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Cablaggio Strutturato 1Universitàdi Palermo LA
Cablaggio Strutturato
Nel passato negli edifici impianti elettrici e telefonici
In anni recenti diffusione tumultuosa di impianti per trasmissione dati
Diverse tipologie di reti di telecomunicazioni
Tipologie di cablaggio per trasmissione dati soggette a cambiamenti molto più rapidedi quelle per gli impianti di energia, per seguire le rapidissime evoluzioni della tecnologia
Sistemi di trasmissione dati ricadono in quella degli impianti di telecomunicazioni
Reti di telecomunicazioni propriamente detteLocal Area Network (LAN)Sistemi domotici o BMS
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Evoluzione delle LANDal 1978 (nascita del PC) ad oggi evoluzione rapidissima
1979 - CPU Intel 8088 - 29.000 transistori - 4,77 MHz
2003 - CPU Intel Pentium 4 HT - 178.000.000 transistori - 3200 MHz
1973 – Ethernet – cavo coax RG213 (THICK) - 2,94 Mbps
2003 – 10GigaEthernet - f.o. mono o multi modo - 10.000 Mbps
Il fenomeno più importante non è costituito da queste differenzeprestazionali quanto dalla diffusione pervasiva delle reti
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Cablaggio
LAN costruite con cavi coassiali passati in esterno senza progetto globaleIn origine
Diffusione pervasiva delle LAN e veloce evoluzione delle tecnologieportano a frequenti aggiunte e mutamenti
Soluzioni esteticamente cattive e di costosa gestione
Convenienza di far coesistere negli impianti delle LAN altri impianti
Telefonia, Televisione via cavo, Building Management System
Successivamente
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Costi
Costi di un sistema di Cablaggio strutturato valutati su 40 anni
Costruction;11%
Financing;14%
Alterations;25%
Operation;50%
fonte I.E.C.
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Sistemi supportati da SCS
LAN
Telefonia (in senso ampio)
Building Management System
Sistemi di allarme
Televisione su coax
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Oggetto della presentazione
Gli SCS, stante il numero di differenti servizi possibili,possono risultare molto complessi
Ci limiteremo a dei cenni sulle:
� Norme
� Parametri da controllare
� Architetture
� Categorie e Classi
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Situazione normativaUna quantità di standard
ANSI/EIA/TIA 568-B con addendumCommercial Building Telecommunications Wiring Standard570-A con addendumResidential Telecommunications Cabling Standard
ISO/IEC 11801:2002Generic Cabling for Customer Premises
CENELEC EN50173Generic Cabling for Customer Premises
CSA Standard canadesi
AS/NZ Standard Australia-Nuova Zelanda
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ISO/IEC 11801
ISO/IEC 11801:2002Generic Cabling for Customer Premises
ISO/IEC 14763-1Administration, documentation, records
ISO/IEC 14763-2Planning and installation practices
ISO/IEC 14763-4Testing of copper cabling
ISO/IEC 14763-3Testing of optical fiber cabling
Norme fondamentali
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CENELECComplesso di norme ricalcate su quelle ISO/IEC
CENELEC 50173Generic Cabling for Customer Premises
CENELEC 50174-1Administration, documentation, records
CENELEC 50174-2Planning and installation practices
CENELEC 50174-3Installation, planning and practices external to buildings
Norme tradotte e stampate da CEI-UNI
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ANSI/EIA/TIAIndubitabilmente il complesso di norme più ricco ed aggiornato
Spiccano per la loro importanza:
ANS/EIA/TIA 568B.1Commercial Building Telecommunications Wiring Standard
ANS/EIA/TIA 570AResidential and Light Commercial Telecommunications Wiring Standard
ANS/EIA/TIA 568B.2100 Ohm Twisted-Pair Cabling Standard
ANS/EIA/TIA 568A-A5Additional Transmission Performance Specificationfor Enhanced Category 5 Cabling
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Architettura di campusCablaggio di campus
Edificio 1Edificio 3
Edificio 2
Topologia a stella
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Architettura di edificio
Topologia a stella
Centro stella di edificio
Centro stella di piano
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Architettura di piano
Topologia a stella
Centro stella di piano
Presa di utente
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Categorie e Classi
Categoria Definisce le caratteristiche di trasmissionedel singolo componente considerato isolatamente
Classe Definisce le caratteristiche di ogni singola lineaIn base ai servizi che dovrà supportare
Le norme ANSI/EIA/TIA e quindi le altre (ISO/IEC e CENELEC)che derivano dalle prime trattano di categorie e classi
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Categorie e Classi (2)
Velocitàdi
trasmissioneCategoria Classe ISO/IEC
11801EIA/TIA568A
EN50173
Fino a 100 KHz 1 A � � �Fino ad 1 MHz 2 B � � �Fino a 16 MHz 3 C � � �Fino a 20 MHz 4 � �
5 D � � �5e D 2000 � � �
Fino a 250 MHz 6 E �Fino a 600 MHz 7 (*) F (*) �2 GHz f.o. Ottica � � �
Fino a 100 MHz
(*) Definizioni allo stato di proposta
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Parametri da controllare
Wire mapAttenuzioneNEXT pair to pairNEXT PowersumELFEXT pair to pairELFEXT PowersumReturn lossRitardo di propagazioneSkew del ritardoResistenza in continua dell’anello
Verifiche previste dalla IEC 61935 per cavi in rame
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Come controllare
Il canale
Il basic link
PresaPannello
diconnessione
PresaPannello
diconnessione
IEC 61935 – Generic specification for the testing of balanced generic cablingin accordance with ISO/IEC 11801
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Wire map
Le norme prescrivono la fornitura della mappa del cablaggioche preferibilmente dovrebbe essere resa disponibile con un softwarecon cui l’amministratore della rete possa gestire il processo di evoluzione
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Attenuazione
Indicata anche come “Insertion loss”
Riduzione dell’ampiezza del segnale di uscita rispetto a quello di ingresso
Vi Vo
Variabile con la frequenza e da controllare sul campo di frequenze prescritto
20 log i
o
VA V= ⋅
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Diafonia
In inglese cross-talk
Disturbo indotto da una coppia su un’altra coppia adiacente
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Tipi di Diafonia
Classicamente due modi di misurarla
Paradiafonia Near End Cross-Talk NEXT
Telediafonia Far End Cross-Talk FEXT
Giusto parlare di pair to pair Cross-Talk
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NEXT
1
220log VNEXT V=
Nel caso di due doppini
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PSNEXTPower Sum Near End Cross-Talk
Nel caso di cavo con 4 coppie attive, concetto di pair to pair NEXT insufficientePossibili 6 combinazioni differenti di pair to pair NEXT
Dalla conoscenza dei6 valori di NEXT, possibilecalcolare la PSNEXT
In origine attenzione limitata alla pair to pair NEXTNelle linee telefoniche le coppie riunite in bicoppieNei cavi a 4 coppie 10BaseT solo due coppie attive
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Alien Cross-Talk
In origine attenzione limitata alla pair to pair NEXT
Successivamente le norme introducono la Powersum NEXT
Oggi
Alien Cross-Talk
Influenza su una coppia dei segnali propagantisi su coppie appartenenti a cavi differenti
Fenomeno rilevante nel caso in cui i cavi corrano paralleli per più di 15 m
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Alien Cross-Talk (2)
Situazione tipica di un cavo circondato da 6 cavi disturbatoristrettamente vicini e posti in posizione mutua costante
Cavo vittima
12
3
4
5
6
Cablaggio Strutturato 26Universitàdi Palermo LA
Dipendenza dalla frequenza
Cavo 1Cavo 2Cavo 3Cavo 4Cavo 5Cavo 6
F [MHZ]
NEXT
(dB)
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FEXTFar End Cross-Talk
Fino a che i protocolli permettevano la trasmissione nei due sensisolo in tempi differenti attenzione limitata alla NEXT
Dal momento in cui si usano protocolli che permettono la trasmissionecontemporanea nei due sensi necessario prestare attenzione alla FEXT
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FEXT
1
220log VFEXT V=
Cablaggio Strutturato 29Universitàdi Palermo LA
ELFEXT
dB dB dBELFEXT FEXT A= −
Equal Level Far End Cross-Talk
Grandezza calcolata e non misurata
Misura dell’accoppiamento lontano non volutodepurato dell’effetto dell’attenuazione
o in decibel
FEXTELFEXT A=
Cablaggio Strutturato 30Universitàdi Palermo LA
PSELFEXT
PowerSum Equal Level FEXT
Simile alla PowerSum NEXT
Misure effettuate con tutte le coppie possibilmente disturbanti attive
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Return lossSi tratta di una prescrizione recente, legata ai nuovi protocolli usati nelle LAN.
In particolare legata ai protocolli che prevedono una propagazione bidirezionale.
Frequentemente questi protocolli utilizzano tutte e 4 le coppie
Il Return Loss è il rapporto dell’energia originaria alla somma di tutte le energiedi segnale riflesse che si ritrovano nel punto dove l’energia ha avuto origine.
Cause principali del Return Loss sono:
� Discontinuità� Disadattamenti di impedenza
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Return Loss (2)Discontinuità
Connessioni tra cavo e jack, tra cavo e plug e tra plug e jack
Disadattamenti di impedenza
Dovuti a differenze tra le diverse parti di cavo
Raggi di curvatura troppo piccoli, avvitamenti e danneggiamenti
Dovuti a variazione della impedenza caratteristica in una tratta di cavo
Cablaggio Strutturato 33Universitàdi Palermo LA
Ritardo di propagazione
Ritardo di propagazione dipendente dalla frequenza
Estremamente importante per LAN Ethernet
Ritardo ≤ 0,45 ns/m tra 1 MHz e la fmax
Cablaggio Strutturato 34Universitàdi Palermo LA
Delay Skew
Nei cavi multicoppia, i segnali elettrici propagantisi, su coppie differenti, dauna estremità del cavo verso l’altra, impiegano tempi differenti per raggiungerel’altra estremità del cavo.
Questa differenza di tempo tra la coppia “più veloce” e quella “più lenta”appartenenti ad un cavo è il massimo delay skew del cavo.
Un valore eccessivo del delay skew produce problemi di temporizzazionenel caso di segnali per i quali si prevede un arrivo contemporaneo.
Si tratta di una prescrizione recente, legata ai nuovi protocolli usati nelle LAN.
In pratica si è visto come cavi di Categoria 5 con delay skew maggiore di 45 nsper 100 metri producano problemi.Quindi si è identificato questo valore di 45 ns come un limite da non superare.
Cablaggio Strutturato 35Universitàdi Palermo LA
Resistenza in continua
Resistenza in continua dell’anello chiuso
R
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Progetto di un SCS
Procedura in diversi passi1. Scelta del gruppo di standard di riferimento
ANSI/EIA/TIACENELEC
2. Definizione delle regole di cablaggio orizzontale
Distanza max degli host dalle prese
Numero di prese per area di lavoro
Tipo di cavo
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Progetto di un SCS (2)
3. Definizione del cablaggio di campus
Numero di portanti
Tipo di cavo
4. Definizione del cablaggio verticale di edificio
Numero di portanti
Tipo di cavo
5. Definizione del cablaggio verticale di edificio
Posizionamento e definizione degli armadi
Cablaggio Strutturato 38Universitàdi Palermo LA
Progetto di un SCS (3)
6. Scelta dei sistemi di contenimento
Tubazioni sottotraccia, canaline, pavimenti flottanti, controsoffitti, etc
7. Definizione del sistema di identificazione
Definizione identificatori dei sistemi di contenimenti
Definizione identificatori dei cavi
8. Impianto di terra
In tutti i punti di terminazione deve essere disponibile una valida terra
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Progetto di un SCS (4)
9. Effettuazione della serie di test di accettazione
Tutte le misure specificate dalle norme accettate per il tipo di impianto
10. Elaborazione di una documentazione completa
Elaborazione dei grafici
Definizione simboli e codici
Cablaggio Strutturato 40Universitàdi Palermo LA
ConclusioniI sistemi di cablaggio strutturato sono una soluzione da utilizzarenelle costruzioni moderne, siano esse residenziali che per uso commerciale,per i risparmi che essi permettono specialmente in una visione a lungo termine
Nella progettazione di questi sistemi si incontrano diversi problemi legatialle tecnologie in veloce evoluzione ed alla coesistenza di sistemi differenti
Nelle reti di telecomunicazioni i problemi normativi non riguardano tantola sicurezza – certamente da attenzionare – quanto quanto la interoperabilitàtra le diverse parti, in particolare apparati e impianti
Le misure da effettuare nelle prove di accettazione, collaudo e verifica sonomolto diverse da quelle degli impianti elettrici anche per il campo di frequenza