Elektrik enerjisini ileten, devre elemanlarını elektrik akımı aracılığı ile birbirine bağlayarak sinyal iletimine yarayan, bir veya birden fazla damardan meydana gelen ve bir yalıtkan kılıfa sarılmış olan materyale kablo denir. Kablolar, yalıtkan ve iletken olarak iki farklı kısımdan oluşur. Yalıtkan kısımda sağlanan kablo izolasyonu sayesinde kablolar atmosferik olaylardan etkilenmez. Kablo çeşitleri birbirlerinden, akım taşıma kapasitesi, sinyal taşıma, gerilim düşümü ve kısa devre akımı gibi belirli parametrelere göre ayrılır. Kullanım alanına, standartlarına veya ihtiyaca bağlı olarak seçilir. Bu yazıda ağırlıklı olarak veri iletimi ve telekomünikasyon altyapısında kullanılan kablo çeşitlerinden bahsedilecektir.
- Bakır Kablo
Bakır kablolar, bir enerji kablo türüdür, güç kabloları olarak da bilinir. Devredeki elektrik enerjisinin iletilmesini sağlayarak, pek çok cihaz ve devre elemanın çalışmasını sağlar. Taşınacak olan enerji, coğrafi bölgenin protokolleri, mekanik zorlamalar, dış etkenler ve kullanım alanı gibi parametrelere bağlı olarak seçilir. Taşınan enerji, farklı konnektörler yardımı ile iletilir. Konnektör yapısı ise enerjinin verimli ve standartlara uygun taşınmasını sağlar. Bakır kablolar yapısına göre ayrıldığında iki farklı çeşidi bulunur.
NYA
Bakır kablolar içerisinde en sık tercih edilen kablo türüdür. Kablo içerisinde sadece bir damar tel bulunur ve uygun maliyetlidir. Elektronik cihaz bağlantılarında, bina tesisatlarında ve çeşitli ev aletlerinde kullanılır.
Eğer bir PVC kaplama içerisinde birden fazla NYA kablo barındırıyorsa bu gruba NYM veya NVV kablo denir. Yüksek voltaj ihtiyacı olan veya üç faza sahip yerlerde kullanılır. Toprak altı kullanıma uygun ve dış etkenlere, rutubete karşı dayanıklı bir kablo türüdür.
NYAF
Kablo içerisinde birden fazla tel grubunu barındıran kablo çeşididir. Genellikle ince bir yapıya sahiptir. Esnekliğe ihtiyaç duyulan alanlarda kullanılır. Su tesisatlarının içerisinde, mutfakta ve elektrik panolarında kullanılır.
Eğer bir kablo grubu içerisinde birden fazla NYAF kablo bulunuyorsa bu gruba TTR kablo denir.
- Veri İletim Kabloları
Veri kabloları, sunucular, kişisel bilgisayarlar ve diğer donanımlar gibi sistemler arasında iletişim kurabilmek için kullanılır. Veri iletmek için elektriksel bir işaret olan, sinyal taşır. Fiber optik kablo, Coaxial kablo ve twisted pair kablo çeşidi veri kablolarına örnektir. Veri iletim kabloları, kullanım alanına ve performans seviyelerine göre ayrılır. Uygulama alanına göre doğru kabloyu kullanmak yüksek verim sağlar.
Fiber Optik Kablo
Fiber optik kablolar günümüzde hızlı veri iletimi için tercih edilir. Veri iletiminde cam ve kızılötesi lazer ışınları kullanılır. İletim materyali olarak cam kullanıldığı için, hafif, hassas ve oldukça kırılgan bir yapıya sahiptir. Veriler lazer ışığı aracılığı ile bir noktadan diğer bir noktaya iletilir. Işık iletiminde sinyalin yayılımı söz konusu değildir ve elektriksel parazit oluşumunu engellediği için büyük avantaj sağlar. Nemli, rutubetli ve elektriksel alan parazitlerinin yoğun olduğu yerlerde iletim etkilenmez. Uzun mesafelerde neredeyse veri kaybı yaşanmadan iletim sağlanır, bu sebeple kablo maliyeti yüksektir. İletimin sağlanması için özel donanımlar kullanmak gerekir. Bakır kabloların ulaşabildiği en yüksek veri hızı 40Gbps iken fiber optik kablolarda bu hız 400 Gbps seviyelerine kadar çıkabilir.
Günümüzde çok modlu ve tek modlu olmak üzere kullanılan iki çeşit fiber optik kablo vardır. Çok modlu fiber optik kablolarda ışık, iletimde birden fazla yolu tercih edebilir. Tek modlu fiber optik kablolarda ise ışık sadece tek bir yol üzerinden iletilir. Bu yüzden tek modlu fiber ışığının çapı çok daha küçüktür. Yüksek boyutlu veri aktarımlarında tek modlu fiber optik kablo kullanımı tercih edilir.
Single Mode Fiber Optik
Bilinen en yüksek kapasiteli fiber optik veri transfer kablolarından biridir. Veri iletimi tek bir yol üzerinden gerçekleştirilir. İletim yolu, ışığın kırılmadan gidebileceği kadar küçük bir yarıçapa sahiptir. Dolayısıyla tüm ışınlar, iletimde aynı yolu kullanır ve fiber optik kablonun bir ucundan diğer ucuna yaklaşık olarak aynı zamanda ulaşır. İletim lazer ışık aracılığı ile sağlanır. Herhangi bir yayınım söz konusu değildir, böylece daha az kayıp yaşanırken daha fazla veri taşıma kapasitesine ulaşılır. En sık tercih edilen fiber optik kablo türüdür.
Multi Mode Fiber Optik
Veri iletimini birden çok yol üzerinden gerçekleştiren fiber optik kablo türüdür. Kısa mesafeli veri transferlerinde kullanılır. İletim LED ışık aracılığı ile sağlanır. Step Index ve Grade Index olmak üzere iki farklı türü bulunur. Işınlar kırılma indislerine bağlı iletilir. Bir maddenin kırılma indisi, o madde içerisinde yol alan ışığın ya da diğer elektromanyetik dalgaların boşlukta yol alan ışığa göre ne kadar yavaş ilerlediğini gösteren bir katsayıdır. Işık bir maddeden diğerine geçerken, frekansı değişmez. Kırılma indisi farklı olan iki ortam arasında geçiş yapan ışın, kırılmaya uğrar.
- Step Index
Step Index, Single Mode çalışma yapısına benzer bir yapıdadır. İletim yolu oldukça geniştir, ışınlar kırılma indislerine bağlı, keskin kırılmalar ile yansıyarak iletime devam eder. Yalıtkan sınırına kritik açılarla çarpan ışınlardan bazıları yok olur. Işık yolu geniş olduğu için bir ışının izleyebileceği birbirinden farklı yollar mevcuttur. Böylece ışınlar aynı yolu takip edemeyebilir ve fiberin bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi aynı zaman içerisinde kat edemez.
- Grade Index
Grade Index, fiber kablonun yapısı ile ilişkili bir iletime sahiptir. Merkezde bulunan ışık yolunu, yalıtkana yakın olan kısımlarından daha yüksek bir kırılma indisine (neredeyse parabolik bir yapıya) sahiptir. Merkezden yalıtkana doğru gidildikçe her mesafede kırılma indisi azalır. Bu sebeple ışınlar sinüs dalgası şeklinde ilerler. Merkeze yakın ilerleyen ışın daima daha az yol gider çünkü burada kırılma indeksi büyüktür. Yalıtkana yakın mesafeden ilerleyen ışın ise daima daha fazla yol gider çünkü burada kırılma indeksi küçüktür. Dolayısıyla, tüm ışıklar belli düğüm noktalarında birleşir.
Özetle, tek modlu ve çok modlu fiber karşılaştırmasında, tek modlu fiber kablolama sisteminin uzun mesafeli veri iletim uygulamalarında yaygın olarak kullanıldığı sonucuna varılabilir. Tek modlu fiber ile çok daha büyük hızlara, lazer ışığı yardımı ile ulaşılabilir. Çok modlu fiber ile çok yüksek hızlar beklenemez ve LED ışığı yardımı ile iletim sağlanır. Ayrıca çok modlu fiber kablo daha kısa mesafe erişimine sahiptir ve kurumsal uygulamalarda, veri merkezlerinde ve lokal ağlarda yaygın olarak kullanılır.
Twisted Pair
Twisted Pair kablolar genellikle bilgisayar ve telefon altyapısına sahip alanlarda kullanılır. Birden fazla kablo grubunun kullanılması, gelen sinyalin bozulmadan iletilmesini sağlar. Dış etkilerden daha az etkilenmek için, iç kabloların yalıtımına ek olarak tüm kablolar da bir yalıtım ile çevrelenmiştir. İletilecek olan veriler, bakır teller üzerinden analog sinyaller halinde gönderilir. Korumalı veya korumasız yapıda olabilir. OSI katmanlarından fiziksel katmanda en fazla kullanılan kablo türüdür. Maliyeti düşüktür. Ethernet kablosu da bir tür twisted pair kablodur. Sağladığı bant genişliğine göre farklı çeşitleri bulunur. Birden fazla hat, aynı kablo sistemi üzerinden çalıştırılabilir. Sinyalin bozulmadan iletilmesi için maksimum kablo uzunluğu 100 metre civarında olmalıdır. Yerini günümüzde fiber optik kablolara bırakmaktadır.
Coaxial Kablo
Günümüzde televizyon ve uydu iletişiminde, radyo frekans dalgalarının iletiminde kullanılır. Koaksiyel kablo iç içe dört farklı kesitten oluşur. En iç kısımda veri iletimini sağlayan canlı bir büyük tel, sinyal iletimini koruyan bir yalıtkan, yalıtkan üzerinde bulunan örgü bir zırh ve en dıştaki yalıtkan koruyucu kılıftan oluşur. Bu zırh, yalıtkanın etrafını saran topraklanmış örgü tellerden oluşur. Örgü yapının topraklanmış olması koaksiyel kablonun, elektromanyetik alan oluşturan cihazlar veya kablolardan etkilenmesini engeller. Bu yapı koaksiyel kabloların kendi kalınlığındaki diğer kablolara göre daha elastik yapıda olmalarını sağlar. Koaksiyel kablolama için BNC konektörü adı verilen özel bir konektör gerekir. Koaksiyel kablonun genellikle taşıdığı akım, VHF veya UHF gibi çok yüksek frekansa sahip bir akımdır.
CAT
CAT kabloları Ethernet kablosu olarak da bilinir. Bilgisayar teknolojilerinde ve haberleşme hizmetlerinde veri transferi için kullanılır. İstenilen performansa, belirli bant genişliklerine ve kullanım alanına bağlı olarak kendi içerisinde Cat5, Cat6, Cat7 gibi türleri mevcuttur. Bu türler yapı gereği birbirine benzer ancak aynı değildir.
Bir CAT kablosu içerisinde Twisted Pair UTP kablosu bulunur. Toplam 8 canlı ucu mevcuttur. Bunlardan 2 tanesi veri iletimi, 2 tanesi veri alımı ve kalan 4 tanesi enerji hattı için kullanılır. CAT kabloları daima RJ45 adı verilen, üzerinde 8 metal bağlantı noktası bulunan bağlayıcılar aracılığı ile kullanılır. Bir CAT kablosunun iki ucu için, kablolar RJ45 bağlayıcı içerisine çapraz ve düz olarak yerleştirilebilir.
Buna bağlı olarak düz bağlantılarda, bir uçtaki tel hangi metal bağlantı noktasında başladıysa diğer uçta da aynı numaralı pinde sonlanır. Düz bağlantılarda, iki farklı türden cihazın haberleşmesi için kullanılır. Çapraz bağlantılarda ise sadece iki aynı cihaz birbiri ile haberleştirilecekse kullanılır.
