الاتصال إلى شبكة إيثرنت محلية

تربط البطاقة الشبكيّة بين الحاسوب والشبكة المحليّة، وتتواصل مع الشبكة عبر اتصالٍ تسلسلي (serial connection) ومع الحاسوب عبر اتصالٍ بخطوطٍ متوازية (parallel connection)؛ وعندما تتواصل مع الحاسوب، فإنها تتطلب خط طلب المقاطعة (interrupt request line) اختصارًا IRQ، وعنوان دخل وخرج (I/O) ومجالًا للذاكرة ضمن نظام التشغيل، وتَستخدِم التعريفات (drivers) لتوفير «ذكاء» للعتاد حيث تحكم التعريفات طريقة عمل البطاقة الشبكيّة، ويكون عنوان MAC مدمجًا مع البطاقة الشبكيّة من قِبل المُصنِّع.

مقارنة مواصفات وسائط إيثرنت

مواصفات أكبال وواصلات إيثرنت مستمدةٌ من هيئة TIA ‏(telecommunications industry) التي هي جزءٌ من هيئة (Electronic Industries Alliance اختصارًا EIA). أَنشَأت تلك الهيئات المعيارية مواصفة واصل RJ-45، الذي يُستخدَم في غالبية أنواع اتصالات إيثرنت في الوقت الراهن؛ إحدى جوانب مقارنة هذه المصفوفة من مختلف تقنيات إيثرنت هي الاصطلاحات المستخدمة لتعريفها، حيث تُستخدَم ثلاثة مكونات، أول مكوِّن هو رقم يُعرَّف مقدار التراسل الشبكيّ المتاح؛ فعلى سبيل المثال، 10BASE-T هو بسرعة ‎10 Mb/s، أما المكوِّن الثاني هو إن كان التصميم basement أو broadband؛ جميع ما سبق يستخدم baseband أو base؛ أمّا المكوِّن الثالث فيُعرِّف مواصفة الوسيط (media) المُستخدَم؛ على سبيل المثال، تَرمُز T في 10BASE-T إلى الأكبال المجدولة (twisted pair cabling).

تُشير الاختصارات FX، و SX، وLX إلى تقنية أكبال الألياف الضوئية، حيث تمثِّل SX أكبال الألياف الضوئية متعددة الأنماط (multimode) لكنها قصيرة المدى؛ أما LX فهي الأكبال الضوئية أحادية النمط (single mode) لكن بطول أكبر قد يصل مداها من 3 إلى 10 كيلو متر.

RJ-45

إن RJ-45 هو أحد أشهر واصلات إيثرنت (Ethernet connector)؛ يُشير RJ إلى «المقبس المُسجَّل» (Registered Jack) ذو الرقم 45 الذي يُشير إلى موديل معيّن من الواصلات الفيزيائية فيها ثمانية ناقلات (conductors). ويمكنك شراء الجهاز ثم زيادة وظائفه عبر إضافة مكونات معيّنة أو ترقيتها إلى سرعاتٍ أعلى، مثالٌ على ذلك هو GBIC أو Gigabit Interface Converter، الذي هو «hot-swappable I/Ops» بوضعها في منافذ Gigabyte Ethernet، مما يُمكِّنك من الترقية؛ وأن تضعها في واصل الأكبال الضوئية، وبهذا تستطيع الانتقال إلى تقنيات SX مثلًا دون تغيير الجهاز، وإنما بتغيير البطاقة الشبكيّة في الجهاز فقط.

GBICs بتقنية الألياف الضوئية

هنالك أنواعٌ مختلفة من GBIC لتقنية الألياف الضوئية، فهنالك طول الموجة القصير للمسافات التي تصل إلى 500 متر، وطول الموجة الطويل LX للمسافات حوالي 5 كيلومتر، و «long haul» للمسافات حوالي 10 كيلومتر؛ و ZX لمسافاتٍ أكبر من 70 كيلومتر؛ تحوِّل هذه المحوِّلات الإشارات الإلكترونية إلى ضوئية وبالعكس.

UTP

إن الأكبال المجدولة غير المعزولة (Unshielded twisted-pair) المعروفة باسم UTP؛ هي أسلاكٌ رباعية الأزواج فيها ثمانية أسلاك نحاسية مغطاةٌ بمادةٍ عازلة، وتُحاط كلها بغلافٍ خارجي الذي يوفِّر المزيد من الحماية. تكون الأسلاك مجدولةً حول بعضها في ثنائيات، وهذا يقلل من التشويش على الإشارات الذي يُسبِّبه تداخل الموجات الإلكترونية وموجات الراديو.

يُستخدم كابل UTP في مختلف أنواع الشبكات؛ يجعل حجمه وواصله الصغير وسماكته منه خيارًا مرنًا أثناء عملية تثبيت الشبكة أو تغييرها، وهو أرخص من غيره من الأكبال، ويستطيع في الوقت نفسه تمرير بيانات بسرعات تصل إلى ‎1 Gb/s، وما زال يزداد شهرةً وأصبح مدعومًا ومستخدمًا في أغلبية الشبكات المحليّة.

تُنشِئ سماكة الأشرطة ونوع العزل (بالإضافة لأمورٍ أخرى) تصنيفاتٍ مختلفة، وتُحدِّد أيضًا نوع الاستخدام لأكبال UTP، فمثلًا، يُستعمَل التصنيف 1 عادةً في بيئات الهواتف الأرضية، بينما CAT 6، أو التصنيف 6، يُستعمَل لنقل البيانات بسرعات ‎1 Gb/s.

واصل RJ-45 ملائم لإنهاء الأكبال المجدولة غير المعزولة. يجب أن ينتهي كل سلك في مكانٍ خاص اسمه «pin location»، الذي يمكن رؤيته بالنظر إلى الواصل من الأمام؛ أماكن الوصل مرقمة من 1 إلى 8 بدءًا من اليمين؛ ويُعتبَر في كل زوج أول سلك T والثاني R، وهي اختصاراتٌ للكلمتين top و ring؛ وهي اصطلاحاتٌ تنحدر أصولها من الأيام الأولى للهواتف الأرضية.

مقبس RJ-45 هو الجزء الأنثوي (female component) من الاتصال، بينما واصل RJ-45 هو الجزء الذكري (male component). الذي يرتبط مع جهاز موجود في الجدار، أو لوحة خاصة اسمها patch panel، وفيه أيضًا أماكن لوصل الأسلاك وهي مرقمة من الواحد حتى الثمانية بدءًا من اليسار.

الأكبال المباشرة (Straight-Through cables)

سيجعلك ترتيب الأسلاك في واصل RJ-45 تحصل إلى أكبال مباشرة أو متشابكة (crossover)؛ تستعمل الأكبال المباشرة عادةً لوصل الأجهزة إلى الموجهات وعناصر الشبكة، أما الأكبال المتشابكة (crossover) فتستعمل عادةً للوصل بين العناصر الشبكيّة مثل المبدِّلات؛ يكون ترتيب الأسلاك في الأكبال المباشرة في نهايتي الكابل نفسه، فلو وُضِع واصلَيّ RJ-45 بجوار بعضهما في نفس الاتجاه، فستلاحظ نفس تسلسل ألون الأسلاك؛ أما من ناحية وظيفة كل سلك، فإن أزواجًا مختلفةً تُستعمَل للإرسال، والأخرى للاستقبال؛ فعقد TX للإرسال أما RX للاستقبال؛ ويُرسِل كل زوج من الأسلاك إشاراتٍ موجبة وأخرى سالبة لمقاومة التشويش.

الأكبال المتشابكة

ستجد أن واصلات RJ-45 في نهايتَيّ الكبل تُظهِر أنَّ بعض الأسلاك في الطرف الأول متشابكة وترتبط في مكانٍ مختلف في النهاية الأخرى؛ وتحديدًا، السلك الأول في النهاية الأولى يجب أن يرتبط بالمكان الثالث في النهاية الأخرى؛ والسلك الثاني في المكان السادس؛ أماكن وصل الأسلاك في كلتي النهايتين معروفةٌ بالمعيار EIA/TIA T568A و EIA/TIA T568B؛ راجع الصورة الآتية للتوضيح.

وهذا أمرٌ مثيرٌ للاهتمام، لكن الاستخدام العملي لهذا التعريف يكون في وصل مختلف أنواعٍ مختلفةً من الأجهزة، أي أنك تستعمل عادةً كابلًا مباشرًا (straight-through) لربط حاسوب أو خادوم إلى المبدِّلات، وأيضًا بين مبدِّلٍ وموجِّه. يمكنك استخدام الأكبال المتشابكة لوصل العناصر الشبكيّة من نفس النوع، أي بين المبدِّلات، والموجِّهات، وحتى بين الحواسيب والخواديم؛ هنالك حالةٌ خاصةٌ هي وصل حاسوب أو خادوم إلى الموجِّه مباشرةً، حيث يمكنك في هذه الحالة استخدام الأكبال التشابكيّة.

ترجمة -وبتصرّف- للمقال Connecting to an Ethernet LAN.