 مگابیت در ثانیه را حفظ می‌کنند، اما عملکرد را از نظر تداخل، تضعیف و نسبت سیگنال به نویز افزایش می‌دهند. آنها دارای یک جداکننده صلیب شکل بین چهار جفت پیچ خورده هستند.
CAT7: کابل‌های CAT7 که برای تطبیق فناوری اترنت 10 گیگابیتی توسعه یافته‌اند، شامل یک محافظ برای هر جفت سیم و یک محافظ مشترک اضافی برای هر چهار جفت هستند. از نظر قابلیت اتصال سخت افزاری، پارامترهای سیستم Cat7 ایجاب می کند که هدر اتصال در 600 مگاهرتز باشد، زمانی که همه جفت سیم ها حداقل 60 DB سیم پیچ رشته نزدیک یکپارچه را ارائه می دهند.
CAT8: استاندارد مربوطه به طور رسمی توسط کمیته TR - 43 انجمن صنعت ارتباطات آمریکا (TIA) در سال 2016 منتشر شد و با استاندارد IEEE802.3bq25G/40GBASE - T مطابقت دارد. این استاندارد حداقل نرخ انتقال را برای کابل های شبکه Cat8 برای پشتیبانی از کابل کشی شبکه 25 گیگابیت بر ثانیه و 40 گیگابیت بر ثانیه مشخص می کند و با استاندارد ANSI/TIA - 568 - C.2-1 مطابقت دارد. همچنین کانال و پیوندهای دائمی را برای کابل های شبکه Cat8 مشخص می کند و محدودیت هایی برای عدم تعادل مقاومت، TCL و ELTCTL را شامل می شود.

سناریوهای کاربردی برای انواع مختلف کابل شبکه CAT
Cat5e: این نوع کابل برای نیازهای روزمره شبکه در منازل و ادارات، مانند مرور عمومی وب و اشتراک گذاری فایل، ایده آل است. با قابلیت پشتیبانی از سرعت گیگابیتی، Cat5e برای سناریوهای معمولی استفاده از شبکه کافی است.
Cat6: اغلب در محیط‌های شبکه‌ای استفاده می‌شود که به سرعت داده بالاتر و مقاومت قوی در برابر تداخل نیاز دارند، مانند مراکز داده و شبکه‌های شرکتی و شبکه‌های خانگی با نیازهای شبکه بالاتر. Cat6 دارای پهنای باند انتقال 250 مگاهرتز است که آن را برای برنامه های شبکه گیگابیتی مناسب می کند و نیازهای سناریوهای شبکه را برآورده می کند.
Cat6a: به لطف عملکرد بهبود یافته در تداخل خارجی و پهنای باند انتقال 500 مگاهرتز، Cat6a عمدتاً در شبکه های 10 گیگابیتی استفاده می شود. این به ویژه برای شبکه های سازمانی بزرگ و مراکز داده که در آن انتقال شبکه با سرعت بالا و پایدار حیاتی است، مناسب است.
Cat7: Cat7 به عنوان یک کابل جفت پیچ خورده محافظ، در کاربردهایی که شامل فناوری اترنت 10 گیگابیتی می شود، برتری دارد. عملکرد خوبی در انتقال از راه دور دارد و به فواصل 10 گیگابیت در ثانیه تا 100 متر می رسد. این آن را برای محیط‌های با سرعت بالا و مقاوم در برابر تداخل، مانند مراکز داده ممتاز و تاسیسات شبکه حرفه‌ای، ایده‌آل می‌کند.
Cat8: با وجود حداکثر فاصله انتقال محدود 30 متری، Cat8 از پهنای باند 2000 مگاهرتز و نرخ انتقال تا 40 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. معمولاً برای اتصالات از راه دور در مراکز داده، مانند بین سرورها، سوئیچ‌ها، پانل‌های توزیع و سایر تجهیزات، مناسب برای سناریوهای انتقال داده با فاصله کوتاه و با سرعت بالا در مراکز داده استفاده می‌شود.

کابل های اترنت صنعتی PROFINET
نمای کلی
کابل های PROFINET کابل های اترنت صنعتی هستند که بر اساس پروتکل PROFINET طراحی شده اند که عمدتاً در بخش های مختلفی مانند تولید اتوماسیون صنعتی، وسایل نقلیه ریلی و کشتی های دریایی استفاده می شوند. این کابل ها با چندین پروتکل ارتباطی اترنت صنعتی از جمله EtherCAT و EtherNet/IP سازگار هستند و عملکرد انتقال پایدار و قابل اعتماد را حتی در محیط های صنعتی سخت تضمین می کنند.

برنامه های کاربردی
تولید اتوماسیون صنعتی: برای سیم کشی ماشین آلات، تجهیزات، ابزارآلات و کابینت های کنترل استفاده می شود.
وسایل نقلیه ریلی: انتقال سیگنال پایدار و ایمن را در سیستم های حمل و نقل ریلی تضمین می کند.
کشتی های دریایی: از انتقال کارآمد داده ها در سیستم های ارتباطی کشتی پشتیبانی می کند.

انواع و ویژگی ها
نوع A
ویژگی ها: مناسب برای برنامه های ثابت، مطابق با استانداردهای عملکرد CAT5e.
کاربردها: در درجه اول برای سیم کشی در ماشین آلات، تجهیزات، ابزار و کابینت های کنترل استفاده می شود.

نوع B
ویژگی ها: طراحی شده برای تاسیساتی که ممکن است خم شوند، قادر به مقاومت در برابر حرکت یا لرزش گاه به گاه.
کاربردها: مناسب برای محیط های با احتمال خمش، مانند تجهیزات اتوماسیون صنعتی خاص.

نوع C
ویژگی ها: ایده آل برای برنامه های درگ زنجیره یا محیط هایی که اغلب در حال حرکت هستند.
کاربردها: مناسب برای موقعیت های کنترل حرکت، مانند بازوهای رباتیک و سایر تجهیزاتی که نیاز به حرکت مکرر دارند.

مشخصات فنی
محدوده دما:
برنامه های ثابت: -45 درجه سانتیگراد تا 120 درجه سانتیگراد.
برنامه های موبایل: -40 درجه سانتی گراد تا 110 درجه سانتی گراد.
دمای عملیاتی هادی: 120 درجه سانتیگراد.
ولتاژ تست: 2000 ولت در دقیقه (AC).
امپدانس مشخصه: 100±15Ω.
شعاع خمشی: برای کاربردهای ثابت، 10D است (D به معنای قطر کابل است).

ساخت و ساز
هادی: هادی مسی جامد، قطر 0.64 میلی متر (22AWG/1) است.
عایق: PE (پلی اتیلن).
غلاف داخلی: TPE (الاستومر ترموپلاستیک).
محافظ: حفاظ فویل آلومینیومی با قیطان مسی قلع شده.
غلاف بیرونی: پلی اورتان مبتنی بر پلی اتر PUR.