CABLAGGIO STRUTTURATO

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VITO SPERONI CONSULENTE SULLE TELECOMUNICAZIONI E FOTOVOLTAICO

La repentina trasformazione della tecnologia dell’informazione e la contemporanea diffusione e nascita di piattaforme multimediali (testo, immagini, audio, video) nonché applicazioni di diversa natura (ecommerce, videosorveglianza…) e di protocolli tipo IP, hanno creato l’esigenza di poter comunicare in modo sempre più rapido ed affidabile.

In linea di massima per connettersi alla rete telefonica o a Internet si possono usare due reti distinte: una per la fonia e uno per i dati.

Oppure, integrare e ottimizzare la rete interna del cliente utilizzando un CABLAGGIO STRUTTURATO.

Il CABLAGGIO STRUTTURATO è una rete tecnologica in grado di trasportare segnali di tipo differente come: fonia, dati, e segnali video, attraverso diverse tipologie di cavo come quello in rame, in fibra ottica, e via etere come lo wireless.

TIPO DI CABLAGGIO

I cablaggi, in linea di massima, li possiamo dividere in due categorie: quelli con un sistema proprietario, e quelli strutturati.

La differenza tra i due e che gli strutturati rispettano gli standard nazionali e internazionali, mentre quelli proprietari non sono tenuti a farlo. Ma la vera differenza è che quelli strutturati possono gestire un sistema aperto multiprotocollo e multimarca, con il risultato che tale sistema è definitivo e universale, indipendente dall’ubicazione, dal tipo di utenze, dal numero delle utenze, e dal protocollo trasmissivo che si utilizza.

STRUTTURA DEL CABLAGGIO 

Il Cablaggio Strutturato è un sistema flessibile che, se ben progettato, permette di portare i servizi ai posti di lavoro, o spostarli senza opere murarie e/o elettriche aggiuntive, con il semplice cambiamento di posizione di un cavetto ( patch) nel box, di adottare prodotti di fornitori diversi, e se prendiamo come esempio la presa a livello utente, questa è sempre la stessa, quindi utilizza lo stesso il cavo e la stessa scheda di rete.

Il cablaggio strutturato è un insieme di componenti passivi standard (cavi, connettori, prese…) per supportare diverse applicazioni di telecomunicazione, come a esempio:

È importante sottolineare che le apparecchiature attive, come lo Switch, l’Hub, Router,

e gli apparecchi terminali dell’applicazione, come il telefono analogico, digitale, VoIP, non fanno parte del cablaggio strutturato, in quanto il cablaggio si pone al livello fisico, cioè il primo livello del modello ISO/OSI.

MODELLO ISO/OSI

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NORMATIVE

E’ importante sottolineare che, in Italia, oltre le Normative Standard, si devono rispettare anche altre normative non comprese nella EN, come:

Le normative che regolano i sistemi di cablaggio sono applicabili ad un singolo
edificio privato o ad un gruppo di edifici facenti parte della stessa area privata e definiscono i requisiti minimi o specifiche tecniche per il cablaggio.

L’EIA/TIA 568 A è uno standard americano per il cablaggio di edifici commerciali ed è attualmente quello più applicato e diffuso in tutto il mondo. Questo standard specifica i requisiti minimi richiesti per il cablaggio di un edificio o un gruppo di edifici facenti parte di uno stesso comprensorio, come si vede dal Modello Stellare Gerarchico in figura.

CD: Distribuzione di Comprensorio, BD: Distribuzione di edificio, FD: Distribuzione di piano, TO: Presa utente.

Ogni livello gerarchico del cablaggio è un insieme di cavi che converge verso un centro stella (CD). Il cablaggio orizzontale è l’insieme di cavi che dalle singole prese utente (TO) raggiunge il distributore di piano (FD), il cablaggio verticale comprende i cavi che dai distributori di piano (FD) convergono
verso il distributore di edificio (BD), ecc. Ogni ramo del cablaggio termina su un’apparecchiatura attiva (es. Armadio Tecnico) che realizza il collegamento in rete degli utenti stessi.

Per un esempio di permutazione prendiamo il cablaggio orizzontale, fino al primo punto di aggregazione (FD), ma il concetto vale per tutti i centri della struttura (FD, BD, CD) ed è indipendente dalla tecnologia del cavo usato, sia esso in rame o fibra.

I cavi che provengono dalle postazioni fisiche (TO) vengono terminati in modo ordinato e numerato su pannelli di “permutazione” montati, in questo caso, sull’armadio di piano (FD) dove si trova anche l’apparato di rete che potrebbe essere uno switch, o un hub (questi apparati devono avere un numero di porte almeno quanti sono gli utenti). I pannelli di permutazione hanno un certo numero di connettori (porte) e ad ognuno è collegato, dalla parte posteriore, un cavo utente.

Ogni porta sarà etichettata, e identifica la postazione utente. Per associare le porte del pannello di permutazione all’apparato si utilizzano dei cordoni chiamati “patch cord” che permettono un’alta flessibilità di riconfigurazione, nel caso dovessimo spostare il singolo utente da una postazione all’altra.

CLASSIFICAZIONE DELLE RETI

La categoria attesta le caratteristiche trasmissive del singolo componente, escludendo il contesto installativo; La classe (la banda, bit-rate, ecc.) è invece riferita alle prestazioni di ogni singola linea.

Dalla “A” alla “C” : dalla categoria dalla 1 alla 4, e da una banda da 100 Hz a 16 Mhz,  non sono più usate.

MEZZI TRASMISSIVI

Per mezzo trasmissivo si intende un canale fisico su cui veicolare i segnali che si sono stabiliti in fase di progetto, e da cui dipendono le caratteristiche stesse dell’intero cablaggio strutturato.

La scelta del tipo di mezzo trasmissivo deve permettere di:

  • Ottenere le prestazioni richieste
  • Supportare standard attuali e futuri
  • Garantire un’affidabilità prolungata nel tempo (il più a lungo possibile)
  • Garantire le dovute protezioni nell’ambiente di utilizzo

Si possono utilizzare, rispettando le normative, i cavi in rame, e la fibra ottica, in forma di cavo fisso (rigido o posato), o flessibile (anche detto volante).

Le normative stabiliscono le caratteristiche di un cavo certificato, cioè i requisiti minimi che il cavo deve soddisfare come limite superiore o inferiore di alcune misurazioni sui parametri fondamentali del cavo:

CAVI IN RAME BILANCIATI

Questi mezzi trasmissivi elettrici prevedono doppini in rame con impedenza 100 Ohm e quelli normalmente utilizzati nel cablaggio strutturato sono di tipo a 4 coppie ritorte (twisted pair o TP). Il doppino è il tipo di cavo che ha successo nel cablaggio strutturato perché è facile da installare, e ha costi contenuti.

CATEGORIA DEI CAVI IN RAME 

Ogni tipo di cavo si distingue in categoria la quale attesta le caratteristiche trasmissive del cavo di appartenenza, a seconda delle prestazioni.

CAVO COASSIALE

Il cavo coassiale è stato per lungo tempo diffuso nelle reti locali, oggi è caduto in disuso, e sostituito dalle fibre ottiche nella fascia ad alte prestazioni, e dal doppino in rame in quella a media prestazioni.

FIBRA OTTICA

Per velocità di trasmissione elevate e su lunghe distanze, la fibra ottica è l’alternativa più comunemente usata. Nella maggior parte delle reti, la fibra ottica è utilizzata per le dorsali, mentre il cavo bilanciato UTP fornisce il collegamento alle singole postazioni. Tuttavia, con l’aumentare della velocità di trasmissione e con la riduzione dei prezzi degli apparati, tenderanno ad aumentare le reti che porteranno la fibra ottica direttamente alla postazione.

Il cavo in fibra ottica è formato da fili vetrosi minuscoli e flessibili, utilizzato per la propagazione della luce che viene contraddistinta da due numeri n/m, dove n è il diametro della parte conduttrice di luce ed m il diametro della parte esterna; per cui la classificazione 50/125 identifica una fibra ottica con 50μm di parte conduttrice e 125μm di diametro esterno, dove μ indica il micron pari a 10ˉ⁶.

TIPI  DI TRASMISSIONE SU FIBRA 

Multimodali (MMF),

utilizzate per brevi distanze, in cui la luce si propaga seguendo diversi percorsi o modi mediante diversi raggi (di luce).
Nel cablaggio strutturato si utilizzano fibre da 62,5/125 μm oppure da 50/125 μm.


Monomodali (SMF),

utilizzate per lunghe distanze, la propagazione avviene in un solo modo utilizzando un singolo raggio di luce.
Nel cablaggio strutturato si utilizzano fibre nell’intervallo da 8/125μm a 10/125μm.

Le differenze tra le due tipologie sono di ordine tecnico ed economico: nelle fibre multimodali si trasmette con led che sono poco costosi, sulle monomodali si trasmette con laser, che sono più costosi dei led, ma permettono di coprire distanze e velocità maggiori.

DORSALI OTTICHE

Se si dovesse optare per una rete Ethernet in fibra ottica si dovrebbe posare almeno un cavo a 6 fibre.

Due saranno utilizzate per la trasmissione Ethernet, mentre le altre quattro si potrebbero tenere come scorta, per usi futuri, o come back up; tenendo conto che i costi maggiori sono dovuti alla connessione ai connettori. In modo analogo le fibre montanti dovrebbero essere interfacciate a un centro stella attivo come un hub o switch che siano dotati di connessioni ottiche. Mentre all’interno degli armadi l’attestazione avviene in un cassetto ottico dotato di bussole di accoppiamento (o coupler).

POSA DELLA FIBRA OTTICA

Per la maggior parte dei casi il cavo in fibra ottica viene utilizzato per le dorsali, che in linea di massima sono di due tipologie:

  • fra gli edifici di un campus, e quindi nelle infrastrutture che collegano gli edifici

  • fra i piani di un edificio, e quindi attraverso il cavedo.

In impianti dove necessita un alto grado di sicurezza si consiglia di proteggere i cavi mediante tubazioni in acciaio.

CONNETTORI PER CABLAGGIO SU DOPPINO

Le interfacce che permettono di collegare, attraverso dei cavi, dispositivi vari, come a esempio nei cablaggi strutturati, sono i connettori d’entrata-uscita (sigla E/S o in inglese I/O per Input/Output). Essi sono composti da una spina (maschio), con dei pin sporgenti, che vanno ad inserirsi in una presa femmina (in inglese socket).

Nel caso del cablaggio su doppino esistono due tipologie di connettori, che
devono essere della stessa categoria o categoria superiore del cavo:
I Connettori che sono spinotti (plug) con contatti (pins) di tipo
maschio, come per esempio il connettore RJ45.

Le prese che sono moduli (jack) con contatti di tipo femmina, come
per esempio la presa RJ45.

In questo tipo di connettore il collegamento è pinto-pin, cioè dritto, e i cavi devono essere collegati al jack o al plug RJ45 secondo standard rigorosi
che stabiliscono: le Coppie, la Colorazione delle coppie, e l’ordine dei fili.
o Modalità di posatura
Esistono due assegnazioni dei piedini e raggruppamento delle coppie della presa a 8 posizioni universalmente utilizzate:

  • EIA 568A, obbligatoria USA e soluzione preferita
  • EIA 568B, soluzione alternativa.

Lo schema 568 A è un cavo multifilare con un minimo di quattro coppie il cui colore è di solito: bianco arancione/arancione, bianco blu/blu, bianco verde/verde, e bianco marrone/marrone, inseriti in un connettore chiamato plug del tipo RJ-45.

Anche se il cavo è formato da 8 fili, per esempio per il traffico dati ne bastano 4, e sono numerati   1,2,3,6.

I cavi di collegamento di due tipi: dritti e incrociati.

Quelli dritti sono caratterizzati da una corrispondenza delle anime tra i due plugs estremi RJ45 (1 con 1, 2 con 2 ecc.). Il cavo dritto viene utilizzato quando si devono collegare due apparati di rete con funzionalità differenti (es. un computer con un hub, un router con uno switch ecc.).

Quelli incrociati, detti anche cross-cable, hanno l’inversione del pin 1 col 3 ed il pin 2 col 6 e questa inversione coincide con l’inversione tra Tx ed Rx.

I cavi incrociati servono  a collegare due apparati con le stesse funzionalità (es. due computer, due HUB, due router, due switch ecc.).

CONNETTORI PER CABLAGGIO IN FIBRA

Per connettere la fibra ottica si utilizza l’accoppiamento meccanico delle due fibre. Occorre accoppiare il core delle due estremità della fibra per permettere un passaggio della radiazione luminosa da una fibra all’altra.

Date le dimensioni delle superfici da accoppiare i dispositivi che dovranno garantire l’interconnessione dovranno avere caratteristiche di qualità e precisione notevoli. Per le esigue dimensioni ci sono delle difficoltà tecniche per l’accoppiamento ottico che aumenta al diminuire delle dimensioni del nucleo come le fibre SMF, per cui in molti casi viene preferito l’utilizzo delle fibre MMF.

Esistono tre componenti principali di un connettore di fibra: la ferula, il corpo del connettore, e il meccanismo di accoppiamento.

FERULA– è una struttura sottile che alloggia la fibra di vetro. Ha un centro scavato che forma una presa stretta sulla fibra. Le ferule sono realizzate generalmente in ceramica, metallo o plastica di alta qualità e solitamente contengono una fibra.


CORPO CONNETTORE – è una struttura in plastica o metallo che trattiene la ferula e si collega al buffer o rivestimento primario.


MECCANISMO DI ACCOPPIAMENTO – è la parte del corpo connettore che garantisce il corretto accoppiamento meccanico ad un altro dispositivo (uno switch, una scheda di rete, un accoppiatore bulkhead, ecc.). I tipi sono: a vite, a baionetta, a scatto, o altro. vedi: mccarlet.it

Nella pratica è più difficoltoso connettorizzare le fibre che giuntarle, per cui molto spesso la connettorizzazione viene fatta in laboratorio, mentre invece in campo ci si limita ad effettuare giunture con apposite macchine giuntatrici.

Data la difficoltà di effettuare giunzioni e connettorizzazioni tra fibre, nelle reti locali si tende ad adottare le fibre multimodali, più semplici da posare in opera, anche perché le ridotte distanze di una rete locale rendono meno rilevanti i vantaggi delle fibre monomodali rispetto alle multimodali.

I Connettori possono essere Simplex (1 connettore per estremità):

  • ST (attacco rotondo a baionetta)

  • SC (attacco quadrato a scatto)

oppure Duplex (2 connettori per estremità).

  • ST Duplex

  • SC Duplex

  • LC

PATCH CORD (cordoni di permutazione)

Le patch cord in fibra ottica hanno la stessa funzione delle patch

cord in rame, e servono per la connessione fra i cassetti ottici,

per le permutazioni tra apparato attivo (es. Switch) e cassetto ottico,

e le permutazioni alle postazioni di lavoro (Fiber To The Desk) con terminali che posseggono ingressi per fibra ottica.

MEZZI DI TRASMISSIONI WIRELESS

Con Wireless , che significa senza fili, si indica una tecnologia di comunicazione senza fili che utilizza do standard IEEE802.11 e permette a più dispositivi di collegarsi tra di loro senza necessariamente usare un cablaggio.

Questo garantisce flessibilità nel posizionamento delle stazioni, ed elevato grado di mobilità, e connessioni garantite e diffuse, anche in ambienti dove manca o dove non e possibile realizzare un’adeguata struttura di cablaggio.

Per accedere, con una tecnologia senza fili, a una rete cablata si deve utilizzare un dispositivo chiamato Access Point, che collegato fisicamente all’infrastruttura di rete permette l’accesso di uno o più apparati “client” che sono in grado di ricevere il segnale radio creato dall’access point.

APPARATI PER CABLAGGIO WIRELESS

I dispositivi da utilizzare in un cablaggio wireless sono: Access Point, e Power over Ethernet (PoE).

L’Access Point  Wi-Fi, collegato al PoE (ciascun PoE può gestire fino a 4 Access Point Wi-Fi, installabile nel pannello di permutazione) può essere installato nel controsoffitto o a muro ed è in grado di ampliare la rete oltre i 600 m², e può assicurare una velocità di circa 300 Mbps.

 

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