Cablaggio strutturato degli edifici

RETI LOCALI
Parte Seconda
CABLAGGIO
STRUTTURATO
Gianfranco Prini
DSI - Università di Milano
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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
Applicazione
Presentazione
– 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
Trasporto
Rete
Dati
– frequenza, tensione, potenza
• Anche allarmi, fonia, video
Sessione
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
Applicazione
Presentazione
Presentazione
Sessione
Sessione
Trasporto
Trasporto
Rete
Rete
Dati
Dati
Fisico
Fisico
Fisico
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 puntopunto 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: MODELLO
STELLARE GERARCHICO
Campus Backbome (ISO/IEC) o
Interbuilding Backbone (EIA/TIA)
Campus Distributor (ISO/IEC)
o Main X-Connect (TIA/EIA)
Building Distributor (ISO/IEC) o
Intermediate X-Connect (TIA/EIA)
Floor Distributor (ISO/IEC) o
Horizontal X-Connect (TIA/EIA)
FD
o HC
Transition Point
(optional)
Telecommunication
Outlet
BD
o IC
BD
o IC
Building Backbome (ISO/IEC)
FD
o
Intrabuilding Backbone
o HC
(Tia/EIA)
Horizontal cabling
o Floor Cabling
TO
TO
TO
FD
o HC
TP
TO
TO
CABLAGGIO STRUTTURATO:
TERMINOLOGIA MINIMA
Dorsale
di edificio
Cavo di
distribuzione
di piano
Armadio
di piano
Armadio
di edificio
Presa
d'utente
Dorsale di
comprensorio
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
Fibra monomodale
Fibra multimodale
(62.5/125 m)
Cavo STP (150 Ohm)
Cavo UTP o FTP
multicoppia
(100 o 120 Ohm)
Fibra monomodale
Fibra multimodale
(62.5/125 m)
Cavo UTP
multicoppia
(100 Ohm)
COMPRENSORIO
EDIFICIO
PIANO
LIMITI PER I CAVI DI DORSALE
E DI DISTRIBUZIONE DI PIANO
Tipo di dorsale
ISO/IEC IS 11801
COMPRENSORIO
1.500 m
max
EDIFICIO
500 m
max
PIANO
3.000 m (SMF)
2.000 m (MMF)
Lunghezza max
specifica (rame)
90 m max (tratta fissa),
5 m max (PC), 10 m max
(somma di EC, PC e WAC)
EIA/TIA 568A
2.500 m
max (SMF)
1.500 m
max (UMF)
300 m
max (UTP)
500 m
max
3.000 m
(SMF)
2.000 m
(MMF)
800 m
(UTP)
Lunghezza max
specifica (rame)
90 m max (tratta fissa,
incluso eventuale TP),
10 m max (somma
di EC, PC e WAC)
TIPI DI CAVO PER LE
INTERCONNESSIONI
Tipo di dorsale
EQUIPMENT
CABLE (EC)
PATCH
CORD (PC)
WORK AREA
CABLE (WAC)
ISO/IEC IS 11801
EIA/TIA 568A
Fibra monomodale
Fibra multimodale
(62.5/125 m)
Cavo STP (150 Ohm)
Cavo UTP o FTP
multicoppia
(100 e 120 Ohm)
Fibra monomodale
Fibra multimodale
(62.5/125 m)
Cavo UTP
mutlicoopia
(100 Ohm)
Cavo 1 - UTP o FTP
a 4 coppie (cat. 3 min)
Cavo 1 - UTP
a 4 coppie (cat. 3 min)
Cavo 2 - UPT o FTP
a 4 coppie (cat. 5),
o cavo STP a 2 coppie
o cavo MMF a 2 coppie
Cavo 2 - UTP
a 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)