Introduzione
Questo documento è stato realizzato per offrire una visione generale sui sistemi di cablaggio strutturato per
personale non tecnico. Di seguito troverete la storia dell' evoluzione delle reti locali (Local Area Network o
LAN) e dei sistemi di cablaggio.
L’evoluzione delle Reti Locali
La nascita delle reti
Il progetto Ethernet fu sviluppato da Xerox negli anni '70, per collegare dei minicalcolatori al "Palo Alto
Research Center". I nodi della rete erano collegati da un cavo coassiale o da un doppino telefonico.
I livelli
Quando furono realizzate le prime infrastrutture telefoniche tutti i circuiti erano stati ottimizzati per la
trasmissione della voce. Quando i modem (modulator / demodulator periferica utilizzata per connettere un
computer alla linea telefonica) furono connessi alle linee telefoniche, esse limitarono la velocità dei segnali
dei computer chiamati "DATI". Quando si cominciò a connettere i computer tra di loro (reti), alcuni utenti
cercarono di utilizzare la preesistente rete telefonica. Gli utenti si accorsero ben presto che la rete telefonica
non era adatta a trasportare tutti i tipi di segnali. Le associazioni di telecomunicazioni assieme ai costruttori
cominciarono a lavorare su alcuni standard in modo da identificare tipi di cablaggi differenti per informazioni
differenti. Oggi tutti i nuovi servizi telefonici sono cablati con il livello 3.
Note e considerazioni
Nella descrizione delle varie sezioni non parleremo di cavi facendo riferimento al protocollo utilizzabile ma, al
contrario, alla massima frequenza di trasmissione. Questo perché la qualità del cavo non si misura secondo
il protocollo, cioè in Mbit/s, ma secondo la massima frequenza di trasmissione utile, quindi in MHz.
Facciamo due esempi:
1. Il Token-Ring può trasmettere fino a 16 MegaBit/secondo di dati. Ogni bit viene trasmesso, secondo
2.
il codice Manchester, in un ciclo di dati. Di conseguenza per trasmettere 16 Megabit in un secondo è
necessaria una frequenza di trasmissione di 16 MHz.
Lo standard FDDI trasmette 100 Megabit/secondo di dati. IBM utilizza l’algoritmo di codifica 4B / 5B
(PHY), quindi per ogni 100 Megabit di dati ne vengono trasmessi altri 25 per un totale di 125 Megabit
al secondo. Di conseguenza, per trasmettere 100Mbit/s di dati con il metodo di trasmissione 4B / 5B
è necessaria una frequenza di trasmissione di 125 MHz.
Prima di analizzare la sezione successiva è opportuno un accenno alla principale novità della norma
Commercial Building Telecommunication Wiring Standard EIA/TIA 568 datata luglio 1991 e alla sua
appendice Additional Cable Specifications for Unshielded Twisted Pairs Cables technical System Bulletin
number 36 datata novembre 1991. Questa norma introduce, per la prima volta, il concetto di categoria
di cavi in sostituzione della definizione di livello.
Ma qual è la differenza tra categoria e livello?
Per identificare il livello di un cavo si misura, a frequenze definite, l’impedenza caratteristica che
deve essere entro il valore di 100 +/- 15% Ohm.
Per identificare la categoria, invece, l’impedenza caratteristica deve essere costantemente entro il
valore di 100 +/- 15% Ohm nella interna gamma di frequenze utilizzate per le prove, fino al più
alto valore di frequenza riferito alla categoria.
Si definiscono, nel TSB 36, cinque categorie di cavi con possibilità diverse di utilizzo:
CAVI DI CATEGORIA 1 E 2:
la norma non fornisce valori di riferimento. Sono usati per trasmissioni dati a bassa velocità e per la voce
CATEGORIA 3 :
vengono dati valori elettrico/trasmissivi fino a 16 MHz. Sono usati per trasmissioni a fonia e per trasmissioni
dati incluso l’IEEE 802.3 a 10 Mbits.
CATEGORIA 4 :
i parametri elettrico/trasmissivi sono specificati fino a 20 MHz. Sono usati per trasmissioni fonia e per
trasmissioni dati incluso l’IEEE 802.5 a 16 Mbits.
CATEGORIA 5 :
può essere usato per segnali con velocità di trasmissione fino a 100 MHz, che è la frequenza massima
presa in considerazione dal TSB 36.
Il Futuro delle Reti
Per rispondere alle nuove esigenze di trasmissione dati degli anni ’90. I vari produttori si sono indirizzati le
linee raggruppabili nei seguenti settori:
•
•
•
•
SHIELDED
FOILED
UNFOILED
FIBER
Tra queste, quella di riferimento dovrebbe essere la soluzione schermata denominata linea FTP (Foiled
Twisted Pairs).
Utilizza un cavo con impedenza caratteristica di 100 Ohm, costituito da 4 coppie protette da un foglio di
alluminio, collaudato e certificato per trasmettere fino a 100 MHz.
I connettori, di tipo RJ-45, sono schermati.
Qui di seguito parleremo più dettagliatamente di questa soluzione.
Le Specifiche e le Normative
Il sistema di cablaggio strutturato sopra evidenziato aderisce ai segmenti standard nazionali ed
internazionali.
ISO/IEC DIS 11801 (dicembre 1993) draft
"Generic Cabling for Costumer Premises"
EIA/TIA SP-2840 (maggio 1993) (ex 568)
"Commercial Building Telecommunications cabling"
EIA/TIA TSB-36
"Additional cable specifications for UTP 100 Ohm cables"
EIA/TIA TSB-40
"Additional transmission specifications for UTP 100 Ohm connecting hardware"
EIA/TIA TSB-53
"Transmission specifications for 150 Ohm STP cabling system" up to 300 MHz"
UL Subject 444-7
"Communication cables"
UL Subject 13
"Power limited Circuit Cables"
La presente soluzione in rame aderisce agli standard internazionali nel campo della compatibilità
elettromagnetica in ottemperanza della Direttiva Comunitaria 89/336/CEE.
Tale direttiva è stata attuata in Italia con il decreto legislativo n. 476 del 04/12/1992 pubblicato nel
supplemento alla GAZZETTA Ufficiale n. 289 del 09/12/1992.
Gli standard di riferimento della soluzione sopra menzionata sono:
FCC PARTE 15 CLASSE A
EN 55022 / CISPR 22A / CEI 110-5
VDE / DIN 0878 (GOP)
EN 50081-1(livello di emissione)
EN 50082-1(livello di immunità)
IEC 801.1 / CEI 65-5
IEC 801.2 / CEI 65-6 (immunità ESD)
IEC 801.3 / CEI 65-7 (immunità radiata)
IEC 801.4(immunità ai transienti elettrici condotti)
IEC 801.6 (immunità ai disturbi RF condotti)
La Sicurezza
Particolare attenzione và posta nell’area della sicurezza degli impianti, delle reti e delle persone.
La soluzione FTP deve basarsi su cavi che, a parità di caratteristiche elettriche e trasmissive, in caso di
incendio non emettono gas corrosivi (zero alogeni), fumi tossici opachi e nello stesso tempo non
favoriscono la propagazione della fiamma (flame retardant), e non favoriscono la propagazione
dell’incendio (fire retardant).
Le guaine di questi cavi, denominati L.S.0.H. (Low Smoke Zero Halogen) sono rispondenti alle seguenti
normative:
Nei confronti dell’ambiente e delle persone fisiche:
IEC 754-1
contenuto dei gas alogeno-idrici emessi durante la
combustione dei cavi (metodo)
UTE C 20-454 indice di tossicità (metodo)
NES 713
indice di tossicità (metodo)
IEC 1034
opacità dei fumi (metodo)
CEI 20-11 V.6 quantità di acidi alogenidrici (requisiti)
CEI 20-37
parte 1,2,3 (metodo)
CEI 20-38
indice di tossicità/opacità dei fumi (requisiti)
Nei confronti del comportamento al fuoco:
IEC 332.1 / UL VW-1 / CEI 20-35, caratteristiche di non propagazione della fiamma (metodo e
requisiti)
IEC 332.3 cat. C / IEEE 383 / CEI 20-22 parte 3, caratteristiche di non propagazione dell’incendio
(metodo e requisiti)
L’osservanza alle specifiche IEC e CEI, relativi ai cavi LS0H e IEC 332.3 categoria IEC 332.3 categoria "C",
è richiesta per installazioni in ambienti pubblici che ne prevedono l’osservanza per legge; per installazioni
sottoposte a collaudo finale da enti governativi o di sicurezza quali, ad esempio le USSL e i Vigili del Fuoco;
per installazioni in ambienti critici e a rischio dove molte persone operano in spazi molto limitati.
Descriveremo ora la soluzione FTP che impiega cavi di categoria 5.
Advanced FTP
Advanced FTP è una soluzione basata su cavo a 100 +/- 15% Ohm di impedenza caratteristica, 4 coppie
intrecciate, 24 AWG di conduttore di rame solido, protette da un foglio di alluminio (Foiled Twisted Pairs),
sottoguaina di materiale termoplastico.
Tale soluzione è raccomandata nella realizzazione di cablaggi strutturati in
alternativa alla soluzione con cavo non schermato (UTP).
Le 4 coppie intrecciate devono essere attestate su un’unica presa RJ-45 schermata
sia dal lato pannello che dal lato punto utenza.
Secondo lo standard non è quindi ammesso, collegare per esempio, due coppia su una presa RJ-45 e le
altre coppie su un’altra presa RJ-45, anche se adiacenti.
Dire che il solo cavo è di categoria 5 non significa che la soluzione risponda agli standard per trasmissioni a
100 MHz. Tutti i componenti devono avere caratteristiche elettrico/trasmissive rispondenti ai valori della
categoria 5 (Transmission link).
Analogamente la soluzione risponde ai medesimi standard solo nel momento in cui anche il cablaggio, la
posa dei cavi etc., sia effettuata con precise modalità ed inoltre, ad installazione avvenuta sia effettuata una
misura significativa (con apposite attrezzature per ogni punto rete installato).
La soluzione IBM Advanced FTP è rispondente alla categoria 5 Classe D del Link Classification della
norma ISO/IEC DIS 11801 del 28 ottobre 1993.
Analizziamo quali sono questi componenti.
L’armadio di distribuzione
Composto da un telaio di larghezza non inferiore a 19 (pollici) può avere un’alta
densità di prese in quanto, in tre unità d’altezza, si possono allocare 48 punti
utenza; in alternativa sono disponibili pannelli a 24, 16 o 12 posizioni.
Ogni presa sul pannello è conforme allo standard ISO 8877 compatibile, quindi,
con i connettori RJ.
L’armadio può contenere apparati attivi quali HUB, SWITCH, MODEM,
etc. (è opportuna l’adozione in questi casi di impianti di ventilazione o
raffredamento).
Il punto rete
Il punto rete è composto da una piastrina su cui possono essere installate una o due prese RJ-45 schermate
conformi allo standard ISO 8877.
Esistono due versioni di piastrine, con passo mm. 60 e con passo mm. 84, per essere installate,
rispettivamente, su scatole a incasso tipo Bi Ticino 502 e 503. E’ inoltre possibile avere la piastrina già
montata in scatola per installazioni in superficie.
Le ridotte dimensioni del cavo e l’alta densità di punti all’interno di uno stesso armadio di distribuzione
rendono questa soluzione idonea ad essere installata in molti ambienti.
Negli edifici che hanno "vecchi sistemi di cablaggio" è possibile utilizzare canalizzazioni di dimensioni molto
ridotte in quanto il cavo ha un diametro esterno inferiore ai 6 mm.
Anche le canalizzazioni di dorsale possono essere progettate con parametri ridotti in quanto, oltre al minor
volume della massa dei cavi, devono sostenere, a parità di numero di coppie, un peso inferiore rispetto, ad
esempio, alla soluzione STP.
I vantaggi della soluzione FTP possono riassumersi in 7 punti:
minore spazio richiesto in armadio di distribuzione
dimensioni ridotte delle canalizzazioni
maggiore velocità d’installazione
buona immunità alle interferenze di campi elettro-magnetici esterni
bassa emissione di disturbi
alta affidabilità di trasmissione
parametri elettrici costanti al variare della frequenze di trasmissione.
L’assemblaggio deve rispettare lo standard EIA/TIA 568B
Il Labeling
Fondamentale per il mantenimento futuro della rete risulta essere la modalità
di etichettatura delle varie parti. Si dovrebbe richiedere l' aderenza alle
raccomandazioni dello standard TIA/EIA 606 fornendo a seconda delle
dimensioni della rete un software o modulo per la compilazione degli
aggiornamenti (Si rende noto che le normative più rigorose prevedono il
decadimento della certificazione qualora l’amministratore di sistema non
aggiorni nel tempo le modifiche apportate alla rete stessa o ai relativi
cablaggi).
Le Certificazioni
I test dei materiali non assemblati
Normalmente tutte le componenti dovrebbero superare le seguenti prove:
ELETTRICO - TRASMISSIVA
Resistenza di contatto, diafonia (next), perdita d’inserzione (attenuazione), rigidità dielettrica, resistenza di
isolamento, return loss (baloon), C.M.R.R. (baloon), Pulse Test (baloon).
MECCANICA - CHIMICA - FISICA
Cicli di inserzione e disinserzione, vibrazione, composizione materiali impiegati e loro caratterizzazione.
AMBIENTALE - DURATA - CLIMATICA
Shock termico, cicli climatici - temperatura e umidità, invecchiamento al calore (70°C/500 ore).
SAFETY
Prove alla fiamma (componentistica). Prima e dopo le prove meccaniche e climatiche vengono effettuati
controlli delle caratteristiche funzionali allo scopo di assicurare la totale affidabilità sia dei componenti che
dei prodotti impiegati; sia della durata del prodotto nel tempo.
Conclusioni
Con la scelta di questo tipo di cablaggio strutturato nelle modalità precedentemente elencate il cliente
ottiene i seguenti vantaggi:
CONCRETI RISPARMI SUI COSTI DEL CABLAGGIO DURANTE L'INTERA VITA DELL'EDIFICIO
E’ progettato per collegare molteplici dispositivi e per elevate capacità di trasmissione.
RISPARMI DEI COSTI D,ISTALLAZIONE
Gli utenti e le stazioni di lavoro possono essere spostati senza compromettere la produttività del sistema di
trasporto.
GESTIONE SEMPLIFICATA
Consente flessibilità nelle riconfigurazioni.
RISPARMI NELLA MANUTENZIONE
Permette la semplificazione della diagnosi e della ricerca dei mal funzionamenti.
AFFIDABILITA'
Componenti di elevata qualità, certificati e garantiti da IBM o costruttori certificati. Rappresenta l’elemento
fondamentale per l’attuazione dell’edificio integrato. E’ il sistema nervoso dello "EDIFICIO INTELLIGENTE".
Per ulteriori approfondimenti tecnici potrete richiedere, all' ufficio tecnico , l’intera documentazione in lingua
originale (Inglese) presso gli uffici della Delam Telecomunicazioni e Servizi.