Trasmissione di dati - Il cablaggio

Agosto 2015

I differenti tipi di cablaggio


Per collegare le diverse entità di una rete, possono essere utilizzati più supporti fisici di trasmissione. Una delle possibilità consiste nell'utilizzo di cavi. Esistono numerosi tipi di cavi, ma si distinguono generalmente :

Il cavo coassiale


Il cavo coassiale (in inglese coaxial cable) è stato a lungo il cavo preferito, per la semplice ragione che è poco costoso e facilmente maneggevole (peso, flessibilità, ...).

Un cavo coassiale è costituito da una parte centrale (detta nucleo o anima), cioè un filo di rame, ricoperto da un isolante, poi da una blindatura metallica intrecciata e infine da una guaina esterna.
Cavo coassiale
  • La guaina permette di proteggere il cavo dall'ambiente esterno. Essa è abitualmente in caucciù (talvolta in Cloruro di polivinile (PVC), eventualmente in teflon).
  • La blindatura (metallica) intorno ai cavi permette di proteggere i dati trasmessi sul supporto dai parassiti (detti rumore) che possono causare una distorsione dei dati.
  • L'isolante intorno alla parte centrale è costituito da un materiale dielettrico che permette di evitare qualsiasi contatto con la copertura, che potrebbe provocare delle interazioni elettriche (cortocircuito).
  • Il nucleo, svolgendo il compito di trasportare i dati, è generalmente composto da un solo filo in rame o da più fili incrociati.


Grazie alla sua blindatura, il cavo coassiale può essere utilizzato su lunghe distanze e ad alte capacità di banda (contrariamente ad un cavo di tipo coppia incrociata), ma lo si riserva solitamente per delle installazioni di base.

Da notare che esistono dei cavi coassiali che hanno una blindatura doppia (una copertura isolante, una copertura di blindatura) nonché dei cavi coassiali a blindatura quadrupla (due livelli isolanti, due livelli di blindatura).

Si distinguono solitamente due tipi di cavi coassiali :
  • Il 10Base2 - cavo coassiale fine (detto Thinnet, tradotto rete fine o ancora CheaperNet, tradotto rete più economica) è un cavo di diametro ridotto (6 mm), convenzionalmente di colore bianco (o grigio). Molto flessibile, può essere utilizzato sulla maggior parte delle reti. Permette di trasportare un segnale su una distanza di circa 185 metri senza indebolirlo.

Fa parte della famiglia degli RG-58 la cui impedenza (la resistenza) è di 50 ohms. Distinguiamo i differenti tipi di cavi coassiali fini secondo la parte centrale del cavo (nucleo).

CavoDescrizione
RG-58 / UFilo centrale costituito da un unico segmento di rame
RG-58 A/UIncrociato
RG-58 C/UVersione militare dell'RG-58 A/U
RG-59Trasmissione a banda larga (Televisione via cavo)
RG-6Diametro più largo, consigliato per delle frequenze più elevate rispetto all'RG-59
RG-62Rete Arcnet
  • Il 10Base5 - cavo coassiale spesso (in inglese Thicknet o Thick Ethernet e detto anche Yellow Cable, in ragione del suo colore convenzionale giallo) è un cavo blindato di diametro superiore (12 mm) e di 50 ohms d'impedenza. Utilizzato a lungo nelle reti Ethernet, uso che gli ha valso il nome di "Cavo Ethernet Standard". Dato che il suo nucleo ha un diametro maggiore, sarà più grande anche la distanza suscettibile di essere percorsa dai segnali, cosa che gli permette di trasmettere senza indebolimento di segnale su una distanza fino a 500 metri (senza ri-amplificazione del segnale). La sua larghezza di banda è di 10Mbps ed è spesso usato come cavo principale (backbone) per collegare piccole reti i cui computer sono connessi con un Thinnet. Tuttavia, dato il suo diametro, è meno flessibile rispetto al Thinnet.

Transceiver: la connessione tra Thinnet e Thicknet


La connessione tra Thinnet e Thicknet si effettua grazie ad un transceiver. Munito di una presa detta "vampiro" che effettua la connessione fisica reale alla parte centrale del Thinnet passando lo strato isolante. Il cavo del transceiver (drop cable) è collegato ad un connettore AUI (Attachment Unit Interface) detto anche connettore DIX (Digital Intel Xerox) o connettore DB 15 (SUB-D 15).
Transceiver

I connettori per cavo coassiale


Thinnet e Thicknet usano entrambi dei connettori BNC (Bayonet-Neill-Concelman o British Naval Connector) per collegar i cavi ai computer.

Nella famiglia dei BNC troviamo :
  • Connettore di cavo BNC : saldato o montato all'estremità del cavo.
  • Connettore BNC a T : collega la scheda di rete dei computer al cavo di rete.
  • Prolunga BNC : collega due segmenti di cavo coassiale per ottenere un cavo più lungo.
  • Connettore di estremità BNC : posto ad ogni estremità del cavo di rete in Bus per assorbire i segnali parassiti. E' collegato alla massa. Una rete bus non può funzionare senza. Sarebbe messa fuori servizio.

Connettori BNC

Cablaggio in coppia incrociata


Nella sua forma più semplice, il cavo a coppia incrociata (in inglese Twisted-pair cable) è costituito da due fili di rame intrecciati ad incrocio e ricoperti di isolante.

Si distinguono due tipi di coppia incrociata:
  • le coppie con armatura (STP : Shielded Twisted-Pair) ;
  • le coppie senza armatura (UTP : Unshielded Twisted-Pair).


Un cavo è spesso fabbricato partendo da più coppie incrociate raggruppate e poste all'interno della guaina protettrice. L'intreccio permette di eliminare i rumori (interferenze elettriche) dovute alle coppie adiacenti o ad altre fonti (motori, relay, trasformatore).

La coppia incrociata è quindi adatta alla messa in rete locale di un parco ridotto con un budget limitato, e una connettività semplice. Tuttavia, su distanze lunghe con capacità di banda elevate essa non garantisce l'integrità dei dati (cioè una trasmissione senza perdita di dati).

La coppia incrociata senza armatura (UTP)


Il cavo UTP obbedisce alla specifica 10BaseT. È il tipo di coppia incrociata più utilizzata e più diffusa per le reti locali. Ecco alcune caratteristiche :
  • Lunghezza massima di un segmento: 100 metri
  • Composizione: 2 fili di rame ricoperti di isolante
  • Norme UTP: condizionano il numero di torsioni per piede (33 cm) di cavo in funzione dell'uso previsto
  • UTP: repertoriato nella norma Commercial Building Wiring Standard 568 dell'EIA/TIA (Electronic Industries Association / Telecommunication Industries Association). La norma EIA/TIA 568 ha usato UTP per creare delle norme applicabili a tutti i tipi di locali e di contesti di cablaggio che garantissero al pubblico l'omogeneità dei prodotti. Queste norme includono cinque categorie di cavi UTP :
  • Categoria 1 : Cavo telefonico tradizionale (trasferimento di voce ma non di dati)
  • Categoria 2 : Trasmissione di dati a massimo 4 Mbit/s (ISDN). Questo tipo di cavo è composto da 4 coppie incrociate.
  • Categoria 3 : 10 Mbit/s massimo. Questo tipo di cavo è composto da 4 coppie incrociate e da 3 torsioni per piede
  • Categoria 4 : 16 Mbit/s massimo. Questo tipo di cavo è composto da 4 coppie incrociate in rame
  • Categoria 5 : 100 Mbit/s massimo. Questo tipo di cavo è composto da 4 coppie incrociate in rame
  • Categoria 5 : 1000 Mbit/s massimo. Questo tipo di cavo è composto da 4 coppie incrociate in rame.


La maggior parte delle installazioni telefoniche utilizza un cavo UTP. Molti locali sono precablati per questo genere di installazione (spesso in modo sufficiente per soddisfare anche bisogni futuri). Se la coppia incrociata preinstallata è di buona qualità, è possibile trasferire dei dati e quindi utilizzarla su una rete informatica. Bisogna fare però attenzione al numero di incroci e alle altre caratteristiche elettriche richieste per una trasmissione di dati di qualità.

ll problema principale deriva dal fatto che il cavo UTP è particolarmente soggetto alle interferenze (segnali di una linea si mischiano a quelli di un'altra). La sola soluzione sta nella blindatura.

La coppia incrociata con armatura (STP)


Il cavo STP (Shielded Twisted Pair) utilizza una guaina di rame della migliore qualità e più protettrice rispetto alla guaina usata per il cavo UTP. Contiene una protezione tra e intorno alla coppie. Nei cavi STP, i fili di rame di una coppia sono essi stessi incrociati, il che da al cavo STP un'eccellente armatura, cioè una migliore protezione contro le interferenze). D'altra parte permette una trasmissione più rapida e su distanze maggiori.

I connettori per coppia incrociata


La coppia incrociata si collega attraverso un connettore RJ-45. Questo connettore è simile all'RJ-11 usato in telefonia ma differisce per alcuni aspetti: l'RJ-45 è leggermente più grande e non può essere inserito in una prese telefonica RJ-11. Inoltre, l'RJ-45 si compone di otto slot mentre l'RJ-11 ne ha solo sei, o anche quattro.

Fibra ottica


La fibra ottica è un cavo che ha numerosi vantaggi :
  • Leggerezza
  • Immunità al rumore
  • Debole attenuazione
  • Tolleranza a capacità di banda fino a 100 Mbps
  • Larghezza di banda di alcune dozzine di megahertz fino a più gigahertz (fibra monomode)


Il cablaggio ottico è particolarmente adatto al collegamento tra ripartitori (collegamento centrale tra più immobili, detto backbone, o in italiano spina dorsale) dato che permette la connessione su lunghe distanze (da qualche km fino a 60 km in caso di fibra monomode) senza bisogno di messa in massa. Inoltre questo tipo di cavo è molto sicuro dato che è estremamente difficile mettere un cavo simile sotto controllo.

Tuttavia, nonostante la sua flessibilità meccanica, questo tipo di cavo non conviene per delle connessioni su una rete locale dato che la sua installazione da problemi dal punto di vista economico, ragione per cui gli si preferirà la coppia incrociata o il cavo coassiale per piccoli collegamenti.
Per poter consultare questo documento offline, ne potete scaricare gratuitamente una versione in formato PDF:
Trasmissione-di-dati-il-cablaggio .pdf

Vedi anche


Data transmission - Cabling
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Transmisión de datos: Cableado
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Transmission de données - Le câblage
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Transmissão de dados - A cablagem
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