Ministero delle Comunicazioni
Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione
Indice
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Prefazione del Direttore............................................................................................................4
1.1 Introduzione .......................................................................................................................4
1.2 Cenni storici .......................................................................................................................4
1.3 Elementi di attenzione nella scelta e nell’implementazione del cablaggio........................5
1.3.1 Cablaggio strutturato ...................................................................................................6
1.3.2 Applicazioni ................................................................................................................6
1.3.3 Distribuzione ...............................................................................................................6
1.3.4 Mercato........................................................................................................................6
1.3.5 Implementazione .........................................................................................................7
1.3.6 Aspetti complementari ................................................................................................7
1.3.7 Normative e standard ..................................................................................................7
Scopo ........................................................................................................................................8
Introduzione..............................................................................................................................8
Il cablaggio strutturato..............................................................................................................9
4.1 Filosofia .............................................................................................................................9
4.2 Come funziona ...................................................................................................................9
4.3 Dove lo si applica...............................................................................................................9
4.4 Normative di riferimento .................................................................................................10
4.5 Architettura ......................................................................................................................10
4.5.1 Link, canali, e interconnessione di sottosistemi........................................................12
4.5.2 Architettura centralizzata ..........................................................................................13
4.5.3 Architettura per cablaggio a zone..............................................................................14
4.5.4 Architettura per Data Centre .....................................................................................15
4.6 Mezzi trasmissivi .............................................................................................................16
4.6.1 Canale trasmissivo in cavo in rame a coppie simmetriche........................................16
4.6.2 Canale trasmissivo in cavo a fibre ottiche.................................................................17
4.6.3 Margini di funzionamento.........................................................................................19
4.7 Componentistica ..............................................................................................................20
4.7.1 Prese terminali...........................................................................................................20
4.7.2 Cavi ...........................................................................................................................21
4.7.3 Elementi di connessione............................................................................................22
4.7.4 Bretelle ......................................................................................................................23
4.7.5 Accessori ...................................................................................................................24
4.7.6 Sicurezza dei componenti..........................................................................................25
4.7.7 Sistemi di schermatura ..............................................................................................25
4.8 Sistemi di cablaggio intelligente......................................................................................27
4.9 Uso del cablaggio.............................................................................................................28
4.10
Compatibilità elettromagnetica.....................................................................................31
Distribuzione ..........................................................................................................................31
5.1 Distribuzione orizzontale .................................................................................................32
5.2 Spazi.................................................................................................................................32
5.3 Distribuzione di backbone ...............................................................................................34
Applicazioni............................................................................................................................34
6.1 Applicazioni con segnali elettrici.....................................................................................34
6.1.1 Considerazioni sulla Classe D/Categoria 5E.............................................................34
6.1.2 Vantaggi della Classe E/Categoria 6 rispetto alla Classe D/Categoria 5E................35
6.1.3 Prospettive della Classe EA/Categoria 6A................................................................35
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6.1.4 Cablaggi in classi superiori .......................................................................................35
6.2 Applicazioni con segnali ottici.........................................................................................36
7 Mercato e canali......................................................................................................................36
7.1 Costruttori/Produttori.......................................................................................................36
7.2 Distributori.......................................................................................................................37
7.3 Enti terzi di certificazione................................................................................................37
7.4 Consulenti ........................................................................................................................37
7.5 Installatori/Integratori ......................................................................................................37
7.6 Utenti................................................................................................................................38
7.7 Garanzia ...........................................................................................................................38
8 Realizzazione..........................................................................................................................39
8.1 Progetto ............................................................................................................................39
8.2 Installazione .....................................................................................................................39
8.2.1 Prestazioni .................................................................................................................39
8.2.2 Organizzazione armadi..............................................................................................39
8.3 Collaudo...........................................................................................................................39
8.4 Utilizzo.............................................................................................................................40
8.4.1 Etichettatura e documentazione ................................................................................40
9 Aspetti complementari............................................................................................................40
9.1 Sicurezza ..........................................................................................................................40
9.1.1 Protezione dai contatti diretti e indiretti....................................................................40
9.1.2 Sistema equipotenziale di terra .................................................................................41
9.1.3 Sistemi di prevenzione incendi .................................................................................41
9.2 Alimentazione ..................................................................................................................41
9.2.1 Sistemi di emergenza e UPS .....................................................................................41
9.2.2 Power over Ethernet PoE ..........................................................................................41
9.3 Sistemi wireless ...............................................................................................................42
10 Il ruolo di ISCOM ...............................................................................................................43
10.1
Generalità......................................................................................................................43
10.2
Certificazione cablaggio strutturato..............................................................................43
10.2.1
Certificazione di conformità cavi, elementi di connessione e accessori...........43
10.2.2
Certificazione di conformità di un sistema di cablaggio installato........................43
10.2.3
Direzione Lavori ....................................................................................................44
10.2.4
Consulenza generica ..............................................................................................44
11
Normative di riferimento.....................................................................................................45
12
Leggi di settore....................................................................................................................47
Registro delle revisioni
Revisione
0
Descrizione
Prima edizione
3
Data
28/04/06
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1
Prefazione del Direttore
1.1
Introduzione
La sempre più stringente necessità, da parte di aziende e professionisti, di utilizzare
tecnologie informatiche per lo svolgimento delle loro attività, li espone ai notevoli rischi
connessi all’uso di tali tecnologie. Tali rischi vanno dalla perdita o compromissione dei dati in
loro possesso, ai rischi connessi al mancato adempimento di obblighi di legge (pensiamo ad
esempio alle ricadute della legge sulla privacy su coloro che trattano dati personali). Appare
quindi evidente l’assoluta necessità per questi soggetti di disporre di strumenti informatici la cui
sicurezza sia garantita da terza parte.
L’Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione opera
nell’ambito del Ministero delle Comunicazioni in qualità di organo tecnico-scientifico.
La sua attività, rivolta specificatamente verso le aziende operanti nel settore ICT, le
Amministrazioni pubbliche e l'utenza, riguarda fondamentalmente i servizi alle imprese, la
normazione, la sperimentazione e la ricerca di base e applicata, la formazione e l’istruzione
specializzata nel campo delle telecomunicazioni.
Il ruolo di organismo tecnico scientifico assieme alla garanzia di indipendenza da parti
terze, porta l’Istituto ad essere riferimento per favorire lo sviluppo delle telecomunicazioni
semplificando l’immissione sul mercato di nuovi prodotti e l’applicazione di tecnologie
innovative.
1.2
Cenni storici
Quando furono create le prime reti di computer nei primi anni ‘80 esistevano diversi tipi
di cablaggio proprietari. I primi sistemi commercialmente disponibili furono l’AT&T PDS e
l’IBM ACS. Alla fine anni ‘80 si evidenziò la mancanza di uno standard per i sistemi di
cablaggio per telecomunicazioni negli edifici. La CCIA (Computer Communications Industry
Association) incaricò a EIA (Electronic Industries Association) di sviluppare uno standard, e nel
1991 nacque il documento ANSI/TIA/EIA-568 “Commercial Building Telecommunications
Standard”, che descrive l’implementazione di sistemi di telecomunicazione negli edifici ad uso
commerciale. Da allora questo standard USA ha subito numerose modifiche e aggiornamenti, per
arrivare alla revisione attuale ANSI/TIA/EIA-568-B dell’aprile 2001. Nel 1995 fu definito lo
standard internazionale ISO/IEC 11801, da cui sono state poi create alcune versioni continentali
(per l’Europa CENELEC EN 50173). Gli standard specificano i servizi di telecomunicazione
all’interno di un edificio o di un’area (campus, o comprensorio, o insediamento), descrivendo gli
aspetti relativi ad hardware, architettura, installazione e testing. Sono definiti livelli prestazionali
minimi richiesti ai componenti che costituiscono il cablaggio, quelli più noti si riferiscono al
cablaggio con cavi in rame, dove sono definite le Categorie e le Classi. La prima definizione
prestazionale fu creata da Anixter Inc. nel 1988 con il programma Livelli, quando esistevano in
commercio numerosi cavi a coppie simmetriche che presentavano notevolissime differenze. I
Livelli sono stati poi ripresi da EIA con il nome Categorie. A proposito dei punti di connessione,
fu introdotto l’uso del connettore modulare a 8 contatti, noto come RJ45 (Registered Jack n.45 di
USOC).
Dal 1977 opera a livello internazionale l’associazione BICSI (Building Industry
Consulting Service International) che ha raccolto il contributo di professionisti, costruttori, enti
di standardizzazione, utenti finali, ecc. per la definizione di regole progettuali degli edifici per la
predisposizione ai sistemi di telecomunicazione. Le specifiche create da BICSI sono state
ampiamente utilizzate nella la realizzazione di nuovi edifici e alcuni standard specifici legati al
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mondo delle telecomunicazioni vi fanno riferimento. Un esempio è lo standard TIA/EIA-569-B
che descrive un sistema di distribuzione per il cablaggio, sia a livello di piano (cablaggio
orizzontale) che a livello di edificio o campus (cablaggio di backbone o dorsale), con la
definizione dei percorsi e degli spazi.
In Italia con la liberalizzazione dei servizi telefonici avvenuta ormai da diversi anni e la
costituzione di nuovi operatori telefonici oltre all’ex monopolista Telecom Italia, è stato stabilito
un punto fisico della rete nel collegamento di fornitura del servizio telefonico da operatore a
utente, in cui separare le rispettive competenze.
Questo punto, definito come terminazione di rete pubblica, individua rispettivamente il
dominio dell’operatore telefonico nazionale e quello dell’utente pubblico.
In pratica l’utente privato viene quindi autorizzato alla realizzazione del proprio impianto
interno secondo le proprie esigenze e necessità.
Per disciplinare questa attività e le rispettive competenze, l’allora Ministero delle Poste e
delle Telecomunicazioni emana il Decreto Ministeriale 23 Maggio 1992 n. 314 dal titolo:
“Regolamento recante disposizioni di attuazione della legge 28 Marzo 1991, n. 109, in
materia di allacciamenti e collaudi degli impianti telefonici interni”
Questo DM in corso di revisione ma attualmente ancora valido anche se con
problematiche di applicazione, descrive le caratteristiche meccaniche di riferimento e quelle del
segnale elettrico emesso da tutte le interfacce esistenti come terminazioni della rete telefonica
pubblica.
Al solo scopo di esempio si ricorda che la più comune e da tutti conosciuta, definita con il
nome “Terminazione telefonica unificata tripolare”, è in pratica la presa del telefono ancora oggi
molto comune nelle abitazioni.
Possiamo considerare questo come il momento storico in cui nasce l’impianto interno di
una abitazione gestito direttamente dall’utente, che si evolve con il termine cablaggio interno e
successivamente strutturato.
Il DM 314/92 stabilisce anche “ la disciplina relativa al rilascio alle imprese delle
autorizzazioni per l’installazione e la manutenzione delle apparecchiature”.
Pertinente inoltre per molti aspetti al tema di cui si tratta, è l’articolo 4.2 della Direttiva
1999/5/CE recepita in Italia con il Decreto Legislativo 9 maggio 2001 n. 269, che attribuisce agli
operatori di rete la facoltà di definire e pubblicare le specifiche di interfaccia delle proprie reti,
stabilendo di fatto l’esistenza di vari tipi di Network Termination Point (NTP) diversi quindi da
operatore a operatore, anche per tipologie di reti affini.
Lo scopo del legislatore, che non poteva prevedere l’enorme sviluppo del cablaggio
strutturato, era e rimane quello di fare in modo che il lavoro impiantistico fosse realizzato da
società certificate.
Questa esigenza si era resa necessaria perché agli inizi, quando non era più competenza di
Telecom Italia l’installazione del cablaggio interno delle abitazioni, si proponevano ad eseguire i
lavori, ditte di provenienza “elettricistica”, spesso non in possesso della necessaria competenza a
realizzare impianti di comunicazione.
1.3
cablaggio
Elementi di attenzione nella scelta e nell’implementazione del
L’efficace implementazione di un cablaggio strutturato richiede che siano conosciuti e
valutati i diversi aspetti che possono determinare scelte ed investimenti economici oculati, oltre
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che il funzionamento stesso del sistema. La definizione più generale di infrastruttura di
comunicazione dell’edificio, anziché semplicemente il termine cablaggio, descrive e comprende
meglio questi aspetti che qui si intende illustrare.
1.3.1 Cablaggio strutturato
Il cablaggio strutturato è l’elemento fisico che mette in comunicazione i vari servizi, e
come tale riveste un’importanza strategica. Come per il sistema di distribuzione, il cablaggio ha
un ciclo di vita piuttosto lungo, pertanto ogni scelta deve essere volta alla ricerca della soluzione
più flessibile e prestazionale, per ridurre al minimo gli interventi correttivi e di adeguamento del
sistema di cablaggio.
L’utente ha diverse opzioni di scelta che coinvolgono queste aree:
•
•
•
•
Uso del cablaggio;
Architettura;
Mezzi trasmissivi;
Componentistica.
1.3.2 Applicazioni
Per dimensionare correttamente l’infrastruttura di comunicazioni, e di conseguenza il
cablaggio, occorre valutare quali tipo di servizi, sistemi e funzioni, l’utente andrà ad utilizzare
nell’immediato e, con ragionevole stima, nel futuro. I servizi forniti attraverso l’infrastruttura di
comunicazioni vengono definiti applicazioni. Ogni applicazione può avere specifici requisiti
tecnici che possono vincolare la scelta delle tecnologie o delle architetture da implementare.
1.3.3 Distribuzione
Ogni tipo di cablaggio richiede adeguati percorsi per i cavi, spazi per i loro punti di
arrivo, strutture di supporto ed elementi di protezione e sicurezza per gli utenti. Questi elementi
costituiscono la distribuzione dei servizi di telecomunicazione agli utenti, e la filosofia del
cablaggio strutturato ne consente un’ottima razionalizzazione. La distribuzione deve permettere
la massima flessibilità e capacità, facendo in modo di coesistere con le altre utility di edificio.
Vista la natura permanente degli elementi della distribuzione, è importante poterli
definire nelle prime fasi di impostazione strutturale e architettonica dell’edificio, altrimenti
possono facilmente sorgere nel tempo limitazioni allo sviluppo dei servizi. Se ciò non fosse
possibile, esistono come vedremo in seguito, alcune raccomandazioni per attuare soluzioni
adeguate.
1.3.4 Mercato
Anche il mercato stesso dei sistemi di comunicazione, vale a dire le modalità
commerciali con cui la tecnologia e le soluzioni vengono sviluppate e trasferite dai produttori
agli utenti, determina, oltre ai costi, implementazioni più o meno efficaci. In questo settore, i
sistemi vengono ideati e realizzati da numerosi costruttori, proposti sui mercati da società di
distribuzione, installati presso gli utenti da aziende integratrici o da società esclusivamente
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installatrici. Giocano un ruolo importante anche gli studi di consulenza che a volte supportano gli
utenti nei progetti. Inoltre, esistono società indipendenti di verifica e certificazione delle
soluzioni.
Deve essere posta una certa attenzione sulla competenza dei soggetti indicati,
soffermandosi sul background industriale e sui processi di formazione, qualificazione e di
abilitazione che possono aiutare l’utente ad accreditare il canale di approvvigionamento.
1.3.5 Implementazione
Una volta effettuata la scelta della soluzione, si sviluppano le fasi di progetto,
installazione e test dell’infrastruttura di comunicazioni. Queste fasi hanno un forte peso sulla
bontà dell’esito finale dell’implementazione, ma costituiscono anche la premessa del come
l’utente potrà utilizzare l’infrastruttura nel corso del tempo. Esistono infatti diversi criteri e
accorgimenti che, se applicati correttamente, permettono un uso affidabile e sicuro
dell’infrastruttura. In caso contrario, l’utente si trova rapidamente ad avere un sistema non
espandibile o fuori controllo, vanificando così gli investimenti fatti.
1.3.6 Aspetti complementari
L’implementazione dei sistemi di comunicazione deve considerare anche altre necessità
che, specialmente nelle ultime innovazioni tecnologiche, introducono interessanti sviluppi.
Alcuni esempi sono i sistemi di alimentazione tramite cablaggio Power over Ethernet e i sistemi
wireless.
Entrambi propongono notevoli vantaggi per l’utente, ma richiedono una corretta
predisposizione e integrazione nell’infrastruttura.
1.3.7 Normative e standard
Tutti gli aspetti sopra citati sono stati sviluppati nel tempo grazie alle continue evoluzioni
proposte sul mercato dalle aziende costruttrici. A beneficio degli utenti, ogni settore ha
provveduto mano a mano a codificare le pratiche e le soluzioni in riferimenti normativi e
standardizzazioni. Le prescrizioni esistenti sono quindi un importantissimo strumento che deve
essere considerato e che questo documento illustrerà ampiamente. Tuttavia, deve altresì essere
riconosciuto che a volte e per specifiche esigenze di particolari utenti, eventuali innovazioni pur
non ancora recepite dagli standard possano rispondere meglio.
L’ISCOM nel ruolo di osservatorio autorevole del mercato, propone quindi il presente
documento di “Guida alle infrastrutture di comunicazione delle reti locali”.
Il Direttore dell’ISCOM
Ing. Luisa Franchina
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Scopo
Lo scopo del presente documento è di introdurre il lettore in modo semplice e razionale
agli aspetti essenziali dei cablaggi strutturati, per indirizzarlo verso lo stato dell'arte, sia in
termini di qualità che di sicurezza, nel rispetto dell'investimento economico.
Il documento si propone inoltre di fornire gli opportuni richiami ed orientamenti su
normative, soluzioni tecnologiche disponibili sul mercato, aspetti progettuali, realizzativi, di
prova e di utilizzo.
3
Introduzione
Gli edifici moderni sono dotati di numerose utility che ne permettono il funzionamento e
la fruizione da parte dell’uomo. Negli ultimi anni hanno assunto una importanza sempre
crescente i sistemi di comunicazione, intesi sia come supporto alla comunicazione umana, sia
come veicolatori delle informazioni necessarie al funzionamento degli edifici stessi. La
propagazione di segnali all’interno di un edificio, infatti, riguarda varie applicazioni quali la
fonia, lo scambio di dati, il controllo accessi, la sicurezza, il controllo energia e delle condizioni
climatiche, la diffusione audio e video. Ogni sistema elencato è realizzato con apparati distribuiti
nell’edificio che operano tramite segnali elettrici, ottici e, ora, anche radio.
Il funzionamento dei sistemi di comunicazione richiede supporti fisici adeguati, le
infrastrutture di comunicazione, che sono costituite da mezzi trasmissivi, strutture di
distribuzione, elementi di gestione e punti di utilizzo. La definizione di tali infrastrutture può
essere fatta coincidere con il termine “cablaggi”, anche se questa semplificazione, come
vedremo in seguito, tende a porre in secondo piano altri aspetti fondamentali.
Sul mercato esistono numerosi cablaggi specifici, creati per determinate applicazioni, o
prettamente esclusivi (proprietari) dei costruttori di sistemi. Essi presentano numerose differenze
tecniche, prestazionali ed economiche, che comportano una notevole serie di attività e di spese
spesso considerate fisiologiche da parte dell’utente.
Una prima difficoltà è in fase di previsione di spesa, in quanto le risorse devono essere
distribuite per la realizzazione di vari cablaggi. Esiste poi un problema di tipo progettuale,
perché ogni sistema ha le sue caratteristiche e requisiti tecnici. La stessa difficoltà esiste anche in
fase realizzativa, dovendosi anche gestire l’approvvigionamento di materiali diversi. In questa
fase esistono principalmente problemi di pianificazione e dilazione di tempi, essendo necessario
procedere a varie installazioni in momenti successivi. I sistemi di distribuzione, vale a dire le
canalizzazioni, l’uso di spazi e cavedi e la posa di tubazioni, vanno spesso a moltiplicarsi,
complicando notevolmente la struttura dell’edificio. La progettazione, l’installazione, la gestione
e la manutenzione dei vari impianti richiedono il contributo di competenze specifiche da parte di
diversi soggetti quali costruttori, system integrator, ecc. Tra l’altro l’edificio così realizzato
presenta una bassa efficienza delle risorse iniziali, sia dal punto di vista economico che dal punto
di vista funzionale. Basti pensare all’impossibilità di impiegare un eventuale punto di utilizzo
concepito per un certo sistema di segnalazione, per un altro tipo di sistema; ciò si scontra con le
esigenze di riconfigurazione di utenze, apparati, sistemi, macchine, ecc., altamente probabili
durante il ciclo di vita di qualsiasi edificio. Tutto ciò porta ad avere alti costi nella fase
realizzativa e poi nell’uso dell’edificio.
L’utente, nella realizzazione di una infrastruttura di cablaggio, ha diverse esigenze:
semplicità, flessibilità, modularità, affidabilità, economicità e innanzitutto la capacità di
trasportare le segnalazioni dei sistemi necessari all’edificio tramite un’unica soluzione. Queste
caratteristiche sono offerte dai sistemi di cablaggio strutturato.
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4
Il cablaggio strutturato
4.1
Filosofia
Il cablaggio strutturato si basa su quattro concetti, che illustrano bene anche la filosofia di
funzionamento:
•
Genericità, cioè avere un unico tipo di cavi e connessioni che siano in grado di
supportare differenti tipi di dispositivi;
•
Pervasività, cioè disporre di punti di collegamento generici installati e pronti
all’uso in tutte le possibili ubicazioni nell’edificio, permettendo all’utente di riorganizzarsi con il
minimo necessario in termini di ricablature, apparati aggiuntivi e interruzione delle attività
lavorative;
•
Concentrazione, vale a dire far convergere tutti i collegamenti predisposti
nell’edificio verso alcune zone adibite all’alloggiamento degli apparati e alla configurazione dei
circuiti;
•
Architettura gerarchica, quindi un’organizzazione delle zone di concentrazione
con livelli di importanza mano a mano crescenti.
Cablaggio generico, pervasività, punti di concentrazione e architettura gerarchica sono le
caratteristiche essenziali di un sistema di cablaggio strutturato.
4.2
Come funziona
L’idea alla base del funzionamento del cablaggio strutturato è di “vedere” da un unico
punto i collegamenti predisposti negli spazi, e fornire a seconda dei casi i servizi necessari.
I collegamenti sono realizzati con cavi che vengono attestati, o terminati, sul retro di
specifici pannelli o hardware di terminazione posti nelle zone di concentrazione. Tali pannelli
presentano sul lato frontale, in corrispondenza di ogni terminazione di cavo, particolari porte che
permettono di accedere ai collegamenti, riproducendo così localmente le porte distribuite
nell’edificio.
La fornitura dei servizi consiste nell’attivazione dei collegamenti mediante bretelle,
spezzoni di cavo terminati alle estremità con connettori compatibili con le porte dei pannelli
precedentemente descritti e con gli apparati.
Ogni fase di attivazione, rimozione, aggiunta e spostamento di servizi avviene
unicamente nelle zone di concentrazione, eseguendo le corrispondenti azioni con bretelle che
collegano i pannelli di terminazione e gli apparati installati.
4.3
Dove lo si applica
L’uso del cablaggio strutturato ha assunto una grande importanza nell’ambito degli
edifici commerciali e dei loro insediamenti. La filosofia è comunque valida anche per strutture
industriali, residenziali, istituzionali, scolastiche, terziarie, ecc.
L’area di applicazione, spesso definita campus, è contenuta in zone delimitate di edifici
facenti parte di una stessa organizzazione.
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Complesso Campus
4.4
Normative di riferimento
I cablaggi strutturati sono stati codificati in alcuni standard e norme generali. Spesso
vengono fatti riferimenti ad altre norme di base che affrontano specifici aspetti. Le norme
codificano esperienze e regole dell’arte sviluppate in anni di attività dell’industria di settore, la
loro implementazione aiuta quindi l’utente a non ripetere errori e ottenere una soluzione
conveniente.
Gli standard generali hanno fisionomie molto simili, con leggere differenze dovute alla
loro storia, e sono:
•
il documento americano ANSI/TIA/EIA-568-B (ratificato in maggio 2001, e
aggiornato con diversi Addendum);
•
il documento internazionale ISO/IEC 11801 2nd Edition (ratificato in Settembre
2002), e l’ equivalente versione europea CENELEC EN 50173 2nd Edition (ratificata nel
Novembre 2002) e in versione italiana CEI 306-6.
Le norme di dettaglio più rilevanti sono evidenziate nel resto del documento. Un elenco
completo delle norme, richiamate e non, è disponibile in Appendice.
I prodotti sul mercato, in caso di riferimenti normativi sovrapposti, sono normalmente
conformi ai parametri più severi, mantenendo così la conformità a tutti gli standard generali. In
fase di specifica dei componenti, l’utente ha la facoltà di chiedere queste conformità, ma in fase
di specifica del sistema è necessario indicare una sola norma di riferimento. Si consiglia di
richiedere conformità allo standard ISO/IEC 11801:2002, e a tutti quelli richiamati nel suo
interno.
4.5
Architettura
L’architettura di un cablaggio strutturato descrive l’organizzazione dei collegamenti.
Come accennato, essa presenta una conformazione gerarchica dei punti di concentrazione,
normalmente in una struttura ad albero. Le parti terminali sono rappresentate dai collegamenti
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che si sviluppano in senso orizzontale a partire dai punti utente e convergenti verso zone di
concentrazione di piano. Le concentrazioni di piano fanno capo ad una zona di concentrazione di
edificio, che a sua volta si riferisce ad una zona di concentrazione di campus. Dal punto di vista
della fornitura dei servizi all’interno dell’edificio, i punti di concentrazione dei cavi possono
essere descritti anche come punti di smistamento e distribuzione.
Sottosistemi
Architettura
Campus
Backbone
Cabling
Campus
CD Distributor
BD
FD
TO
TO
FD
TO
Building
BD
BD Distributor
FD
FD
[CP Cable]
TO
Building
Backbone
Cabling
2,000
metres
max
Floor
FD Distributor
[ Consolidation Point ] CP
Telecom Outlet
Distanze
Horizontal
Cabling
100
metres
max
TO
Work
Area
Schematizzazione di un architettura tipica di cablaggio articolata su tre livelli
Gli elementi distributor sono ubicati nelle zone di concentrazione dei cavi e sono
costituite da strutture per la terminazione dei cavi e delle bretelle per fornire i servizi dove
necessario.
I blocchi dell’architettura possono essere descritti con questa breve legenda:
•
CD - Campus Distributor, distributore di insediamento: interfaccia i servizi
esterni (es. circuiti dai carrier) al cablaggio strutturato e li distribuisce agli edifici
dell’insediamento/campus; tipicamente ne esiste uno solo per insediamento/campus;
•
BD - Building Distributor, distributore di edificio: fornisce i servizi principali e
quelli provenienti dal CD ai piani dell’edificio; tipicamente ne esiste uno solo per edificio;
•
FD – Floor Distributor; distributore di piano: collega i servizi locali di piano e
quelli provenienti dai livelli gerarchicamente superiori CD e BD ai punti di utilizzo nel piano
dell’edificio; tipicamente ne esiste almeno uno per piano;
•
TO – Telecommunication Outlet; punto di utilizzo/presa terminale: è il punto di
fruizione dei servizi da parte dell’utenza; secondo la regola della pervasività, ne è presente uno
ogni dato numero di metri quadrati;
•
CP – Consolidation Point, punto di consolidamento: è un punto di sezionamento
opzionale, che verrà descritto in seguito;
•
Linee di congiunzione, rappresentano a tutti gli effetti i collegamenti fisici
realizzati con cavi.
11
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TO
FD
TO
FD
TO
TO
l
l
FD
FD
FD
FD
BD
FD
BD CD
Sottosistemi di un cablaggio strutturato
Un cablaggio strutturato è segmentabile in alcuni elementi detti sottosistemi, alcuni dei
quali già illustrati nello schema, che hanno lo scopo di rendere più semplice l’approccio
progettuale, installativo e di utilizzo:
•
campus backbone cabling, o dorsale di campus - collega tra loro gli edifici del
campus, include il distributore di campus CD, i distributori di edificio BD e i collegamenti tra di
essi;
•
building backbone cabling, dorsale di edificio - è ubicato all’interno degli edifici,
include i distributori di edificio BD, i distributori di piano FD, e i collegamenti tra di essi;
•
horizontal cabling, cablaggio orizzontale - include i distributori di piano FD, i
punti di utilizzo TO e i collegamenti tra di essi;
•
work area, area utente - zone dove dai punti di utilizzo si raggiungono le utenze.
Per garantire all’utente il funzionamento di qualsiasi apparato, a livello di standard
generali sono definiti alcuni vincoli in termini di lunghezze massime e minime per i collegamenti
nei vari sottosistemi. Ad esempio il cablaggio orizzontale può estendersi per un massimo di 90
metri, mentre il cablaggio di dorsale nel suo insieme può raggiungere i 2.000 metri. Questi
vincoli determinano il campo di azione di un cablaggio strutturato.
4.5.1 Link, canali, e interconnessione di sottosistemi
In un sistema di comunicazioni due apparati che colloquiano tra loro si scambiano segnali
utilizzando un percorso fisico di trasmissione detto canale. Gli apparati possono trovarsi in un
qualsiasi punto del campus o insediamento, per cui, compatibilmente con la capacità trasmissiva
delle interfacce, sul cablaggio strutturato si stabiliscono canali di collegamento che possono
interessare diversi sottosistemi. Ad esempio, nel caso di un centralino telefonico tradizionale, il
canale viene instaurato tra centralino e apparecchio telefonico coinvolgendo il sottosistema di
dorsale di edificio e il cablaggio orizzontale. Nel caso di un’applicazione dati, il canale si
instaura tra lo switch e il PC interessando invece solo il cablaggio orizzontale.
I sottosistemi sono quindi interconnessi tramite collegamenti passivi (bretelle o patch
cord), o attraverso sistemi attivi che generano i servizi di comunicazione di edificio o di piano.
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A livello di cablaggio strutturato, è altrettanto significativo il percorso fisico tra i punti di
terminazione dei cavi, detto link. I link sono delimitati dai sottosistemi, e ogni sottosistema ne
può contenere senza limitazioni di quantità.
Il collegamento di un apparato al cablaggio può avvenire in due modalità, cross-connect
o interconnect. Nella modalità cross-connect l’apparato non è collegato direttamente a un link,
ma attraverso un sistema di terminazione da cui è possibile effettuare le permutazioni, cioè le
operazioni di configurazioni e instradamento dei servizi. Nella modalità interconnect l’apparato è
direttamente collegato al link. La modalità cross-connect occupa maggiore spazio, introduce un
ulteriore degrado dei segnali trasmessi e ha un maggior costo, ma presenta i vantaggi di rendere
il sistema più flessibile e di non effettuare le permutazioni direttamente sull’apparato, cosa
preferibile per motivi di sicurezza e affidabilità.
FD
Configurazione interconnect
FD
Configurazione cross connect
Nel sottosistema del cablaggio orizzontale la lunghezza totale dei collegamenti di
permutazione può raggiungere i 10 metri, che sommati ai 90 metri del link determinano una
lunghezza massima del canale pari a 100 metri. I punti di concentrazione (o distributori) devono
essere ubicati in modo da rispettare le distanze massime.
4.5.2 Architettura centralizzata
Tenendo in considerazione la capacità dei sistemi attivi, è in certi casi possibile e
conveniente centralizzare gli apparati presso i punti di distribuzione di edificio o di campus,
anziché averli in ogni piano. L’architettura centralizzata è particolarmente efficace quando si
vuole disporre di collegamenti ad alta velocità in fibra ottica presso le utenze (FTTD). In questo
caso sono consentiti canali fino a 300 metri, ma può essere valutata anche per i collegamenti in
rame entro i 100 metri in edifici di dimensioni contenute.
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In caso di centralizzazione di collegamenti ottici, i concentratori o distributori di piano
FD possono essere semplificati, perché non dovendo alloggiare sistemi attivi possono essere
ridotti a semplici punti di passaggio o giunzione di cavi.
4.5.3 Architettura per cablaggio a zone
Le moderne realtà di uffici per attività commerciali implementano frequentemente spazi
di tipo aperto, dove, a causa dell’elevato rateo di riconfigurazione, è difficile anche individuare
le ubicazioni dei punti di utilizzo. Spesso tali punti sono incorporati nell’arredamento modulare
concepito per queste situazioni.
Nasce quindi la necessità di aggiungere, rimuovere o spostare i punti di utilizzo.
In questi casi, le norme architetturali del cablaggio strutturato prevedono nel cablaggio
orizzontale punti di concentrazione di secondo livello (consolidation point CP, punto di
consolidamento), ciascuno in grado di coprire una zona pari ad un certo numero di aree utente.
Nei CP convergono i cavi necessari a servire il potenziale numero massimo di punti di utilizzo
della zona. Dai CP, quando necessario, si dipartiranno speciali prolunghe verso i punti di
utilizzo. Il CP è un semplice punto di giunzione, non può ospitare apparati o elementi per la
permutazione.
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Sebbene questa soluzione introduca altri componenti e quindi un degrado maggiore dei
segnali, nelle situazioni sopra descritte si ha un vantaggio determinante nella flessibilità. Infatti è
possibile:
•
avere una progettazione e installazione più rapida del cablaggio tra punto
concentratore di piano FD e i CP;
•
ottimizzare le canalizzazioni tra FD e CP;
•
installare i punti di utilizzo solo quando effettivamente necessario;
•
riconfigurare la zona senza dover ricablare tutto a partire dal FD;
•
ottimizzare i costi.
Dopo quanto esposto, è possibile ora indicare il modello per il cablaggio orizzontale
definito nelle norme.
Canale ≤ 100 mt
Permanent Link ≤ 90 mt
15≤ CP Link ≤70 mt
Cablaggio orizzontale
EQP C
EQP: apparato fornitore di
servizio
TE: apparato utente
C: punto di connessione
FD
A
C
cordone
apparato
B
C
patch
cord
C
CP TO
C
C
TE
cordone
utente
B ≤ 5 mt
A + B + C ≤ 10 mt
Il modello prevede fino a 4 punti di interconnessione, che consistono nella presa presso il
punto di utilizzo, nel pannello di terminazione presso il punto di concentrazione FD,
nell’eventuale pannello per collegare un apparato in modalità cross-connect, e nell’eventuale
consolidation point. Ogni punto di interconnessione rappresenta una discontinuità nel cavo, e
degrada in una certa misura i segnali che vi transitano. Il modello a quattro connessioni è
comunque il riferimento minimo che ogni sistema di cablaggio deve rispettare. Sistemi che
garantiscono le prestazioni con solo 2 o 3 punti di connessione sono da scartare. Costituiscono
invece un valore aggiunto quei sistemi che offrono la possibilità di implementare anche fino a 6
punti di interconnessione.
Si ritiene spesso che le configurazioni di canale maggiormente critiche per i segnali siano
quelle più lunghe, ma esistono anche significativi fenomeni di disturbo in configurazioni corte,
per questo motivo, oltre ai vincoli di lunghezze massime, sono definiti alcuni vincoli di
lunghezze minime. Soluzioni in grado di superare tali vincoli minimi, oltre a ridurre i costi,
permettono una maggiore flessibilità di progettazione e realizzazione.
4.5.4 Architettura per Data Centre
L’architettura fin qui descritta è applicabile anche ai CED o Data Centre, dove una buona
soluzione strutturata di cablaggio può garantire l’evoluzione costante di questi ambienti.
In particolare, il nuovo standard TIA/EIA-942 affronta e approfondisce l’architettura da
implementare per varie dimensioni e gradi di ridondanza nei Data Centre. L’architettura riprende
i tre livelli di gestione del cablaggio come definito negli standard generali. Lo standard affronta
15
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anche gli aspetti più pratici come gli accorgimenti per un buon controllo della temperatura della
sala.
Altri contributi relativi ai Data Centre sono contenuti nelle norme EN 50173-5 (relativa
alle architetture e componenti di cablaggio) e EN 1047 (relativa alle condizioni ambientali).
4.6
Mezzi trasmissivi
L’impostazione dell’architettura del cablaggio strutturato è indipendente dal tipo di
mezzo trasmissivo, i mezzi trasmissivi ammessi sono di due tipi:
•
•
rame, in doppini bilanciati;
fibra ottica.
Qui si descrivono le caratteristiche che determinano le prestazioni delle soluzioni
disponibili sul mercato. Nel capitolo relativo alle applicazioni si faranno accenni ai requisiti che
esse pongono per poter operare correttamente a seconda delle opzioni di cablaggio.
4.6.1 Canale trasmissivo in cavo in rame a coppie simmetriche
I canali di collegamento in rame sono costituiti da cavi ed elementi di terminazione
caratterizzati da quattro coppie trasmissive concepite per la trasmissione di segnali bilanciati (è
comunque possibile anche la trasmissione di segnali non bilanciati).
Le prestazioni dei sistemi su cavi in rame sono classificate sulla base delle massime
frequenze trasmissibili e di numerosi parametri che ne descrivono il comportamento rispetto a
fenomeni di disturbo (attenuazioni, interferenze, ecc.). Gli standard definiscono le frequenze con
il termine banda trasmissiva, che meglio descrive la capacità del canale di trasportare segnali
complessi (es. trasmissione dati). Con segnali meno complessi (es. flusso video in banda base),
le frequenze massime trasmissibili possono essere superiori. Le classificazioni riguardano i
singoli componenti e il loro insieme in link e canali di collegamento.
In relazione alle applicazioni che l’utente intende far operare sul cablaggio, la
classificazione dei canali di collegamento in classi di performance (secondo ISO/IEC) o in
categorie (secondo TIA/EIA) è la più significativa e importante. Sul mercato le due
nomenclature vengono spesso usate indifferentemente, tuttavia la classificazione ISO/IEC fa
espressamente riferimento ad una lista di applicazioni supportabili.
La classificazione dei componenti è espressa in categorie, e ogni costruttore ha la facoltà
di progettare e realizzare i propri prodotti entro le tolleranze massime ammesse dalle norme. Un
costuttore che realizza tutti gli elementi di un canale può quindi controllare e garantire più
facilmente le prestazioni finali, perché strettamente legate dalla bontà degli accoppiamenti dei
singoli componenti.
Sono attualmente allo studio nuove caratteristiche di cablaggio in grado di trasferire su
rame segnali per applicazioni Ethernet a 10 Gigabit al secondo. Il protocollo in corso di sviluppo
è il IEEE 10G-BaseT 802.3an, attivamente supportato da ISO/IEC e TIA/EIA che stanno
definendo nuove specifiche di cablaggio con, rispettivamente, le nomenclature Nuova Classe E
(EA) e Categoria 6 Augmented (6A). I nuovi sviluppi (documenti provvisori ISO/IEC New Class
EA Ed.2.1, TIA/EIA Addendum 10) estendendono la banda disponibile a 500 MHz, e
considerano il fenomeno della diafonia tra cavi affiancati (alien crosstalk). Attualmente si
16
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prevede che il protocollo 10G-BaseT possa funzionare su cablaggio in Cat 6/Classe E per
almeno 55 metri, mentre su Cat 6A/Nuova Classe EA funzionerà sui canonici 100 metri.
I sistemi di cablaggio conformi alla soluzione ISO/IEC offrono migliori performance
perché i limiti sono significativamente più stringenti delle specifiche TIA/EIA.
La capacità di supporto del nuovo protocollo da parte degli impianti in Cat 6/Classe E
esistenti dovrebbe poter essere verificata sulla base di nuovi bollettini tecnici attualmente in
definizione (TIA/EIA TSB 155 e ISO/IEC TR 27450), ma la verifica in campo dei fenomeni di
alien crosstalk e l’eventuale adeguamento saranno estremamente laboriosi. La Cat 7/Classe F
sarà anch’essa rivista (Nuova Classe FA): la banda sarà estesa dagli attuali 600 MHz a 1.000
MHz, e saranno verificati i valori limite dei parametri fisici di trasmissione.
Di seguito è riportata la tabella riepilogativa delle classificazioni dei canali e delle
categorie dei componenti in rame:
Classe
A
B
C
D:1995
D:2002
E
EA
F
FA
Categoria
1
2
3
5
5E
6
6A
7
7A
Frequenza max (MHz)
0,1
1
16
100
100
250
500
600
1000
È da segnalare che le classi A e B corrispondenti alle categorie 1 e 2 sono ormai obsolete
e non più implementate nei cablaggi strutturati.
La classe D:1995 (corrispondente alla categoria 5) è stata definitivamente cancellata dagli
standard perché non più adeguata alle esigenze.
I cavi e gli elementi di connessioni di diverse categorie possono essere utilizzati insieme
all’interno di un canale trasmissivo ma le prestazioni risultanti del cablaggio sono determinate
dal componente di categoria inferiore.
4.6.2 Canale trasmissivo in cavo a fibre ottiche
La trasmissione di segnali ottici avviene su fibre ottiche tipicamente in vetro, ma stanno
emergendo anche interessanti soluzioni in plastica.
Le prestazioni sono in funzione della frequenza dei segnali (espressa in lunghezza d’onda
λ) e dell’attenuazione che essi subiscono. La capacità trasmissiva della fibra è espressa in
massima frequenza rispetto alla distanza riferimento di di 1 km.
Per comprendere le differenze nei vari tipi di fibra, occorre considerare i tipi di
trasmissioni ottiche disponibili, tipicamente generate dai laser e dai led. Le sorgenti laser sono
più performanti ma costose delle sorgenti led. Per sopperire alle carenze di velocità dei led, sono
stati sviluppati laser a basso costo VCSEL. I segnali ottici dei tre tipi di sorgenti richiedono
adeguati canali trasmissivi, in grado di raccogliere e trasferire correttamente l’energia emessa.
Normalmente una sorgente laser richiede fibre ottiche monomodali (ottimizzate per trasferire una
sola lunghezza d’onda), mentre il led ha bisogno di fibra ottica multimodale (più complessa
perché deve trasferire più lunghezze d’onda). Le nuove sorgenti ottiche, come il VCSEL, hanno
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evidenziato come le fibre multimodali tradizionali fossero inadeguate, da qui le fibre ottiche
multimodali di nuova generazione.
Per determinare l’adeguatezza delle soluzioni in fibra sul mercato rispetto alle
applicazioni, similmente al rame, ISO/IEC ha definito classi di performance e categorie dei
componenti ottici:
Classe
Lunghezza m
OF-300
OF-500
OF-2000
300
500
2000
Categoria
OM1
OM2
OM3(2)
Attenuazione massima di canale dB
Fibra multimodale
Fibra monomodale
λ= 850 nm
λ= 1.300 nm
λ= 1.310 nm
λ= 1.550 nm
2,55
1,95
1,80
1,80
3,25
2,25
2,00
2,00
8,50
4,50
3,50
3,50
Attenuazione massima
dB/km
λ= 850 nm
3,5
3,5
3,5
λ= 1.300 nm
1,5
1,5
1,5
Minima larghezza di banda modale MHz•km
Lancio laser
Lancio “overfilled”
effettivo(1)
λ= 850 nm λ= 1.300 nm
λ= 850 nm
200
500
Non specificato
500
500
Non specificato
1.500
500
2.000
Categoria Lunghezza d’onda
λ= 1.310 nm
OS1
λ= 1.550 nm
Attenuazione massima dB/km
1
1
Note:
(1)
Con l’impiego del lancio laser effettivo l’ampiezza di banda è garantita con un DMD
(Differential Mode Delay) ritardo di modo differenziale come prescritto da CEI IEC 60793 - 1 49 - Optical fibres – Part 1 - 49 - Measurement methods and test procedures – Differential mode
delay edition March 2003;
(2)
Le fibre di categoria OM3 possono essere realizzate solo con un rapporto diametro
nucleo mantello 50/125 µm.
Un aspetto poco noto, e peculiare dei sistemi in fibra ottica, è che il mezzo trasmissivo
ottico in vetro è prodotto da pochi costruttori specializzati, i quali poi forniscono le bobine di
fibra ai costruttori di cavo. La fibra nuda ha le prestazioni minime qui descritte, tuttavia i
processi produttivi dei cavi possono alterare e ridurre le prestazioni finali del mezzo trasmissivo.
Deve essere quindi prestata la massima attenzione alle caratteristiche dichiarate.
Le fibre multimodali di nuova generazione OM3 consentono il funzionamento dei
protocolli tradizionali oltre a quelli ad alta velocità appena rilasciati (10 Gbps) o in corso di
sviluppo (40 Gbps, 100 Gbps). Un aspetto che richiede un’attenta verifica delle proposte sul
mercato riguarda il metodo di caratterizzazione di questo tipo di fibra, determinato dai test di
DMD - Differential Mode Delay. In ISO/IEC 11801:2002 la Tabella 27 richiede che sia attuato il
metodo di test IEC 60793-1-49 Ed.1.0, equivalente del TIA/EIA-455-220 (FOTP-220)
“Differential Mode Delay” richiamato da TIA/EIA-492AAAC-2002 e da ANSI/TIA/EIA-568B.3.A1. Questi sono i metodi di test esplicitamente richiesti dallo standard per i sistemi ottici 10
Gbps IEEE 802.3ae, e che devono essere attuati e dichiarati sia da parte del costruttore
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dell’elemento vetroso contenuto nei cavi ottici, sia da parte del costruttore del cavo dopo la
produzione.
Le fibre monomodali sono generalmente meno costose delle multimodali ma, come
accennato, sono associate a trasmissioni ottiche laser e, inoltre, a tolleranze di accoppiamento dei
componenti molto più strette, risultando, in termini di sistema e a parità di distanze supportabili,
economicamente più onerosi dei sistemi multimodali. Le fibre monomodali fanno riferimento
agli standard ITU G.652, G.653 e G.655. Tralasciando momentaneamente gli ultimi due standard
il cui campo di applicabilità è prevalentemente in utilizzi per lunghe distanze, all’interno dello
standard G.652 sono stati definiti varie categorie di prestazioni per supportare le lunghezze
d’onda utilizzate dalle nuove tecnologie trasmissive a larga banda. Le categorie attuali sono la B,
la C e la più recente D, che risulta la più severa per tutte le lunghezze d’onda e per il valore di
dispersione modale di fase. Le fibre G.652-D offrono più banda per le future applicazioni WDM
ad altissima velocità, di cui si intravede ora l’avvento anche in ambito di reti LAN ed entro
l’applicabilità dei cablaggi strutturati.
4.6.3 Margini di funzionamento
Sul mercato sono proposte molteplici soluzioni di cablaggio che ogni costruttore sviluppa
secondo precisi obiettivi tecnologici, di qualità e di mercato. Le prestazioni offerte vengono
normalmente classificate secondo le norme, che pongono delle soglie minime di funzionamento
per garantire il supporto delle applicazioni previste. I sistemi di cablaggio devono soddisfare tali
soglie, ma possono anche superarle grazie a migliorie di progetto, di materiali e di installazione.
Ogni miglioria permette di trasmettere i segnali delle applicazioni con minori alterazioni e di
compensare meglio anomalie esterne al cablaggio sempre presenti (condizioni ambientali,
imprecisioni degli apparati attivi, disturbi) riducendo così la possibilità di perdita di pacchetti
dati. Infatti i segnali elettrici od ottici sono composti da numerose componenti di segnale con
differenti frequenze: se una di esse coincide con caratteristiche trasmissive scadenti del
cablaggio, che possono quindi alterare anche un solo frammento del segnale, l’effetto è la perdita
dell’intero pacchetto di informazione che lo contiene. L’esito finale è la necessità di ritrasmettere
il pacchetto con conseguente rallentamento della rete. La qualità intrinseca delle varie soluzioni
sarà quindi data dal margine di funzionamento rispetto ai diversi parametri funzionali definiti
dallo standard al quale si fa riferimento. La valutazione di questo aspetto nella scelta di un
sistema di cablaggio non deve essere trascurata perché permette di classificare tecnicamente le
varie proposte sul mercato.
Il margine deve essere espresso nelle situazioni di canale e nella maggior casistica
possibile di configurazioni e lunghezze, garanzia per l’utente che i test del costruttore hanno
riprodotto le condizioni reali di utilizzo. Il dato è significativo solo quando riferito al caso
peggiore, cioè il valore minimo di margine rispetto al limite imposto dalla norma. Valori espressi
a specifiche frequenze, oppure medi o tipici, non consentono di valutare gli effettivi valori di
margine nell’intera gamma di frequenze.
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Attenuation to Crosstalk Ratio
120
Scarto di attenuazione di
paradiafonia
100
ACR (dB)
80
60
40
20
9,6 dB
0
0
20
40
60
80
Frequency (MHz)
100
12 Near
13 Near
14 Near
23 Near
24 Near
34 Near
21Near
13 Near
41Near
32 Near
42 Near
43 Near
12 Far
13 Far
14 Far
23 Far
24 Far
34 Far
21Far
31Far
41Far
32 Far
42 Far
43 Far
Limit
Il margine minimo
nella misura dello
scarto di
paradiafonia viene
espresso in dB, nel
grafico è
evidenziato il
punto significativo
nella traccia.
Esempio di valutazione del margine minimo di un parametro trasmissivo
4.7
Componentistica
Il cablaggio strutturato è composto sostanzialmente da pochi elementi che contengono i
mezzi trasmissivi in rame e fibra ottica. Le valutazioni dell’utente devono concentrarsi verso gli
aspetti costruttivi e ingegneristici dei componenti che contribuiscono al raggiungimento delle
prestazioni attese, all’ottimizzazione dell’installazione, alla praticità d’uso e al contenimento dei
costi.
Il mantenimento delle prestazioni dichiarate dal costruttore di cablaggio in fase di
installazione è uno degli aspetti più importanti. Scegliere soluzioni che permettano
all’installatore dei componenti di operare più agevolmente e senza introdurre variabilità legate
alla sua specifica esperienza, attenua se non risolve il problema più grosso nell’implementazione
di un sistema di comunicazioni.
4.7.1 Prese terminali
Le prese terminali sono ubicate presso i punti di utilizzo dell’utente. Secondo le norme,
ogni punto di utilizzo deve essere dotato di almeno 2 prese modulari in rame RJ45 di almeno
Categoria 5E. E’ possibile anche predisporre in aggiunta collegamenti in fibra ottica
multimodale.
Le prese sono integrabili nelle serie elettriche civili o installabili su speciali placchette e
scatole. Gli ingombri del complesso prese-supporti non devono provocare curvature eccessive
dei cavi.
Le prese in Categoria 6 e 6A mantengono la compatibilità con la modulare RJ45, mentre
la presa in Categoria 7 è di nuovo tipo, non direttamente compatibile.
20
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4.7.2 Cavi
I cavi, oltre a differenziarsi per il tipo di mezzo trasmissivo che incorporano, hanno
caratteristiche e capacità di collegamenti diverse a seconda del sottosistema di cablaggio per cui
sono stati concepiti.
Nel cablaggio orizzontale sono ammessi cavi in rame a 4 coppie e cavi in fibra
multimodale, con non più di 4 fibre. Nel cablaggio di backbone di edificio e di campus, oltre ai
precedenti, sono ammessi cavi in rame multicoppia e cavi in fibra monomodali. Nel cablaggio di
backbone di campus, e in una certa misura anche in quello di edificio, sono necessari cavi con
particolari protezioni meccaniche per far fronte alle sollecitazioni al di fuori dell’edificio.
Considerata l’alta densità di cavi nel cablaggio orizzontale, il cavo a 4 coppie in rame
deve essere il più compatto e maneggevole possibile. I cavi in Categoria 6 UTP hanno diametri
di 5,2 ÷ 6,5 mm e pesi di 3,7 ÷ 4,3 kg/100 m. I cavi in Categoria 6A hanno diametri da 6,5 ÷ 8,4
mm, e spesso il cavo non è circolare ma asimmetrico. La variabilità è data dalle scelte costruttive
per ottenere le prestazioni desiderate. Gli aspetti che determinano maggiormente le dimensioni e
il peso sono:
•
il diametro dei singoli conduttori espresso in AWG, metodo americano per la
definizione dei diametri esterni dei fili costituenti i cavi, ormai informalmente adottato anche in
Italia (con valori tipici di 23 o 24), e il loro isolamento;
•
la presenza o meno di un elemento di separazione a croce delle 4 coppie,
fisicamente mantiene una certa distanza tra di esse, fa aumentare il diametro del cavo rendendolo
meno flessibile, creando problemi in fase di sbobinatura per la messa in opera, problemi che poi
si traducono in alterazioni della geometria del cavo e diminuzione delle prestazioni; diventa
pertanto preferibile una soluzione senza separatore;
•
la presenza o meno di un elemento di asimmetria necessario in alcuni sistemi in
categoria 6A UTP per ridurre i fenomeni di alien crosstalk, un cavo asimmetrico non a sezione
circolare tende a mantenere e seguire alcune particolari curvature, e può avere una minore
efficienza di utilizzo degli spazi di canalizzazioni;
•
lo spessore e il tipo di mescola che costituisce la guaina.
I cavi in fibra ottica devono proteggere i delicati filamenti di vetro da varie sollecitazioni
che producono attenuazione dei segnali ottici. Il fenomeno indesiderato più frequente è
l’eccessiva curvatura che provoca la perdita parziale o totale dei segnali. La struttura dei cavi in
fibra è più robusta dei cavi in rame e con diverse tipologie. Esistono cavi da interno con
protezione della fibra nuda “tight”, e cavi da esterno con protezione della fibra nuda “loose”. I
cavi tight sono normalmente più flessibili e semplici da attestare, ma più costosi dei loose. Questi
ultimi sono realizzati con tubetti contenenti le fibre annegate in un jelly idrorepellente, che rende
questi cavi non particolarmente adatti per installazioni verticali.
I cavi per installazione esterna, devono avere caratteristiche di guaina e protezioni
meccaniche adeguate alla sede di posa. In particolare la guaina esterna deve essere realizzata con
una miscela antiroditore, la cui efficacia tuttavia non è definita attualmente da nessuno standard.
Per quanto riguarda le protezioni meccaniche sono preferibili nell’ordine guaine in acciaio,
alluminio, nylon e filati di vetro. Spesso viene usato il termine armatura per descrivere un
maggior grado di protezione meccanica, che però è definito da vari parametri, trazione,
resistenza a compressione, schiacciamento, ecc, che devono essere verificati. L’armatura in filati
aramidici o kevlar non assicura la protezione antiroditore.
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4.7.3 Elementi di connessione
I cavi devono essere
terminazione/connessione.
attestati
su
particolari
elementi,
o
hardware,
di
L’elemento di connessione viene installato:
•
In un distributore di insediamento per permettere connessioni tra il cablaggio di
dorsale di edificio, di dorsale di insediamento e le apparecchiature (se previste);
•
In un distributore di piano per consentire connessioni tra cablaggi di dorsale e
apparecchiature (se previste);
•
In un distributore di piano per consentire le interconnessioni indirette tra
cablaggio di dorsale e orizzontale e per permettere le connessioni con le apparecchiature (se
previste);
•
Nel punto di transizione (se previsto) del cablaggio orizzontale;
•
Nelle prese di comunicazioni;
•
Nella struttura di ingresso all’edificio.
L’elemento di connessione è parte integrante del sistema di cablaggio strutturato e
contraddistinto dalle stesse categorie dei cavi.
Elementi di connessione per cablaggi bilanciati
Nel caso di terminazioni per cavi in rame generalmente si parla di pannelli o patch panel.
Esistono due tipologie di pannelli (con prese modulari RJ45 o a striscia) che presentano vantaggi
a seconda delle esigenze.
Nei pannelli RJ45 la densità di collegamenti tipica è di 24 per ogni unità di spazio rack.
Sono possibili densità maggiori ma occorre valutare gli accessori di supporto (trattati più avanti)
e la comodità di gestione. Per far fronte ai fenomeni di alien-crosstalk alcuni i pannelli in
Categoria 6A possono avere una densità inferiore alla tipica di 24, ma ciò costituisce una forte
limitazione. I pannelli devono essere dotati di sistemi meccanici di guida e supporto dei cavi e
delle patch cord che vanno ad attestarsi ad essi: questi hanno lo scopo di mantenere i corretti
raggi di curvatura dei cavi e di non sollecitare con trazioni meccaniche i punti di contatto.
I pannelli a striscia offrono maggiore densità e la possibilità di gestire facilmente
collegamenti con meno delle quattro coppie canoniche, oltre a minori costi. Ciò, come vedremo
in seguito, è utile anche per l’integrazione dei sistemi di controllo di edificio. Il tipo di
connettore più diffuso è il 110, che offre prestazioni superiori alle prese modulari RJ45 grazie
alla maggiore separazione dei contatti. Del 110 esistono diverse varianti, nate soprattutto per
offrire prestazioni di Categoria 6 o superiore per applicazioni dati ad alta velocità. Il parametro
valutativo da ricercare nei sistemi a striscia, caratterizzati da una intrinseca minore
immediatezza, è soprattutto la semplificazione e l’accessibilità delle operazioni di permutazione.
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Pannelli a prese modulari e a strisce
Elementi di connessione per cablaggi a fibre ottiche
Le fibre ottiche nude costituenti i cavi non sono direttamente connettorizzate, ma la loro
terminazione viene realizzata mediante la giunzione a dei pig tail connettorizzati in fabbrica.
I giunti devono essere protetti e la ricchezza di fibra opportunamente dispersa nei moduli
di giunzione installati nel sub telaio.
La connessione con le bretelle avviene nel pannello frontale del sub telaio assemblato con
gli adattatori o bussole dello stesso tipo del connettore utilizzato per i pig tail e le bretelle.
Nelle zone diverse dall’area di lavoro la scelta dell’elemento di connessione è aperta a
tutti i tipi di connettori normati dall’IEC.
I connettori ottici sul mercato sono molteplici, ma l’orientamento attuale è verso il tipo
LC più performante dei tipi ST (obsoleto), SC e MT-RJ. L’apparecchiatura terminale nell’area di
lavoro deve essere collegata al cablaggio orizzontale con un connettore doppio (Duplex) tipo SCD che soddisfa le specifiche di dettaglio della IEC 60874-19-1 -SC - Subscriber Connector
La normativa di riferimento prevede colori diversi degli adattatori o bussole per evitare
connessioni accidentali tra i diversi tipi e o categorie di fibre.
Quando la densità delle terminazioni è elevata e lo spazio a disposizione è un fattore
importante, si raccomandano connettori LC per il loro minimo ingombro.
4.7.4 Bretelle
Le bretelle (o patch cord, o cordoni) sono gli elementi più critici del cablaggio. Esse
infatti sono continuamente manipolate e sollecitate dagli utenti, e sono inserite nel cablaggio nei
punti in cui i fenomeni di disturbo dei segnali sono più elevati perché in prossimità degli apparati
che li generano. Le bretelle perciò non devono essere sottovalutate ma, anzi, devono avere
caratteristiche qualitativamente elevate, eventualmente superiori al resto del cablaggio. Per tali
motivi è assolutamente sconsigliabile utilizzare bretelle non provenienti dal costruttore del
sistema di cablaggio implementato o da costruttori di buona reputazione. A maggior ragione
sono da evitare bretelle assemblate in campo.
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Cordoni e ponticelli per cavi bilanciati
Le bretelle in rame sono disponibili con varie prestazioni legate al tipo di costruzione del
cavo e al tipo di connettori (plug) terminali. I plug sono generalmente di tipo RJ45, ma possono
essere necessari anche plug RJ11/12 e 110.
Il cavo per bretella può avere 1 coppia (per applicazioni semplici quali la fonia), 2 e 4
coppie (per applicazioni dati) e deve raggiungere un compromesso tra prestazioni e flessibilità.
Generalmente i conduttori, a differenza del cavo per i link, non sono singoli ma composti da
numerosi fili (trefoli) che hanno una maggiore attenuazione ma consentono una maggiore
flessibilità. La flessibilità necessaria può essere anche ottenuta diminuendo la sezione dei
conduttori sempre nel rispetto dell’inevitabile incremento di attenuazione. Sono perciò preferibili
soluzioni che hanno una bassa attenuazione ma mantengono flessibilità e compattezza.
I plug sono i componenti in assoluto più problematici per i segnali elettrici. Per le
prestazioni di Categoria 5E, 6 e 6A essi hanno caratteristiche meccaniche molto particolari, la
cui terminazione richiede attrezzature specifiche del produttore.
E’ importante poter mantenere uniformità tra le bretelle presenti nell’impianto, in modo
da non creare difficoltà ai gestori di rete e malfunzionamenti poi difficilmente individuabili. In
pratica significa avere uno stesso tipo di cordoni per le permutazioni e per il lato utenza, salvo
quando si utilizzano pannelli di permutazione con connettori a striscia.
L’eventuale uso della configurazione con consolidation point introduce un ulteriore punto
di connessione, sarebbe di meno impatto avere a disposizione cordoni di cavo flessibile con il
plug RJ maschio e il jack RJ femmina già connettorizati in fabbrica. Questo accorgimento
consente anche interventi di attivazione più rapidi. La possibilità descritta, però, deve essere
valutata anche in funzione di eventuali problemi di passaggio del cordone nelle canalizzazioni
verso i punti utente.
Cordoni per cavi in fibra ottica
Le bretelle in fibra ottica sono realizzate con cavi contenenti 2 fibre e terminati con
connettori dello stesso tipo degli adattatori installati sui pannelli e sugli apparati. Il cavo è
concepito per proteggere le fibre e per limitare le curvature ai valori minimi prescritti. Ciò è
ottenuto tramite filati aramidici a densità adeguate. Soluzioni a basso costo possono offrire meno
protezione, generando curvature non volute e quindi attenuazioni eccessive.
4.7.5 Accessori
Gli accessori che tipicamente occorrono in un cablaggio strutturato sono gli elementi di
supporto e protezione:
•
•
•
Placchette ed adattatori per i punti utente
Armadi, telai e rack di sostegno e contenimento degli elementi di terminazione
Sistemi di identificazione
Armadi
Gli elementi di terminazione del cablaggio possono essere fissati a muro o, più
frequentemente, sugli appositi supporti metallici a standard 19” EIA-310-D. Tali supporti sono
costituiti da armadi chiusi da pavimento o da muro, e da telai o rack aperti a 2 o 4 montanti. Gli
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armadi chiusi sono i più diffusi, sebbene i telai aperti presentino diversi vantaggi per i locali
tecnici e data Centre.
Il parametro valutativo principale di questi elementi è la capacità di ospitare e sostenere
in modo corretto la grande quantità di cavi e bretelle del cablaggio strutturato, senza interferire o
avere interferenze con gli apparati. Altri tre aspetti significativi sono l’accessibilità, la sicurezza
e la ventilazione. Alcuni produttori di sistemi cablaggio propongono anche soluzioni di armadi e
telai con equipaggiamenti ottimizzati per le proprie soluzioni.
Le larghezza degli armadi chiusi deve rispettare la norma citata che indica 600 od 800
mm. Nel caso di armadi o telai dedicati ai sistemi di cablaggio è raccomandabile la larghezza di
800 mm, utile per disporre di spazi adeguati per ospitare le bretelle di permutazione. L’altezza è
in funzione dello spazio interno, misurato in unità rack (U) da 44 mm.
La struttura degli armadi e dei telai da pavimento deve tenere conto dei carichi sempre
maggiori degli apparati attivi e dei sistemi di alimentazione standard e di emergenza. Strutture
che sopportano carichi di 500 kg sono adeguate. Dove si è ragionevolmente certi che verranno
installati unicamente elementi di cablaggio si può optare per armadi con carico utile di 250 kg.
Gli armadi chiusi per data centre che ospitano server, per garantire la ventilazione interna,
devono avere le porte traforate per almeno il 60%, non devono avere gruppi ventole sulla
sommità, e devono essere dotati di pannelli ciechi nelle unità rack non utilizzate.
4.7.6 Sicurezza dei componenti
La prevenzione dal rischio di incendio di un cablaggio è di tipo passivo e realizzata
mediante l’uso di cavi con caratteristiche di:
•
Resistenza al fuoco – richiesta quando il cavo è destinato a circuiti di allarme ed
emergenza, deve essere consentita la trasmissione di segnali per un certo tempo e in presenza di
una determinata temperatura.
•
Non propagazione della fiamma – richiesta per evitare che la combustione dei
cavi si propaghi soprattutto verticalmente nell’edificio, norme CEI 20-22 e corrispondenti alla
IEC 60332;
•
Bassa emissione di fumi e zero gas alogenidrici – questa caratteristica è richiesta
al materiale con cui vengono realizzate le guaine esterne dei cavi, che devono essere marcate
LSZH (Low Smoke Zero Halogen), in conformità alle norme per l’emissione di fumi CEI 20-37,
IEC 61034 e IEC 60754.
4.7.7 Sistemi di schermatura
Il sistema di cablaggio strutturato in rame può essere UTP (non schermato) o S/FTP
(schermato, con varie metodologie). Il sistema schermato è teoricamente superiore, ma richiede
maggiori investimenti progettuali, installativi e di manutenzione. I disturbi elettromagnetici
(EMI) presenti in un ambiente possono interessare il cablaggio in varie modalità, per radiazione,
per conduzione, per accoppiamento induttivo o capacitivo. L’influenza dei disturbi sul cablaggio
viene ridotta da accorgimenti quali la binatura delle coppie, il loro bilanciamento, la
schermatura, la presenza di piani di terra e giunzioni equipotenziali per comunicazioni.
Nel caso della schermatura, esistono numerosi parametri che ne determinano l’efficacia e
la convenienza:
25
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•
Frequenze delle EMI e spessore dello schermo - i disturbi elettromagnetici
incidenti vengono in parte riflessi e in parte assorbiti dallo schermo, propagandosi all’interno di
esso. Il disturbo si propaga a diverse “profondità” in funzione della frequenza e del tipo di
materiale dello schermo. Se incontra la superficie interna dello schermo viene nuovamente in
parte riflesso all’interno dello schermo, ma in parte trasmesso all’interno del cavo. Normalmente
i disturbi a bassa frequenza hanno una profondità di penetrazione maggiore maggiore, più
controllata con schermi in rame che in alluminio.
•
Tipo di schermatura - esistono diverse costruzioni di cavo e hardware di
terminazione schermato. I cavi possono essere: F/UTP (Foiled Unshielded Twisted Pair), foglio
di alluminio su coppie non schermate; U/FTP (Unshielded FTP), coppie singolarmente
schermate con foglio di alluminio; SF/UTP (Shielded Foiled UTP), calza di rame più foglio di
alluminio su coppie non schermate; S/FTP (Shielded FTP), calza di rame su coppie
singolarmente schermate con foglio di alluminio.
•
Materiale e geometria dello schermo - esso deve poter schermare sia i disturbi da
campi magnetici che da campi elettrici, mantenendo sempre una completa copertura dei
conduttori del segnale. La soluzione ideale, ma impossibile da realizzare, sarebbe una copertura
continua in rame. Un buon compromesso è dato dagli schermi combinati di foglio in alluminio
più calza in rame.
•
Impedenza dello schermo - lo schermo deve avere una bassa impedenza di
trasferimento dei disturbi assorbiti. Anche qui la soluzione migliore, ma non ideale, è data da un
tubo continuo di rame. Ancora, il miglior compromesso è dato dallo schermo combinato foglio
più calza: il primo ha un’impedenza piuttosto elevata ma costante alle basse frequenze (fino a 20
MHz) per poi calare; la seconda ha un’impedenza inferiore al foglio per frequenze fino a 30
MHz, successivamente tende a crescere. In tutti i casi il rumore di fondo a 50 Hz è difficilmente
schermabile.
•
Continuità dello schermo - tutti gli elementi di schermatura devono garantire la
continuità elettrica da capo a capo del Canale, mantenendo le caratteristiche di impedenza sopra
descritte. Soluzioni in cui la continuità tra cavo e terminazioni è data dal solo “drain wire”
(conduttore in rame posto a contatto dello schermo del cavo) sono da scartare.
•
Manipolazione del cavo - durante le fasi di posa e terminazione si sollecita lo
schermo del cavo, spesso alterandone le caratteristiche di copertura. Ad esempio, effettuando la
terminazione di cavi F/UTP su connettori che richiedono la piega del foglio di alluminio di
schermatura, non è raro produrre su di esso lacerazioni e fori.
•
Tipo e qualità della terminazione dello schermo - la soluzione corretta di
terminazione è quella che consente di mantenere la continuità e la copertura su 360° tra cavo e
connettore. Nel caso di cavi S/FTP è necessario che siano terminati correttamente anche gli
schermi delle singole coppie. I tempi di terminazione sono normalmente piuttosto lunghi.
•
Metodo di connessione e di messa a terra dello schermo - la schermatura ha vari
gradi di efficacia a seconda di come è collegata agli apparati alle due estremità e di come è
messa a terra. Esistono varie casistiche, più o meno controllabili.
1.
Schermo non collegato agli apparati e a terra (es. si usa una patch cord UTP, o si
usano apparati senza RJ45 schermati): nessun beneficio EMC rispetto alla
soluzione UTP;
2.
Schermo collegato agli chassis degli apparati: riduzione delle emissioni;
3.
Come 1 e 2 , e collegato a terra su entrambi i lati: protezione dai campi elettrici e
parziale protezione dai campi magnetici. Tale situazione, molto comune in quanto
gli chassis degli apparati normalmente sono collegati a terra, crea loop di terra e,
se il potenziale di terra tra i due apparati è diverso (caso frequente), fa circolare
nello schermo correnti trasmissibili all’interno dei cavi e connettori schermati. Per
26
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4.
evitare tale problema occorrerebbe un elemento di disaccoppiamento (es. una
capacità) tra terra e schermo, ma è assai difficilmente implementabile;
Come sopra, ma collegato a terra su un lato solo: sebbene dia protezione solo dai
campi elettrici, è la soluzione migliore. Purtroppo, per le cause di cui sopra, dal
punto di vista pratico non è molto controllabile.
•
Influenza della messa a terra dell’impianto elettrico – La messa a terra realizzata
negli impianti elettrici tipo TN-S crea facilmente dei loop di terra mentre negli impianti tipo TNC può creare pericolosi ritorni di neutro sulla schermatura del cablaggio strutturato.
•
Caratteristiche fisiche dei cavi, diametro, peso e flessibilità influenzano i percorsi
e le canalizzazioni. Cavi UTP in Categoria 5E o 6 hanno diametri medi di 5,8 mm, mentre i
corrispondenti cavi FTP hanno diametri medi di 7,2 mm. Cavi in Categoria 7 arrivano anche a 9
÷ 10 mm, con scarsa flessibilità totale (fino a 15 cm di raggio di curvatura).
•
Patch cord schermate, hanno un’attenuazione aggiuntiva rispetto a patch UTP, e
su soluzioni con coppie singolarmente schermate generalmente non sono disponibili, impedendo
così la continuità della schermatura.
•
Prezzo, avendo più materiale e caratteristiche costruttive più complesse, i
componenti schermati sono più costosi dei corrispondenti UTP.
E’ da rilevare che alcuni sistemi UTP in Categoria 6A presentano elementi di
schermatura sulle prese terminali e sui cavi per bretella. Si tratta di sottili fogli di schermo
completamente indipendenti il cui effetto dovrebbe riguardare solo le frequenze sopra i 200
MHz, ma, come descritto precedentemente, possono avere conseguenze indesiderate con
frequenze inferiori.
4.8
Sistemi di cablaggio intelligente
Cominciano a diffondersi i sistemi di cablaggio, detti intelligenti, che attuano un
controllo automatico delle permutazioni presenti nei punti di distribuzione. I vantaggi di questi
sistemi sono notevoli, riassumibili nella possibilità di tenere sotto controllo l’utilizzo del
cablaggio secondo le indicazioni dello standard TIA/EIA-606-A, e attuare in modo rapido e
semplice azioni di modifica delle configurazioni.
Sul mercato sono presenti sostanzialmente tre sistemi. Il principio comune consiste nel
verificare e monitorare le porte alle due estremità delle bretelle di permutazione, sia in rame che
in fibra ottica. Due dei sistemi disponibili operano tramite chiusura di circuiti elettrici di
controllo per mezzo di bretelle speciali, mentre il terzo - utilizzando bretelle standard - si basa su
sensori presenti sulle porte dei pannelli e sulla sequenzialità delle operazioni di permutazione. Le
due filosofie presentano entrambe vantaggi e svantaggi che devono essere valutati nell’insieme
delle altre caratteristiche, ma dal punto di vista della gestibilità dell’impianto la soluzione che
evita di avere bretelle diverse tra il lato utente e il lato permutazioni è preferibile.
I componenti base di questi sistemi sono i pannelli speciali di terminazione dei cavi, i
dispositivi di controllo e il software gestionale. Un importante parametro valutativo riguarda le
caratteristiche costruttive dei componenti, perché non devono essere pregiudicate le prestazioni,
l’affidabilità e la flessibilità di quello che deve continuare ad essere primariamente un sistema di
cablaggio.
L’applicazione software consente all’amministratore la pianificazione delle attivazioni
dei servizi con semplici operazioni. Presso ogni armadio di distribuzione deve essere possibile
individuare in modo immediato le azioni pianificate, o avere funzioni che traccino e notifichino
27
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al software eventuali azioni non pianificate. Sono quindi preferibili le soluzioni che offrono più
ausili possibili agli operatori, ad esempio attraverso pulsanti e led in prossimità delle porte,
visualizzazione di messaggi contestuali d’aiuto e indicatori acustici. Il sistema deve far fronte a
tutte le casistiche di permutazioni, quindi deve supportare anche connessioni con solo una
estremità monitorabile delle bretelle (ad es. l’altra è connessa ad un PC portatile) e connessioni
ottiche sia duplex che simplex.
Il software costituisce il cuore del sistema, me deve essere semplice sia l’uso che la
politica di licenza e aggiornamento da parte del produttore. Inoltre, il funzionamento deve essere
conosciuto in modo completo da parte della società installatrice del cablaggio, in quanto alcune
attività fondamentali (es. l’identificazione ed etichettatura dei componenti) sono strettamente
legate a come il software può supportarle, e quindi devono essere eseguite in modo allineato ad
esso già nelle fasi di progettazione e pianificazione. Sono preferibili software che supportano il
protocollo SNMP permettendo l’integrazione con sistemi di gestione tipo HP-OpenView, CA
Unicenter, Tivoli, oltre alla possibilità di monitorare direttamente anche gli apparati attivi
presenti in rete e di poter visualizzare i punti di cablaggio su mappe CAD.
4.9
Uso del cablaggio
E’ purtroppo frequente l’assunzione che il cablaggio strutturato sia dedicato solo ad
applicazioni fonia e dati, mentre la sua filosofia e tecnica risolvono in modo brillante qualsiasi
esigenza di connettività fisica per qualsiasi sistema di telecomunicazione. Anche lo standard
TIA/EIA-568-B afferma: “Il cablaggio orizzontale deve essere progettato anche per altri sistemi
di segnalazione dell’edificio”. Le caratteristiche tecniche del cablaggio strutturato sono infatti
compatibili con la maggior parte dei sistemi di segnalazione. Tra questi, anche i sistemi di
building automation.
La norma TIA/IAE-862 descrive gli aspetti relativi a tale integrazione.
I BAS – Building Automation Systems, sono essenzialmente delle reti dati la cui
integrazione nel cablaggio strutturato è semplice. Le problematiche tecniche da affrontare per
integrare correttamente i sistemi di BA in un cablaggio strutturato sono di tipo progettuale e
installativo: distanze massime tra FD e TO, riproduzione delle architetture, come interfacciare i
device, dimensionamenti.
Con i cablaggi strutturati è possibile riprodurre agevolmente le architetture tipiche dei
sistemi di building automation (a stella, a loop, daisy chain, ecc., come indicato in figura) agendo
sui pannelli di terminazione dei cavi che provengono dalle Coverage Area.
28
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FD
FD
FD
FD
FD
FD
FD
FD
FD
BD
Floor Distributor
Building Distributor
BD
BD
In figura si può osservare un esempio di configurazione su un pannello a strisce
29
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Il collegamento dei device di BA può essere realizzato con cavetti di adattamento tra la
presa modulare a 8 pin e i sistemi di terminazione dei device.
La vera condizione per operare questa integrazione è definire l’infrastruttura di cablaggio
nelle prime fasi progettuali dell’edificio. Il cablaggio per i BAS normalmente è specificato nelle
sezioni di progetto meccanico ed elettrico. Per integrare i BAS è necessario invece che le
specifiche dei sistemi di segnalazione siano incluse nella sezione di comunicazioni. Negli Stati
Uniti questa metodologia progettuale è già codificata nel Division 17 del Construction Standard
Institute.
Definendo la figura del cabling contractor, cioè il responsabile dell’implementazione del
cablaggio, e del BAS contractor, responsabile del funzionamento degli apparati BAS, è possibile
attribuire al BAS contractor il compito di interfacciarsi con il cabling contractor per attivare un
sistema pienamente operativo, verificato, certificato e garantito. Il Cabling contractor deve
verificare con il BAS contractor l'ubicazione dei sistemi, i metodi di distribuzione, il numero di
connessioni necessarie, coordinare la progettazione e la futura gestione e stabilire le
responsabilità di ciascuno.
Questo approccio, specialmente nei casi in cui è possibile attuarlo nelle prime fasi di
definizione dell’edificio, consente l’integrazione dei sistemi di building automation,
ottimizzando le strutture e i costi sia nella fase iniziale che durante la vita dell’edificio. Inoltre,
l’orientamento verso una soluzione strutturata di cablaggio facilita la migrazione verso i nuovi
sistemi di controllo di edificio in tecnica IP, che nativamente utilizzano le strutture dati e che
possono usufruire dei sistemi di alimentazione Power over Ethernet.
30
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I vantaggi per l’utente che usa il cablaggio strutturato per gestire le segnalazioni
nell’edificio sono:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
un unico fornitore per il progetto, l’installazione e gestione del cablaggio;
un unico sistema di cablaggio;
accesso e controllo centralizzato alle risorse e alle connessioni;
rapidità di risoluzione dei problemi;
riduzione dei tempi di attivazione di sistemi, di utenti e di servizi;
possibile immediata migrazione verso nuovi device IP;
maggiore affidabilità;
riduzione dei costi complessivi di parti e manodopera;
riduzione dei costi durante il ciclo di vita dell’edificio;
aumento del valore dell’edificio.
Il cablaggio strutturato è quindi un concetto, un principio e un’architettura sviluppati per
fornire una forma standard a qualsiasi applicazione che usi fili e cavi.
4.10 Compatibilità elettromagnetica
Le norme armonizzate per verificare la conformità ai requisiti essenziali, previsti dalla
direttiva 89/336/CEE sono le EN 55022 e EN 55024.
Un sistema di cablaggio è passivo, di per sé non emette segnali né è soggetto a problemi
di immunità, e non è regolamentato alla direttiva di cui sopra. Tuttavia il cablaggio ha lo scopo
di trasmettere segnali generalmente elettrici, generati e ricevuti da sistemi di comunicazioni.
Pertanto quando il cablaggio è connesso a due apparati esso diventa parte di un unico sistema per
il trasferimento di segnali, che deve sottostare alle direttive europee in materia. Le caratteristiche
elettromagnetiche di un’istallazione di rete sono influenzate da parametri che caratterizzano le
proprietà di bilanciamento e/o di schermatura dei cablaggi.
I costruttori che dichiarano la conformità del proprio sistema di cablaggio alle direttive
quando connesso ad apparati conformi (marchio CE) sono sicuramente preferibili, ancor più se la
dichiarazione di conformità fa parte della garanzia.
5
Distribuzione
Un’infrastruttura di comunicazioni adeguata comprende un sistema di distribuzione per il
cablaggio, sia a livello di piano (per il cablaggio orizzontale) sia a livello di edificio o campus
(per il cablaggio di backbone, o dorsale). La distribuzione è realizzabile con canalizzazioni,
tubazioni, passerelle, supporti e percorsi aerei ubicati nei pavimenti, nei soffitti o nei passaggi
verticali. Sono inclusi anche gli spazi di concentrazione e di accesso al cablaggio. Una corretta
pianificazione della distribuzione permette di realizzare un’unica infrastruttura per i sistemi di
comunicazione che sarà sempre adeguata nel corso del tempo. Permette inoltre una corretta
coesistenza con gli altri impianti (elettrico, idraulico, riscaldamento, antincendio, ecc.) per
minimizzare i problemi di funzionamento che altrimenti potrebbero verificarsi facilmente.
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TR/ER/EF
CD
Distribuzione
Bkbn Campus
Campus Backbone Cable
BD
Distribuzione
Bkbn Edificio
Building Bckbn. Cbl.
TR/ER
FD
Distribuzione
Orizzontale
TR
Horizontal Cable
[Consolidation Point CP]
[ CP Cable ]
WA
WA
Telecom Outlet
(TO)
Gli schemi evidenziano gli elementi di distribuzione in relazione all’architettura di cablaggio
5.1
Distribuzione orizzontale
I sistemi di distribuzione orizzontale sono i più importanti in quanto servono le aree
statisticamente con il maggior rateo di riconfigurazione.
La distribuzione consiste in una rete di condotti o canaline predisposti per ospitare i cavi.
Frequentemente i percorsi sfruttano le zone sottostanti i pavimenti rialzati, o quelle sovrastanti i
controsoffitti. Esistono numerose regole per la corretta pianificazione e dimensionamento. Una
di esse prescrive di progettare sistemi che non vadano ad occupare le canalizzazioni per più del
50%. Lo standard EN 50174-2 indica i vincoli per la separazione tra cavi di energia e cavi del
cablaggio strutturato.
5.2
Spazi
La distribuzione orizzontale deve convergere in locali o aree dedicate dette
Telecommunications Room (TR). L’utilità di queste sale consiste nel poter concentrare i
collegamenti a tutti i punti serviti dal sistema di distribuzione, e quindi di realizzare i sistemi di
interconnessione e segnalazione necessari tra tali punti (un esempio può essere il centralino
telefonico, a cui sono collegati tutti gli apparecchi delle persone negli uffici). La possibilità di
avere in questi locali la concentrazione dei collegamenti permette di avere un’altissima
flessibilità del cablaggio rispetto alle applicazioni che possono essere implementate, è
un’architettura che permette quindi di avere l’indipendenza del cablaggio dai sistemi di edificio.
32
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Il dimensionamento del sistema di distribuzione e della TR è in funzione della superifice
da servire. E’ necessario considerare un punto terminale di cablaggio ogni 10 m2 questa
superficie si chiama Work Area (WA), e si riferisce a utenze ufficio, fonia, dati, ecc. Si definisce
anche una Coverage Area (CA) per descrivere la superficie servita da un elemento di building
automation.
La superficie della CA è generalmente diversa dalla WA, esse sono comunque in
funzione del tipo di edificio.
Destinazione
d’uso
Ufficio
Industria
Commerciale
Albergo
Aula didattica
Ospedale
Sale meccaniche
WA (area servita da un
collegamento di comunicazioni)
10 m2
85 m2
50 m2
25 m2
5 m2
15 m2
85 m2
CA (area servita da un
collegamento per sistemi BAS)
25 m2
50 m2
25 m2
25 m2
25 m2
25 m2
5 m2
Telecommunications Room
Sistema di distribuzione
Work Area
Coverage Area
In figura una rappresentazione di una possibile distribuzione orizzontale con i locali tecnici e le aree per le
utenze
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Esistono inoltre utili raccomandazioni per la definizione degli spazi dedicati agli apparati
(anche detti Equipment Room ER) che realizzano i servizi e definiscono i punti di accesso dei
circuiti esterni (detti anche Building Entrance Facility EF).
5.3
Distribuzione di backbone
La distribuzione di backbone comprende la distribuzione di edificio (che si sviluppa
tipicamente in senso verticale) e la distribuzione di campus tra edifici.
La prima può essere realizzata con cavedi verticali o con tubazioni che collegano i piani
di edificio. La seconda con tubazioni, cunicoli o tesate aeree. Anche per questi aspetti la norma
TIA/EIA-569-B fornisce importanti indicazioni per il dimensionamento. Un cavedio verticale ad
esempio deve avere dimensioni minime pari a 150 x 225 mm. Un’adeguata distribuzione di
dorsale di edificio rende le operazioni di implementazione del cablaggio relativamente semplici,
e facilita la sua evoluzione nel tempo.
6
Applicazioni
Il termine applicazioni normalmente riguarda gli strumenti che impiega l’utenza per la
propria produttività. Nel gergo dei sistemi di comunicazione lo stesso termine può far
riferimento ai sistemi e protocolli di trasferimento dei segnali che si appoggiano
all’infrastruttura.
6.1
Applicazioni con segnali elettrici
Le applicazioni con segnali elettrici si appoggiano su cablaggi in rame, classificati
secondo le Classi e le Categoria già descritte. Le applicazioni dati sono le più esigenti di banda
trasmissiva e affidabilità di propagazione delle informazioni, e mano a mano hanno determinato
l’evoluzione dei sistemi di cablaggio in rame. Le applicazioni quali la fonia tradizionale o i
sistemi di building automation, richiedono poche decine di kHz di banda trasmissiva. Le
applicazioni video broadband, o in banda larga, possono impegnare diverse centinaia di
megahertz per via dell’aggregazione di più canali in varie modulazioni, quindi spesso non sono
compatibili con i sistemi di cablaggio strutturato. In questi casi si utilizza ancora il cavo
coassiale. La trasmissione video in banda base, tipo CCTV, può appoggiarsi al cablaggio
strutturato.
6.1.1 Considerazioni sulla Classe D/Categoria 5E
La Categoria 5E è stata ratificata nel 1999 nel documento TIA/EIA-568-A-5. Nell’ambito
dello standard internazionale ISO/IEC 11801 è stata definita la simile classificazione Classe
D:2002.
Questa classificazione è stata concepita per supportare il protocollo Gigabit Ethernet
1000Base-T (IEEE 802.3ab), in grado di trasferire 1000 Mbps su connessioni in rame fino a 100
metri. GbE trasmette 4 segnali simultanei da 250 Mbps in entrambe le direzioni sulle 4 coppie
del cablaggio in rame. I segnali hanno frequenze significative fino a 125 MHz.
La Categoria 5E tuttavia è definita fino a 100 MHz, e gli altri parametri (attenuazione,
NEXT, PSNEXT, ACR) sono solo marginalmente superiori alla Categoria 5 e appena sufficienti
34
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per supportare il GbE. I margini quasi nulli non riescono a compensare fattori esterni di disturbo
(variabilità di comportamento delle interfacce degli apparati, temperature oltre i 20°C, degrado
dovuto all’installazione, prestazioni scadenti dei canali di cablaggio, ecc.), creando alterazioni
dei segnali e quindi perdita di pacchetti.
6.1.2 Vantaggi della Classe E/Categoria 6 rispetto alla Classe
D/Categoria 5E
La frequenza operativa del cablaggio in Categoria 6 è di 250 MHz, contro i 100 MHz
della Categoria 5E. Questo consente la trasmissione di segnali (dati, video o audio) con una
maggiore banda trasmissiva, ad esempio applicazioni con interfacce multimediali.
L’aumento delle capacità del sistema Categoria 6 permette di offrire un elevato margine
di funzionamento ai segnali delle applicazioni note, eliminando distorsioni, errori e
rallentamenti. Lo standard per la Categoria 6 impone parametri di funzionamento molto più
severi, ad esempio l’impedenza passa da (100 ± 15) Ω a (100 ± 5) Ω rendendo il cablaggio più
uniforme e meno soggetto a problemi di riflessione che alterano e ostacolano i segnali.
Un dato interessante è che anche il protocollo dati Fast Ethernet 100 Mbps opera con
decisamente meno errori sulla Categoria 6 rispetto alla Categoria 5E (0,1% di ritrasmissioni
contro 7 ÷ 10%). Il protocollo dati Gigabit Ethernet 1.000 Mbps nel 50% delle installazioni su
Categoria 5E ha incontrato numerosi problemi di prestazioni e affidabilità. I problemi sono stati
eliminati utilizzando un cablaggio in Categoria 6.
Lo standard per Data Centre TIA/EIA-942 raccomanda cablaggi in Categoria 6, e la
versione europea EN 50173-5 considera come minimo la Classe E.
6.1.3 Prospettive della Classe EA/Categoria 6A
L’incremento di banda permesso dalla Classe EA di ISO/IEC permette di migliorare
ulteriormente le prestazioni di rete, e consente di implementare il protocollo IEEE 802.3an
10GBASE-T in situazioni dove l’alta velocità e il contenimento dei costi rispetto a soluzioni in
fibra sono decisive. Tale protocollo può operare anche su cablaggi TIA/EIA Categoria 6A,
tuttavia i requisiti ISO/IEC, come accennato, sono più severi e quindi creano un maggiore
margine di sicurezza per i segnali. Non è ancora chiaro se e come il protocollo 10GBASE-T
potrà essere implementato su cablaggi esistenti in Classe E/Categoria 6, in effetti non esiste
praticamente alcuna applicazione che ponga come requisito minimo di cablaggio la Classe E. La
vera evoluzione dalla Classe D:2002/Categoria 5E è ormai verso la Classe EA.
6.1.4 Cablaggi in classi superiori
Le classi F e FA rappresentano attualmente i sistemi con la maggiore banda applicativa
disponibile. Come per la Classe E, la Classe F non rappresenta un requisito minimo per alcuna
applicazione. I sistemi in commercio che dispongono di considerevoli margini sono in via di
riclassificazione secondo i parametri della Classe FA, e potranno offrire anche la trasmissione di
segnali video in banda larga.
35
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6.2
Applicazioni con segnali ottici
Le applicazioni con segnali ottici utilizzano cavi in fibra ottica di silice o plastica. Le
soluzioni in plastica sono molto più economiche ma, al momento, non hanno prestazioni
adeguate su distanze oltre qualche metro. I segnali ottici sono generati tipicamente da
applicazioni ad alta velocità e larga banda, quali i dati e i segnali video.
Le applicazioni dati a banda contenuta, quali l’FDDI, il Token Ring, l’Ethernet 10/100
Mbps, ATM utilizzano componenti optoelettronici a basso costo (led) che si interfacciano
adeguatamente con fibre ottiche multimodali OM1 e OM2 62.5/125 e 50/125, raggiungendo
distanze dell’ordine dei chilometri.
I nuovi protocolli ad alta velocità richiedono componenti ottici con nuove caratteristiche
che le fibre ottiche tradizionali non possono supportare adeguatamente. Ad esempio, il
trasmettitore VCSEL (Vertical Cavità Surface Emitting Laser)di Gigabit Ethernet 1000BASESX non si accoppia perfettamente con le fibre multimodali tradizionali, avendo come effetto che
la massima distanza garantita nel migliore dei casi con 1000BASE-LX raggiunge i 550 metri.
Inoltre, per trasmettere correttamente, sono necessarie particolari e costose bretelle, dette Mode
Conditioning, che adattano i segnali ottici emessi dagli apparati.
Come già descritto nel paragrafo relativo ai mezzi trasmissivi ottici, anche il protocollo
10 Gigabit Ethernet 10GBASE-SR soffre di limitazioni significative quando si opera su fibre
multimodali tradizionali, le fibre MM OM1 per questo protocollo consentono distanze massime
di 32 metri, mentre le fibre MM OM2 consentono al massimo 82 metri. Per superare tali limiti
occorrono interfacce 10GBASE-LX4 economicamente molto più onerose. In questi casi è
generalmente più economico disporre di fibre ottiche multimodali OM3.
7
Mercato e canali
Questa sezione descrive come è configurato il percorso che permette di implementare le
soluzioni di connettività presso l’utente finale.
7.1
Costruttori/Produttori
I costruttori di sistemi di cablaggio si differenziano per la capacità di sviluppo, di
produzione, di promozione commerciale e di supporto. Non tutti i costruttori sono in grado di
proporre innovazioni tecnologiche e di promuoverle presso il mercato e gli enti di
standardizzazione. Solo alcuni realizzano il progetto e la produzione di tutti i componenti dei
sistemi di cablaggio. L’ottimizzazione dei processi industriali e quindi degli aspetti commerciali
consente di avere una maggiore solidità finanziaria e continuità nel tempo, aspetto che deve
essere considerato dall’utente quando valuta soluzioni di cablaggio la cui vita utile è mediamente
di almeno 7-8 anni.
I costruttori devono garantire ormai, oltre alla conformità alle norme ISO9000, anche i
requisiti per un’attività e fornitura di prodotti eco-compatibile secondo le norme ISO14000. Un
esempio di ciò è la capacità di implementazione delle normative RoHS dell’UE.
36
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7.2
Distributori
Nel mercato delle infrastrutture di connettività i costruttori normalmente demandano a
specifiche società di distribuzione gli aspetti logistici e di commercio sul territorio. La vendita
diretta da parte del costruttore è piuttosto rara, e comporta alcuni rischi ed oneri sia da parte del
costruttore che da parte dell’acquirente. Il distributore ha una struttura ottimizzata per rendere
disponibile il materiale quando effettivamente necessario e per seguire le diverse centinaia di
società installatrici e integratrici tipicamente attive.
7.3
Enti terzi di certificazione
L’utente può avere ulteriori assicurazioni della bontà di una soluzione di cablaggio
ottenendo le certificazioni di laboratori indipendenti riconosciuti a livello internazionale quali
UL, ETL, ISCOM che effettuano test commissionati dai costruttori stessi per verificare la
conformità alle caratteristiche dichiarate. Un ente di certificazione senza scopo di lucro come
ISCOM offre garanzie di imparzialità. Le verifiche devono riprodurre tutte le configurazioni
possibili in termini di lunghezze (canali corti, medi e lunghi) e in termini di numero di
connessioni (Interconnect, cross connect, consolidation point). Tali test devono essere effettuati
su normali componenti della produzione standard, prelevati casualmente dai lotti di produzione.
7.4
Consulenti
I consulenti individuali o gli studi di consulenza possono svolgere un’attività di
preselezione delle soluzioni sul mercato e proporle agli utenti che li hanno incaricati. Possono
svolgere inoltre l’importante ruolo di progettazione e di direzione lavori. Tuttavia il campo di
attività di questi professionisti essendo a volte molto ampio, può pregiudicare l’effettiva
competenza sulle problematiche di infrastrutture di comunicazioni.
In considerazione di quanto sopra è importante valutare l’effettiva esperienza su queste
tematiche.
7.5
Installatori/Integratori
La valutazione delle esigenze dell’utente e dell’implementazione delle soluzioni è
generalmente compito delle società installatrici ed integratrici. Esse svolgono un’attività di
proposta, di progettazione e preventivazione che l’utente può valutare. Una volta concordata
l’attività, l’integratore si approvvigiona dei materiali necessari presso il distributore.
La competenza delle società di installazione e integrazione è essenziale per conseguire le
prestazioni attese dal cablaggio. La necessaria formazione può provenire da enti di formazione
indipendenti (ad esempio BICSI) o dai costruttori di cablaggio, che possono fornire dettagli
tecnici specifici della propria soluzione. Le società integratrici vengono qualificate tecnicamente
sulle attività di progetto del cablaggio e della sua distribuzione (canalizzazioni), l’integrazione
con gli altri sistemi, l’installazione e il successivo test. La formazione proveniente da un
costruttore è specifica sul proprio sistema di cablaggio. In questo caso è utile valutare come gli
integratori vengano addestrati, quali siano i requisiti per il personale che segue le installazioni
(numero di addetti qualificati) e cosa è previsto per mantenere nel tempo l’aggiornamento di
progettisti e installatori. A questo proposito è utile che la società integratrice fornisca
37
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documentazione (attestati di partecipazione o simili) dell’avvenuta formazione del personale. La
formazione indipendente BICSI e le qualifiche internazionali RCDD e Installer garantiscono che
il progettista sia preparato ad affrontare tutte le problematiche accennate in questo documento.
Un importante aspetto che può determinare l’efficacia tecnica ed economica
dell’implementazione è la dotazione di attrezzatura e strumentazione.
Infine, si evidenzia che esistono anche specifici requisiti di legge per l’abilitazione
all’installazione di impianti di cablaggio. Tali requisiti sono indicati nella Legge 109/91 e nel
D.M. 314/92 come specificato nella prefazione.
7.6
Utenti
Gli utenti finali degli edifici utilizzano l’infrastruttura di connettività ormai quasi senza
percepirne la presenza, esattamente come qualsiasi utility di edificio. L’infrastruttura rappresenta
mediamente dal 2 al 7% degli investimenti per le risorse di Information Technology, ma, oltre a
costituire la piattaforma per ogni sistema di comunicazione, è l’elemento IT con la maggior vita
utile. E’ quindi importante considerare il peso praticamente equivalente che hanno sull’intero
budget IT scelte di soluzioni che soddisfano i requisiti minimi rispetto a scelte che offrano
maggiori potenzialità e garanzie.
7.7
Garanzia
Le forme di garanzia offerte dai costruttori di sistemi di cablaggio nella maggioranza dei
casi sono assolutamente gratuite per l’utente finale, e forniscono un supporto diretto da parte del
costruttore anche in mancanza dell’integratore che inizialmente ha implementato la soluzione. Le
garanzie esistenti sul mercato sono diverse, ma tutte richiedono che i sistemi di cablaggio siano
realizzati unicamente con i componenti del costruttore e che gli integratori siano da esso
qualificati.
E’ importante che la durata della garanzia sia corrispondente almeno alla vita utile che si
presuppone necessaria per il cablaggio. Gli standard di cablaggio sono dimensionati per
realizzare sistemi con una vita utile di almeno 10 anni, mentre i costruttori qualitativamente
superiori alle specifiche standard minime producono sistemi con garanzie di almeno 20 anni.
Questa durata di copertura dei materiali è un parametro qualitativo dei prodotti.
La garanzia deve coprire i difetti dei materiali, e deve contemplare anche lo scopo per cui
il cablaggio viene implementato, cioè la trasmissione di segnali generati dalle possibili
applicazioni. Un costruttore, per garantire che il proprio cablaggio supporti adeguatamente
un’applicazione, deve condurre dei test e deve documentarli all’utente in modo dettagliato.
Le applicazioni subiscono delle evoluzioni, perciò è necessario avere una ragionevole
certezza che il sistema di cablaggio sia in grado di supportarle durante il suo ciclo di vita.
Esistono forme di garanzia che coprono questo aspetto, e forniscono anche una ulteriore
conferma della sicurezza con cui il costruttore fa affermazioni sui margini di funzionamento del
suo sistema di cablaggio.
38
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8
Realizzazione
8.1
Progetto
Il progetto dell’infrastruttura di comunicazione può essere realizzato da personale
qualificato delle società di integrazione o da studi di consulenza. Il progetto deve analizzare i
requisiti applicativi dell’utente, i vincoli dell’edificio in cui si deve operare, e indicare la
soluzione in termini di distribuzione, cablaggio, soluzioni wireless, identificazione e
documentazione.
8.2
Installazione
Molte norme di installazione sono contenute nei documenti CENELEC EN 50174-1, EN
50174-2 e ISO/IEC 14763-2.
8.2.1 Prestazioni
Le prestazioni dei componenti sono inevitabilmente destinate a degradare dopo
l’installazione, a causa della non perfetta manipolazione dei materiali durante la posa, il
fissaggio, l’attestazione e la terminazione dei cavi alle connessioni.
In particolare il mancato rispetto dei raggi di curvatura dei cavi è causa di degrado dei
parametri trasmissivi.
Diventa quindi fondamentale l’addestramento degli installatori per limitare questi degradi
a quanto previsto dal costruttore del cablaggio in fase di progetto. Torna quindi evidente
l’aspetto, più volte richiamato, circa l’importanza dei margini di funzionamento dei componenti
del sistema di cablaggio.
8.2.2 Organizzazione armadi
I telai e gli armadi sono progettati per applicazioni di comunicazione e dispongono di
numerosi accessori per il corretto instradamento dei cavi, la gestione delle bretelle e
l’alloggiamento degli apparati.
La dislocazione dei sub telai di giunzione e terminazione deve consentire la facile
gestione delle permutazioni con le bretelle, senza introdurre raggi di curvatura non ammessi e
senza ostacolare le operazioni di manutenzione degli apparati.
La dislocazione degli apparati attivi deve tener conto della loro dissipazione termica.
8.3
Collaudo
Terminata l’installazione del sistema si procede con il collaudo per verificare la corretta
installazione e funzionalità di quanto realizzato.
Sono previsti test separati del permanent link e del canale comprensivo delle relative
bretelle di permutazione e connessione.
39
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Le attuali categorie di performance richiedono strumenti certificatori di cablaggio
secondo gli standard TIA/EIA e ISO/IEC di Livello III e o superiore. Per quanto riguarda la fibra
ottica, sono significativi i test con Power Meter e/o OTDR per la verifica delle attenuazioni.
I risultati dei test non devono essere alterabili dall’installatore è quindi opportuno
richiedere che vengano utilizzati strumenti e software di reporting che garantiscano questo
aspetto.
8.4
Utilizzo
Un aspetto assolutamente da non sottovalutare è la possibilità per l’utente di utilizzare
l’impianto in modo semplice ed immediato, a volte compromessa da come viene implementato il
sistema.
8.4.1 Etichettatura e documentazione
Elemento determinante è la documentazione di impianto e il suo aggiornamento.
Ogni componente del cablaggio e della distribuzione deve essere classificato e
identificato, e contestualmente si devono registrare queste informazioni nella documentazione
generale di impianto. La nomenclatura di identificazione deve essere pianificata in fase di
progetto. I codici identificati devono essere riportati su etichette o sistemi ad aggancio
specificatamente studiati per i cablaggi e le condizioni ambientali in cui operano (etichettature
con sistemi per ufficio, o adesivi scritti a mano non sono assolutamente adeguati). L’etichettatura
deve essere poi apposta in fase di installazione dell’impianto. Le prassi d’etichettatura e di
tracciatura nel sistema documentale sono indicate nelle norme TIA/EIA-606-A e ISO/IEC
14763-1. Tali standard suggeriscono come consultare e aggiornare le informazioni per le attività
sul sistema di comunicazioni. "I sistemi intelligenti di cablaggio, monitorando direttamente
l’attività svolta sul cablaggio, realizzano un completo automatismo delle attività di
aggiornamento della documentazione."
9
Aspetti complementari
9.1
Sicurezza
I requisiti di sicurezza di un cablaggio strutturato sono quelli relativi alla protezione dai
contatti diretti, indiretti e alla prevenzione del rischio di incendio.
9.1.1 Protezione dai contatti diretti e indiretti
I cavi in rame non sono sottoposti a tensioni significative, quindi non necessitano di
misure particolari per la protezione dai contatti diretti. La protezione dai contatti indiretti è
normalmente realizzata mediante separazione fisica tra il sistema di cablaggio e l’impianto
elettrico per l’alimentazione. I cavi devono quindi essere installati in canalizzazioni separate,
oppure separati da barriere fisiche nei punti in cui il cablaggio e l’impianto elettrico condividono
la distribuzione.
40
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9.1.2 Sistema equipotenziale di terra
Tutti gli elementi metallici dell’infrastruttura di comunicazione devono essere collegati a
terra tramite un sistema equipotenziale di terra a bassa impedenza. Ciò riguarda le canalizzazioni
metalliche, i telai di supporto, le armature metalliche dei cavi transitanti all’esterno degli edifici,
i box di protezione delle sovratensioni, i sistemi di schermatura dei cablaggi, i telai degli
apparati. Le raccomandazioni per questi aspetti sono contenute nelle norma ANSI/TIA/EIA-607,
CEI EN 50310 (grounding), IEC 61340-5-1/2 e CEI 101-1 (ESD).
9.1.3 Sistemi di prevenzione incendi
I requisiti dei materiali sono già stati trattati nel capitolo sui Componentistica.
Sono tuttavia altrettanto importanti gli accorgimenti che devono essere implementati per
mantenere i gradi di resistenza al fuoco dei muri e solette classificati REI anche con il passaggio
delle canalizzazione e dei cavi. A tale scopo esistono diverse soluzioni e materiali per realizzare
tamponamenti antincendio nei punti di passaggio.
9.2
Alimentazione
9.2.1 Sistemi di emergenza e UPS
Data l’importanza dei sistemi di comunicazione, è opportuno considerare l’uso di sistemi
di alimentazione di emergenza con UPS e generatori. Per entrambe le soluzioni bisogna valutare
attentamente in relazione ai costi i carichi da servire e le loro esigenze, i tempi di intervento e di
autonomia e la manutenzione necessaria.
9.2.2 Power over Ethernet PoE
Molti dispositivi possono ora essere alimentati a bassa tensione tramite la porta dati RJ45.
Questa soluzione viene definita come Power over Ethernet (PoE) e la sua predisposizione
nell’infrastruttura risulta decisamente conveniente. L’applicazione dell’alimentazione avviene
presso i punti di concentrazione di piano in due modalità: mid-span (tra switch e pannello di
cablaggio si inserisce un dispositivo injector), ed end-span (lo switch ha nativamente le porte
alimentate). La prima soluzione presenta il vantaggio di poter aggiungere il PoE anche su switch
esistenti, e di svincolare la scelta e il rinnovo di essi dall’investimento nella sezione di
alimentazione. Lo svantaggio è l’occupazione di spazio in unità rack: ciò è risolto da alcuni
costruttori tramite pannelli di cablaggio che integrano il PoE, ma in questo caso occorre tener
conto dell’applicazione utilizzata.
Il PoE è stato codificato dallo standard IEEE 802.3af, che fornisce fino a circa 13W di
potenza con tensione di 48 Vcc su canali standard di 100 metri. L’energia viene applicata sulle
coppie non utilizzate da applicazioni Fast Ethernet 10/100 Mbps. Sono disponibili soluzioni per
l’applicazione dell’energia anche sulle coppie di segnale dati, in particolare per applicazioni
Gigabit Ethernet. Il sistema prevede sicuri metodi di riconoscimento dei carichi per garantire la
sicurezza e la fornitura di potenza adeguata ai casi. Generalmente ciò consente di avere unità
PoE con potenza totale inferiore alla somma dei carichi massimi di tutte le porte, riducendo
anche la dissipazione termica. Soluzioni dette full power solitamente non sono necessarie.
41
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Sono raccomandati i sistemi gestibili via SNMP, che permettono di controllare lo stato
dei carichi, e soprattutto di eventualmente resettare o disattivare remotamente qualche
dispositivo alimentato.
Lo standard è ora in corso di preparazione (IEEE 802.3at ) verso soluzioni a maggior
potenza 40/50 W, ma dovranno essere considerati gli effetti termici sui cavi del cablaggio dovuti
alla maggiore intensità di corrente.
9.3
Sistemi wireless
In un’infrastruttura generica il cablaggio strutturato offre il supporto per utenze con
applicazioni a larga banda, ma non per la mobilità. Questa è ora possibile tramite i sistemi WiFi
IEEE 802.11, in grado di supportare applicazioni dati, ma anche le implementazioni IP per fonia,
video, ecc. I sistemi WiFi moderni implementano infatti meccanismi di garanzia
dell’instradamento delle informazioni (Quality of Service, QoS) secondo le norme WMM e
802.11e. Le velocità raggiungibili rimangono tuttavia limitate, in quanto i valori massimi
regolamentati sono di 54 Mbps con gli standard 802.11a e 802.11g.
I sistemi wireless introducono nell’infrastruttura passiva del cablaggio gli Access Point
(AP), elementi attivi che generano il segnale radio e fanno da ponte tra utenze wireless e servizi
sulla rete cablata. Più AP realizzano una copertura radio estesa e permettono lo spostamento
delle utenze da cella a cella (come per i sistemi cellulari). Gli AP devono essere collegati agli
apparati attivi switch che costituiscono i servizi di trasporto dati, generando così un’estensione
della LAN: per questo motivo si parla di Wireless LAN (WLAN). Per gli AP occorre disporre di
punti di cablaggio per effettuare i collegamenti alla rete. Tali punti sono normalmente posizionati
ad un’altezza di almeno 2.5 metri e nelle ubicazioni individuate dopo un sopralluogo per
determinare il miglior comportamento dei segnali radio. Per ottenere buone prestazioni radio, gli
AP devono disporre di un sistema di antenne in diversità (antenna diversity) sia in ricezione che
in trasmissione. Esistono raccomandazioni (ISO TR 24704) per poter predisporre i punti di
cablaggio indipendentemente dalla tecnologia radio da implementare e dalle caratteristiche di
propagazione radio degli ambienti.
Sono disponibili due tipologie di WLAN: quelle tradizionali, appena descritte, e quelle
switched. La filosofia di queste ultime è di avere AP semplificati facenti capo a speciali switch
(da qui il termine) che controllano e ottimizzano le attività della WLAN. Le soluzioni
tradizionali sono adeguate e convenienti per implementazioni fino a qualche decina di AP.
Le WLAN sono sicure quando vengano attiviati i meccanismi di protezione disponibili. I
sistemi più avanzati sono descritti negli standard WPA e WPA2 (802.11i) che per il massimo
grado di sicurezza richiedono anche server di autenticazione RADIUS e adeguato software sui
client.
42
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10
Il ruolo di ISCOM
10.1 Generalità
L’ISCOM ha come compiti istituzionali attività di omologazione e certificazione di
conformità di prodotto in conto terzi.
Questa attività è attualmente regolamentata dal Decreto del Presidente della Repubblica 9
Dicembre 1998 n. 507 che prevede dopo la richiesta formale da parte della società
manifatturiera, l’esecuzione delle verifiche tecniche, l’emissione di un rapporto di prova e in
caso di esito positivo, l’emissione del certificato di omologazione o di conformità.
L’importo presunto delle spese e l’entità dell’anticipo sono addebitate al richiedente nella
misura di quanto stabilito per legge (Decreto Ministeriale 5 Settembre 1995).
Si ricorda comunque che l’ISCOM è un’ istituzione senza fini di lucro.
10.2 Certificazione cablaggio strutturato
In particolare per quanto riguarda il cablaggio strutturato è stata predisposta una
procedura così articolata:
•
Certificazione di conformità cavi, elementi di connessione e accessori con
redazione del rapporto di prova ed missione del Certificato di Conformità.
•
Certificazione di conformità di un sistema di cablaggio installato con redazione
del rapporto di prova ed missione del Certificato di Conformità.
•
Direzioni Lavori
•
Collaudo finale di accettazione ed emissione del rapporto di prova
•
Consulenza generica.
10.2.1 Certificazione di conformità cavi, elementi di connessione e
accessori.
Tutti i componenti usati per le realizzazione di un cablaggio sono definiti all’interno della
propria categoria di appartenenza in base alle prestazioni trasmissive, alle interfacce meccaniche
di riferimento e alle dimensioni.
Tutti i parametri sono riportati nelle relative norme.
L’attività di certificazione di questi componenti prevede tutta una serie di prove e
condizionamenti con i relativi limiti di accettazione.
10.2.2 Certificazione di conformità di un sistema di cablaggio installato
Le modalità di esecuzione e le prove relative a un cablaggio installato sono elencate nelle
norma:
CEI EN 61935 Sistemi di cablaggio generico – Specifica per le prove sul cablaggio
bilanciato per telecomunicazioni conformi alla EN 50173.
•
Parte 1: cablaggio installato edizione 2002 -03
•
Parte 2 : cordoni di collegamento e cordoni per area di lavoro edizione 2004 -07
43
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CEI EN 50346 Tecnologia dell’informazione – Installazione del cablaggio – Prove del
cablaggio installato edizione 2004 -01
Redazione del rapporto di prove ed emissione del certificato di conformità
Le operazioni di verifica sono precedute dal controllo dei banchi di misura e delle relative
procedure secondo quanto previsto dalla:
•
UNI CEI EN ISO/IEC 17025 – Requisiti generali per la competenza dei
laboratori di prova e di taratura edizione Novembre 2000.
Il controllo effettuato da personale competente in materia di accreditamento dei laboratori
di prova ha lo scopo di eseguire un accreditamento temporaneo limitato ai banchi di misura
utilizzati durante le prove.
Il rapporto di prova finale viene redatto secondo la:
•
UNI CEI 70011 – Guida per la presentazione dei risultati di prova edizione
Marzo 1990 e successivi aggiornamenti
Se tutti i risultati delle prove eseguite soddisfano i requisiti delle normative di riferimento
viene rilasciato il Certificato di Conformità firmato dal direttore dell’ISCOM.
10.2.3 Direzione Lavori
L’ISCOM durante la realizzazioni di impianti fornisce personale per la direzione lavori
come rappresentante di parte terza.
10.2.4 Consulenza generica
L’ISCOM è a disposizione per un servizio di consulenza generica.
44
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11
Normative di riferimento
[1] CEI EN 50173-1 (Classificazione CEI 306-6)
Tecnologia dell'informazione - Sistemi di cablaggio generico.
Parte 1: Requisiti generali e uffici (corrispondente alla norma ISO/IEC JTC1 IS 11801)
[2] CEI EN 50174 (Serie - CT 306)
Tecnologia dell’informazione - Installazione del cablaggio
a. Parte 1: Specifiche ed assicurazione della qualità (Classificazione CEI 306-3)
b. Parte 2: Pianificazione e criteri di installazione all’interno degli edifici (Classif. CEI 306-5)
c. Parte 3: Pianificazione e criteri di installazione all’esterno degli edifici (Classif. CEI 306-9)
[3] CEI EN 50310 (Classificazione CEI 306-4 - CT 306)
Applicazione della connessione equipotenziale e della messa a terra in edifici contenenti
apparecchiature per la tecnologia dell'informazione
[4] CEI EN 50346 (Classificazione CEI 306-7 - CT 306)
Tecnologia dell’informazione. Installazione del cablaggio. Prove del cablaggio installato
[5] CEI EN 61935-1 (Classificazione CEI 46-103 – CT 46)
Sistemi di cablaggio generico - Specifica per le prove sul cablaggio bilanciato per
telecomunicazioni conformi alla EN 50173. Parte 1: Cablaggio installato
[6] CEI EN 50098-1 (Classificazione CEI 306-1 - CT 306)
Cablaggi nei locali degli utilizzatori per le tecnologie dell’informazione. Parte 1: Accesso base
ISDN
[7] CEI EN 50098-2 (Classificazione CEI 303-15 - CT 306)
Cablaggi nei locali degli utilizzatori per le tecnologie dell’informazione. Parte 2: Accesso
primario
ISDN a 2048 kbit/s e interfaccia di rete per linee dedicate
[8] CEI 64-8 (CT 64)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a
1500 V in corrente continua
a. Parte 2: definizioni
b. Parte 4: prescrizioni di sicurezza
c. Parte 5: scelta ed installazione dei componenti elettrici
d. Parte 7: ambienti e zone particolari
[9] CEI EN 50288 (CT 46)
Cavi metallici a elementi multipli utilizzati nei sistemi di comunicazione e controllo di tipo
analogico e digitale
a. Parte 1: Specifica generica (Classificazione CEI 46-79);
b. Parte 2-1: Specifica settoriale per cavi schermati caratterizzati fino a 100 MHz. Cavi per
dorsali per edificio e cablaggio orizzontale (Classificazione CEI 46-80);
c. Parte 2-2: Specifica settoriale per cavi schermati caratterizzati fino a 100 MHz. Cavi per
area di lavoro e cordoni di collegamento (Classificazione CEI 46-86);
d. Parte 3-1: Specifica settoriale per cavi non schermati caratterizzati fino a 100 MHz. Cavi
per cablaggio di piano e per dorsale di edificio (Classificazione CEI 46-87);
e. Parte 3-2: Specifica settoriale per cavi non schermati caratterizzati fino a 100 MHz. Cavi
per area di lavoro e per cordone (Classificazione CEI 46-88);
f. Parte 4-1: Specifica settoriale per cavi schermati caratterizzati fino a 600 MHz. Cavi per
cablaggio piano e per dorsale di edificio (Classificazione CEI 46-89);
g. Parte 4-2: Specifica settoriale per cavi schermati caratterizzati fino a 600 MHz. Cavi per
area di lavoro e cordoni (Classificazione CEI 46-90)
[10] CEI EN 60603-7 (Serie – CT 48)
Connettori per frequenze inferiori a 3 MHz per circuiti stampati. Parte 7 - Specifica di dettaglio
45
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per connettori a 8 vie comprendenti connettori fissi e liberi con caratteristiche di accoppiamento
comuni, di qualità assicurata
[11] CEI EN 60950-1 (Classificazione CEI 74-2 - CT 108)
Apparecchiature per la tecnologia dell’informazione - Sicurezza
Parte 1: Requisiti generali
[12] CEI EN 60825-1 (Classificazione CEI 76-2 - CT 76)
Sicurezza degli apparecchi laser. Parte 1: Classificazione delle apparecchiature, prescrizioni e
guida per l’utilizzatore
[13] CEI EN 55022 (Classificazione CEI 110-5 - CT 210)
Apparecchiature per la tecnologia dell’informazione: Caratteristiche di radiodisturbo. Limiti e
metodi di misura
[14] CEI EN 55024 (Classificazione CEI 210-49 - CT 210)
Apparecchiature per la tecnologia dell’informazione: Caratteristiche di Immunità - Limiti e
metodi di misura
[15] IEC/TS 61000-2-5
Electromagnetic compatibility (EMC)
Part 2: Environment - Section 5: Classification of electromagnetic environments. Basic EMC
publication
[16] CEI EN 61000-6-1 (Classificazione CEI 210-64 - CT 210)
Compatibilità elettromagnetica (EMC). Parte 6-1: Norme generiche - Immunità per gli ambienti
residenziali, commerciali e dell’industria leggera
[17] CEI EN 61000-6-3 (Classificazione CEI 210-65 - CT 210)
Compatibilità elettromagnetica (EMC). Parte 6-3: Norme generiche - Emissione per gli ambienti
residenziali, commerciali e dell’industria leggera
[18] CEI EN 50083 / CEI 60728 (Serie - CT 100)
Impianti di distribuzione via cavo per segnali televisivi, sonori e servizi interattivi
[19] CEI EN 50085 (Serie - CT 23)
Sistemi di canali e di condotti per installazioni elettriche
[20] CEI EN 50086 (Serie - CT 23)
Sistemi di tubi e accessori per installazioni elettriche
[21] CEI EN 60439-2 (Classificazione CEI 17-13/2 - CT 17)
Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri elettrici per
bassa tensione).
Parte 2: Prescrizioni particolari per i condotti sbarre
[22] CEI EN 61537 (Classificazione CEI 23-76 - CT 23)
Sistemi di passerelle porta cavi a fondo continuo e a traversini per la posa dei cavi
[23] CEI 306-2 (CT 306)
Guida per il cablaggio per telecomunicazioni e distribuzione multimediale negli edifici
residenziali
[24] CEI EN 50265 (Serie - CT 20)
Metodi di prova comuni per cavi in condizioni di incendio - Prova di non propagazione verticale
della fiamma su un singolo conduttore o cavo isolato
[25] CEI 23-31 (CT 23)
Sistemi di canali metallici e loro accessori ad uso portacavi e portapparecchi
[26] CEI 23-32 (CT 23)
Sistemi di canali di materiale plastico isolante e loro accessori ad uso portacavi e portapparecchi
per soffitto e parete.
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Ministero delle Comunicazioni
Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione
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Leggi di settore
[1] LEGGE 1 marzo 1968, n. 186.
Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni ed
impianti elettrici ed elettronici
[2] LEGGE 5 marzo 1990, n. 46.
Norme per la sicurezza degli impianti
[3] DECRETO del PRESIDENTE della REPUBBLICA 6 dicembre 1991, n. 447.
Regolamento di attuazione della legge 5 marzo 1990, n. 46, in materia di sicurezza degli impianti
[4] LEGGE 28 marzo 1991, n. 109.
Nuove disposizioni in materia di allacciamenti e collaudi degli impianti telefonici interni
[5] DECRETO MINISTERIALE 23 maggio 1992, n. 314
Regolamento recante disposizioni di attuazione della legge 28 marzo 1991, n. 109, in materia di
allacciamenti e collaudi degli impianti telefonici interni
[6] DECRETO 17 aprile 1998, n. 179
Regolamento recante abrogazione del regolamento adottato con decreto del Ministro delle poste
e delle telecomunicazioni 27 febbraio 1996, n. 208, e sostituzione degli allegati 1 e 2 al
regolamento di attuazione della legge 28 marzo 1991, n. 109, adottato con decreto del Ministro
delle poste e delle telecomunicazioni 23 maggio 1992, n. 314
[7] Legge 1 agosto 2002, n. 166
Disposizioni in materia di infrastrutture e trasporti.
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