RETI LOCALI Parte Seconda CABLAGGIO STRUTTURATO Gianfranco Prini DSI - Università di Milano...
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RETI LOCALIParte Seconda
CABLAGGIO STRUTTURATO
Gianfranco Prini
DSI - Università di Milano
NOTA DI COPYRIGHT
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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)