RETI FISSE E MOBILIAnno Accademico 2003-04

I MEZZI TRASMISSIVI

ELETTRICIGianfranco Prini

DICO - Università di Milanogfp@dico.unimi.it

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ARGOMENTI

• Testo di riferimento– “Reti Locali: dal Cablaggio all’Internetworking”, di

Silvano Gai, Pier Luca Montessoro, Pietro Nicoletti

• Slide correlate– “I Mezzi Trasmissivi Elettrici”, di Pietro Nicoletti e Pier

Luca Montessoro

• In queste slide si integrano, si rettificano, si commentano, etc. alcuni punti di quelle slide

• Gli indici (pèdici) che si trovano nei titoli di queste slide si riferiscono ai numeri d’ordine progressivi di quelle slide

IL MEZZO ELETTRICO IDEALE3

• Poiché gli studenti di questo corso sono privi di una preparazione di base specifica sulla fisica e sull’ingegneria dei conduttori elettrici, i relativi concetti vengono qui riassunti, ma solo in maniera approssimata e qualitativa

AWG: AMERICAN WIRE GAGE5

• Notare che il corretto spelling di “gage” è in realtà “gauge” [in italiano “calibro”, ma anche “misura”, “diametro”, “spessore”, “strumento di misura”, “contatore”, “scartamento” (ferr.), “immersione” o “pescaggio” (di nave)]

• Il sostantivo “gage” nulla ha a che fare con i mezzi trasmissivi elettrici: significa “pegno”, “garanzia”, “(pegno di) sfida”, oppure – come abbreviazione di “greengage” (USA) – anche “prugna regina Claudia”

• Per il solo verbo “to gauge”, e solo in USA, è ammesso il meno corretto spelling “to gage”

AWG PRINCIPALMENTE UTILIZZATI6

• Per il cablaggio fisso si utilizzano soprattutto cavi con conduttore solido (meno flessibile) di diametro che le norme vogliono compreso tra 24 e 22 AWG (e non soltanto le misure 24 oppure 22 AWG)

• Per le bretelle di collegamento si utilizzano soprattutto cavi con conduttore trefolato (più flessibile) di diametro che le norme vogliono compreso tra 26 a 24 AWG (e non soltanto la misura 26 AWG)

• Abitualmente si utilizzano cavi da 24 AWG per entrambi gli scopi

DIAFONIA TRA I CAVI9

• Diafonia: rapporto tra la potenza indotta sul cavo adiacente e la potenza del segnale originale

• Attenuazione di diafonia: rapporto tra potenza del segnale originale e potenza indotta sul cavo adiacente

• Anche ACR (Attenuation to Cross-Talk Ratio): differenza tra attenuazione e NEXT, ossia la porzione (residua) di segnale attenuato (sul cavo di ricezione) non inquinata dal NEXT (generato dal cavo di trasmissione)

NEXT: NEAR-END CROSS-TALK10

• Coppie twistate (o “doppini” ritorti)– Se ne veda la ragione d’uso alle slide 22 e 23

– Se ne vedano i tipi alle slide da 24 a 30

• Altri concetti oggi utilizzati nelle specifiche di cavi e canali:– PSNEXT (Power Sum Near-End Cross-Talk Loss, o

“somma di potenza di paradiafonia”): NEXT cumulativo, ossia somma dei NEXT di tutte le (altre) coppie su una sola coppia

– PSACR (Power Sum Attenuation to Cross-Talk Ratio): porzione (residua) di segnale attenuato (sul cavo di ricezione) non inquinata dal NEXT cumulativo (generato dall’insieme di tutti gli altri cavi di trasmissione adiacenti)

FEXT: FAR-END CROSS-TALK11

• Altri concetti oggi utilizzati nelle specifiche di cavi e canali:– ELFEXT (Equal Level Far-End Cross-Talk Loss, o “perdita

di diafonia all’estremità lontana a pari livello”, o anche “scarto di telediafonia”): rapporto tra segnale desiderato sulla coppia di ricezione e disturbo indesiderato indotto sulla medesima, provocato da un segnale proveniente dalla estremità lontana

– PSFEXT (Power Sum Far-End Cross-Talk Loss, o “somma di potenza di telediafonia”): somma dei FEXT di tutte le (altre) coppie su una sola

– PSELFEXT (Power Sum Equal Level Far-End Cross-Talk; in italiano: “somma di potenza di scarto di telediafonia”): somma dei PSFEXT di tutte le (altre) coppie su una sola coppia

IMPEDENZA DEL CAVO12

• Return Loss (Perdita di Ritorno): quantità di energia del segnale che viene riflessa nei punti di interfaccia tra i vari componenti di un circuito, o comunque nei punti di variazione di impedenza di un conduttore

TIPI DI SCHERMI14

• Schermo a calza: tipicamente treccia di rame stagnato

SICUREZZA IN CASO DI INCENDIO16

• Nel nostro paese (e in Europa) i cavi di tipo plenum non sono a norma– In USA vengono installati p.es. nei controsoffitti, che in

USA spesso fungono da circuito di ritorno dell’impianto di condizionamento dell’aria, consentendo l’asportazione dei gas tossici

• Sono invece a norma i cavi LSZH (o LS0H), a propagazione ritardata della fiamma, a bassa emissione di fumi scuri e senza emissione di gas alogeni

• Per ambienti a più elevato rischio d’incendio esistono cavi simili ai precedenti, ma che non propagano la fiamma per nulla (carbonizzano)

CARATTERISTICHE ED IMPIEGO19

• Impiego di coax escluso da tempo dalle norme di cablaggio di edifici commerciali

• Impiego di coax non solo previsto, ma fondamentale per le norme di cablaggio di edifici residenziali

• Distribuzione del segnale televisivo ad alta definizione in edifici commerciali potrebbe richiedere reintroduzione del coax, oppure sviluppo di cavi a prestazioni ancora maggiori (oggi si comincia a parlare di Categoria 8), o ancora l’adozione su larga scala di fibra ottica

THICK ETHERNET20

• Impiego di cavo per Thick Ethernet escluso da tempo dalle norme di cablaggio degli edifici commerciali

THIN ETHERNET21

• Impiego di cavo per Thin Ethernet escluso da tempo dalle norme di cablaggio degli edifici commerciali

IL DOPPINO22

• Le recenti norme in lingua italiana adottano (sfortutamente) il termine “coppia twistata”, assai meno elegante di “coppia ritorta”

• In senso stretto, per “doppino” si intende una singola coppia ritorta di conduttori

• Nel gergo corrente, si indica con “doppino” anche un cavo multicoppia, soprattutto se contiene un numero limitato di coppie (p.es. 4)

• Delay skew (distorsione di propagazione): variazione dei ritardi di propagazione, dovuta alla differente lunghezza delle coppie in un cavo multicoppia (vi contribuisce soprattutto il diverso passo di binatura)

TIPI DI DOPPINO24

• Termine S-UTP poco usato

• Il cavo S-FTP (Screened Foiled Twisted Pair) è detto anche ScFTP (termine S-UTP non usato)

• Tipi di cavo prevalenti nei vari Paesi europei– UTP: Belgio, Danimarca, Irlanda, Italia, Norvegia, Olanda,

Portogallo, Regno Unito, Spagna, Svezia

– FTP: Francia (e Unimi, Unimib, etc.)

– S-FTP e STP: Austria, Germania, Svizzera

• Esiste anche il tipo PiMF (Pair in Metal Foil)

• Comuni anche i cavi corazzati (antiroditore) e/o armati (interrabili senza altre protezioni)

CAVO UTP A 10025

• Cavi multicoppia: fino a 2400 coppie per cavo

• Per i cavi multicoppia (fino a 25 coppie) le norme definiscono standard di colorazione per ciascuna coppia e per i relativi cavetti – in ogni coppia, uno dei cavetti deve essere colorato a

tinta unita, l’altro deve essere colorato con lo stesso colore alternato al bianco (es. rosso e bianco-rosso)

• Cavi multicoppia per interni contenenti un multiplo di 25 coppie (max 100) si realizzano mediante giustapposizione di cavi da 25 coppie (max 4), racchiusi in un’unica guaìna– Attenzione gli accenti: guaìna, valùto, valùti, valùta,

valùtano, scandinàvi, motoscàfo, ucraìno, Pollùce, etc.

CAVO STP A 15028

• Non più utilizzato da tempo

• Oggi la struttura STP viene utilizzata per cavi di Categoria 7 (ancora non standardizzata)

CAVO DI TIPO 2 IBM29

• Non più utilizzato da tempo immemorabile

CAVO DI TIPO 6 IBM30

• Non più utilizzato da tempo immemorabile

CATEGORIE DEI CAVI ED IMPIEGHI31

• Categoria 5: secondo le norme più recenti, le specifiche sono ora quelle della precedente Categoria 5e (“enhanced”)

• Categoria 6: cavi testati fino a 250MHz (norma approvato nel 1998)

• Categoria 7: cavi testati fino a 600MHz (norma in fase di approvazione)

• Categoria 8: cavi testati fino a 800MHz (norma in fase di discussione)

• Possono essere UTP, FTP, S-FTP, PiMF o STP• Solo Categoria 7 (per ora) limitata a PiMF/STP

CATEGORIE E STANDARD32

• Le norme più recenti di cablaggio generico– escludono da tempo l’impiego di cavi di Categoria 1 e 2

– escludono da poco l’impiego di cavi di Categoria 3

– escludono da poco l’impiego di cavi STP da 150– adottano le nuove specifiche per i cavi di Categoria 5

– suggeriscono l’impiego di cavi di Categoria 6

– consentono l’impiego di cavi di Categoria 7

– non fanno alcuna menzione di cavi di Categoria 8 (ma indicano che in futuro potranno rendersi disponibili ed essere adottate nuove categorie di cavi con prestazioni migliori di quelli attuali)

SLIDE DA 33 A 38

• Le norme più recenti– definiscono (normativamente) le caratteristiche elettriche

mediante formule (a valori continui), invece che mediante tabelle (a valori discreti)

– forniscono (informativamente) tabelle, per valori usuali delle variabili, unicamente per continuità con il passato

– oltre a caratteristiche elettriche e limiti per attenuazione e diafonia (NEXT e FEXT), specificano anche i limiti per ELFEXT, PSNEXT, PSFEXT, PSELFEXT, ACR, PSACR, return loss, propagation delay, delay skew, etc.

CATEGORIA 5 (EX 5e)

• Dati in dB @ 100 MHz tranne dove specificatoGrandezza Canale Cavo fisso

– Attenuation: 24.0 21.6

– NEXT: 30.1 32.3

– PSNEXT: 27.1 29.3

– ACR: 6.1 10.7

– PSACR: 3.1 7.7

– ELFEXT: 17.4 20.0

– PSELFEXT: 14.4 17.0

– Return Loss: 10.0 12.1

– Propagation Delay: 548ns 510ns

– Delay Skew: 50ns 45ns