Cáp áp dụng: CAT5 / CAT5E / CAT6 / CAT6A / CAT7 / CAT8

Cáp mạng CAT
Cáp mạng CAT hay còn gọi là cáp xoắn đôi là loại cáp mạng phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Chúng bao gồm nhiều tiêu chuẩn khác nhau như Cat5e, Cat6, Cat6a và Cat7, mỗi tiêu chuẩn có đặc điểm hiệu suất và kịch bản ứng dụng riêng biệt.

Phân loại theo loại che chắn
Cặp xoắn không được che chắn (UTP): Phần lớn cáp mạng đang sử dụng đều thuộc loại này. Mặc dù chúng không thể chống lại hoàn toàn sự can thiệp từ bên ngoài nhưng chúng sử dụng phương pháp đưa tín hiệu gây nhiễu. Các tín hiệu này được ghép từ tính trên dây dẫn và các cặp xoắn chặt sẽ hấp thụ nhiễu, tạo ra tín hiệu chế độ chung. Ở đầu thu, tín hiệu này có thể bị loại bỏ bằng các đường vi sai, cho phép phân tích tín hiệu gốc.
Cặp xoắn được bảo vệ (FTP): Các loại cáp này có khả năng chống nhiễu tốt và phù hợp với môi trường có mức nhiễu điện từ cao.

Đặc điểm cấu trúc của cáp mạng
Cấu trúc cáp xoắn đôi:
Cáp xoắn đôi là phương tiện truyền dẫn giống như đường dây điện thoại, với mỗi dây được cách điện và được mã hóa màu để nhận dạng. Mục đích của việc xoắn hai dây dẫn lại với nhau là để loại bỏ dạng nhiễu điện từ (EMI) từ các cặp dây dẫn khác và các nguồn bên ngoài.
Để tránh nhiễu giữa các cặp, mỗi cặp được xoắn với tốc độ khác nhau. Thông thường, cặp màu trắng-cam/cam xoắn chặt, trong khi cặp màu trắng-nâu/nâu xếp thưa thớt.
Các cặp xoắn rất nhạy cảm với nhiễu điện từ và thậm chí có thể bị hỏng. Tính toàn vẹn của vòng xoắn là một yếu tố quan trọng và nó phải được duy trì trong quá trình lắp đặt. Việc xử lý nhiều lần có thể làm thay đổi bước xoắn, có khả năng dẫn đến hỏng cáp. Để kiểm soát độ xoắn của các cặp, các giải pháp như cáp mạng công suất lớn hoặc cáp ghép đôi được sử dụng.

Đặc tính hiệu suất của các loại cáp mạng CAT khác nhau
Cat5e (Cáp mạng loại 5e nâng cao)
Hiệu suất của cáp Cat5e đã được cải thiện đáng kể so với cáp Cat5. Chúng giúp giảm độ suy giảm, nhiễu xuyên âm thấp hơn và ACR cao hơn cũng như tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn và chênh lệch thời gian trễ nhỏ hơn. Với băng thông tối đa 100 MHz và thước đo 24AWG tiêu chuẩn, các loại cáp này phù hợp với mạng Gigabit Ethernet và có thể đáp ứng nhu cầu mạng hàng ngày của hầu hết các gia đình và văn phòng.

Cat6 (Cáp mạng loại 6)
Hiệu suất truyền của cáp Cat6 vượt xa tiêu chuẩn Loại 5e nâng cao, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng truyền mạng tốc độ Gigabit. Với băng thông truyền 250 MHz, các loại cáp này cho thấy hiệu suất được cải thiện về nhiễu xuyên âm và suy hao phản hồi so với cáp Loại 5e nâng cao. Hiệu suất suy hao phản hồi tốt rất quan trọng đối với các ứng dụng mạng tốc độ cao song công hoàn toàn thế hệ mới và chúng phù hợp với các ứng dụng có tốc độ truyền trên 1Gbps.

Cat6a (Cáp mạng loại 6 nâng cao)
Là một cải tiến so với Cat6, cáp Cat6a chủ yếu được sử dụng trong các mạng 10 gigabit. Chúng có hiệu suất tốt hơn đáng kể trong nhiễu xuyên âm bên ngoài và các khu vực khác so với cáp Cat6, với băng thông truyền 500 MHz và tốc độ truyền tối đa 10Gbps.

Cat7 (Cáp mạng loại 7)
Không giống như các loại trước, cáp Cat7 là cáp xoắn đôi được bảo vệ, chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng và phát triển công nghệ Ethernet 10 Gigabit. Với băng thông truyền tối thiểu 600 MHz và tốc độ truyền lên tới 10Gbps, mỗi cặp dây trong cáp Cat7 có một tấm chắn riêng và cả bốn cặp đều được đặt trong một tấm chắn lớn chung. Việc che chắn bổ sung dẫn đến đường kính cáp lớn hơn. Về phần cứng kết nối, hệ thống Cat7 yêu cầu các đầu nối cung cấp ít nhất 60dB nhiễu xuyên âm kết hợp gần cuối ở tần số 600 MHz cho tất cả các cặp dây.

Cat8 (Cáp mạng loại 8)
Đây là thế hệ cáp mạng được bảo vệ kép (SFTP) mới. Cáp Cat8 có hai cặp tín hiệu và có thể hỗ trợ băng thông 2000 MHz, với tốc độ truyền đạt tới 40Gb/s. Tuy nhiên, khoảng cách truyền tối đa của chúng được giới hạn ở 30 mét, khiến chúng phù hợp với các kết nối khoảng cách ngắn trong trung tâm dữ liệu giữa các máy chủ, thiết bị chuyển mạch, bảng vá lỗi và các thiết bị khác. Mặc dù chúng phù hợp với các trung tâm dữ liệu, môi trường tốc độ cao và sử dụng nhiều băng thông nhưng chúng có khoảng cách truyền ngắn hơn so với cáp Cat7/Cáp Cat7 nâng cao và vượt xa cáp Cat7 cải tiến về tốc độ và tần số. Và nó cũng khác biệt đáng kể so với cáp Cat5e, Cat6/Cat6 nâng cao về tốc độ, tần số, khoảng cách truyền và ứng dụng.

Lịch sử phát triển và sự phát triển của các loại cáp mạng CAT khác nhau
CAT1: Băng thông tần số tối đa của cáp là 750kHZ, dùng cho hệ thống báo động, hoặc chỉ để truyền giọng nói (chủ yếu dùng cho cáp điện thoại trước đầu những năm 1980), không giống như truyền dữ liệu.
CAT2: Băng thông tần số tối đa của cáp là 1MHZ, được sử dụng để truyền giọng nói và truyền dữ liệu ở tốc độ tối đa 4Mbps, thường được sử dụng trong các mạng mã thông báo cũ sử dụng thông số kỹ thuật 4MBPS của giao thức truyền mã thông báo.
CAT3: Tần số truyền là 16 MHz, tốc độ truyền tối đa là 10Mbps (10Mbit/s), chủ yếu được sử dụng cho thoại, Ethernet 10Mbit/s (10BASE - T) và vòng mã thông báo 4Mbit/s. Chiều dài đoạn tối đa là 100m. Nó sử dụng dạng RJ của đầu nối và hiện đã không còn phổ biến trên thị trường.
CAT4: Tần số truyền là 20 MHz, được sử dụng để truyền giọng nói và truyền dữ liệu với tốc độ truyền tối đa 16Mbps (tham khảo vòng mã thông báo 16Mbit/s), chủ yếu được sử dụng cho mạng LAN dựa trên mã thông báo và 10BASE-T/100BASE-T. Chiều dài tối đa của đoạn mạng là 100m. Nó sử dụng đầu nối RJ và chưa được áp dụng rộng rãi.
CAT5: Các loại cáp này có băng thông tần số tối đa 100 MHz và tốc độ truyền dữ liệu 100Mbps, phù hợp để truyền giọng nói và truyền dữ liệu ở tốc độ 100Mbps. Được sử dụng chủ yếu cho Ethernet 100BASE-T, cáp CAT5 có chiều dài đoạn tối đa là 100 mét và sử dụng đầu nối kiểu RJ. Dựa trên hiệu suất của CAT5, cáp CAT5e được thiết kế cho các ứng dụng gigabit Ethernet (1000Mbps).
CAT6: Với dải tần truyền từ 1 MHz đến 250 MHz, hệ thống cáp CAT6 đảm bảo tỷ lệ nhiễu xuyên âm ngoài hành tinh (PS-ACR) đáng kể ở mức 200 MHz, cung cấp băng thông gấp đôi Cat5e. Lý tưởng cho các ứng dụng có tốc độ dữ liệu vượt quá 1Gbps. Hệ thống cáp CAT6 tuân theo cấu trúc liên kết hình sao, với chiều dài liên kết cố định tối đa là 90 mét và chiều dài kênh không quá 100 mét. CAT6e là sự cải tiến của CAT6. Cáp CAT6e duy trì cùng dải tần và tốc độ dữ liệu tối đa 1000Mbps nhưng nâng cao hiệu suất về nhiễu xuyên âm, suy giảm và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu. Chúng có một dải phân cách hình chữ thập giữa bốn cặp xoắn.
CAT7: Được phát triển để phù hợp với công nghệ Ethernet 10 Gigabit, cáp CAT7 bao gồm tấm chắn cho mỗi cặp dây và một tấm chắn chung bổ sung cho cả bốn cặp. Về khả năng kết nối phần cứng, thông số của hệ thống Cat7 yêu cầu đầu kết nối ở mức 600 MHZ khi tất cả các cặp dây cung cấp ít nhất 60 DB cuộn dây gần cuối tích hợp.
CAT8: Tiêu chuẩn liên quan được Ủy ban TR - 43 của Hiệp hội Công nghiệp Truyền thông Hoa Kỳ (TIA) chính thức ban hành vào năm 2016 và tuân thủ tiêu chuẩn IEEE802.3bq25G/40GBASE - T. Tiêu chuẩn này chỉ định tốc độ truyền tối thiểu cho cáp mạng Cat8 để hỗ trợ cáp mạng 25Gbps và 40Gbps và tuân thủ tiêu chuẩn ANSI/TIA - 568 - C.2-1. Nó cũng chỉ định kênh và liên kết cố định cho cáp mạng Cat8 và bao gồm các giới hạn về mất cân bằng điện trở, TCL và ELTCTL.

Kịch bản ứng dụng cho các loại cáp mạng CAT khác nhau
Cat5e: Loại cáp này lý tưởng cho nhu cầu kết nối mạng hàng ngày trong gia đình và văn phòng, chẳng hạn như duyệt web nói chung và chia sẻ tệp. Với khả năng hỗ trợ tốc độ gigabit, Cat5e là quá đủ cho các tình huống sử dụng mạng thông thường.
​Cat6: Thường được sử dụng trong môi trường mạng yêu cầu tốc độ dữ liệu cao hơn và khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, chẳng hạn như trung tâm dữ liệu, mạng công ty và mạng gia đình có yêu cầu mạng cao hơn. Cat6 tự hào có băng thông truyền 250 MHz, giúp nó phù hợp với các ứng dụng mạng gigabit và đáp ứng nhu cầu của các tình huống mạng đòi hỏi khắt khe hơn.
Cat6a: Nhờ hiệu suất được cải thiện trong nhiễu xuyên âm bên ngoài và băng thông truyền 500 MHz, Cat6a chủ yếu được sử dụng trong các mạng 10 gigabit. Nó đặc biệt phù hợp với các mạng doanh nghiệp lớn và trung tâm dữ liệu, nơi truyền tải mạng ổn định và tốc độ cao là rất quan trọng.
Cat7: Là cáp xoắn đôi được bảo vệ, Cat7 vượt trội trong các ứng dụng liên quan đến công nghệ Ethernet 10Gigabit. Nó hoạt động tốt khi truyền đường dài, đạt tốc độ 10Gbps ở khoảng cách lên tới 100 mét. Điều này khiến nó trở nên lý tưởng cho các môi trường có tốc độ cao và chống nhiễu, chẳng hạn như các trung tâm dữ liệu cao cấp và lắp đặt mạng chuyên nghiệp.
Cat8: Mặc dù khoảng cách truyền tối đa bị giới hạn là 30 mét, Cat8 vẫn hỗ trợ băng thông 2000 MHz và tốc độ truyền lên tới 40Gb/s. Nó thường được sử dụng cho các kết nối khoảng cách ngắn trong trung tâm dữ liệu, chẳng hạn như giữa các máy chủ, thiết bị chuyển mạch, bảng phân phối và thiết bị khác, phù hợp với các tình huống truyền dữ liệu tốc độ cao, khoảng cách ngắn trong trung tâm dữ liệu.

Cáp Ethernet công nghiệp PROFINET
Tổng quan
Cáp PROFINET là cáp Ethernet công nghiệp được thiết kế dựa trên giao thức PROFINET, chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như sản xuất tự động hóa công nghiệp, phương tiện đường sắt và tàu biển. Các loại cáp này tương thích với nhiều giao thức truyền thông Ethernet công nghiệp, bao gồm EtherCAT và EtherNet/IP, đảm bảo hiệu suất truyền ổn định và đáng tin cậy ngay cả trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Ứng dụng
Sản xuất tự động hóa công nghiệp: Dùng để nối dây cho máy móc, thiết bị, dụng cụ và tủ điều khiển.
Phương tiện đường sắt: Đảm bảo truyền tín hiệu ổn định và an toàn trong hệ thống vận chuyển đường sắt.
Tàu biển: Hỗ trợ truyền dữ liệu hiệu quả trong hệ thống thông tin liên lạc trên tàu.

Các loại và tính năng
Loại A
Tính năng: Thích hợp cho các ứng dụng cố định, đáp ứng tiêu chuẩn hiệu suất của CAT5e.
Ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng để nối dây trong máy móc, thiết bị, dụng cụ và tủ điều khiển.

Loại B
Các tính năng: Được thiết kế để lắp đặt có thể bị uốn cong, có khả năng chịu được chuyển động hoặc rung động không thường xuyên.
Ứng dụng: Thích hợp cho các môi trường có khả năng bị uốn cong, chẳng hạn như một số thiết bị tự động hóa công nghiệp.

Loại C
Tính năng: Lý tưởng cho các ứng dụng dây chuyền kéo hoặc môi trường thường xuyên di chuyển.
Ứng dụng: Thích hợp cho các tình huống điều khiển chuyển động, chẳng hạn như cánh tay robot và các thiết bị khác yêu cầu di chuyển thường xuyên.

Thông số kỹ thuật
Phạm vi nhiệt độ:
Ứng dụng cố định: -45°C đến 120°C;
Ứng dụng di động: -40°C đến 110°C.
Nhiệt độ hoạt động của dây dẫn: 120°C.
Điện áp thử nghiệm: 2000V/phút (AC).
Trở kháng đặc trưng: 100±15Ω.
Bán kính uốn: Đối với các ứng dụng cố định là 10D (D có nghĩa là đường kính cáp).

Sự thi công
Dây dẫn: Dây dẫn bằng đồng trần nguyên khối, đường kính 0,64mm (22AWG/1).
Cách điện: PE (Polyethylene).
Vỏ bọc bên trong: TPE (Chất đàn hồi dẻo nhiệt).
Che chắn: Lá nhôm che chắn với dây bện bằng đồng đóng hộp.
Vỏ ngoài: Polyurethane gốc Polyether PUR.