Cáp xoắn đôi là phương tiện truyền dẫn có thể triệt tiêu nhiễu điện từ các nguồn bên ngoài, mang đến hiệu suất cao cho hệ thống cáp cấu trúc. Vậy cáp xoắn đôi là gì và phân biệt như thế nào, nội dung dưới đây sẽ giải đáp chi tiết thắc mắc của bạn.
Cáp đồng xoắn đôi là gì?
Cáp đồng xoắn đôi là loại cáp gồm các sợi dây dẫn xoắn đôi với nhau và chạy song song nhằm mục đích cải thiện khả năng tương thích điện tử, giảm sự nhiễu chéo giữa các sợi dẫn. Khi các sợi dây dẫn xoắn lại, một số tín hiệu nhiễu đi theo 1 hướng (hướng gửi) trong khi phần khác đi theo hướng ngược lại (hướng nhận).
Trong cáp số lượng bước xoắn chéo của dây dẫn càng nhiều thì độ giảm nhiễu chéo càng lớn. Sự xoắn của cáp giúp giảm tác dụng từ tính lên dây dẫn, triệt tiêu sóng bên ngoài do các vòng xoắn khác nhau, giảm bức xạ điện tử từ cặp và nhiễu xuyên âm giữa các cặp lân cận.
Cáp xoắn đôi có cấu tạo như thế nào?
Cấu tạo của cáp xoắn đôi bao gồm các cặp dây dẫn trong đó sợi dẫn thường sản xuất từ chất liệu đồng nguyên chất hoặc hợp kim đồng. Bên ngoài sợi dẫn bọc lớp cách điện và được mã hóa bằng màu sắc riêng biệt.
Hiện nay, các loại cáp mạng được sử dụng phần lớn có 4 cặp dây dẫn xoắn. Mỗi cặp dây dẫn gồm 1 dây màu và 1 dây sọc tương ứng (ví dụ cặp dây có 1 dây màu vàng và 1 dây sọc vàng)
Các loại cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi được chia thành 2 loại chính theo cấu tạo là cáp xoắn đôi không có lớp bảo vệ (UTP) và cáp xoắn đôi có lớp bảo vệ (STP). Cụ thể:
Cáp xoắn đôi không có lớp bảo vệ (UTP cable)
Cáp xoắn đôi không có lớp bảo vệ hay cáp xoắn không được che chắn (cáp UTP – Unshielded Twisted pair cable) có tất cả các cặp sợi được bọc trong 1 vỏ nhựa duy nhất. Kích thước cáp UTP thường thấy nhất là 24AWG (cáp có đường kính nhỏ hơn).
UTP là loại cáp mạng giá rẻ được chế tạo với 1 cặp ruột dẫn điện xoắn lại (thường là chất liệu đồng), bên ngoài là áo nhựa, không có màn chắn bền hay tấm chắn bọc giấy bạc. Dải màu sử dụng trên dây để nhận dạng, xác định các dây dẫn cụ thể trong cáp và chỉ ra các dây thuộc cặp, các cặp liên quan trong bó lớn hơn.
Ứng dụng của cáp UTP
- Là phương tiện viễn thông phổ biến nhất hiện nay, sử dụng trong các hệ thống điện thoại và mạng Ethernet, có dải tần số phù hợp truyền cả giọng nói và sự liệu
- Phổ biến sử dụng trong mạng máy tính, phù hợp với băng tần cơ sở của tín hiệu truyền hình, ứng dụng video, camera giám sát, hệ thống âm thanh và phân trang
- Sử dụng trong truyền tín hiệu ở khoảng cách gần như computer với module, kết nối trong mạng LAN giữa các máy tính với nhau…
- Phù hợp sử dụng cho gia đình hay văn phòng yêu cầu hiệu suất truyền tải đáp ứng nhu cầu thông tin cơ bản
Ưu điểm của cáp UTP
- Cáp sản xuất với vật liệu phổ biến, công nghệ đơn giản nên giá thành thấp, sử dụng sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với phương tiện khác trong việc triển khai hệ thống mạng
- Là loại cáp linh hoạt và tương thích nhất có khả năng uốn cong và xoắn chặt, không yêu cầu nối đất, được sử dụng với hầu hết hệ thống mạng chính khác
- Kích thước cáp nhỏ, có khả năng xoắn chặt và uốn cong nên dễ đi dây, không làm đầy ống dây dẫn, thuận tiện lắp đặt trong các môi trường khác nhau
- Cáp có độ bền cao, trong sử dụng chịu được các tác động vật lý
- Tương thích với nhiều công nghệ như Ethernet, Gigabit Ethernet, Fast Ethernet cho phép kết nối nhiều thiết bị trong nhiều ứng dụng mạng khác nhau
Trong cáp UTP được chia nhỏ thành các loại cáp khác nhau như cáp Ethernet, Category 3, Category 5, Category 6, Category 7. Chi tiết:
Cáp Ethernet – Cáp xoắn đôi điển hình thông dụng nhất
Cáp Ethernet là loại cáp xoắn điển hình, thông dụng nhất và quen thuộc với chúng ta. Dưới đây là giới thiệu một số loại cáp Ethernet cơ bản:
| Tên | Cấu trúc điển hình | Băng thông | Ứng dụng |
| Cat 3 | UTP | 16 MHz | Ethernet 10BASE-T, 100BASE-T4 |
| Cat 4 | UTP | 20 MHz | Token Ring 16 Mbit/s |
| Cat 5 | UTP | 100 MHz | Ethernet 100BASE-TX, 1000BASE-T |
| Cat 5e | UTP | 100 MHz | Ethernet 100BASE-TX, 1000BASE-T |
| Cat 6 | STP | 250 MHz | Ethernet 10GBASE-T |
| Cat 6a | STP | 500 MHz | Ethernet 10GBASE-T |
| Cat 7 | STP | 600 MHz | Ethernet 10GBASE-TPOTS/CATV/1000BASE-T qua cáp đơn |
| Cat 7a | STP | 1000 MHz | Ethernet 10GBASE-TPOTS/CATV/1000BASE-T qua cáp đơn |
| Cat 8/ 8.1 | STP | 1600 – 2000 MHz | Ethernet 40GBASE-TPOTS/CATV/1000BASE-T qua cáp đơn |
| Cat 8.2 | STP | 1600 – 2000 MHz | Ethernet 40GBASE-TPOTS/CATV/1000BASE-T qua cáp đơn |
Category 3
Category 3 (Cat 3) là cáp xoắn đôi không vỏ chống nhiễu thiết kế truyền dữ liệu đáng tin cậy với băng thông lên đên 16MHz, 10 Mbit/ giây. Cat 3 là 1 phần của các tiêu chuẩn cáp đồng được xác định bởi Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông và Liên minh Công nghiệp điện tử. Category 3 là cáp UTP được sử dụng trong mạng LAN
Mặc dù Category 3 là định dạng cáp phổ biến từ đầu những năm 90, nhưng hiện tại nó được thay thế bằng tiêu chuẩn Cat 5 có tốc độ cao hơn.
Category 5
Category 5 (Cat 5) là cáp xoắn đôi thường có 3 cặp xoắn mỗi inch, mỗi cặp xoắn có 24 dây đồng, cặp xoắn là giảm hiệu tượng nhiễu xuyên âm và nhiều điện. Cat 5 không có vỏ chống nhiễu, với thiết kế đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu cao. Các tiêu chuẩn cụ thể của Cat 5 là:
- Xác định các tính chất điện cụ thể của dây, thường được đánh giá bằng khả năng Ethernet 100 Mbit/s
- Tiêu chuẩn cụ thể là EIA/TIA-568
Category 5 là dây dẫn cách điện bằng nhựa (FEP) có độ phân tán thấp, hằng số điện môi của nhựa không phụ thuộc nhiều vào tần số. Cat 5 thường được sử dụng cho mạng máy tính (ví dụ Fast Ethernet, mạng cục bộ và phát trực tuyến video (truyền hình cáp). Category 5 không được sử dụng để truyền nhiều tín hiệu khác (Ví dụ: Token ring, ATM, dịch vụ thoại cơ bản).
Category 6
Category 6 có đặc điểm kỹ thuật nghiêm ngặt hợp, tiêu chuẩn phù hợp cho các kết nối 1000BASE-T, 100BASE-TX, 10BASE-T (Gigabit Ethernet), để đề phòng nhiễu hệ thống và nhiễu xuyên âm. Cát 6 có 4 cặp dây đồng xoắn từ các dây đồng khổ lớn hơn Cat 5. Khi Cat 6 sử dụng làm cáp patch (cáp vá) thường dùng các đầu nối RJ-45.
Trong trường hợp trộn lẫn các thành phần của các tiêu chuẩn cáp khác nhau, hiệu suất của đường truyền tín hiệu bị giới hạn ở mức thấp nhất. Khoảng cách 220m là khoảng không làm hao hụt dữ liệu.
Category 7
Category 7 (Cat 7) tiêu chuẩn ISO/IEC 11801:2002 category 7/lớp F là chuẩn cáp Ethernet siêu nhanh và các công nghệ kết nối khác. Cat 7 có thể tương thích ngược với Cat 6 và Cat 5. So với Cat 6. Category 7 có đặc điểm kỹ thuật nghiêm ngặt hơn, đề phòng nhiễu hệ thống và nhiễu xuyên âm tốt hơn do lớp vỏ chống nhiễu đã được thêm vào cho toàn bộ cáp và từng cặp dây.
Category 7 cho phép tín hiệu Ethernet 10 gigabit truyền trên 100m cáp đồng. Cat 7 có 4 cặp dây đồng xoắn, các đầu nối RJ-45 tương thích GG45. Sự kết hợp tiêu chuẩn RJ-45 và 1 loại kết nối mới cho phép Cat 7 truyền dữ liệu mượt mà hơn, có tần số truyền lên đến 600 MHz.
Cáp xoắn đôi T568A và T568B
T568B và T568A là 2 tiêu chuẩn viễn thông từ TIA và EIA chỉ định sắp xếp pin cho đầu nối trên cáp STP hoặc UTP thường được sử dụng với cáp xoắn đôi. Số 568 trên kí hiệu dùng để chỉ thứ tự trong đó các dây trong cáp xoắn đôi gắn vào đầu nối, 2 tiêu chuẩn có tín hiệu giống nhau.
Các đầu nối theo thứ tự từ trên xuống dưới và số pin được đọc từ trái sang phải. Các đầu ra của pin giữ nguyên, mã hóa màu của hệ thống dây điện khác nhau.
Cáp xoắn đôi có lớp bảo vệ (STP cable)
Cấu tạo cáp STP – Shielded Twisted pair cable tương tự cáp UTP nhưng có thêm lớp bọc lá hoặc áo bện chất liệu đồng dó đó vận chuyển dữ liệu nhanh hơn và bảo vệ tín hiệu cáp không bị nhiễu. Cáp hoạt động bằng cách thu hút nhiễu đến tấm chắn và chạy vào cáp nối đất.
Ứng dụng của cáp STP
- Ứng dụng cáp rộng rãi trong mạng điện thoại và máy tính như làm kết nối dây Ethernet cho điện thoại thương mại và dân dụng, mạng máy tính
- Được sử dụng trong môi trường công nghiệp có lượng nhiễu điện từ cao do cáp bền và có tuổi thọ cao. Ví dụ: dùng cáp STP trong các nhà máy có thiết bị điện tử lớn
Ưu điểm của cáp STP
- Che chắn bảo vệ khỏi nhiễu và làm giảm nguy cơ nhiễu xuyên âm
- Hỗ trợ cung cấp truyền dữ liệu an toàn hơn, tốc độ cao hơn
Căn cứ vào các lớp bảo vệ khác nhau trên cáp STP có thể chia cáp xoắn đôi có lớp bảo vệ thành 2 loại là cáp chống nhiễu STP (cặp xoắn lá) và cáp chống nhiễu SFTP (cặp xoắn có lá chắn).
Cáp chống nhiễu FTP
Cáp chống nhiễu FTP (Shielded Twisted Pair) là bản nâng cấp của cáp UTP, mỗi cặp cáp xoắn được bọc trong 1 lớp lá chắn nhôm có tác dụng bảo vệ cáp khỏi nhiễu xuyên âm và EMI. Ngoài ra, cáp FTP còn có thêm sợi dây đồng tiếp mát giúp giảm nhiễu và chịu lực.
Cáp chống nhiễu SFTP
Cáp chống nhiễu SFTP là loại cáp kết hợp cả bảo vệ FTP và STP được phân loại là cặp xoắn lá bọc được bảo vệ (S/ FTP). Các dây bên trong cáp xoắn và bọc bảo vệ bằng giấy bạc, tiếp theo nhóm 4 cặp dây quấn được bảo vệ bằng cách sàng bện linh hoạt hoặc bọc giấy bạc. Thiết kế cáp cung cấp mức bảo vệ cao nhất chống lại nhiễu xuyên âm và EMI.
Trên đây là thông tin chi tiết giúp chúng ta giải đáp thắc mắc cáp xoắn đôi là gì và phân loại các loại cáp xoắn đôi. Tại Việt Nam phần lớn mạng gia đình và các doanh nghiệp vừa và nhỏ thường sử dụng cáp UTP. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn nắm rõ khái niệm, cấu tạo và ứng dụng của từng loại cáp xoắn đôi để từ đó có chọn lựa cáp phù hợp cho nhu cầu sử dụng.
