So sánh Cáp quang(Fiber Optic) và Cáp Ethernet đồng(Copper Ethernet) trong Mạng

Kể từ khi ra đời và phổ biến của Internet vào cuối những năm 1990, các công ty công nghệ mạng đã làm việc không ngừng để cải thiện cơ sở hạ tầng hỗ trợ cho việc kết nối mạng (LAN) nói riêng và Internet (WAN) toàn cầu nói chung.

​

Từ các mạng token-ring cũ nhất cho đến công nghệ vệ tinh mới nhất như Starlink của SpaceX, đã có những bước nhảy vọt về phía trước.

Tuy nhiên, khi nói đến truyền tải Mạng cục bộ (LAN) hoặc Mạng diện rộng (WAN), hai công nghệ kết nối vẫn chiếm ưu thế. Hỗ trợ cho 2 công nghệ kết nối này là cáp quang và cáp ethernet đồng, tương ứng.

Chúng là hai loại cáp mà bạn sẽ thấy hỗ trợ phần lớn các mạng từ mạng LAN gia đình nhỏ cho đến mạng trung tâm dữ liệu ISP lớn.

Cả cáp Ethernet sợi quang và cáp đồng đều có những đặc điểm độc đáo và những ưu nhược điểm nhưng chúng thường được sử dụng để hỗ trợ cùng một giao thức truyền thông là tiêu chuẩn Ethernet (IEEE 802.3).

Trong bài viết này, chúng ta sẽ so sánh cáp quang và cáp ethernet đồng, một số ưu/nhược điểm của từng loại, khi nào nên sử dụng từng loại, v.v.

Tìm hiểu về cáp quang (Fiber Optic) và cáp Ethernet đồng (Copper Ethernet)

Trước khi đi sâu vào các ưu điểm và nhược điểm của cáp quang và cáp ethernet đồng, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu chúng là gì.

Cả hai đều là loại cáp mạng cho phép truyền một lượng lớn dữ liệu giữa các máy tính hoặc mạng, thường là trong mạng TCP/IP sử dụng giao thức truyền thông Ethernet.

Vì vậy, ngay cả khi cáp UTP bằng đồng thông thường hầu hết chỉ được gọi là cáp “Ethernet”, bạn nên lưu ý rằng cáp quang cũng được sử dụng trong giao thức truyền thông Ethernet.

Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable)

Cáp quang thực hiện giao tiếp dữ liệu bằng cách truyền dữ liệu được mã hóa dưới dạng chùm ánh sáng.

​

Chúng được làm từ các bó sợi thủy tinh hoạt động như ống dẫn sóng cho ánh sáng được truyền qua lại bằng thiết bị chuyên dụng ở mỗi đầu.

Cáp quang lần đầu tiên xuất hiện trong cơ sở NORAD của quân đội Hoa Kỳ, nơi chúng liên kết các hệ thống máy tính quan trọng với nhau. Tuy nhiên, cáp quang được biết đến nhiều vào giữa những năm 1990.

Cáp Ethernet đồng (Copper Ethernet Cable)

Cáp Ethernet chứa 8 dây đồng cứng hoặc bện. Các dây này hoạt động theo cặp, xoắn với nhau để tránh nhiễu từ các cặp khác hoặc các nguồn bên ngoài. Chúng còn được gọi là cáp UTP (Unshielded Twisted Pair).

​

Với cáp đồng ethernet, dữ liệu được truyền dưới dạng xung điện.

Giống như hệ thống cáp quang, các thiết bị ở mỗi đầu có phần cứng cần thiết để mã hóa và giải mã các tín hiệu đó.

Công nghệ và cáp đồng Ethernet có từ năm 1973, khi nó lần đầu tiên xuất hiện trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu của tập đoàn Xerox.

Vì nhiều lý do, đặc biệt là thời gian tồn tại của chúng, cáp ethernet là tiêu chuẩn thực tế cho mạng máy tính trên toàn thế giới.

Giới thiệu về mạng cáp quang

Ngày nay, mạng cáp quang tạo cơ sở cho mạng dưới biển liên kết internet toàn cầu với nhau.

Tuy nhiên, nó cũng được sử dụng làm cáp truyền dẫn băng thông cao trong các mạng công ty lớn, cũng như trong các mạng dữ liệu của các ISP lớn.

Bạn thậm chí có thể tìm thấy nó ở một số gia đình, đặc biệt là những gia đình có thiết lập máy chủ gia đình cao cấp và dịch vụ internet tốc độ cực cao.

​

Ưu điểm của mạng cáp quang

Mạng cáp quang có một số lợi thế đáng kể so với cáp đồng ethernet. Sau đây là một số điều quan trọng nhất trong số đó.

Tốc độ nhanh hơn, băng thông lớn hơn

Một trong những ưu điểm lớn nhất mà mạng cáp quang mang lại là tốc độ truyền dữ liệu và dung lượng băng thông lớn.

Ngày nay, bạn sẽ thấy cáp quang hoạt động với tốc độ lên tới 100 Gbps, nhưng điều đó thường chỉ được tìm thấy trong các mạng quy mô ISP trở lên.

Người ta thường thấy chúng được sử dụng ở tốc độ 10 Gbps hoặc thậm chí 25 Gbps và 40 Gbps, cũng được hỗ trợ bởi bộ chuyển mạch và bộ định tuyến Ethernet hiện đại trong môi trường mạng doanh nghiệp.

Tuy nhiên, kỷ lục hiện tại về truyền dữ liệu qua cáp quang là 1,53 petabit/giây, chứng tỏ rằng mạng cáp quang vẫn còn chỗ để cải thiện đáng kể.

Khoảng cách giao tiếp dài hơn

Một ưu điểm lớn khác của mạng cáp quang là nó có khả năng truyền dữ liệu trên một khoảng cách rất xa mà không cần bộ lặp.

Khi được sử dụng làm đường trục mạng, cáp quang tiêu chuẩn có thể kéo dài tới 100 km. Tuy nhiên, có những sợi cáp quang được gia cố đặc biệt có thể truyền dữ liệu lên đến 200 km trước khi cần một bộ lặp.

Khoảng cách trên dựa trên cáp quang đơn mode(Single mode). Cáp quang đa chế độ(Multi mode) có khoảng cách truyền ngắn hơn nhiều như chúng ta sẽ thấy bên dưới:

Ở quy mô mạng cục bộ, khoảng cách mà cáp quang multi mode có thể mang dữ liệu ngắn hơn đáng kể.

Trong các mạng cáp quang hoạt động ở tốc độ 1 Gbps, cáp quang có thể truyền dữ liệu trong khoảng từ 275 đến 860 mét, tùy thuộc vào loại cáp được sử dụng.

Ở tốc độ 10 Gbps, khoảng cách đó giảm xuống tối đa 300 mét. Ở tốc độ 40 Gbps và 100 Gbps, khoảng cách tối đa còn giảm xuống còn 150 mét.

Miễn nhiễm với nhiễu điện từ

Có lẽ ưu điểm quan trọng nhất mà mạng cáp quang mang lại là chúng không bị nhiễu điện từ.

Đó là một trong những lý nó được sử dụng tại NORAD, nơi họ đưa ra khả năng phục hồi hợp lý trước một cuộc tấn công hạt nhân trên lý thuyết.

Trong sử dụng thông thường, đó là một đặc điểm giúp cáp dữ liệu sợi quang dễ dàng cùng tồn tại với cáp nguồn và các loại cáp dữ liệu khác mà không sợ nhiễu xuyên âm hoặc các loại nhiễu phá hoại khác.

Nhược điểm của cáp mạng cáp quang

Ngoài các ưu điểm của cáp quang ở trên, có nhiều lý do khiến cáp quang không thay thế cáp ethernet đồng làm cáp mạng thống trị được sử dụng ngày nay. Dưới đây là một số nhược điểm đáng kể hơn liên quan đến cáp mạng cáp quang.

Giá cao hơn

Một nhược điểm cản trở việc sử dụng cáp quang, đặc biệt ở cấp độ mạng cục bộ, là chi phí của chính hệ thống cáp và phần cứng cần thiết để hỗ trợ nó.

Trong khoảng cách ngắn, cáp quang hầu như không cạnh tranh về chi phí với cáp ethernet đồng.

Tuy nhiên, các bộ chuyển mạch và bộ định tuyến hỗ trợ kết nối toàn sợi quang đắt hơn nhiều lần so với các kết nối dựa trên cổng đồng.

Do đó, nhiều mạng cáp quang dùng cho kết nối chuyển mạch với chuyển mạch (ví dụ: giữa các chuyển mạch ở các tầng khác nhau trong tòa nhà) và tiếp tục sử dụng cáp đồng cho kết nối chuyển mạch với thiết bị đầu cuối.

Sự mong manh của dây cáp

Một nhược điểm lớn khác của cáp quang là chúng khá mỏng manh. Vì chúng được làm từ sợi thủy tinh nên chúng rất dễ hư hỏng và khó sửa chữa một khi đã bị hư hỏng.

Nếu tác động quá nhiều lực trong khi kéo dây cáp qua các ống đứng và tường đến uốn cong chúng quá mạnh đều có thể khiến cáp quang trở nên vô dụng.

Khó cài đặt

Nhược điểm lớn cuối cùng của cáp mạng cáp quang là khó lắp đặt. Điều này phần lớn là do sự mỏng manh của các loại cáp được thảo luận ở trên.

Đó cũng là lý do các thiết bị chuyên dụng và kỹ năng mà người lắp đặt phải có để làm việc với nó.

Việc cắt đứt cáp quang đặc biệt khó khăn, đòi hỏi sự khéo léo và cẩn thận.

Tuy nhiên, với những cải tiến về thiết kế của các đầu nối cáp quang tiếp tục phát triển, với các thiết kế mới được tung ra thị trường có thể giúp việc kết thúc cáp quang trở nên dễ dàng hơn nhiều trong tương lai.

Giới thiệu về cáp Ethernet đồng

Là loại cáp mạng được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, bạn sẽ tìm thấy cáp ethernet bằng đồng ở bất cứ nơi nào bạn tìm thấy mạng máy tính.

Đây là cáp bạn sử dụng để kết nối máy tính PC hoặc máy tính xách tay với mạng gia đình có dây, với TV thông minh hoặc với bộ định tuyến gia đình, v.v.

Hệ thống dây điện bằng đồng đã hình thành nền tảng của mạng điện thoại và lưới điện trên thế giới...

Bắt đầu với các mạng máy tính sớm nhất, ethernet đồng là công nghệ cáp cốt lõi cho phép Internet hiện đại.

Ngày nay, hầu hết các thiết bị được kết nối mạng đều chứa các cổng ethernet bằng đồng, nó như một tiêu chuẩn toàn cầu sẽ khó sớm biến mất.

​

Ưu điểm của cáp Ethernet đồng

Có rất nhiều lý do khiến cáp ethernet bằng đồng trở nên phổ biến và đã ngự trị vị trí vua của mạng máy tính trong 50 năm qua. Dưới đây là một số ưu điểm quan trọng nhất của loại cáp này.

Chi phí thấp hơn

Do cáp ethernet bằng đồng được sản xuất đơn giản và được sử dụng rộng rãi nên các nhà sản xuất đã giảm đáng kể chi phí sản xuất chúng trong những năm qua.

Điều đó làm cho cáp UTP tương đối rẻ để mua với số lượng lớn. Chỉ dựa vào điều đó, thật dễ hiểu tại sao hầu hết mọi mạng máy tính đều dựa vào cơ sở hạ tầng đồng UTP rộng lớn để hoạt động.

Độ bền của cáp

Cáp đồng, không giống như cáp quang, khá bền. Cáp UTP rắn, tạo nên phần lớn cơ sở hạ tầng ethernet, có thể chịu được lực kéo, uốn cong và tất cả các loại lực khác. Chúng không phải là không thể phá hủy, nhưng bạn sẽ khó tìm thấy các ví dụ về lỗi cáp UTP do đứt bên trong.

Dễ cài đặt

Một ưu điểm lớn khác của cáp ethernet bằng đồng là nó rất dễ cài đặt. Nó không khác với cáp điện, được làm từ các vật liệu tương tự và bạn sẽ thấy rằng việc lắp đặt nó chỉ cần các công cụ cơ bản.

Việc kết nối loại cáp này cũng rất đơn giản, thông qua lỗ cắm trong giắc cắm trên tường hoặc trên PC,…bằng cách thêm đầu nối RJ-45 đã được bấm.

Ngoài ra, hệ thống cáp ethernet rất dễ cho người cài đặt, khiến cho việc kết nối công trở nên không thể dễ hơn.

Nhược điểm của cáp Ethernet đồng

Tất nhiên, một số nhược điểm đi kèm với cáp ethernet đồng. Mặc dù chúng thường bị bỏ qua, đây là một số nhược điểm quan trọng nhất.

Tốc độ chậm hơn và Dung lượng băng thông ít hơn

Ngày nay, phần lớn cáp ethernet và thiết bị hoạt động ở tốc độ tối đa 1.000 Mbps hoặc 1 Gbps.

Mặc dù điều đó là đủ cho kết nối mạng đa dạng trong LAN, nhưng nó có thể tạo ra một số tắc nghẽn trong môi trường kết nối mạng đòi hỏi khắt khe.

Một số ethernet 1 Gbps tiêu chuẩn hầu như không thể đáp ứng nhu cầu của các mạng gia đình có nhiều người dùng, do sự phổ biến ngày càng tăng của các phương tiện truyền thông và chơi game trực tuyến ...

Một số cáp ethernet và phần cứng hiện có thể truyền dữ liệu ở tốc độ lên tới 10 Gbps. Tuy nhiên, bạn sẽ chỉ tìm thấy những tốc độ đó trong các mạng lớn và có thể mất một thời gian trước khi nó mới được đưa xuống cấp độ người tiêu dùng.

Khoảng cách tối đa ngắn hơn

Cáp Ethernet đồng không có khả năng mang dữ liệu qua một khoảng cách lớn, giống như một số biến thể của cáp quang có thể.

Trong điều kiện nhiệt độ bình thường không thay đổi nhiều trên hoặc dưới 68 độ F, đường chạy cáp đồng ethernet chỉ có thể hoạt động đáng tin cậy ở khoảng cách lên tới khoảng 100 mét.

Ngoài ra, bạn cần có bộ lặp nếu hông tín hiệu sẽ không đủ mạnh để cung cấp liên kết mạng đáng tin cậy.

Nhạy cảm với nhiễu điện từ

Cáp đồng cũng dễ bị nhiễu điện từ. Điều đó có nghĩa là các tín hiệu bên ngoài phát ra từ những thứ như dây cáp điện và động cơ có thể làm ảnh hưởng tới quá trình truyền dữ liệu qua ethernet.

Mặc dù cáp ethernet hiện đại có một số biện pháp che chắn và sử dụng các biện pháp giảm thiểu để chống nhiễu, nhưng chúng vẫn có thể gặp sự cố nhiễu trong một số ứng dụng.

So sánh cáp quang và Ethernet đồng

​

Khi nào nên sử dụng Cáp Quang hoặc Cáp Ethernet đồng?

Cáp quang được sử dụng tốt nhất cho các liên kết băng thông cao, độ an toàn lớn giữa các mạng hoặc giữa các bộ chuyển mạch mạng đường trục.

Chi phí cho hệ thống cáp quang, lắp đặt và thiết bị đi kèm lớn. Phù hợp để truyền dữ liệu đường dài, đặc biệt là ở quy mô mạng ISP trở lên.

Ngược lại, Cáp đồng phù hợp nhất với hầu hết các ứng dụng mạng cục bộ, trừ khi khoảng cách truyền tối đa lớn hơn 100 mét : chẳng hạn như trong khuôn viên công ty lớn.

Trong tất cả các tình huống khác, và đặc biệt là trong các ứng dụng dân dụng, sự kết hợp giữa chi phí thấp, dễ cài đặt và tốc độ cao của ethernet đồng khiến nó trở thành một lựa chọn hoàn hảo. Thêm vào đó, tính phổ biến của nó trong các thiết bị tiêu dùng làm cho dây đồng UTP trở thành lựa chọn thực tế duy nhất cho mục đích tương thích.

Một số tiêu chuẩn Cáp Ethernet đồng

Để hoàn thành kiến thức của bạn về ethernet đồng, bạn nên biết rằng có nhiều tiêu chuẩn thuộc họ ethernet.

Cũ nhất là loại cáp Cat5. Cáp Cat5 xuất hiện lần đầu tiên vào năm 2001 và chỉ hỗ trợ thông lượng tối đa 100 Mbps và tần số 100 MHz

Ngược lại, Cat5e ra mắt vào năm 2001 và hỗ trợ tốc độ lên tới 1.000 Mbps hoặc 1 Gbps, cũng ở băng tần 100 Mhz.

Loại Cat6, là tiêu chuẩn Cáo ethernet đồng tiếp theo và được ra mắt lần đầu tiên vào năm 2008. Nó có khả năng hoạt động ở tốc độ lên tới 10 Gbps ở khoảng cách ngắn (55 mét) ở bang tầng 250 Mhz. Tiếp đến là Cat6a, hoạt động ở tần số 500 MHz, cho phép nó duy trì tốc độ 10 Gbps ở khoảng cách 100 mét.

Biến thể Ethernet tiếp theo là loại Cat7, hoạt động ở 600 MHz và hỗ trợ tốc độ lên tới 10 Gbps. Nó cũng được bảo vệ hoàn toàn khỏi nhiễu điện từ, khiến nó trở nên lý tưởng cho các vị trí lắp đặt khó khăn. Ngoài ra còn có một biến thể khác như Cat 7a, giống hệt nhau ngoại trừ việc nó hoạt động ở tần số 1.000 Mhz.

​

Cuối cùng, phiên bản mới nhất của cáp ethernet đồng, Loại Cat8, hoạt động ở tần số 2.000 MHz và hỗ trợ tốc độ lên đến 40 Gbps. Tuy nhiên, nó có chiều dài tối đa chỉ 30 mét khi hoạt động ở tốc độ tối đa.

 

Thanks.