I. Mở màn

ngày này, mạng máy vi tính cục bộ (hay còn gọi là mạng LAN) đã được dùng khá thoáng rộng trong cơ quan, trường học, văn phòng, điểm Thương Mại & Dịch Vụ Internet hay thậm chí ở nhà của bạn khi chỉ có hai máy vi tính liên kết với nhau.

dẫu thế, bạn thường không để ý đến những sợi dây nối máy tính vào mạng vì chúng Dường như rất thông thường, không tồn tại gì đáng kể. Thực ra, những sợi cáp mạng thân thuộc tưởng chừng đơn giản dễ dàng đó lại chứa đựng không ít công nghệ tiên tiến bất ngờ đột ngột & hấp dẫn.

>>> Xem thêm: lenovo thinksystem SR550

II. CÁP UTP SỬ DỤNG phổ biến trong những MẠNG LAN

Để kết nối các máy tính xách tay trong mạng cục bộ LAN theo chuẩn Ethernet, người ta sử dụng thịnh hành đặc biệt là cáp mạng có tên là UTP (Unshielded Twisted Pair), cáp này gồm nhiều sợi dây bằng đồng xoắn với nhau theo từng cặp. Hạn chế của loại cáp này là khoảng cách & vận tốc truyền dẫn tài liệu.

Chủng loại cáp UTP Theo luồng thông tin có sẵn đến nhiều nhất là UTP Cat-5, Cat-5e và Cat-6. Bảng tiếp sau đây cho thấy tốc độ truyền tài liệu tối đa với chiều dài 100M của các loại cáp này (đối với chuẩn mạng Ethernet):

chúng ta phân biệt cáp UTP Cat-5 đã tạm dừng ở 100 Mbps. Cáp UTP Cat-5e với sự sử dụng cả 4 cặp dây đồng bên phía trong sợi cáp truyền dẫn với tần số chuẩn 100MHz để đạt tốc độ 1000Mbps. Còn cáp UTP Cat-6 vẫn sử dụng 4 cặp dây chuyền dẫn tốc độ 1000 Mbps nhưng nâng tần số từ 100 MHz lên 250 MHz nên có băng thông & năng lực chuyên môn truyền dẫn tín hiệu đoạn Clip tốt hơn cáp Cat-5e.

như vậy, trong các mạng LAN theo chuẩn Ethernet hiện nay vốn đang sử dụng thịnh hành cáp đồng UTP thì vận tốc truyền dữ liệu tối đa chỉ lên đến mức 1000 Mbps (hay 01 Gbps). Chúng ta cũng phân biệt tốc độ càng ngày càng được cách tân và các lần được nâng lên gấp 10 lần. Vậy vận tốc tiếp sau sẽ là 10 Gbps trên cáp đồng UTP?

thực chất, tốc độ truyền tài liệu 10 Gbps đã triển khai được khi dùng cáp quang. Trong nhiều năm nay, cáp quang luôn đứng vị trí số 1 trong cuộc chạy đua về tốc độ truyền dữ liệu. Vậy thì Nguyên Nhân với rất nhiều điểm mạnh, tới lúc này cáp quang vẫn chưa thể thay thế hoàn toàn cáp đồng?

câu trả lời khá đơn giản: chính là giá thành cao. Những yếu tố nào làm cho cáp quang có Ngân sách cao hơn nữa cáp đồng:

+ Những thiết bị mạng dùng cho kết nối cáp quang phải triển khai việc biến đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu ánh nắng khi truyền đi, & thay đổi trái lại từ tín hiệu ánh nắng thành tín hiệu điện khi nhận về. Vì vậy những dòng thiết bị này sẽ có Ngân sách cao hơn hẳn lần những thiết bị dùng cho liên kết cáp đồng UTP, vốn chỉ dễ dàng truyền tín hiệu điện.

+ Bản thân Ngân sách để chế tạo sợi quang đã và đang cao hơn nữa sợi đồng do sợi quang rất mỏng (9 micro met), rất cần phải được đảm bảo rất cẩn thận, tránh ánh sáng, nước, bụi, nóng, lạnh, va đập...

+ Đầu nối và phụ kiện sợi quang Chi phí cao hơn nữa cáp đồng

+ xây dựng, đấu nối cáp quang cũng đòi hỏi những điều kiện ngặt nghèo hơn cáp đồng nên cũng làm tăng Ngân sách.

chính vì vậy, người ta đã quay lại với câu hỏi: “Liệu cáp đồng đã đoạt đến giới hạn của nó?” và mong muốn: “Có thể chế tạo cáp đồng có khả năng truyền dẫn lên tới 10 Gbps hay không?”. Câu trả lời là: có thể!
>>> Xem thêm: sever lenovo thinksystem ST550


III. SỰ cải tiến CỦA ADC KRONE: COPPERTEN

Những trở ngại và giải pháp sâu xa tốc độ

Đến đây có lẽ rằng các bạn sẽ thắc mắc & có nhu cầu được giải đáp: điều gì đã ngăn cản cáp đồng UTP đạt được những vận tốc cao hơn? Câu trả lời sẽ sở hữu ngay: chính là nhiễu tín hiệu. Những dấu hiệu dòng điện khi chạy trên dây dẫn bằng đồng đúc ở tần số cao (từ 10 lên tới mức hàng ngàn MHz) sẽ biến sợi dây đồng thành những anten phát ra những xung nhiễu, không chỉ gây nhiễu dấu hiệu trong nội tại sợi cáp mà còn gây nhiễu sang cả các sợi cáp khác đặt liền kề. Điều này đa số dường như không xẩy ra với cáp quang vì dấu hiệu truyền là ánh sáng có độ phân kênh rất to lớn.

Một sợi cáp giữa trung tâm liên kế với 6 sợi cáp trong cùng một bó (ống) cáp (trong thiết kế cáp mạng).

Những cặp dây có bước xoắn giống nhau gây nhiễu cho nhau trong hai sợi cáp liền kề.

Nhiễu đã làm suy yếu dấu hiệu trên tuyến đường truyền & làm dấu hiệu không còn đạt đến những khoảng cách nhất định. Như vậy chiến thuật để giành được vận tốc 10 Gbps là làm thế nào để triệt tiêu những xung nhiễu này. Nhưng để giải quyết điều này lại không dễ dàng như Tại Sao đã sinh ra nó.

Để hiểu rõ hơn chúng ta hãy trở lại một chút với cáp UTP Cat-6. Để đạt tốc độ 1 Gbps người ta đã kéo tần số chuyển động lên 250 MHz, đồng thời tạo các vách ngăn bên phía trong sợi cáp nhằm giãn khoảng cách giữa các cặp dây để giảm ảnh hưởng tác động của nhiễu lẫn nhau giữa các cặp dây này. Dẫu thế trong những khi khống chế được khoảng cách giữa các cặp dây bên trong vỏ bọc cáp thì người ta lại không làm được điều ấy với hai cặp dây có bước xoắn (vị trí) giống nhau trong hai sợi cáp liền kề.

Một ruột hình sao sử dụng phía bên trong cáp UTP Cat-6 để tăng và khống chế khoảng cách giữa các cặp dây

dù cho có thể khống chế khoảng cách ở bên phía trong sợi cáp, nhưng khoảng cách giữa các cặp dây giống hệt trong hai sợi cáp kề nhau vẫn không đảm bảo loại bỏ nhiễu.

trong thực tế, người ta đã và đang tiến hành triệt nhiễu bằng phương pháp bọc thêm vỏ sắt kẽm kim loại chống nhiễu cho mỗi cặp dây & tất cả sợi cáp, đây nói một cách khác là cáp SpsTP (Shieldedpshielded Twisted Pair) hay PiMF (Pair in Metal Foil). Mặc dù vậy cách này đã làm cho cho sợi cáp có thể trở nên quá to, nặng nề & Ngân sách cao, gây khó khăn trong thi công cáp. Đó là chưa kể đến việc loại cáp này yêu cầu loại đầu cắm (plug) và ổ cắm (Jack) trọn vẹn mới, khác với chuẩn RJ45 thường dùng, & như vậy không đảm bảo tính thích hợp với hệ thống chuẩn Ethernet Lúc Này. Vì vậy, hội đồng định chuẩn IEEE 802.3an đã chỉ định dùng cáp đồng không bọc sắt kẽm kim loại chống nhiễu là cáp UTP cho chuẩn 10G-BaseCX4 - chuẩn pháp luật về truyền dẫn 10 Gigabit Ethernet trên cáp đồng.

Chuẩn 10G-BaseCX4

Để định vị vận tốc truyền dẫn, hội đồng định chuẩn dùng định luật Shannon làm cơ sở đưa ra quyết định. Theo định luật này, để truyền 10 Gbit dấu hiệu thông báo thì cáp UTP phải có khả năng truyền dẫn to hơn 18 Gbps nhằm mục tiêu bảo đảm an toàn chất lượng dấu hiệu.

năng lực truyền dẫn to hơn 18 Gbps nhằm mục đích bù đắp những tổn hao do xung nhiễu xuyên âm trong sợi cáp, xung nhiễu xuyên âm giữa các cặp dây, suy hao tại những dòng thiết bị truyền dẫn và trên suốt 100 M chiều dài cáp.

(Khái niệm “xung nhiễu xuyên âm” (Crosstalk) nói về nhiễu ra đời bởi các đường truyền đặt quá gần nhau, từ “xuyên âm” tại đây không tương quan đến âm thanh. Ý nghĩa từ này bắt đầu từ thực tế bạn nghe thấy xuyên âm trên điện thoại cảm ứng thông minh, đó là tiếng nói hay toàn bộ cuộc rỉ tai khác trên nền cuộc thì thầm của bạn).

suy xét về khả năng cung ứng chuẩn 10G-BaseCX4 trên cáp UTP bây giờ, hội đồng định chuẩn IEEE 802.3an Tóm lại như sau:

+ Cáp Cat-5e, tần số chuẩn 100 MHz, không cung ứng chuẩn 10Gbit.

+ Cáp Cat-6, tần số chuẩn 250 MHz, cung ứng tối đa 5 Gbps (trong khi yêu cầu là >18 Gbps).

trong khi nhiều giữa trung tâm nghiên cứu & các đơn vị phân phối còn đang thử nghiệm các giải pháp truyền dẫn tốc độ cao, thì ADC KRONE đã chế tạo thành công dòng sản phẩm cáp CopperTEN, và đã được cấp bằng sáng chế vào thời điểm tháng 1/2003 tại Mỹ. Cho đến thời điểm hôm nay, CopperTEN vẫn chính là chiến thuật cáp UTP duy nhất trên thế giới cung ứng chuẩn 10G-BaseCX4 trên khoảng cách 100 M.

ADC KRONE đã làm như vậy nào?

Một thử thách đề ra cho cáp CopperTen là bảo đảm an toàn vận tốc truyền dẫn lớn hơn18 Gbps trên chiều dài 100 M cáp mà vẫn đảm bảo an toàn size thông thường cho sợi cáp.

Theo phong cách thiết kế cổ điển của cáp UTP, mỗi cặp dây được xoắn với nhau để vô hiệu hóa nhiễu xuyên âm của từng cặp dây (Crosstalk), & bước xoắn của 4 cặp dây sẽ theo tỷ lệ khác hoàn toàn để giảm thiểu sự cộng hưởng xung nhiễu của cả 4 cặp dây. Tuy nhiên trong thực tiễn thiết kế kéo cáp thì các sợi cáp thường đi chung trong 1 ống cáp, vì vậy việc nảy sinh nhiễu xuyên âm (Alien Crosstalk) giữa cáp cặp cáp cùng bước xoắn (nằm trong những sợi cáp đặt sát nhau trong ống) là không còn tránh được.

Để vô hiệu tối đa các xung nhiễu xuyên âm nảy sinh bên phía trong sợi cáp và giữa các sợi cáp với nhau, ADC KRONE đã làm như sau:

1. Đặt một lõi nhựa bên trong ruột cáp để khống chế & tăng khoảng cách phân tách 4 cặp dây nhằm mục tiêu loại bỏ nhiễu của cả 4 cặp dây, cũng giống như cáp UTP Cat-6. Tuy nhiên lõi nhựa hình sao này được thiết kế dạng mũ ở cả 2 đỉnh đối diện với size mũ khác nhau.

2. Lõi nhựa có chiều cao mặt cắt đứng to hơn đường kính vỏ cáp làm cho sợi cáp có hình elip.

3. Lõi nhựa xoắn liên tiếp để cả 4 cặp dây phải xoắn theo.

Các cặp dây có bước xoắn ngắn lại các chủng loại cáp UTP Cat-5e & Cat-6 để giảm xung nhiễu tối đa.Với cấu trúc cáp như thế, nhiễu xuyên âm bên trong sợi cáp đã được vô hiệu hóa đáng chú ý do tăng khoảng cách & tăng bước xoắn của những cặp dây.

Điều đáng chú ý là lúc bấy giờ khi bó các sợi cáp CopperTEN do các lõi nhựa có cũng bước xoắn nên các đầu mũ của lõi sẽ chạm nhau trong quãng chiều dài bó cáp, kết phù hợp với sợi cáp hình elip & xoắn sẽ tạo nên ra khoảng trống xung quanh. 4 Cặp dây vừa ôm sát vào phần trung tâm của lõi nhựa vừa xoay tạo nên một hiệu ứng đổi khác khoảng cách ngẫu nhiên. Như thế khoảng cách giữa các cặp dây có cùng bước xoắn (cùng mã màu) được bảo đảm một giá trị nhất định & các khe hở (khoảng cách) không gian được tận dụng để vô hiệu xung nhiễu.

Những hình minh hoạ Bức Ảnh cáp thực chất sẽ khiến cho bạn dễ tưởng tượng hơn:
CopperTEN đã đã đạt được sự ủng hộ của những tên tuổi lớn như Cisco, HP, Fujitsu…Giá thành cáp này thấp hơn cáp sợi quang & chỉ nhỉnh hơn hệ thống cáp Cat 6 một chút. CopperTEN dùng các loại đầu nối và phụ kiện chuẩn RJ45 vì thế nó thích hợp hoàn toàn với hệ thống cáp chuẩn mạng LAN Hiện tại.

IV. Kết luận

Với CopperTEN, kỹ thuật truyền dẫn có được một bước nhảy quan trọng, bảo đảm cho tốc độ truyền tài liệu trong mạng Ethernet trong không ít năm. Hi vọng rằng CopperTEN cũng trở thành là 1 giải pháp cân xứng cho Công Ty của các bạn trong time đang tới.

>>> Xem thêm: bán HP DL380 gen10

Các bài khác cùng chuyên mục: