Günümüzde yaygın olarak Ethernet taşıma ortamı olarak bakır twisted pair (bükülmüş perler) kablo ortamı kullanılır. Genellikle ev veya şirket ağlarında bir bilgisayar ile switch arasındaki veya daha geniş anlamı ile Ethernet bağlantı gereksinimi olan herhangi iki cihaz arasındaki bağlantı bakır Ethernet kablosu kullanılarak yapılır.
Bakır Ethernet kablo kullanımındaki en önemli faktör mesafe ve maliyet faktörüdür. Bakır Ethernet kablosu üzerinden veri alışverişinin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için belirlenmiş en uzun mesafe 100 metredir. 100 metreyi aşan erişim mesafelerinde genellikle fiber optik taşıma ortamı kullanılır.
Eskiden kullanılan analog telefon hatlarında sadece 1 çift (2 adet) kablo yeterli iken Ethernet taşıma ortamında 2 çift (4 adet) kablo kullanılmaktadır. Bunlardan bir çifti veriyi karşıya iletmek için (transmit), diğer çifti ise karşından veriyi almak için (receive) kullanılmaktadır.
Neden 4 çift (8 kablo)?
Bakır Ethernet kablosu toplamda 4 adet kablo çiftinden, yani 8 adet bakır kablodan oluşmaktadır. Az önce veri iletimi için 2 çift kablonun yeterli olduğundan bahsetmiştik, peki neden 4 çift kablo kullanılıyor? Aslında herhalde bu kabloyu biz icat etseydik israf olmasın diye 2 çift kablo kullanılıyor nasılsa diye toplam 4 bakır kablo ile üretirdik, fakat mühendisler geri kalan 2 çiftin de ilerde kullanılabileceğini düşünerek 4 çiftli olarak yani 8 bakır kablodan oluşan bir Ethernet kablo dizayn etmişler.
Nitekim günümüzde kullanılan bazı Ethernet kablosu üzerinden anı zamanda güç aktarımı (PoE) uygulamalarında bu çiftlerin karşıdaki cihaza enerji aktarmak için de kullanıldığını görmekteyiz. Fakat genel uygulamalarda henüz bu çiftlerin pek kullanılmadığını ve ilerde kullanılmak üzere yedekte beklediğini söyleyebiliriz.
Peki hangi kabloları kullanıyoruz derseniz, 8 adet bakır kablodan oluşan Ethernet kablosunda 1,2,3 v 6 numaralı bakır kablolar kullanılmaktadır. 1 ve 2 gönderiş (transmit), 3 ve 6 ise alış (receive) amaçlı olarak kullanılmaktadır.
Neden sarmal yapı (twisted-pair)?
Verinin bir noktadan taşınması işlemini fiziksel katmanda bit seviyesinde yapıldığından bahsetmiştik, yani bir bakır kablo üzerinden kodlanmış 1 ve 0 lar bir elektrik akımı şeklinde karşıya iletilecekler. Bir bakır kablodan elektik akımı ilettiğinizde ise fizik kuralı olarak bu bakır kablo çevresinde bir manyetik alan oluşmaya başlar. Eğer birden fazla bakır çiftini yan yana getirirseniz bir bakır kablo üzerinde oluşan manyetik alan etkisi diğer bakır kablo üzerinden geçen sinyali etkilemeye ve bozmaya başlar.
Buna cross-talk etkisi ismi veriliyor. Ethernet kablosunda oluşan bu manyetik etkinin en aza indirilmesi için mühendisler sarmal yapıyı (twisted pair) keşfetmişler. Yani veri iletimini sağlayan bakır çiftleri birbirine sarmal bir şekilde sarılınca bu cross-talk etkisinin en az seviyeye indiğini keşfetmişler.
Neden 100 metre?
Hepinizin bildiği gibi bakır bir tel üzerinden elektrik akımı geçerken tel üzerinde bir direnç oluşmakta ve iletilen sinyal mesafeyle doğru orantılı olarak zayıflamaktadır. Ayrıca az önce bahsettiğimiz manyetik etki, dış ortamdan kaynaklanan manyetik etkiler vs. hesaba katılarak kablo tipine bağlı olarak yapılan ölçümlerde bakır Ethernet kablosu üzerinden iletilen sinyalin 100 metrenin biraz üzerinde mesafeye kadar ulaşabildiği tespit edilmiştir. Tehlikeli sınırlarda gezmeme adına sorunsuz çalışma mesafesi 100 metre olarak belirlenmiştir.
Bugün bazı kablolar ile ortama bağlı olarak 100 metre üzerinde de veri taşımak mümkündür fakat bu üreticiler tarafından garanti edilmemektedir.
Kablo Dizilişi Nasıl Olmalıdır?
Bir Ethernet kablosu hazırlarken kablo dizilişi çok önemlidir. Kabloları rastgele değil, manyetik etkiyi minimize edecek ve standartlara uygun bir şekilde çakmamız gerekmektedir.
Kablolar takip amacıyla değişik renklere boyanmış durumdadır. Bu renkler;
- Turuncu-Beyaz
- Turuncu
- Yeşil-Beyaz
- Yeşil
- Mavi-Beyaz
- Mavi
- Kahve-Beyaz
- Kahve
Şeklindedir.
Kablo hazırlamada iki ana standart mevcuttur. Bunlardan birisi T568A diğeri ise T568B. İki standardın farkı sadece transmit ve receive perlerinin yer değiştirmiş olmasıdır.
İki standart arasında turuncu ve yeşilin yer değiştirdiğini görebilirsiniz. Genellikle uygulamada T568B standardı kullanılmaktadır. İlerde karşınızda değişik konnektörler ve patch-paneller üzerinde A ve B işaretini gördüğünüzde B’nin kullanıldığı aklınıza gelsin.
Buradaki 1’den 8’e kadar numaralar nasıl belirleniyor derseniz, bu numaralar kablonun ucuna çakılan RJ45 konnektörün alt tarafı bize bakacak şekilde tuttuğunuzda soldan sağa numaraları.
Aşağıda henüz kablo ucuna takılmamış boş RJ45 konnektörün resmini görüyorsunuz;
Bu da standartlara uygun olarak çakılmış bir konnektör, 1 numara en soldaki, 8 numara ise en sağdaki pini gösteriyor
Gördüğünüz gibi turuncu-beyaz en sol başta yani T568B standardına göre çakılmış.
Şimdi her iki ucu da çakılmış bir kablonun uçlarına göz atalım;
- Turuncu/Beyaz
- Turuncu
- Yeşil/Beyaz
- Mavi
- Mavi/Beyaz
- Yeşil
- Kahve/Beyaz
- Kahverengi
Yeşil kabloya dikkat, diğer kablolar yan yana yer almaktayken yeşil çiftin 3-6 pinlerinde yer aldığını görüyorsunuz. Ayrıca tüm çiftlerde önce beyazlısı sonra ana renkli kablo gelirken mavi çiftte önce mavi sonra mavi/beyaz’ın çakıldığına dikkat edin.
Düz kablo, Cross (çapraz) Kablo
Yeni nesil belki de cross kablonun ne olduğunu hiç bilmeyecek, çünkü günümüzde üretilen tüm cihazlar otomatik olarak düz/çapraz algılama sistemi (auto mdi/mdix) özelliğine sahip olarak üretilmekte. Dolayısı ile yukarıdaki resimde yer alan düz kablo kullanılarak her türlü bağlantıyı yapmak mümkündür.
Oysa ki standartlarda şu şekildedir;
Kullanıcı cihazlarının portları (bilgisayarlar, routerlar, sunucular vs) üzerindeki Ethernet bağlantı tipi T568B standardına uygun çakılmıştır. Bu da demektir ki ben 1-2 pinlerinden sinyal gönderiyorum (transmit), 3-6 pinlerinden da sinyal alıyorum (receive). Benim karşımdaki cihazın benim gönderdiğim sinyali alış pinlerinden alması, benim alacağım sinyali ise transmit pinlerinden bana göndermesi lazım.
Düz kablo kullanırsam, 1-2 pinlerinden transmit ederken gönderdiğim sinyal karşıdaki cihazın da 1-2 transmit pinlerine ulaşacak veya tam tersi ben 3-6 pinlerimden sinyal beklerken karşıdaki cihaz da 3-6 pinlerinden sinyal bekleyecek ve iletim gerçekleşmeyecektir.
Aslında benim 1-2 pinlerimden gönderdiğim sinyalin karşıdaki cihazın 3-6 alış pinlerine ulaşması veya tersi, karşıdakinin 1-2 pinlerinden gönderdiği sinyalin benim 3-6 alış pinlerime ulaşması gerekmektedir.
İşte benim 1-2 pinlerimden gönderdiğim sinyali karşı tarafında 3-6 portlarına taşıyacak bir kablo üretmem lazım. İşte bu kabloya biz cross (çapraz) kablo diyoruz.
Çapraz kabloya göz atacak olursak;
Gördüğünüz gibi bir tarafında sağ uçta 1-2 de buluna turuncu perler sol uçta 3-6 pinlerine aktarılmış. Aynı şekilde sağ uçta 3-6 pinlerinde bulunan yeşil perler de sol uçta 1-2 pinlerine bağlanmış durumdadır.
Farklı bir şekilde göstermek gerekirse;
Switch cihazları üzerindeki portlar otomatik olarak 1-2 alış, 3-6 veriş olacak şekilde tasarlanmıştır. Dolayısı ile bir kullanıcı cihazını switch cihazına direk bağlayabilirsiniz. Eğer kullanıcı cihazını başka bir kullanıcı cihazına bağlayacaksanız veya iki switch’i birbirine bağlayacaksanız normalde çapraz kablo kullanmanız gereklidir. Fakat az önce belirttiğim gibi artık hemen hemen tüm sistemler alış ve veriş portlarını otomatik olarak algılama özelliğine sahiptirler, bağlandıkları sistemlerin durumuna göre kendilerini ayarlarlar.
Şimdi her iki kablo dizilişine bir daha göz atalım;
Kablo Kategorileri
Bakır Ethernet kabloları, teknolojinin gelişmesine bağlı olarak taşıyabildikleri veri miktarına göre farklı kategorilere ayrılmıştır. Kablo içerisinde kullanılan bakır telin kalınlığı ve kullanılan teknoloji kablo üzerinden taşınan verinin miktarını da arttırmaktadır.
Kategori 1: Daha çok analog telefon hatları için kullanılır.
Kategori 2: Eski bir teknoloji, maksimum veri taşıma kapasitesi 4Mb/s dir.
Kategori 3: Eskiden kullanılan 10BaseT networklerde kullanılırlar, 10Mb hızına kadar desteklerler.
Kategori 4: Yine eskide kalan token ring networklerinde kullanılır. 16Mb/s hıza kadar destekler.
Kategori 5: 100Mb hıza kadar destekler.
Kategori 5e: 1Gigabit/s hıza kadar destekler.
Kategori 6: Şu anda yaygın olarak kullanılan kablo cinsidir. 1Gigabit/s hıza kadar destekler.
Korumalı Kablo Çifti (Shielded Twisted Pair – STP)
Yukarıda UTP yani Unshielded twisted pair (korumasız kablo çifti) kablolardan bahsettik. Buna ek olarak günümüzde, özellikle veri merkezlerinde korumalı kablo çiftleri (Shielded twisted pair) ile yapılan STP kablolar da mevcuttur.
STP kablonun özelliği, kablo perleri etrafında ayrıca aluminyum folyo sarılı olması ve kablo perlerine ek olarak bir topraklama telinin de kablo içerisinde yer almasıdır. Geliştirilen bu teknoloji sayesinde kablo dışardan gelen manyetik etkilerden korunmakta ve kablo üzerinden taşınan veri miktarı ciddi oranda arttırılabilmektedir.
STP kablolar bu özellikleri sayesinde 10Gigabit/s hıza kadar veri taşıyabilmektedirler.
STP kablo görüntüsü şu şekildedir;
STP kabloyu sonlandırmak için kullanılan RJ45 konnektör de yine korumalı yapıya uygun olarak tasarlanmıştır.
Konnektör şu şekildedir;
STP kablo UTP kabloya göre daha pahalı bir teknolojidir, ayrıca kablo ucuna konnektör sonlandırması ancak uzman ekipler ve ekipmanlar kullanılarak yapılabilmektedir. UTP kablo ise nispeten daha ucuz ve kolay bir şekilde sonlandırılabilen bir yapıya sahiptir. Bu nedenle STP kablo genellikle yüksek hız ve güvenlilirlik gerektiren veri merkezi altyapılarında kullanılmaktadır.
Günümüzde veri merkezlerinde kullanılan STP kablolama standardı Cat6A veya Cat7 olarak sınıflandırılmaktadır.