Parlare di cablaggio strutturato non significa far dialogare soltanto computer, ma significa anche comunicazione fra apparecchiature elettroniche intelligenti per mettere in moto un motore elettrico, fare accendere una lampadina o controllare un certo processo.

Quindi, per cablaggio strutturato si intende un insieme di cavi elettrici di collegamento, prese, connettori, quadri e pannelli atti a collegare apparati elettronici di elaborazione dati quali gli HUB e gli SWITCH.

Gli Hub distribuiscono dati condivisi tra tutti gli utenti collegati in rete e hanno sempre le loro porte in condivisione con altre porte dello stesso tipo di trasmissione.

Gli switch creano una connessione di tipo univoca tra mittente e destinatario escludendo tutti gli altri emittenti collegati in rete. Quindi, la sua porta riconosce un pacchetto dati, lo confronta con un database e lo indirizza ad una specifica porta RJ45 di destinazione.

Router
Il router ha la funzione di instradare i pacchetti verso la rete pubblica ed ha necessariamente bisogno di essere configurato.
La sua configurazione non è semplice, ma esistono tools guidati che possono facilitare la configurazione. Deve avere una porta RJ45 per interfacciarsi con la rete LAN alla stessa velocità della rete e una porta per interfacciarsi verso la rete pubblica.
Essi permettono inoltre a tutti gli utenti di una rete di condividere un unico collegamento verso Internet o verso una WAN.

Basandosi su una mappa di rete denominata tabella di routing, i router possono fare in modo che i pacchetti raggiungano le loro destinazioni attraverso i percorsi più idonei.
Se cade la connessione tra due router, per non bloccare il traffico, il router sorgente può creare un percorso alternativo.

Il router mantiene costantemente un elenco delle possibili vie di inoltro dei pacchetti di dati, verificando l’occupazione delle linee e scegliendo la soluzione migliore (incrociando sia le informazioni sui tempi, che sull’occupazione di banda).
Infine, i router gestiscono anche i trasferimenti mobili, come lo spostamento continuo di un PC portatile.

Scheda di rete
La scheda di rete funge da interfaccia tra il PC e la rete. E’ importante che la scheda di rete abbia la stessa velocità di comunicazione dell’hub o dello switch.

Esistono schede di rete con tecnologia Ethernet e velocità di comunicazione che possono andare da 10 Mbps a 100 Mbps fino ad arrivare a 1000 Mbps. E’ necessario configurare la scheda di rete per poter comunicare con gli altri elementi in rete.

Server
Quando la rete si ingrandisce e si aggiungono altri computer, uno di essi diventa il cosiddetto server, cioè un punto centrale per l’archiviazione dei dati o dei programmi applicativi in rete.

Trasformare un computer in un server dedicato (cioè un PC su cui non ci lavora nessuno e che rimane a disposizione di tutti) consente di risparmiare sia sui costi aggiuntivi di nuove infrastrutture di rete, sia sui costi di gestione delle stesse.

Tuttavia, se alla rete si aggiungono sempre più utenti, un server dedicato può fungere da centrale per i compiti amministrativi come il backup dei file e gli upgrade dei programmi.

RETI
Le reti si dividono in:
Local Area Network(LAN) dove la comunicazione tra apparecchiature elettroniche avviene in un’area ristretta di un edificio.
Metropolitan Area Network(MAN) dove la comunicazione si estende in ambito cittadino.
Wide Area Network(WAN) dove la comunicazione si estende geograficamente a livello mondiale.

Ecco un esempio di rete Lan:
 

Invece di utilizzare un singolo computer e un modem per il collegamento internet, si utilizza un Router che si interfaccia con la rete locale e contemporaneamente alla rete esterna.

Con il Router si ha la possibilità che più utenti possono collegarsi ad internet utilizzando una sola linea. Dallo schema si dedute che il gruppo di PC collegati ad un Hub sono più lenti rispetto a quelli con lo Switch. Inoltre, i computer che hanno schede di rete di 10/100 Mbs sono molto più veloci perchè sfruttano al massimo la velocità di trasferimento dati verso il Server o verso internet.

Quando una Azienda opera con sedi diverse nell'ambito cittadino è consuetudine collegare in rete le due sedi affittando una linea dedicata ad alta velocità e acquistando due Router per far colloquiare le due sedi. Viene così a costituirsi una rete MAN citata precedentemente.

Dal momento che le sedi dell'Azienda sono dislogate in città diverse e i dipendenti vogliono scambiarsi i dati tra le varie sedi e con la possibilità di andare in videoconferenza, si parla a questo punto di rete WAN. La rete WAN prevede l'acquisto di tanti Router quanto sono le sedi e di avere a disposizione delle linee dedicate ad alta velocità. Un tipico esempio di rete WAN è quella adottata da una società di spedizioni che hanno sedi in tutta Italia.

TIPI DI CAVI
I cavi che vengono utilizzati per il cablaggio strutturato si dividono in :
Fibra ottica
In rame

La trasmissione dei dati in fibra ottica avviene attraverso la propagazione della luce in un materiale vetroso di forma circolare abbastanza flessibile composto da due strati coassiali chiamati: nucleo(core) e mantello(cladding). Essi vengono classificati da due numeri che misurano il diametro del core e del cladding in micron (per es. 50/125).
Ci sono in commercio due tipi di fibre ottiche:
MULTIMODALI
MONOMODALI

Nelle Multimodali la trasmissione delle informazioni avviene attraverso la luce emessa da un diodo led, mentre nelle Monomodali la luce viene emessa da diodo laser. Quest’ ultima garantisce una maggiore velocità di trasmissione e una maggiore distanza di copertura rispetto al led.

CAVI IN RAME
I cavi in rame più utilizzati sono costituiti da quattro coppie di fili intrecciati con un passo di twistatura diverso tra una coppia e l’altra allo scopo di ridurre i disturbi di natura elettromagnetica.
I cavi si suddividono in tre categorie:
UTP (cavi non schermati)
FTP (cavi schermati)
S-FTP(coppie schermate con striscie in alluminio e schermo generale in calza di rame)
A sua volta i cavi UTP si dividono in cavi UTP 4, UTP 5 e UTP 6-7 per velocità di trasmissioni a velocità di 10 Mbps(megabit/sec), 100 Mbps e migliore di 100 Mbps.

Quando si tirano i cavi e si fanno i collegamenti alle prese contenute in un quadro, bisogna rispettare uno dei due standard proposti chiamati rispettivamente standard T568 A e T568 B la cui differenza sta nell’inversione della coppia 2 con la coppia 3.

E’ indifferente adottare uno standard al posto di un altro, l’importante è che venga stabilito in modo univoco per tutto l’impianto. Adottando uno standard, le coppie di fili conduttori si attestano a delle prese raggruppate in un pannello chiamato pannello di Permutazione o Patch panel. Il pannello di permutazione può essere di due tipi:
 

Pannello di permutazione per cavi in rame
Cassetto di terminazione per fibre ottiche
Pannello di permutazione fibra/rame

Il pannello di permutazione fibra/rame contiene un convertitore che trasforma la luce in un segnale elettrico. Il collegamento tra una presa del permutatore e le altre apparecchiature del quadro, viene fatto attraverso dei tratti di cavi UTP o cavi in fibra chiamati bretelle.

Rete locale
Una rete locale può avere 5 configurazioni diverse che sono:
a Stella
ad anello
ad albero
a magliatura
e completamente connessa

• gli hub o gli Switch per creare la rete limitata a un solo ambiente
• le eventuali macchine dotate di scheda di rete.

Per fare questo alla presenza di un cablaggio, basta usare un cavetto RJ-45 per collegare le schede di rete e i mini-hub alle prese RJ-45 presenti negli ambienti. Le terminazioni presenti nell'armadio di distribuzione vanno poi collegate tra loro mediante lo switch.

Per utilizzare correttamente lo switch nell'implementazione della rete, esistono delle regole di cablaggio ben precise. Per esempio, volendo realizzare una rete Fast Ethernet a 100 Mbps bisogna rispettare le seguenti condizioni:

• La massima lunghezza del cavo UTP categoria 5 è 100 metri
• E' possibile utilizzare un cavo ad alta velocità in fibra ottica per connettere tra di loro più switch posti in armadi diversi creando una dorsale di rete. La lunghezza massima consentita per la dorsale è di 412 metri se si usa un cavo monodirezionale, e di 2 Km per il cavo bidirezionale.
• L'estensione totale massima di un ramo di rete (se si usano dei ripetitori) è di 325 metri.

Per la realizzazione di una rete in un edificio occorrono degli armadi del piano terra a cui collegare un Server, un router, uno switch, ecc. Si può avere un cavo di distribuzione di piano per servire una serie di client. Da questi armadi viene costruita una dorsale per alimentare i vari piani e per ogni piano esiste l’armadio di piano.

Come si può notare, dal quadro server si costruisce la dorsale in fibra ottica per arrivare ai quadri di piano nei quali sono presenti due permutatori: uno per la fibra ottica e l’altro del tipo misto. La fibra ottica si attesta al primo connettore mentre dal secondo prosegue per il piano successivo.
Una bretella in fibra ottica collega il permutatore per la fibra con il permutatore misto e poi con una bretella in rame si va allo Switch. In realtà il permutatore misto è dotato di un convertitore ottico-elettrico che converte il segnale luminoso in un segnale elettrico.

Si capisce subito che la costruzione di una rete sulla carta non è proprio così difficile rispettando certe regole, la cosa importante è l’installazione imparando alcune tecniche pratiche di collegamento dei cavi ai connettori e l’intestazione della fibra ottica.
Per questo motivo ci indirizziamo nelle conoscenze di queste tecniche per raggiungere ottimi risultati di cablaggio e di funzionalità della rete.

Cablaggio di Dorsale dell’Edificio
Il sottosistema di cablaggio di dorsale di edificio si estende dal distributore di edificio ( BD - Buildings distributor ) ai distributori di piano; è prevista la possibilità di avere più distributori di edificio ( FD). Gli elementi costitutivi il sottosistema sono:
§ I cavi di dorsale di edificio;
§ Le terminazione dei cavi di edificio ai distributori, sia di piano che di edificio, e i connettori di smistamento in corrispondenza del distributore di edificio.

La struttura è quindi quella di una stella che è orientata, gerarchicamente, dal centro stella di edificio verso i centri stella di piano. I cavi di dorsale non dovranno contenere punti di transizione ne prevedere giunzioni. In effetti non c’è un divieto esplicito nell’uso di giunzioni, ma una indicazione che deriva dalla necessità di non degradare le prestazioni del canale.

Distanze del Cablaggio di Dorsale
La massima distanza ammessa per il cavo che collega il distributore di insediamento (CD) e il distributore di edificio è di 2000 m, mentre quella fra il distributore di edificio e quello di piano non dovrà eccedere i 500 m. La prima delle suddette distanze potrà essere superata qualora si utilizzi un cablaggio in fibra ottica monomodale. Le caratteristiche di tale fibra consentirebbero una distanza limite di 60 Km punto punto, tuttavia lunghezze di dorsale maggiori di 3000 m sono al di fuori dello scopo delle attuali norme. Le lunghezze di prolunghe e ponticelli presenti nel distributore di insediamento e in quello di edificio non dovrebbero superare i 20 m. Distanze maggiori dovranno essere valutate in relazione alla massima lunghezza del cavo di dorsale. In ogni caso i valori sopra riportati non sono applicabili per tutte le combinazioni di cavi e per tutte le applicazioni. Per tale ragione nel momento della scelta di un cavo di dorsale si dovrebbero consultare le caratteristiche tecniche delle apparecchiature nonché i fornitori dei sistemi.

Di seguito è riportato lo schema del sottosistema di cablaggio di dorsale, indicando fra parentesi la sigla relativa allo standard TIA/EIA.

Per quel che riguarda la scelta del tipo di cavo per il cablaggio di dorsale sono indicati i seguenti tipi:
Cavo in fibra ottica multimodale e monomodale, secondo le prescrizioni riportate nel paragrafo “Cratteristiche dei mezzi trasmissivi”, ed in particolare si raccomanda il cavo multimodale 62,5/125 mm;

Cavo in rame bilanciato a 100 W o 120 W.

Le distanze di dorsale raccomandate nello standard TIA quelle riportate nella tabella seguente.

Dimensione 62,5/125

Caratteristiche:
Attenuazione massima
3.75 dB/Km alla lunghezza d’onda di 850 nm
1.5 dB/Km alla lunghezza d’onda di 1300 nm

Concludendo, attraverso questo schema si considera un complesso di edifici con un centro stella denominato con CD. A sua volta con BD viene indicato il centro stella di un edificio e con FD il centro stella di piano.

Lo schema ci dice che tra il centro stella di comprensorio e il centro stella di piano non si può superare la distanza di 2000 m usando una fibra multimodale e di 3000 m usando una fibra monomodale.

Tra il centro stella di comprensorio e il centro stella di edificio non si supera la distanza di 1500 m e tra il centro stella di edificio e quello di piano, non si debba superare i 500 m. per finire, tra il centro stella di piano e la presa utente non si debba superare i 90 m.

Tecniche pratiche di cablaggio

I connettori montati come prese e come dispositivi di innesto possono essere di due tipi:
connettori femmine e connettiri maschi
I connettori femmine del tipo RJ45 sono del tipo a perforazione di isolante. Il sistema è costituito da un coperchio superiore che contiene dei piccoli punzoni in fila mentre nella parte fissa ci sono degli innesti in rame che fanno capo alle linguette del connettore stesso.

Si sguaina il cavo per 4-5 mm, si predispongono le coppie di conduttori secondo lo standard prefissato e si tengono tra il pollice e l’indice in modo da rimanere dritti.

Si infilano i conduttori negli appositi fori e si chiude il coperchio superiore esercitando una certa pressione in maniera che i punzoni pizzicano l’isolante e facciano contatto con la parte metallica dei fili. Ecco come si presenta un conduttore femmina RJ45:
 

Per il connettore RJ45 maschio si adotta lo stesso principio, soltanto che la perforazione dell’isolante avviene attraverso una pinza crimpatrice avente una sede identica al connettore, la quale, stringendo viene creata la giusta pressione di contatto.

Fibra Ottica:
Per la fibra ottica è ammesso soltanto il connettore SC  mentre il connettore ST viene ammesso soltanto nei casi di cablaggi già esistenti.

esempio di connettore SC per fibra ottica per comunicazioni duplex

esempio di connettore di tipo ST per fibra ottica

Sono ammesse le giunzioni tramite splices o altro con attenuazione massima di 0.3 dB

la massima perdita di accoppiamento ammessa è di 0.75 dB
Perdita di Ritorno (Return Loss)
La perdita di ritorno ottica è un parametro che rappresenta il grado di riflessione della potenza ottica, lanciata nella fibra, che ritorna indietro verso la sorgente; queste riflessioni assumono diversa rilevanza a seconda del tipo di sorgente utilizzata, e sono poco importanti nel caso di sorgenti LED utilizzate per le fibre multimodali. Nel caso di sorgenti laser, le riflessioni possono alterare il corretto funzionamento di quest’ultimo, e quindi devono essere tenute in debita considerazione.

Quindi per le perdite di ritorno sono ammissibili attenuazioni di20 dB minimi su fibra ottica multimodale 62.5/125 mm sia a 850 che a 1300 nm.
26 dB minimi su fibra ottica monomodale sia a 1310 che a 1550 nm

Cablaggio in fibra ottica e polarità dei cavi.
Gli standard per il cablaggio prevedono che alle prese di telecomunicazione giungano due cavi in fibra ottica; per tali cavi si raccomanda una identificazione tramite le etichette A e B e una relativa pratica di connessione che è illustrata nella Figura

Lo standard 568-B1 prescrive una orientazione (polarità) A-B sulla presa di telecomunicazione vista in prospettiva frontale dal lato utente e una orientazione B-A dal lato di installatore. In pratica si ha una configurazione incrociata alle due estremità dei cavi orizzontali, come mostrato in figura. Nel caso di collegamento fra patch panel di due diversi locali di telecomunicazione, quello nella prima stanza (TR1) avrà un orientamento A-B per ogni coppia di fibre, mentre quello nella seconda stanza (TR2) avrà un orientamento B-A.

CERTIFICAZIONE DI CABLAGGIO

Ad installazione completata è previsto il collaudo per verificare il rispetto della funzionalità dell’impianto. Per fare questo si utilizzano un trasmettitore e un ricevitore per effettuare delle misure di accertamento della conformità dell’impianto agli standard e accertare la classe di appartenenza dell’impianto.

Ecco la modalità di funzionamento: