Network

Network

การออกแบบเครือข่ายตามมาตรฐาน EIA/TIA 568 สาย UTP เป็นสายที่มีประสิทธิภาพต่อราคาสูง ป็นสายที่ได้รับการพัฒนาให้เหมาะกับงานสื่อสารข้อมูลแบบต่าง ๆ สาย UTP เป็นสายที่มีสเมกทางคุณสมบัติความต้านทาง 100 โอห์มมี มาตรฐานการผลิตสายเป็นที่ยอมรับในวงการอุตสาหกรรมไฟฟ้า สาย UTP แบ่งออกเป็นหลายขนิด และรู้จักกันในรูปแบบสาย แคต1 (Category 1) แคต 2 แคต 3 แคต 4 หรือ แคต 5 สายแต่ละชนิดมี คุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่ที่นิยมใช้กันในขณะนี้เป็นแคต 3 ขึ้นไป สายแคต 3 เป็นสาย UTP แบบ 100 โอห์ม ใช้ในระบบเชื่อมโยง ฮาร์ดแวร์และสื่อสารข้อมูลโดยกำหนดส่งสัญญาณ จนถึง 16 เมกะเฮิรตซ์ สายขนิดนี้ใช้สำหรับติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์โดยกำหนดไว้ใช้สำหรับสายเชื่อมโยงในแนวราบ สายแคต 4 เป็นสาย UTP แบบ 100 โอห์ม ใช้เชื่อมโยงฮาร์แวร์และระบบ สื่อสารข้อมูล โดยการส่งสัญญาณได้ จนถึง 20 เมกะเอิรตซ์ สายแคต 5 เป็นสายที่มีการพัฒนามาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสาร ข้อมูล สายชนิดนี้ใช้ส่งข้อมูลได้จนถึง 100 เมกะเฮิรตซ์ สาย UTP ที่ใช้เป็นสายแนวราบ (Horizontal) สาย UTP เป็นสายที่ใช้เชื่อมโยง คอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐาน กำหนดความยาวได้ไม่เกิน 100 เมตร ที่ใช้เป็นสายแบบที่มีตัวนำทองแดง 4 คู่โดย ทั่วไปเป็นสายที่ใช้ลวดตัวนำที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.5 มิลลิเมตร หรือเป็นลวดตัวนำทองแดงตามมาตรฐาน AWG เบอร์ 24 อย่างไรก็ดีมีสาย UTP ที่ผลิตโดย บริษัทใช้สายตัวนำทองแดง ที่ทำด้วยลวดตัวนำ เบอร์ 22 ขนาด 0.63 มิลลิเมตร สาย 4 คู่ที่ตีเกลียวสลับกันดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีสีเพื่อกำหนดสายเพื่อให้การเลือก ต่อสายที่ปลายทั้งสองได้ถูกต้อง จึงมีการกำหนดสีให้เป็นรหัส บ่งบอกสาย สีที่ปรากฎที่สาย UTP ที่ใช้ในมาตรฐานนี้มีดังนี้
	สายคู่ที่ 1 ใช้สีขาว - ฟ้า ตัวย่อ (W-BL) สีฟ้า ตัวย่อ (BL) สายคู่ที่ 2 ใช้สีขาว - ส้ม ตัวย่อ (W-O) สีส้ม ตัวย่อ (O) สายคู่ที่ 3 ใช้สีขาว - เขียว ตัวย่อ (W-G) สีเขียว ตัวย่อ (G) สายคู่ที่ 4 ใช้สีขาว - น้ำตาล ตัวย่อ (W- BR) สีน้ำตาล ตัวย่อ (ฺBR)
คุณสมบัติของสาย UTP ที่ใช้ในการออกแบบ ขนาดของสาย UTP เมื่อวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกควร มีขนาดน้อยกว่า 0.25 นิ้ว หรือ 6.35 มิลลิเมตร โดยสายแต่ละเส้น ทนแรงดึงได้มากกว่า 400 นิวตัน คุณสมบัติ ในเรื่องการดัดโค้งของ สายมีรัศมีความโค้งได้เท่ากับ 1 นิ้ว ความต้านทานของสายตาม มาตรฐานกำหนดไว้โดยวัดที่ความยาว 100 เมตร ต้องมีความต้านทานไม่เกิน 9.38 โอห์ม (ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส) ความต้านทานของสายแต่ละคู่จะต้อง ต่างกันไม่ เกิน กว่า 5% คุณสมบัติทางด้านการเหนี่ยวนำร่วม ของสายตัวนำ ให้เกิดคุณสมบัติเป็น ตัวเก็บประจุ เมื่อวัดที่ความถึ่ 1 กิโลเฮิรตซ์ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ไม่ควรเกินกว่า 6.6 นาโนฟารัด ที่ความยาว 100 เมตร สำหรับสาย UTP แคต 3 หากเป็นสาย UTP 4 และ 5 ควรมีค่าความจุไม่เกิน 5.6 นาโนฟารัด ค่าความจุของตัวเก็บประจุของแต่ละสาย เมื่อเทียบกับกราวน์ และวัดที่ความถี่ 1 กิโลเฮิรตซ์ มีค่าไม่เกินกว่า 330 PF ต่อความยาว 100 เมตร ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ค่าลักษณะสมบัติ อิมพีแดนซ์ ของสาย UTP เป็นสิ่งที่มีความสำคัญ ค่านี้จะเกี่ยวกับการสะท้อนของสัญญาณ ถ้าการเชื่อมโยงไม่แมตซ์กัน คุณสมบัติของสาย UTP ใน เรื่องลักษณะสมบัติ อิมพีแดซ์นี้มีค่า 100 โอห์ม +- 15 % ที่วัดที่ความถี่ 1 MHz จนถึงความถี่สูงสุดของสายที่ยอมรับในขอบเขตการใช้งาน เมื่อใช้งานสาย UTP ที่ ความถี่สูง จะมีคุณสมบัติการสะท้อนกลับของสัญญาณ หากไม่มีการ แมตซืที่ปลาย สายทำให้สัญญาณ สะท้อนกลับเป็นตัวบั่นทอนสัญญาณให้เล็กลง การบั่นทอนใน เรื่องนี้ เราเรียกว่า SRL-Structure Return Lose

ตารางแสดงคุณสมบัติ SRL ของสาย UTP ที่ใช้เป็นสายแนวราบ

ความถี่(f)	แคต 3 (dB)	แคต 4 (dB)	แคต5 (dB)
1-10 MHz	12	21	23
10-16 MHz	12-10 log(f/10)	21-10 log(f/10) 23
16-20 MHz	-	21-10 log(f/10) 23
20-100 MHz	-	-	23-10 log(d/20)
f คือความถี่ใช้งาน

อัตราการบั่นทอนของสาย

การบั่นทอนสัญญาณของสาย UTP ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานถ้าการบั่นทอนคือค่าที่ทำให้สัญญาณ
ลดต่ำลง ซึ่งค่าบั่นทอนนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานโดยวัดที่ ความยาวสาย 100 เมตร ตามมาตรฐานวัดที่ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสซึ่ง ปกติค่าคงที่ที่วัดได้ควรจะได้น้อยกว่าค่าที่คำนวณได้จากสูตร

อัตราการบั่นทอน (f) <= k1 sqrt(f)+k2f+k3/sqrt(f) ค่าความถี่ f มีค่าจาก0.772 MHz จนถึงค่าความถี่สูงสุดของข้อกำหนด ของสาย แต่ละชนิด
ตารางแสดงค่า K

	k1	k2	k3
สายแคต 3	2.320	0.238	0.000
สายแคต 4	2.050	0.043	0.057
สายแคต 5	1.967	0.023	0.050

อัตราการบั่นทอนของสาย UTP ที่ใช้ในแนวราบ คิดที่ 100 เมตร อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส

การครอสทอร์คที่ใกล้ปลายสาย (NEXT - Near End Crosstalk Loss) เป็นการเหนี่ยวนำของสัญญาณจากเส้นหนึ่ง ไปยังอีกเส้นหนึ่งมีลักษณะ ที่สัญญาณเหมือนกับสัญญาณวิ่งเข้าหากัน NEXT มีค่าไปตามสูตร

NEXT (f)>= NEXT(0.772)-15 log(f/0.772)

ค่าของการเหนี่ยวนำให้เกิดการครอสทอร์คนี้จะมีขนาดลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น

หัวต่อปลั๊กตามมาตรฐาน 568

สาย UTP มีข้อกำหนดที่ความยาวไม่เกิน 100 เมตร ดังนั้น การออกแบบระบบ สายที่ใช้ UTP จึงมีข้อจำกัดความยาว
ดังกล่าว วัดจากปลายสัญญาณด้านรับ ไปถึงปลายสัญญาณด้านส่ง ซึ่งอาจจะผ่านสาย แพตซ์ ก็ได้ การผ่านอุปกรณ์แพตซ์ สายยิ่งทำให้ความยาวลดลง เพราะมีการสูญเสียของสัญญาณที่หัวต่อสาย โครงสร้างการเดินสาย UTP ตามมาตรฐาน EIA/TIA 568 มีการแบ่งการเดินสาย ในรูปแบบสายแนวดิ่งและสาย แบคโบน อุปกรณ์ประกอบในส่วนของการจ่ายสัญญาณตามมาตรฐานของ UTP มีอุปกรณ์สายหัวต่อสาย และอุปกรณ์ประกอบอีกหลายอย่าง ประกอบอยู่

เพื่อให้ระบบการเดินสายเป็นไปตามมาตรฐานจึงได้กำหนดรูปแบบการ จัดสาย UTP เพื่อเชื่อมต่อออกปลั๊ก ของสายแต่ละเส้นในลักษณะที่เชื่อมต่อ กันได้อย่างถูกต้อง มาตรฐาน EIA/TIA จึงกำหนดปลายสายที่ออกสู่ปลั๊กทั้ง 8 เส้นเป็น 2 แบบ คือ T568A และ T568B การจัดสายแต่ละแบบ สาย UTP 8 ตัว ประยุกต์เข้ากับวิธีการเดินสาย โทเก้นริง

ข้อกำหนดการติดตั้งไปยังส่วนพื้นที่ทำงานนี้เป็นเรื่องที่มีรายละเอียด เพื่อรองรับการทำงานตามความถี่ที่กำหนดได้ การให้สีของสาย UTP ก็เพื่อจะบอกตำแหน่งของชั้นได้ ชัดเจนว่าเป็นสายคู่ที่เท่าไร และจะต่อ เข้ากับปลายหัวต่อในตำแหน่งใด ผู้ผลิตแจ๊กเล็กๆ ที่ติดฝังฝาผนังจะต้อง รับรองมาตรฐานดังกล่าว การเข้าสายของหัวต่อนี้ ระหว่างสายกับหัวต่อ แจ๊ก จะต้องเข้าคู่กัน ให้ถูกต้อง

พิจารณาจากตัวอย่างการเข้าหัวแจ๊ก ของหัวต่อ แบบ UTP ดังรูปข้างล่างนี้ ซึ่งหัวต่อจะมีขาที่เชื่อมต่อโดยบอกตำแหน่งขา เช่น จาก T568A ขา 1 ทาง แจ๊กคือ T3 ขา 2 คือ R3 ซึ่งต่อออกที่เชื่อมสายตำแหน่ง 5 และ 6 ในกรณีที่ใช้แจ๊กคู่กับการเดินสาย UTP 1 เส้น สาย UTP มี 8 ตัวนำ ซึ่ง สามารถนำมาประยุกต์เข้ากับวิธีการเดินสาย โทเก้นริง หรือแบบ 10 Base T ซึ่งมีการเชื่อมต่อสาย

การเดินสายแจ๊กต่อไปยังแพ็คเป็นสาย UTP เดินแบบแนวราบ ซึ่งทั่วไปใช้สาย UTP แคต 5 จะใช้ได้ถึง 100 Mbps และสาย UTP 1 เส้น มี 8 ตัวนำ ซึ่งสามารถ ใช้กับ 10 Base T หรือ โทเก้นริง 2 วงจร เพราะแต่ละวงจรของ 10 Base T หรือ โทเก้นริง ใช้ตัวนำเพียง 4 เส้น แต่ข้อแนะนำทั่วไป สำหรับการเดินสาย 100 Mbps แนะนำไว้ว่า หากต้องการเดินสาย แบบปลั๊กคู่ ก็ควรใช้สายแบบชนิด พิเศษที่ทำมาสำหรับสายคู่โดยเฉพาะ เพราะการใช้สายร่วมกัน 2 วงจรอาจมี ปัญหาในเรื่องสัญญาณรบกวนได้

เพื่อให้ระบบการเดินสายเป็นไปตามมาตรฐาน จึงได้กำหนดรูปแบบการจัดสาย UTP เพื่อเชื่อมต่อออกปลั๊กของสายแต่ละเส้นในลักษณะที่เชื่อมต่อกันได้อย่างถูกต้อง มาตรฐาน EIA / TIA จึงกำหนดปลายสายที่ออกสู่ปลั๊กทั้ง 8 เส้น เป็น 2 แบบ คือ T568A และ T568B

แบบ T568A ใช้สำหรับการต่อระหว่าง จาก HUB ไปยังเครื่อง ขาว- เขียว ขาว-ส้ม ขาว- ฟ้า ขาว-น้ำตาล เขียว ฟ้า ส้ม น้ำตาล 1 2 3 4 5 6 7 8

แบบ T568B ใช้สำหรับการต่อระหว่าง จาก HUB ไป HUB ขาว-ส้ม ขาว-เขียว ขาว-ฟ้า ขาว-น้ำตาล ส้ม ฟ้า เขียว น้ำตาล 1 2 3 4 5 6 7 8

หัวต่อสายแบบ RJ45

เมื่อเดินสายมาที่แจ๊ก ฝังอยู่ที่ ฝาผนังหรือพื้น มายังจุดรวมสายเป็นวิธีการกระจาย เข้าสู่พื้นที่ทำงานอย่างได้ผล การเดินสายจากแจ๊กที่ฝาผนัง ใช้หัวต่อแบบ RJ 45 เพื่อเชื่อมโยงต่อมายัง กรานซิพเวอร์ เพื่อต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์หรือต่อกับ
เครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง หัวต่อ RJ 45 มีการจัดวางตำแหน่งตัวนำของสาย UTP ให้ตรง กับแจ๊กสายผนัง

สาย UTP แบคโบน

ปกติเป็นการเดินระหว่างชั้น โดยทั่วไปใช้สายขนาด 25 คู่สาย อยู่ในมัดเดียวกัน สายเหล่านี้เหมาะกับการเดินระหว่างแพตซ์

แพตซ์

แพตซ์เป็นแผงที่ใช้รวมสัญญาณจำนวนมาก เพื่อให้เปลี่ยนแปลงหรือปรับเปลี่ยนโครงสร้าง การเชื่อมสายได้ง่าย หรือต้องการย้ายพอร์ตเมื่อต้องการ แพตซ์มีหลายแบบ แพตซ์ที่ใช้ มีทั้งที่ติดตั้งบนแร็ค 19 นิ้ว และแบบที่ติดกับฝาผนัง หัวต่อรวมสายที่ใช้มีได้หลายแบบ ทั้งแบบ UTP ที่ใช้ RJ 45 แบบหัวต่อ BNC ที่ใช้กับ 10BASE 2 หรือหัวต่อแบบโทเก้นริง
ในกรณีที่มีสายจำนวนมากเชื่อมต่อมาที่แพตซ์เพื่อเลือกการเชื่อมโยงสาย เช่น ใช้สายแบบ แบคโบน 25 เส้น สายจำนวนมากจำเป็นต้องเชื่อมเข้าสู่แพตซ์ การเข้าสายทางด้านหลังและตัวอย่างแพตซ์ดังแสดงตามรูป

การทำเครื่องหมาย

เมื่อมีสายที่เดินในแนวราบจำนวนมากมายังแพตซ์ จึงจำเป็นต้องทำเครื่องหมาย ที่สาย เครื่องหมายเหล่านี้เป็นเครื่องหมายที่ติดสาย เป็นรหัสสายและติดที่แพตซ์ เพื่อให้ดูง่ายและสามารถเชื่อมโยงต่อได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีการทำเครื่องหมาย บอกประสิทธิภาพของอุปกรณ์และสายว่าอยู่กลุ่มใด เพราะอุปกรณ์ต่อสายแจ๊กและ แพตซ์ ตลอดจนการเข้าสายในแต่ละกลุ่มแตกต่างกัน จึงต้องทำเครื่องหมายบอกไว้ ด้วย เครื่องหมายที่ใช้สำหรับตัวอุปกรณ์มีดังนี้

"Cat3" หรือ 3 สำหรับอุปกรณ์ในกลุ่มแคต 3
"Cat4" หรือ 4 สำหรับอุปกรณ์ในกลุ่มแคต 4
"Cat5" หรือ 5 สำหรับอุปกรณ์ในกลุ่มแคต 5

สาย STP (Shielded Twisted Pair)

สายสัญญาณ STP เป็นสายสัญญาณที่ได้รับการพัฒนาต่อจากสาย UTP โดยเพิ่มการ ชีลด์ สัญญาณรบกวนเพื่อทำให้คุณสมบัติโดยรวมของสายสัญญาณดีขึ้นอีกมากตามมาตรฐาน EIA/TIA 568 ก็ได้แบ่งแยกสาย STP ออกเป็น 3 กลุ่ม

สายที่ใช้จ่ายสัญญาณในแนวราบ

สายนี้ได้รับการออกแบบให้เป็นสายสัญญาณสำหรับ โทเก้นริง เพราะใช้ความถี่ที่สูงขึ้น เป็น 16 เมกะบิตต่อวินาที คุณสมบัติของ STP สามารถใช้ได้สูงถึง 100 เมกะบิตต่อวินาที

สาย STP สำหรับแบคโบน

เป็นสายที่ออกแบบมาให้ใช้ในระยะทาง ที่ไกลขึ้นกว่าเดิมซึ่งมีการนำมาใช้เป็นสาย IBM type 1,IBM type2 ตามมาตรฐานของไอบีเอ็มที่ใช้เดินในระบบไอบีเอ็ม

สาย STP สำหรับสายแพตซ์

ได้รับการออกแบบให้ตรงกับมาตรฐาน IBM type 6 , IBM type 9 เป็นสายที่ ออกแบบมาให้ใช้กับ RAN ระยะใกล้และต้องมีการเคลื่อนย้ายได้บ่อย ๆ คุณลักษณะของสาย STP ก็เหมือนกับสาย UTP คือมีเรื่องเกี่ยวกับอัตราการบั่นทอน ครอสทอร์ค และอิมพิแดนซ์ (150 โอห์ม)

สายโคแอกเซียล

เป็นสายชีลด์ที่หุ้มส่วนของตัวนำไว้ ลักษณะเด่นของสาย โคแอกเซียลคือ มีภูมิต้านทาน ต่อสัญญาณรบกวน โดยเฉพาะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นสายโคแอกเซียล จึงเป็นสาย ที่เหมาะที่จะใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีสัญญาณรบกวนมาก เป็นสายที่ใช้งานในระบบ โทโปโลยี แบบบัส การใช้แบบบัสทำให้จำนวนสายโคแอกเซียลน้อยกว่าแบบ สตาร์และยัง ทำให้ได้ระยะทางมากกว่า สายโคแอกเซียลมีจำนวนชนิดอยู่มาก การเลือกใช้จึงต้องพิจารณา ให้ตรงกับมาตรฐานที่ออกแบบมา เช่น RG-59 มีอิมพีแดนซ์ขนาด 75 โอห์ม เหมาะกับงาน วีดีโอหรืองานส่งทีวีตามสาย ถ้าจะใช้เป็นสายเคเบิลสำหรับงานคอมพิวเตอร์ IBM 3270 ก็ ต้องเลือกใช้ RG-62 อิมพีแดนซ์ 93 โอห์ม

เส้นใยแก้วนำแสง เป็นเส้นใยแก้ว เป็นสายที่ไม่ใช่มีไว้สำหรับอนาคต แต่สายเส้นใยแก้ว เป็นสายที่ปัจจุบันใช้งานได้อย่างกว้างขวาง มีราคาถูกลงมาก จนสามารถนำมาเป็นสายจ่าย ในแนวราบได้ แต่เดิมสายเส้นใยแก้ว เป็นสายที่เน้นเฉพาะ การใช้ในส่วนของแบคโบน

ขั้นตอนการเดินสายสัญญาณ
1. ต้องสำรวจสภาพภูมิประเทศที่จะเดินสายสัญญาณ
2. วางรูปแบบการเดินสายสัญญาณเครือข่าย

3. เตรียมอุปกรณ์ที่จะใช้ ในการเดินสายสัญญาณให้พร้อม

4. วางท่อตามแนวการเดินสายที่ได้วางแบบไว้
5. วัดสายสัญญาณตามแนวท่อ แล้วตัดสายสัญญาณตามขนาด

6. ติดตั้ง HUB ไว้ตามตำแหน่งที่วางแบบไว้

7. จัดการติดหัว RJ45 กับสายสัญญาณ

8. ติดหัว RJ45 กับเครื่องและกับ HUB