تأثیر نویز روی کابل شبکه

راه اندازی یک شبکه نیاز به مهارت و دقت بالایی دارد تا بتوان از عملکرد بهینه آن اطمینان کامل حاصل کرد. اگر تنها یک عامل به درستی فعالیت نکند، در کار یک شبکه اختلال ایجاد کرده و به دنبال آن می تواند در فرآینده های تجاری آن شرکت و یا سازمان تاثیر منفی بگذارد. از میان مسائل مختلفی که می‌تواند یک شبکه را تحت تأثیر قرار دهد، یکی از رایج‌ترین و چالش‌ برانگیزترین آن می توان به مدیریت نویز شبکه پهنای باند اشاره کرد. پس در ادامه همراه ما باشید تا در رابطه با تأثیر نویز روی کابل شبکه و نحوه برطرف کردن آن بیشتر بدانیم.

نویز چیست؟

در اصطلاح ساده، نویز شبکه به سیگنال‌های ناخواسته اضافی اشاره دارد که ترافیک عادی سیگنال‌های داده مورد نظر را در یک شبکه مختل می کند. نویز شبکه با محتوای اطلاعاتی در حال انتقال، تداخل می کند؛ به طوری که گیرنده ممکن است تنها بخشی از اطلاعات را دریافت کند یا در موارد شدید  هیچ اطلاعاتی را دریافت نکند. به همین دلیل نویز شبکه یکی از دلایل اصلی اختلال در عملکرد شبکه است.

در واقع نویز می تواند با سیگنال های آنالوگ و دیجیتال تداخل ایجاد کند. با این حال، میزان نویز لازم برای تأثیرگذاری بر سیگنال دیجیتال بسیار بیشتر است. این به این دلیل است که سیگنال‌های دیجیتال با استفاده از مجموعه‌ای از پالس‌های الکتریکی مجزا برای انتقال «بیت‌ها» ارتباط برقرار می‌کنند. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، آن پالس های الکتریکی به نویز زیادی نیاز دارند تا با یکدیگر اشتباه گرفته شوند.

برعکس سیگنال های دیجیتالف سیگنال های آنالوگ بصورت نامحدود مقادیر ممکن را در یک بازه تعیین شده نشان می دهند؛ مانند 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت. در این حالت، هر گونه افزایش ولتاژ یا جریان ناخواسته باعث نوسان در پیام ارسالی می شود. تغییرات جزئی در امتداد سیگنال های آنالوگ، به ترتیب میلی ولت یا میکرو آمپر، معمولاً منجر به یک اختلاف قابل توجه (یا حتی محسوس) نمی شود. سطوح بالای نویز الکتریکی می تواند تغییرات زیادی ایجاد کند و منجر به اختلافات قابل توجهی شود که ارتباط بین دستگاه های کنترل فرآیند را کاملا غیرممکن می کند.

نویز سیگنال تزریق شده به ارتباطات الکتریکی، مقدار سیگنال مورد انتظار را اضافه یا کاهش می دهد. در شرایط صنعتی که فرآیندهای حیاتی به طور خودکار بر اساس اندازه گیری آن سیگنال کنترل می شوند، هر گونه تغییر می تواند منجر به نتایج غیرقابل پیش بینی و بالقوه مضر شود.

علل ایجاد نویز در کابل شبکه:

برای حل کردن نویز در کابل های شبکه، ابتدا باید عامل ایجاد کننده آن را شناسایی کرد. به طور کلی عوامل ایجاد کننده نویز در شبکه به دو دسته عوامل داخلی و خارجی تقسیم می شوند. علل خارجی، عواملی هستند که در شرایط خارج از شبکه پهنای باند ایجاد می شوند. در مقابل، عوامل داخلی هستند که در نتیجه مسائل ذاتی در شبکه اتفاق می افتند.

ـ عوامل خارجی شامل:

• تداخل الکترومغناطیسی: نزدیکی سیم‌های مسی یا کابل های فیبر نوری یک شبکه با سایر تجهیزات الکتریکی مانند کابل های برق، ژنراتورها یا موتورها می‌تواند سیگنال‌های شبکه را مختل کند.
• تداخل فرکانس رادیویی: سیم‌های مسی بدون پوشش می‌توانند امواج رادیویی را دریافت کرده و آنها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند و در نتیجه در یک شبکه نویز ایجاد شود.
• نویز هم شنوایی یا Cross Talk: این زمانی است که سایر کابل‌ها یا هادی‌های مجاور سیگنال‌ها را در سیم‌های یک شبکه پهن باند فعال می‌کنند. برای جلوگیری از این تداخل می توان از کابل های Twisted-pair، کابل های دارای شیلد و همچنین فاصله دادن کابل ها از یکدیگر استفاده کرد.
• عوامل محیطی: ارتعاشات فیزیکی و همچنین افزایش دما می تواند باعث ایجاد نویز شبکه پهنای باند شود. 

حذف نویز حرارتی غیرممکن است. با این حال، کاهش دما یا مقاومت در مدارهای الکتریکی می تواند نویز حرارتی را کاهش دهد.

ـ علل داخلی:

• ایراد در طراحی: اتصالات معیوب، اتصالات نامناسب در سوئیچ های شبکه یا مدارهای بد شبکه می تواند باعث ایجاد نویز اضافی در پهنای باند یک شبکه شود.
• عدم رعایت استانداردهای کابل کشی: روش‌های ضعیف سیم‌کشی شبکه، مانند استفاده از سیم‌کشی بدون محافظ، می‌تواند منجر به نویز الکتریکی اضافی شود.
• عدم اتصال درست به زمین: اگر سیم ها به درستی به زمین متصل نباشند، حلقه های اتصال به زمین می توانند سیگنال های ناخواسته و اضافی در یک شبکه را ایجاد کنند.
• محافظت ناکافی: اجزای شبکه ای که به درستی محافظت نمی شوند، تمایل بیشتری به دریافت سیگنال های اضافی از منابع خارجی دارند.

تاثیر نویز بر کابل شبکه:

به طور کلی، اگر نویز شبکه به موقع تشخیص داده نشود و اصلاح نشود، می تواند منجر به کاهش عملکرد کلی شبکه شود:

• کاهش سرعت انتقال داده: تداخل سیگنال در نتیجه نویز شبکه می تواند سرعت انتقال داده را در شبکه کاهش دهد.
• تضعیف سیگنال: نویز شبکه می تواند قدرت سیگنال ها در پهنای باند شبکه را ضعیف کند. هر چه نویز در یک شبکه بیشتر باشد، سیگنال ها بیشتر کاهش می یابد.
• از دست دادن بسته های داده: نویز شبکه می تواند باعث از بین رفتن بسته های داده در مسیر رسیدن به مقصد شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، برخی یا تمام اطلاعات به گیرنده منتقل نمی شود.

راهکارهای از بین بردن نویز در کابل شبکه:

گام اولیه مقابله با نویز در پهنای باند یک شبکه، شناسایی علت آن است که البته زمان بر هم هست. کل شبکه باید به طور کامل بررسی و همچنین آزمایش شود تا منبع ایجاد نویز در شبکه مشخص شود. علاوه بر این، محیط خارجی نیز باید برای محرک های بالقوه ای که می تواند منجر به نویز شبکه شود، بررسی شود. پس از شناسایی نوبت به روش های رهایی از نویز در شبکه می رسد.

ـ استفاده از کابل شبکه شیلددار:

یکی از عوامل تاثیرگذار محافظت در برابر نویز، وجود شیلد در کابل های شبکه است که سیم های درونی آن را پوشش می دهد. در نتیجه تداخل امواج تا حد زیادی کاهش یافته و از اختلالات مغناطیسی جلوگیری می کند. پس در ادامه انواع کابل را مشاهده می کنید:

• کابل شبکه UTP: این کابل ها فاقد فویل و شیلد هستند به همین دلیل نسبت به نویز و تداخل امواج هیچگونه مقاومتی ندارند. به همین علت می توان گفت این کابل ها نسبت به سایرین دارای قیمت پایین تری هستند.
• کابل شبکه FTP: این کابل دارای یک لایه فویلی است که می تواند تا حدی در مقابل نویز مقاومت کند.
• کابل شبکه STP: این کابل ها از یک محافظ شیلد با ساختار مشبک ساخته شده اند که می تواند از تداخل امواج مغناطیسی محافظت کند، می توان از این کابل در محیط هایی که نیاز است کابل شبکه در کنار کابل برق قرار گیرد استفاده کرد.
• کابل شبکه SFTP: این کابل ها تا حد زیادی نسبت به دریافت نویز مقاوم هستند. این کابل ها دارای فویل و شیلد بوده و دارای قیمت بالایی نیز می باشند.

بیشتر بخوانید: کابل شبکه و انواع آن به همراه ویدئو و پادکست

ـ استفاده از کابل شبکه با کتگوری بالا:

کابل های شبکه براساس پهنای باند، کیفیت انتقال، سرعت و نویزپذیری به دسته های مختلفی تقسیم بندی می شود که به آن ها رده و یا Category گفته می شود. امروزه کابل های شبکه در گروه های Cat۵ ،Cat۵e ،Cat۶ ،Cat۶a ،Cat۷،Cat۷a و Cat۸ به بازار تجهیزات شبکه عرضه می شوند. هرچه عدد مقابل Cat بزرگ تر و گروه کابل بیشتر باشد، کابل شبکه کیفیت بیشتری دارد و نویزپذیری آن بسیار کمتر می شود.