Cáp mạng là gì? Cấu tạo cáp xoắn đôi UTP/STP

Cáp mạng là gì? Đó là dây đồng xoắn đôi (twisted pair) có 4 đôi dây, đầu bấm RJ45, dùng truyền dữ liệu Ethernet giữa switch, router, máy tính và camera IP trong khoảng cách tối đa 100 m theo chuẩn cáp có cấu trúc TIA-568. Cùng một cuộn cáp có hai thông tin tách biệt: cấp Category (Cat5e, Cat6, Cat6A) cho biết hiệu năng, còn ký hiệu như U/UTP, F/UTP, S/FTP cho biết lớp chống nhiễu theo ISO/IEC 11801, và tên gọi “UTP”, “STP” ngoài thị trường không phải lúc nào cũng khớp với ký hiệu này. Bài này dành cho kỹ thuật viên và chủ đầu tư cần đọc đúng thông tin trên vỏ cáp trước khi mua dây mạng cho công trình. Nội dung đi qua định nghĩa, cấu tạo bên trong, cách đọc ký hiệu, khác biệt UTP và STP, giới hạn 100 m và các phụ kiện đi cùng.

Cáp mạng là gì?

Cáp mạng (network cable), còn gọi là dây mạng hay dây cáp mạng, là dây dẫn tín hiệu dữ liệu giữa các thiết bị mạng. Loại phổ biến nhất là cáp đồng xoắn đôi dùng đầu nối RJ45, chạy các chuẩn Ethernet như 100BASE-TX, 1000BASE-T và 10GBASE-T.

Khác với cáp quang truyền tín hiệu bằng ánh sáng, cáp mạng đồng truyền tín hiệu điện qua các đôi dây đồng xoắn vào nhau. Trong tòa nhà và văn phòng, cáp đồng vẫn là lựa chọn mặc định cho đoạn từ tủ mạng đến ổ cắm dưới 100 m, còn đoạn dài hơn thường chuyển sang quang. TCNET cung cấp cả hai nhóm; phần cáp đồng nằm trong danh mục cáp mạng.

Cấu tạo cáp xoắn đôi bên trong cáp mạng

Một sợi cáp mạng chuẩn gồm 4 đôi dây đồng (8 lõi), mỗi đôi xoắn vào nhau, bọc trong vỏ nhựa, cộng thêm các lớp chống nhiễu tùy loại. Tên gọi “twisted pair” xuất phát từ chính cấu trúc xoắn này, khác với cáp đồng trục dùng cho truyền hình cáp.

• Lõi dẫn điện: dây đồng đặc (solid) cho cáp đi cố định trong tường, trần; dây đồng bện (stranded) cho dây nhảy nối từ ổ cắm hoặc patch panel đến thiết bị, vì mềm hơn khi uốn nhiều lần.
• Xoắn đôi: mỗi đôi xoắn với bước xoắn khác nhau giữa các đôi trong cùng sợi cáp, giúp giảm nhiễu xuyên âm (crosstalk) giữa các đôi mà không cần lớp kim loại.
• Lớp chống nhiễu (nếu có): lá nhôm (foil) hoặc lưới bện (braid), bọc quanh từng đôi hoặc quanh cả 4 đôi.
• Dây dẫn tiếp địa (drain wire): có ở cáp bọc lá kim loại, tiếp xúc với lớp chắn để nối lớp chắn xuống đất, không dùng để truyền tín hiệu.
• Vỏ bọc ngoài: PVC cho cáp thông thường, LSZH (ít khói, không halogen) cho công trình yêu cầu an toàn cháy, và các loại vỏ chuyên dụng cho ngoài trời.

Cáp đi ngoài trời cần chống tia UV, độ ẩm và nhiệt; các yêu cầu này được bàn trong bài cáp mạng đi ngoài trời.

Ký hiệu UTP, FTP, STP, SFTP theo ISO/IEC 11801 nghĩa là gì?

ISO/IEC 11801 đặt tên cáp theo dạng [màn chắn tổng]/[màn chắn từng đôi]TP, ví dụ U/UTP hay S/FTP. Chữ đứng trước dấu gạch chéo mô tả lớp chắn bọc cả sợi cáp, chữ đứng sau mô tả lớp chắn riêng từng đôi dây. U là không chắn, F là lá kim loại (foil), S là lưới bện (braid).

Tên thương mại “UTP”, “FTP”, “STP”, “SFTP” được nhà sản xuất dùng không thống nhất, và cùng một chữ “STP” có thể ứng với nhiều cấu trúc khác nhau trong bảng trên. Vì vậy khi mua nên đối chiếu ký hiệu ISO/IEC in trên vỏ hoặc trong datasheet, không chỉ dựa vào tên trên bao bì.

Cáp UTP và STP khác nhau ở đâu, khi nào cần cáp có lớp chắn?

UTP (thường là U/UTP) không có lớp kim loại chống nhiễu, chỉ dựa vào xoắn đôi để giảm nhiễu. STP (thường là F/UTP, S/FTP hoặc biến thể) có lớp chắn kim loại chống nhiễu điện từ tốt hơn, nhưng thi công đòi hỏi nối lớp chắn đúng cách.

• U/UTP: nhẹ, mềm, dễ bấm đầu, đủ cho phần lớn văn phòng và nhà ở khi không có nguồn nhiễu điện từ mạnh gần tuyến cáp.
• Cáp có lớp chắn: cân nhắc khi tuyến cáp đi gần động cơ, biến tần, đường điện công suất lớn hoặc trong môi trường nhà xưởng nhiều nhiễu.
• Điều kiện để lớp chắn phát huy: lớp chắn cần được nối (bonding) liên tục và nối đất đúng cách theo hướng dẫn của nhà sản xuất cáp và thiết kế nối đất của hệ thống; nối sai hoặc để đứt liên tục thì hiệu quả chống nhiễu giảm.

Phân tích chi tiết loại có lớp chắn kép nằm trong bài cáp mạng chống nhiễu SFTP.

Cấp Category (Cat5e, Cat6, Cat6A) khác gì ký hiệu chống nhiễu?

Category (Cat5e, Cat6, Cat6A) mô tả hiệu năng truyền dẫn của cáp theo tần số và tốc độ hỗ trợ, còn ký hiệu U/UTP, F/UTP, S/FTP mô tả lớp chắn. Hai thông tin độc lập nhau: một cáp Cat6A có thể là U/UTP, F/UTP hoặc S/FTP.

Vì vậy khi đọc một cuộn cáp cần xem cả hai: cấp Category cho biết cáp chạy được tốc độ nào, ký hiệu lớp chắn cho biết cáp chịu nhiễu ra sao. Bảng so sánh băng thông, tốc độ và khoảng cách giữa các cấp được tách riêng trong bài Cat5e, Cat6 và Cat6A: chọn cáp mạng đồng nào cho văn phòng.

Cáp mạng đồng đi được bao xa?

Một kênh truyền (channel) cáp mạng đồng dài tối đa 100 m theo TIA-568, gồm đoạn cáp cố định (permanent link) tối đa 90 m và tối đa 5 m dây nhảy ở mỗi đầu. Vượt cự ly này, suy hao và nhiễu xuyên âm tích lũy vượt ngưỡng cho phép của bộ thu.

Panduit mô tả cùng cấu trúc: permanent link không quá 90 m, channel tối đa 100 m, theo TIA-568.2-D cho cáp đối xứng xoắn đôi. Giới hạn 100 m áp dụng cho mọi cấp Category khi chạy Ethernet qua cáp đồng. Khi tuyến dài hơn, ví dụ nối hai tòa nhà hoặc tầng xa tủ mạng trung tâm, giải pháp phổ biến là chuyển sang cáp quang ở đoạn vượt cự ly; cách chọn giữa bộ chuyển đổi quang điện và switch quang được so sánh trong bài Media Converter hay switch quang.

Cách đọc thông tin in trên vỏ cáp mạng

Thông tin đầy đủ nhất về cuộn cáp nằm trên vỏ ngoài, in lặp lại theo mét: ký hiệu lớp chắn, cấp Category, tiêu chuẩn áp dụng và số mét. Đọc đủ các mục này giúp nhận ra cáp thật sự khớp yêu cầu của công trình.

• Ký hiệu lớp chắn theo ISO/IEC 11801: ví dụ “CAT6 U/UTP” hoặc “CAT6A S/FTP”.
• Cấp Category: CAT5E, CAT6, CAT6A và các cấp khác.
• Tiêu chuẩn viện dẫn: thường ghi kèm ANSI/TIA-568 hoặc ISO/IEC 11801.
• Số mét in dọc vỏ: giúp theo dõi chiều dài đã kéo và vật tư còn lại trong cuộn, hữu ích khi nghiệm thu.

Datasheet của nhà sản xuất là nơi đối chiếu cuối cùng cho chất liệu lõi, đường kính dây, loại vỏ và chuẩn kiểm định. Sau khi thi công xong, một thiết bị kiểm tra cáp mạng noyafa giúp xác nhận thông mạch từng đôi.

Cáp mạng cần những phụ kiện nào để chạy được?

Cáp mạng cần đầu nối RJ45, patch panel hoặc ổ cắm, dây nhảy và thiết bị kiểm tra. Mọi phụ kiện nên cùng cấp Category với cáp, vì hiệu năng của cả kênh bị giới hạn bởi thành phần thấp nhất.

• Đầu bấm RJ45: ví dụ modular plug rj45 của LS Solution.
• Patch panel: nơi kết cuối cáp cố định, đặt trong tủ mạng và nối ra thiết bị bằng dây nhảy.
• Dây nhảy: nhóm patch cord cat6 dùng nối patch panel với switch hoặc thiết bị.
• Thiết bị kiểm tra: máy kiểm tra thông mạch và đúng thứ tự dây sau khi bấm đầu.

Câu hỏi thường gặp

Cáp mạng Cat5e và Cat6 có dùng chung đầu RJ45 được không?

Được về hình dạng đầu nối, vì cả hai dùng RJ45 8P8C. Tuy nhiên đầu nối và jack nên cùng cấp Category với cáp để giữ hiệu năng của cả kênh; thi công đồng bộ cáp đồng và cáp quang trong văn phòng xem bài lắp đặt cáp mạng và cáp quang văn phòng.

UTP có tốt bằng STP không?

UTP không kém STP về bản chất; U/UTP đủ cho phần lớn môi trường văn phòng. Cáp có lớp chắn chỉ cần khi tuyến đi gần nguồn nhiễu điện từ mạnh và phải được nối lớp chắn đúng cách. Khi chọn theo dòng cụ thể, danh mục cáp mạng ls solution của TCNET có cả mã hàng UTP và FTP, ký hiệu ghi ngay trong tên mã, nên đọc đúng từng mã hàng trước khi đặt.

Cáp mạng đồng có thay thế hoàn toàn cáp quang được không?

Không. Cáp đồng (xem nhóm dây cáp đồng) giới hạn 100 m cho mỗi kênh và nhạy với nhiễu điện từ hơn; cáp quang dùng cho đoạn dài hơn hoặc môi trường nhiễu mạnh vì truyền tín hiệu bằng ánh sáng.

Vì sao cáp mạng có 4 đôi dây?

1000BASE-T truyền và nhận đồng thời trên cả 4 đôi, mỗi đôi mang 250 Mbit/s theo cả hai chiều, trong khi 100BASE-TX chỉ dùng 2 đôi. Cáp 4 đôi đáp ứng được cả hai chuẩn.

Cáp mạng để ngoài trời lâu có xuống cấp không?

Có nếu dùng cáp vỏ thông thường không thiết kế cho ngoài trời; vỏ có thể giòn, nứt dưới tia UV và nhiệt. Ngoài trời cần cáp có vỏ chuyên dụng, như được phân tích trong bài về cáp mạng đi ngoài trời đã nêu ở trên.

Chọn đúng loại cáp mạng ngay từ đầu giúp tránh thi công lại và giữ tốc độ mạng ổn định. Liên hệ TCNET để được tư vấn cáp phù hợp từng công trình: hotline/Zalo 028.6285.0999 hoặc email duan@mangthanhcong.vn.