reti fisse e mobili anno accademico 2003-04 i mezzi trasmissivi elettrici gianfranco prini dico -...
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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
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