Top 8 yếu tố cần lưu ý khi lựa chọn dây mạng LAN

Thuật ngữ CAT là viết tắt của “Category” (Danh mục hoặc Cấp độ), dùng để chỉ các chuẩn phân loại cáp mạng đồng (cáp xoắn đôi) và cách chúng được sử dụng trong hệ thống mạng ethernet. Mỗi “category” quy định các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn như:

• Tần số truyền dẫn tối đa
• Tốc độ truyền dữ liệu
• Mức độ chống nhiễu (screening)
• Chiều dài tối đa được phép cho cáp lắp đặt cố định và cáp nối thiết bị (patch cable).

Với mỗi cấp CAT cao hơn (ví dụ: CAT 5 → CAT 6 → CAT 7 → CAT 8), các yêu cầu về hiệu suất truyền dẫn, khả năng chống nhiễu, suy hao tín hiệu (attenuation) và nhiễu xuyên âm gần (NEXT – Near End Crosstalk) đều tăng lên, đồng thời giá thành và độ phức tạp khi lắp đặt cũng tăng theo.

Tùy theo cấp độ CAT và chiều dài cáp, dây cáp mạng LAN có thể đạt được tốc độ truyền và tần số khác nhau. Vì vậy, cáp mạng CAT 6 trở lên thường được sử dụng trong các hệ thống mạng hiện đại, trong khi CAT 5 vẫn phù hợp với các ứng dụng cơ bản, ít yêu cầu về băng thông.

Tìm hiểu về đặc điểm và phân loại dây cáp mạng LAN

2.2 Sự khác biệt chính giữa các cấp độ cáp mạng

Sự khác biệt lớn nhất giữa các loại cáp mạng nằm ở tần số hoạt động, tốc độ truyền dữ liệu, khả năng suy giảm nhiễu xuyên âm và mức độ chống nhiễu.

• Cáp mạng CAT6 trở lên có khả năng truyền dữ liệu nhanh hơn, chất lượng tín hiệu ổn định hơn và ít bị nhiễu hơn so với CAT5.
• Cáp mạng CAT7 và CAT8 đều được cải tiến mạnh về khả năng chống nhiễu, tuy nhiên có sự khác biệt rõ rệt trong phạm vi ứng dụng:
• CAT8 có băng tần (frequency spectrum) cao hơn nhiều và khả năng chống nhiễu cực tốt, nhưng chỉ phù hợp cho các khoảng cách ngắn, điển hình trong trung tâm dữ liệu hoặc hệ thống máy chủ.
• CAT7 có thể hoạt động ổn định ở khoảng cách xa hơn, nhưng không đạt hiệu năng cao bằng CAT8 trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cực lớn.

2.3 Tìm hiểu về dây mạng LAN CAT5e

Cáp mạng CAT5e (Category 5 Enhanced) được ra đời cùng với sự xuất hiện của chuẩn mạng 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) – chuẩn truyền tín hiệu sử dụng đủ 4 đôi dây xoắn. Trong khi đó, cáp mạng CAT5 cũ chỉ sử dụng 2 đôi dây xoắn, nên chỉ đạt tốc độ tối đa 100 Mbit/s.

Khi các tiêu chuẩn ISO/IEC 11801 và EN 50173 được cập nhật vào năm 2002–2003, tên gọi CAT5e đã bị loại bỏ, và tất cả các yêu cầu kỹ thuật mới được chuyển về chuẩn CAT5.

Điều này có nghĩa là:

• Tất cả các loại cáp CAT5 có 4 đôi dây được sản xuất sau năm 2003 đều hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 1 Gbit/s.
• Chỉ các hệ thống cũ được lắp đặt trước thời điểm đó mới có thể không đáp ứng được yêu cầu gigabit.

So sánh ưu và nhược điểm của dây mạng CAT5, CAT6, CAT7

Để đảm bảo độ tin cậy, hiệu suất truyền dẫn và tuổi thọ lâu dài cho hệ thống mạng, bạn nên xem xét kỹ các tiêu chí sau đây:

3.1 Nhu cầu băng thông / tốc độ truyền dữ liệu

Sự khác biệt chính giữa các loại các mạng LAN nằm ở băng thông mà mỗi loại có thể hỗ trợ cho việc truyền dữ liệu.

• Dây mạng CAT6 được thiết kế để hoạt động ở tần số lên tới 250 MHz, trong khi cáp mạng CAT5 chỉ đạt 100 MHz. Điều này có nghĩa là CAT6 có thể xử lý lượng dữ liệu nhiều hơn cùng một lúc.
• Tiếp theo, CAT6A tăng gấp đôi băng thông lên 500 MHz, giúp tăng khả năng truyền tải và ổn định tín hiệu ở khoảng cách xa hơn.
• Các loại CAT7 và CAT8 còn vượt trội hơn nữa, hỗ trợ băng thông 600 MHz và 2000 MHz, rất phù hợp cho truyền dữ liệu tốc độ cao, đặc biệt trong trung tâm dữ liệu và mạng truyền thông công nghiệp hiện đại.

Do đó, nếu bạn có kế hoạch nâng cấp tốc độ mạng trong tương lai (ví dụ: 10 Gbit/s, 40 Gbit/s), hãy chọn loại cáp có cấp độ cao hơn để đảm bảo khả năng mở rộng.

• Đối với mạng 1 Gbit/s, dây mạng LAN CAT5 hoặc CAT6 là đủ dùng, nhưng khó đáp ứng được nhu cầu phát triển lâu dài.
• Với mạng tốc độ cao hoặc ứng dụng chuyên dụng (data center, tự động hóa), nên cân nhắc lựa chọn cáp CAT6A, CAT7 hoặc CAT8.

3.2 Yếu tố chiều dài dây cáp mạng và phạm vi truyền dẫn

Chiều dài cáp là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất truyền dữ liệu và độ ổn định của mạng LAN. Nếu vượt quá giới hạn về chiều dài tối đa cho phép 100 m (90 mét cáp cố định và 10 mét cáp nối), tốc độ truyền thực tế sẽ giảm, gây ra hiện tượng mất gói tín hiệu, kết nối chập chờn hoặc gián đoạn hoàn toàn. Khi cần truyền dữ liệu xa hơn 100 m, bạn có thể sử dụng bộ lặp tín hiệu (repeater) hoặc bộ chuyển mạch (switch) để khuếch đại tín hiệu và duy trì hiệu suất mạng.

Trong trường hợp cần 25 Gbit/s hoặc 40 Gbit/s ở khoảng cách tối đa 30 m, hoặc 10 Gbit/s ở 100 m, thì CAT8 là lựa chọn phù hợp nhất.

Do đó, hiệu năng của từng loại cáp mạng phụ thuộc đáng kể vào khoảng cách truyền dẫn:

• Trong khoảng cách ngắn (≈ 30 m): cáp mạng CAT8 có thể đạt hiệu năng tối đa (lên đến 40 Gbit/s)
• Trong phạm vi 55 m, dây mạng CAT6 là giải pháp phù hợp cho ứng dụng 10GBASE-T. Vượt qua giới hạn này, tốc độ truyền sẽ giảm xuống 1GBASE-T (1 Gbit/s).
• Nếu muốn truyền 10GBASE-T ở khoảng cách đầy đủ 100 m, nên sử dụng CAT6A. Vì vậy, nếu hệ thống của bạn yêu cầu 10 Gbit/s ở khoảng cách 100 m, hãy chọn CAT6A hoặc CAT7.
• Với khoảng cách xa hơn, bạn nên cân nhắc chuyển sang cáp quang để đảm bảo đường truyền tín hiệu ổn định.

3.3 Khả năng chống nhiễu của các loại cáp mạng LAN

Lớp chống nhiễu ở dây mạng LAN giúp giảm nhiễu điện từ ảnh hưởng đến các cặp dây xoắn cân bằng bằng cách tạo ra một lớp chắn Faraday bao quanh các lõi dẫn điện. Tuy nhiên, do cấu trúc phức tạp hơn, cáp có lớp chống nhiễu (STP) thường kém linh hoạt hơn và ít bền hơn trong các ứng dụng cần uốn cong thường xuyên so với cáp xoắn đôi không có lớp chống nhiễu (UTP).

Dây cáp mạng LAN loại UTP:

• Ứng dụng phù hợp: Môi trường văn phòng thông thường
• Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ thi công lắp đặt
• Hạn chế: Gần như không có khả năng bảo vệ trước nhiễu điện từ (EMI)

Dây cáp mạng LAN loại STP:

• Ứng dụng phù hợp: Trong các môi trường có nhiễu điện từ mạnh như nhà xưởng, khu tự động hóa, khu vực có động cơ hoặc tủ điện.
• Ưu điểm: Khả năng chống nhiễu và bảo vệ tín hiệu vượt trội
• Lưu ý khi sử dụng: Cần nối đất (grounding) đúng kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả chống nhiễu và an toàn hệ thống. Bên cạnh đó, các loại cáp mạng có cấp CAT cao hơn có đặc tính điện tốt hơn, nhưng thi công phức tạp và khó xử lý hơn.

Phân biệt cáp UTP và STP: Ưu nhược điểm, thông số kỹ thuật và ứng dụng

3.5 Yếu tố tương thích đối với đầu nối và linh kiện hệ thống mạng LAN

Không phải đầu cắm, ổ cắm hay patch panel nào cũng hỗ trợ tần số cao hoặc tiêu chuẩn chống nhiễu tương ứng. Tất cả các thành phần trong hệ thống (cáp, đầu nối, ổ cắm, patch cord...) phải đồng nhất cấp độ CAT để đạt hiệu suất tối ưu.

• Đầu nối RJ45 văn phòng thường chỉ tương thích với dây mạng LAN AWG 26–27, cần dụng cụ bấm (crimping tool) và kết nối xuyên cách điện (IDC) – không phù hợp cho cáp công nghiệp.
• Đầu nối RJ45 công nghiệp có thể lắp đặt trực tiếp tại hiện trường, không cần dụng cụ bấm, sử dụng công nghệ IDC cho điện trở tiếp xúc thấp, hỗ trợ dây lõi lớn đến AWG 22, đường kính cáp dày hơn, chống nhiễu tốt hơn và chịu số lần tháo/lắp cao hơn.

Thông tin kỹ thuật: Tìm hiểu về đặc điểm của đầu nối RJ45

3.8 Yếu tố về khả năng chống cháy của dây mạng LAN

Khi lựa chọn dây cáp mạng, vật liệu và khả năng chống cháy của lớp vỏ là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần xem xét, đặc biệt trong các môi trường có yêu cầu cao về an toàn điện và phòng cháy chữa cháy. Các cấp độ chống cháy ở cáp mạng LAN, cáp ethernet được phân loại như sau:

• CM (Communications Multipurpose): Là cấp độ cơ bản dành cho mục đích sử dụng chung như kết nối trong phòng làm việc.
• CMR (Communications Multipurpose Riser): Là loại có mức chống cháy cao hơn CM, được thiết kế để hạn chế ngọn lửa lan theo chiều dọc giữa các tầng, thường được sử dụng trong ống dẫn (riser) giữa các tầng của tòa nhà.
• CMP (Communications Multipurpose Plenum): Là loại cao cấp nhất, chuyên dùng trong khoang thông khí (plenum spaces) như trần hoặc sàn giả, nơi luồng không khí tuần hoàn có thể lan truyền khói nhanh. Cáp CMP có vật liệu chống cháy và khói độc tốt nhất.
• CMX (Communications Limited Multipurpose): là lựa chọn tối ưu cho việc lắp đặt ở không gian ngoài trời.