reti locali parte seconda cablaggio strutturato gianfranco prini dsi - università di milano...

RETI LOCALIParte Seconda

CABLAGGIO STRUTTURATO

Gianfranco Prini

DSI - Università di Milano

gfp@dsi.unimi.it

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ARGOMENTI• Cablaggio e reti locali

• Standard di riferimento

• Topologia e geometria

• Componenti e apparati

• Aspetti impiantistici

CABLAGGIO STRUTTURATO

CABLAGGIO E RETI LOCALI

LIVELLO FISICO

• Compito: trasmettere sequenze binarie sul canale trasmissivo

• Mezzo trasmissivo– cavo: materiale (metallo, vetro),

struttura (rivestimento, schermatura, numero di conduttori), lunghezza, sezione, attenuazione, impedenza, diafonia, apertura numerica, connettori, raggi di curvatura, tecniche di posa, etc.

– etere: antenna (tipo, forma, guadagno), forma dei lobi, distanza da ostacoli, etc.

• Segnali– frequenza, tensione, potenza, codifica,

modulazione (in banda base, di fase, di frequenza, di ampiezza), etc.

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

CABLAGGIO E MODELLO ISO/OSI

• Ruolo: infrastruttura di base per trasmettere segnali tra apparati

• Mezzo trasmissivo– cavo: materiale (metallo, vetro),

struttura (rivestimento, schermatura, numero di conduttori), lunghezza, sezione, attenuazione, impedenza, diafonia, apertura numerica, connettori, raggi di curvatura, tecniche di posa, etc.

• Segnali– frequenza, tensione, potenza

• Anche allarmi, fonia, video

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Cablaggio

PROTOCOLLI CONNESSI E PROTOCOLLI NON CONNESSI

• Protocolli connessi (CONS): come telefono– Fase di connessione - Viene istituito un canale virtuale con

il destinatario in base al suo indirizzo

– Fase di trasmissione - L'informazione inserita nel canale vi "fluisce" senza ulteriori necessttà di indirizzamento

• Protocolli non connessi (CLNS): come posta– Fase unica - L'informazione viene instradata lungo un percorso

individuato in base all'indirizzo del destinatario

• Dapprima ammessi solo i CONS (ISO 7498), ma in seguito anche i CLNS (Addendum 1 a ISO 7498), indipendentemente a ogni livello

– FTP (connesso) su TCP (connesso) su IP (non connesso)

– TFTP (connesso) su UDP (non connesso) su X.25 (conn.)

SIGNIFICATO DEI PRIMI TRE LIVELLI ISO/OSI PER LE LAN

• Primi tre livelli: significato end-to-end limitato o nullo nel modello ISO/OSI tradizionale

• Sistemi intermedi che operano ai soli primi tre livelli sono "invisibili" ai livelli superiori

• Possibilità di segmentare ai livelli 1-3 le reti a tecnologia omogenea

• Possibilità di raccordare ai livelli 2-3 (e 7) le reti a tecnologia eterogenea

SEGMENTARE E RACCORDARE

• Perché segmentare– Livello 1 - Per consentire la "ricostruzione" del segnale

quando si deteriora per attenuazione, diafonia, etc.

– Livello 2 - Per "confinare" il traffico entro isole delimitate in base a considerazioni sulla topologia della rete

– Livello 3 - Per "confinare" il traffico entro isole delimitate in base a considerazioni gestionali e organizzative

• Perché raccordare– Livello 2 - Per rendere direttamente interoperabili sistemi che si

differenziano al livello fisico ma non a quello dati

– Livello 3 - Per interconnettere reti dotate ciascuna di una propria autonomia, agli stessi fini per cui è nata Internet

– Livello 7 - Per consentire l'interoperabilità di applicazioni semanticamente simili ma tecnologicamente differenti

REPEATER

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

Fisico

Applicazione

Presentazione

Sessione

Trasporto

Rete

Dati

FisicoFisico

CABLAGGIO STRUTTURATO

STANDARD DI RIFERIMENTO

DEFINIZIONE DI CABLAGGIO

Insieme di componenti passivi posti in opera, appositamente progettati per la trasmissione di segnali analogici e digitali, e a tale scopo destinati

COMPONENTI DEL CABLAGGIO

– Prese (da parete, a torretta, da tavolo, etc.) a cui l'utente può collegare i propri sistemi (telefono, computer, etc.)

– Cavi di dorsale, di distribuzione, di permutazione o d'utente (in rame o a fibre ottiche) usati per raccordare i terminali d'utente alle prese d'utente e queste ultime ai pannelli di permutazione, o ancora per raccordare gli apparati attivi ai pannelli di permutazione o questi ultimi tra di loro

– Connettori di cui sono dotate le estremità dei cavi

– Pannelli di permutazione a cui si attestano i connettori dei cavi di dorsale e di distribuzione

– Armadi in cui sono installati i pannelli di permutazione, e che ospitano anche gli apparati attivi

– Locali tecnici in cui possono essere collocati gli armadi

SISTEMI DI CABLAGGIO: MOTIVAZIONI E REQUISITI

• Problematica nata verso la metà degli anni '80 in relazione alla prima onda di sviluppo delle tecnologie dell'informazione moderne

– Sistemi di allarme, sistemi di sorveglianza (TV a circuito chiuso), PABX e reti di fonia, reti di terminali informatici, LAN e personal computer, etc.

• Parte integrante dell'impiantistica di edificio al pari degli impianti elettrici, idraulici, etc.

– Idealmente da progettare e realizzare contestualmente alla costruzione o alla ristrutturazione di un edificio

• Adattabilità ad apparecchiature con funzioni differenziate (allarmi, dati, fonia, video, etc.)

• Adattabilità a prodotti/produttori diversificati

TIPI DI STANDARD

• Pubblici (approvati da enti e organi ufficiali)– TIA/EIA 568A - Telecom/Electrical Industries Association

– ISO/IEC IS 11801 - International Standards Institute

– EN 50173 - Comité Européen de Normalisation

• Proprietari (proposti da operatori del settore)– IBM Cabling System

– Digital DECconnect

• Gli standard pubblici stanno per soppiantare definitivamente quelli proprietari

OBBIETTIVI DEGLI STANDARD DI CABLAGGIO STRUTTURATO

Definire requisiti e specifiche per il progetto e la realizzazione del cablaggio di immobili per ufficio, con i seguenti vincoli di massima

– Diametro dell'area fabbricabile: 3.000 m

– Superficie calpestabile max: 1.000.000 mq

– Popolazione max utenti: 50.000 persone

– Vita utile minima del cablaggio: 10 anni

STANDARD: CHE COSA SPECIFICANO

• Requisiti minimi per realizzare il cablaggio di un insieme di edifici la cui interconnessione non contempli l'attraversamento di proprietà (aree o fabbricati) di terzi pubblici o privati

• Caratteristiche topologiche e geometriche– Natura della topologia (a bus, stellare, anulare, etc.) e della sua

trasposizione geometrico-impiantistica (a bus, stellare, anulare, etc.), limiti superiori e inferiori per distanze e lunghezze, etc.

• Natura e caratteristiche della componentistica– Mezzi trasmissivi, prese e connettori, armadi, pannelli di

permutazione, cavetti e bretelle di permutazione, etc.)

• Norme per l'installazione e il collaudo– Aspetti architettonici, meccanici ed elettro-ottici

STANDARD PUBBLICI

• TIA/EIA (Associazione nordamericana)– EIA/TIA 568A (1995) - riprende lo standard EIA/TIA 568

(1991) tenendo conto dei bollettini EIA/TIA TSB 36, 40, 53

– EIA/TIA 569 - requisiti delle infrastrutture di cablaggio

– EIA/TIA 570 - specifiche di cablaggio di civili abitazioni

– EIA/TIA TSB 67 - procedure di test e di certificazione

– EIA/TIA 607 - masse elettriche e messa a terra di cablaggi

• ISO (Organizzazione internazionale)– ISO/IEC IS 11801 (1995) - cablaggio di immobili per uffici

• CEN (Organizzazione europea)– EN 50173 (1997) - riprende lo standard ISO/IEC IS 11801

CABLAGGIO STRUTTURATO

TOPOLOGIA E GEOMETRIA

CABLAGGI STRUTTURATI: GEOMETRIA E TOPOLOGIA

• Tutti gli standard specificano una geometria stellare

• A partire da questa geometria, mediante cavi di raccordo si realizzano differenti topologie

– A stella: il cablaggio consiste di collegamenti punto-punto isolati, ciascuno dedicato al collegamento tra una coppia di apparati attivi

– A bus: il cablaggio consiste di un cavo unico con le estremità libere, condiviso da tutti gli apparati attivi

– Ad anello: come per la topologia a bus, ma con le due estremità raccordate tra di loro a formare un anello

GEOMETRIA STELLARE, TOPOLOGIA STELLARE

GEOMETRIA STELLARE, TOPOLOGIA A BUS

GEOMETRIA STELLARE, TOPOLOGIA AD ANELLO

CABLAGGIO STRUTTURATO

COMPONENTI E APPARATI

CABLAGGI: MODELLOSTELLARE GERARCHICO

Campus Distributor (ISO/IEC)o Main X-Connect (TIA/EIA)

Building Distributor (ISO/IEC) oIntermediate X-Connect (TIA/EIA)

BDo IC

Floor Distributor (ISO/IEC) oHorizontal X-Connect (TIA/EIA)

BDo IC

FDo HC

FDo HC

FDo HC

Transition Point(optional)

TP

TelecommunicationOutlet

TO TO TOTO TO

Campus Backbome (ISO/IEC) oInterbuilding Backbone (EIA/TIA)

Building Backbome (ISO/IEC) oIntrabuilding Backbone (Tia/EIA)

Horizontal cablingo Floor Cabling

CABLAGGIO STRUTTURATO: TERMINOLOGIA MINIMA

Armadio di edificio Presa

d'utente

Armadiodi piano

Cavo didistribuzione

di piano

Dorsaledi edificio

Dorsale dicomprensorio

CABLAGGIO: COMPONENTI E APPARATI CENTRALI

• Distributor - Centro Stella– Campus Distributor (CD) - Centro Stella di Comprensorio

– Building Distributor (BD) - Centro Stella di Edificio

– Floor Distributor (FD) - Centro Stella di Edificio

• Interbuilding Entrance Facility (EF) - Punto di Ingresso della Dorsale di Comprensorio

– Punto di interconnessione con la dorsale di edificio

– Comprende le protezioni elettriche (scaricatori) del caso

• Equipment Room (EC) o Telecommuncation Closet (TC) - Locale Tecnico o Armadio (di comprensorio, di edificio, di piano)

– Ospita i sistemi di permutazione e gli apparati attivi, e ogni edificio deve possedere almeno un EC o un TC

CABLAGGIO: COMPONENTI PER LA PERMUTAZIONE

• Patch Panel - Pannello di Permutazione o permutatore (voce gergale)

– Vi sono attestati i cavi di apparato (EC), i cavi di dorsale e/o i cavi della distribuzione orizzontale

• Equipment Cable (EC) - Cavo di Apparato– Interconnette gli apparati ai pannelli di permutazione

• Patch Cord (PC) - Cavo di Permutazione– Consente di interconnettere i cavi entranti con quelli uscenti,

oppure i cavi di apparato (EC) con i cavi di dorsale e/o con i cavi della distribuzione orizzontale

• Bretella ottica (di permutazione, di apparato)– Termine preferito se EC e PC sono cavi a fibre ottiche

• Talora EC e PC consistono di un solo cavo

CABLAGGIO: COMPONENTI E APPARATI D'UTENTE

• Transition Point (TP) - Punto di Transizione– Punto in cui un cavo di un tipo (e.g. a sezione circolare)

viene raccordato con un cavo di tipo diverso (p.es. a sezione piatta)

• Telecommunication Outlet (TO) - Presa d'Utente

– Connettore RJ45 per cavi a quattro coppie UTP/FTP

– Connettore ermafrodita per cavi a due coppie STP

– Connettore SC per fibra ottica

– Work Area Cable (WAC) - Cavo di connessione delle apparecchiature d'utente alla presa d'utente

• Work Area (WA) - Area di Lavoro d'Utente– Servita da almeno due Prese d'Utente

CABLAGGIO: COMPONENTI E APPARATI OPZIONALI

• Adattatori passivi– Balun o adattatori di impedenza

– Cavi di adattamento tra le varie tipologie di connettori (e.g. maschio-femmina)

– Connettori "a Y" per derivare due cavi da un cavo solo

• Adattatori attivi– Modem per trasmissione seriale (RS-232, RS-423, etc.)

– Media adapter per convertire segnali ottici in segnali elettrici e viceversa

• Possono interessare sia le dorsali, sia la distribuzione orizzontale, sia il WAC (nel caso del connettore "a Y")

TIPI DI CAVO PER DORSALI E PER DISTRIBUZIONE DI PIANO

Tipo di dorsale ISO/IEC IS 11801 EIA/TIA 568A

COMPREN-SORIO

EDIFICIO

PIANO

Fibra monomodaleFibra multimodale

(62.5/125 m)Cavo UTP

multicoppia (100Ohm)

Fibra monomodaleFibra multimodale

(62.5/125 m)Cavo STP (150Ohm)

Cavo UTP o FTPmulticoppia

(100 o 120 Ohm)

LIMITI PER I CAVI DI DORSALE E DI DISTRIBUZIONE DI PIANO

Tipo di dorsale ISO/IEC IS 11801 EIA/TIA 568A

COMPREN-SORIO

1.500 mmax

EDIFICIO

PIANO90 m max (tratta fissa),

5 m max (PC), 10 m max(somma di EC, PC e WAC)

3.000 m (SMF)2.000 m (MMF)

Lunghezza max specifica (rame)

500 mmax

2.500 m max (SMF)

1.500 mmax (UMF)

300 mmax (UTP)

3.000 m(SMF)

2.000 m(MMF)800 m(UTP)

Lunghezza max specifica (rame)

500 mmax

90 m max (tratta fissa,incluso eventuale TP),

10 m max (sommadi EC, PC e WAC)

TIPI DI CAVO PER LE INTERCONNESSIONI

Tipo di dorsale ISO/IEC IS 11801 EIA/TIA 568A

EQUIPMENTCABLE (EC)

WORK AREACABLE (WAC)

Cavo 1 - UTP o FTPa 4 coppie (cat. 3 min)

Fibra monomodaleFibra multimodale

(62.5/125 m)Cavo UTP

mutlicoopia (100Ohm)

Fibra monomodaleFibra multimodale

(62.5/125 m)Cavo STP (150Ohm)

Cavo UTP o FTPmulticoppia

(100 e 120 Ohm)

PATCHCORD (PC)

Cavo 2 - UPT o FTP a 4 coppie (cat. 5),

o cavo STP a 2 coppie o cavo MMF a 2 coppie

Cavo 1 - UTP a 4 coppie (cat. 3 min)

Cavo 2 - UTPa 4 coppie (cat. 5),

o cavo STP -A a 2 coppie o cavo MMF a 2 coppie

CABLAGGIO STRUTTURATO

ASPETTI IMPIANTISTICI

PRINCIPALI NORME DI INSTALLAZIONE

• Tensione di trazione dei cavi: 11.3 kg max

• Porzione di cavo non ritorta alla terminazione: 25 e 13 mm per cat. 4 e 5 risp. (cavi di rame)

• Categoria dei componenti passivi: pari a quella del cavo o superiore (cavi di rame)

• Distanza dei cavi (dorsali e distribuzione) dai cavi della rete di alimentazione che vi corrono paralleli: 15 cm min (cavi di rame)

• Connettori ST per cavi in fibra ottica ammessi solo se preesistenti (ampliamento di cablaggi)