TIA/EIA 568A, 50173, ISO/IEC

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1 Cos è il cablaggio Il cablaggio è un insieme di componenti passivi posati in opera: cavi, connettori, prese, permutatori, ecc. opportunamente installati e predisposti per poter interconnettere degli apparati attivi (computer, telefoni, stampanti, monitor, ecc.) I sistemi di cablaggio si suddividono in: proprietari: IBM Cabling System, Digital DECconnect, ecc. strutturati (conformi a standard nazionali o internazionali): TIA/EIA 568A, pren 50173, ISO/IEC 11801

2 Topologia di un cablaggio strutturato Gli standard TIA/EIA 568A, ISO/IEC adottano la medesima topologia stellare gerarchica costituita da: centro stella di comprensorio (primo livello gerarchico) centro stella di edificio (secondo livello gerarchico) centro stella o armadio di piano (terzo livello gerarchico)

3 opologia di un cablaggio strutturato

4 Cablaggio Il Cablaggio e un infrastruttura per la trasmissione di segnali in un edificio o in piu edifici in un campus Si compone di un insieme di componenti passivi: Cavi Connettori Prese (telecommunication outlet) Permutatori (cross-connect, distributor).

5 Cablaggio Tale infrastruttura puo essere facilmente configurata per portare servizi di telecomunicazione ai posti di lavoro o per spostarli, senza opere murarie od elettriche aggiuntive

6 Cablaggio Strutturato er cablaggio strutturato si tende un'infrastruttura in rado di soddisfare sia le sigenze di collegamento elle reti locali di calcolatori AN) sia la telefonica lassica e numerica (ISDN), ia gli allarmi, i controlli, le golazioni, le immagini video, ontrollo presenze ecc. Fonia Telex LAN? Allarmi Videoconferenza

7 Cablaggio Strutturato Le nuove tecnologie ed un nuovo modo di progettare rendono possibile dotare un edificio, o un complesso di edifici, di un unico sistema di cablaggio, universale ed integrato, in grado di evitare il sovrapporsi di cavi dedicati a sistemi specifici, che normalmente creano caos e rendono insufficienti le canalizzazioni o tubazioni esistenti utilizzate per il passaggio dei cavi.

8 Cablaggio Strutturato In sintesi i vantaggi di un cablaggio strutturato sono: Efficienza ("misurabile" tramite apposite apparecchiature), e quindi aumento della produttività; Affidabilità, grazie ai tecnici adeguatamente addestrati, che curano le diverse fasi di progettazione, attuazione e manutenzione del sistema; Apertura a tutti i tipi di rete LAN (Ethernet, Fast Ethernet, Token- Ring, ATM, FDDI, reti di terminali ASCII, reti di terminali AS/400, ecc.); Flessibilità e configurabilità (possibilità di creazione di dorsali ad alta velocità, di strutture fault-tolerant, ecc); Integrazione tra trasmissione dati e telefonia classica ed ISDN, nonché di altre trasmissioni di segnali; Facilità di espansione ed aggiunta di posti di lavoro; Riduzione dei costi di gestione; Facilità nell individuazione di eventuali problemi.

9 Cablaggio Strutturato I sistemi di cablaggio sono regolati dalle normative che definiscono i metodi per cablare un gruppo di edifici costruiti su un comprensorio (Campus), le quali descrivono: le caratteristiche dei mezzi trasmissivi e dei componenti passivi (connettori, permutatori, giunti meccanici, terminatori, prese utente, adattatori, etc..) in relazione alle velocita trasmissive desiderate le topologie di cablaggio (stella, anello, bus ) e le caratteristiche ad esse riferite quali ad esempio distanze massime, adattamenti tra le diverse tipologie, livelli di gerarchia.. le regole di installazione e le indicazioni sulla documentazione

10 Il cablaggio strutturato: evoluzione (1/4) Il cablaggio di un edificio è stato considerato fino agli anni 90 separato da quello telefonico ( in alcuni casi sono realizzati ancora oggi in modo separato). Motivazione: La rete per la trasmissione dati e quella telefonica sono nate in modo diverse e con caratteristiche diverse. La rete telefonica è spesso ancora analogica Il segnale telefonico, anche se in forma digitale, presenta un flusso continuo di bit ( bit/sec) La trasmissione dati ha una natura a burst ( pacchetti dati), per cui una stazione richiede generalmente alte velocità ma per brevi periodi.

11 Il cablaggio strutturato: evoluzione (2/4) Il primo modello impiegato ( e oggi ormai completamente superato) per integrare voce e dati utilizzava il cablaggio telefonico per trasmettere insieme voce e dati. I dati sono penalizzati a causa della qualità limitata e della banda limitata fornita dal canale telefonico per cui erano disponibilità basse velocità di trasmissione. Fonia Dati PABX (Private Automatic Branch Exchange) Centralino telefonico Cablaggio telefonico

12 L infrastruttura fisica è la stessa e viene utilizzata sia per la fonia, sia per i dati. Apparati e rete per fonia e dati sono diversi Il cablaggio strutturato: evoluzione (3/4) Modello di cablaggio strutturato moderno Utilizzato prevalentemente oggi Fonia Dati PABX LAN Cablaggio strutturato

13 Sarà utilizzata la tecnologia VoIP (voice over IP) per trasmettere la fonia su LAN; La tecnologia VoIP sta iniziando a diventare matura. Il cablaggio strutturato: evoluzione (4/4) Modello di cablaggio strutturato evoluto Sarà utilizzato nei prossimi anni Il traffico fonia e dati utilizzerà lo stesso mezzo fisico, La fonia utilizzerà la rete locale come i dati!!!! Fonia LAN Cablaggio strutturato Dati

14 Standard di cablaggio La necessità di sistemi di cablaggio standard per edifici commerciali è avvertita da associazioni di telecomunicazioni (TIA) e di calcolatori (EIA) nel 1985 Nel 1991 approvano lo standard per cablaggio strutturato EIA/TIA 568 Il sistema di cablaggio deve essere: adatto ad un ambiente multiproduct/multivendor indipendente dai prodotti di telecomunicazione che verranno installati pensato per essere realizzato contestualmente alla costruzione o ristrutturazione organica di un edificio

15 Standard di cablaggio TIA/EIA 568A standard americano per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented approvato nel 1995: riprende buona parte delle specifiche contenute nella precedente versione EIA/TIA 568 approvata nel 1991 (attualmente la più conosciuta) include e migliora i contenuti dei precedenti bollettini EIA/TIA TSB 36, 40, 53 ISO/IEC standard internazionale per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented: approvato nel 1995

16 Scopo degli standard Fornire specifiche per la realizzazione di cablaggi aventi un tempo di vita minimo pari a 10 anni Essere applicabili ad edifici commerciali di tipo office oriented, con i seguenti limiti: estensione geografica massima 3000 m superficie massima m 2 di spazio utile per uffici popolazione massima utenti

17 Gli Standard Internazionali EIA/TIA 568A (Electronic Industries Alliance/Telecommunication Industries Association) Standard americano e attualmente il più applicato e diffuso nel mondo. Lo standard EIA/TIA 568A è stato fondamentale in quest'evoluzione costituendo il primo pass verso una regolamentazione dei sistemi di cablaggio, definendo un sistema generico d cablaggio per trasmissione dati all'interno dell'edificio in grado di supportare un ambient multivendor e multiprotocol. ISO/IEC IS (International Standard Organization/International Electrotechnical Commission). L'ISO/IEC IS è l'evoluzione dello standard EIA/TIA 568A e come questo definisce norme e regole per il cablaggio strutturato d'edifici e i requisiti fisici ed elettrici di cavi e connettori in modo da garantire la trasmissione di voce, dati, testi, immagini. pren Final Draft (European Norms emesse dal Comitato Tecnico TC 115 CENELEC) Lo standard pren riprende a livello CEE/UE la normativa ISO/IEC IS 11801

18 Gli Standard Internazionali

19 Lo Standard ISO/IEC IS Le sostanziali differenze con lo standard americano EIA/TIA sono : nomenclatura leggermente diversa per gli elementi costituenti il cablaggio allargamento della gamma dei tipi di cavo che possono essere utilizzati, sia a livello di rame sia di fibra ottica, inammissibilità dell'uso di cavi coassiali ; fornisce un numero maggiore di dati sulle caratteristiche dei mezzi trasmissivi ; introduzione di test più rigorosi per controllare le categorie dei cavi in rame ; trattazione più approfondita degli aspetti della messa a terra in considerazione del fatto che viene introdotto l'utilizzo di doppini schermati.

20 Le specifiche dello standard riguardano : la topologia; gli elementi facenti parte del cablaggio; i mezzi trasmessivi; le dorsali; Specifiche Standard il cablaggio orizzontale; le norme di installazione; l identificazione dei cavi; la documentazione;

21 Modello stellare gerarchico centro stella di comprensorio: Campus Distributor (CD), termine ISO/IEC Main Cross Connect (MC), termine TIA/EIA centro stella di edificio: Building Distributor (BD), termine ISO/IEC Intermediate Cross Connect (IC), termine TIA/EIA centro stella di piano: Floor Distributor (FD), termine ISO/IEC Horizontal Cross Connect (HC), termine TIA/EIA L armadio di piano: Telecommunication Closet (TC) La presa utente: Telecommunication Outlet (TO) RJ45 per cavi a 4 coppie Ermafrodita per cavi 2 coppie STP SC per fibra ottica

22 La Topologia La topologia del cablaggio e di tipo stellare gerarchico sia per EIA/TIA che ISO/IEC Centro stella comprensorio MC CD Dorsale di comprensorio IC Centro stella edificio IC FD BD Cavi opzionali FD BD FD BD Dorsale edificio FD TC TC TC Main Crossconnect Intermediate Crossconnect Telecommunication closet Armadio di piano TC TC TC TO TO TO Cavi orizzontali CD campus distributor BD Building Distributor FD Floor ditributor TO Telecommunication outlet TP TO T

23 Elementi del Cablaggio MC-Main Crossconnect e CD-Campus Distributor, permutatore principale, identifica un armadio di distribuzione da cui vengono distribuiti i cavi di dorsale agli altri edifici (centro stella di comprensorio); NC-Nodo Nodo di Campus IC-Intermediate crossconnect e BD-Building Distributor, permutatore intermedio, identifica l armadio di distribuzione di un edificio (centro stella di edificio); NE-Nodo Nodo di Edificio TC-Telecommunication closet e Floor Distributor, permutatore di piano, identifica l armadio di piano da cui partono i cavi che raggiungono le workstation NP-Nodo di Piano; NP-Nodo Nodo di Piano

24 Elementi del cablaggio

25 Elementi del Cablaggio Architettura del cablaggio Terminazione d'utente (TU) che permette l'accesso al mezzo trasmissivo agli utenti finali (TO, Telecomunication Outlet secondo lo standard ISO/IEC DIS 11801). Distribuzione Orizzontale (DO) costituita dai collegamenti tra le Terminazioni d'utente ed il primo nodo di concentrazione (Nodo di Piano). Nodo di Piano (NP) che costituisce il punto di concentrazione della Distribuzione Orizzontale di piano (FD, Floor Distributor secondo lo standard ISO/IEC DIS 11801). Nodo di Edificio (NE) che costituisce il punto di concentrazione delle Dorsali di Edificio (BD, Building Distributor secondo lo standard ISO/IEC DIS 11801). Dorsale di Edificio (DE) costituita dai collegamenti tra i nodi di piano. Dorsale di Campus (DC) costituita dai collegamenti tra i nodi di Edificio. Nodo di Campus (NC) costituisce il centro di distribuzione del comprensorio (CD, Campus Distributor secondo lo standard ISO/IEC DIS 11801).

26 Struttura di un cablaggio Tipico DC Dorsale di Campus o comprensoriode Dorsale di Edificio DO Distribuzione Orizzontale TU Terminazione Utente

27 Elementi del Cablaggio CABLAGGIO STRUTTURATO: TERMINOLOGIA MINIMA Dorsale di edificio Cavo di distribuzione di piamo Armadio di piamo Armadio di edificio Presa d'utente Dorsale di comprensorio

28 Il Rack o Armadio L armadio Rack contiene il Patch Panel (pannello di permutazione) e gl apparati attivi come Hub, Switch, Bridge, Router. Esempio di cablaggio orizzontale

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34 Alcune notazioni Patch Panel -Pannello di Permutazione o permutatore. 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 Work Area (WA) - Area di Lavoro d'utente Servita da almeno due Prese d'utente

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36 Patch cord

37 Fibra, rame, connettori:i fornitori 3M Telecom Systems Alcatel Cabling Systems AMP Belden Brand-Rex D-Link IBM Krone LANscape Lucent Mod-Tap Ortronics Panduit Pirelli Plasticavi R&M Reichle e De-Massari RIT Technologies RW Data Siemon Company

38 Fibra-Ottica E' formato da una coppia di cavi, uno trasmette e l'altro riceve. Il tutto attraverso segnali luminosi al suo interno. La sua velocità varia tra i 100Mbps ai Mbps. Attualmente è il cavo di connessione più veloce. La tabella seguente mostra le velocità dei cavi UTP / STP Mezzi trasmissivi Cavo THINNET Coassiale Diametro: 1/4 di pollice Massima lunghezza (prima dell'attenuazione): 185 metri. Tipo: Famiglia degli RG-58 Impendenza: 50 ohm Cavo THICKNET Coassiale Diametro: 1/2 di pollice Massima lunghezza (prima dell'attenuazione): 500 metri. UTP (Unshielded Twisted Pair) Tipo di cavo che può trasmettere fino a 100 metri. E' unshielded, cioè non protetto dalle interferenze elettromagnetiche. STP (Shielded Twisted Pair) Ha le stesse caratteristiche dell'utp con la sola differenza che l'stp è protetto (shielded) da interferenze elettromagnetiche. Categoria Velocità massima di trasmissione dati Categoria 1 Solo per uso telefonico. (Doppino a 4 fili) Categoria 2 4 mbps Categoria 3 10 mbps Categoria 4 16 mbps Categoria mbps

39 Patch cord Elementi del cablaggio

40 Doppini telefonici In figura è illustrato, a titolo d'esempio, l'utilizzo di un connettore di tipo RJ45 per la connessione di un cavo a quattro coppie intrecciate secondo lo standard EIA 568A. Lo standard definisce la modalità con cui i fili delle 4 coppie del cavo devono essere associati ai pin del connettore (ovviamente in numero di 8). La corrispondenza di ciascun filo con il relativo pin deve essere identica sia sulla presa utente sia sul pannello di permutazione (detto anche patch panel). Con questo tipo di connettore è possibile utilizzare indifferentemente apparecchi telefonici, terminali Ethernet, ISDN, eccetera. Ovviamente la corrispondenza tra fili e pin varia di caso in caso.

41 Doppini telefonici UTP (Unshielded Twisted Pair), cavo a coppie intrecciate non schermato; FTP (Foiled Twisted Pair), cavo a coppie intrecciate, avvolte tutte insieme da una lamina di alluminio schermante; STP (Shielded Twisted Pair), cavo a coppie intrecciate, ciascuna coppia è singolarmente avvolta da una calza schermante in rame, a loro volta tutte insieme schermate da una ulteriore calza in rame.

42 Categorie Doppini telefonici Categoria 1 (Telecommunication): doppino adatto alla telefonia analogica. Categoria 2 (Low Speed Data): doppino adatto anche alla telefonia digitale. Categoria 3 (High Speed Data): doppino adatto a reti con velocità fino a 10 MHz (soddisfa lo standard 10BaseT del IEEE 802.3). E formato da quattro coppie contenute in una guaina di plastica e, ognuna di esse, è formata da due fili isolati, leggermente attorcigliati. In genere si usa nei cablaggi telefonici interni agli edifici. Categoria 4 (Low Loss High Performance Data): doppino adatto a reti con velocità fino a 16 MHz. Categoria 5 (Low Loss Extended Freqency High Performance Data): doppino adatto a reti con velocità fino a 100 MHz per distanze di 100 m (soddisfa lo standard 100 BaseT). E simile al doppino della categoria 3 ma con avvolgimenti più fitti (più giri

43 Categorie Doppini telefonici Categoria 5E (Enhanced): capace di trasmettere fino a 100 MHz. Questa categoria presenta dei vincoli più stringenti riguardo all attenuazione, al NEXT e al FEXT. E usata per il Gigabit Ethernet che sfrutta tutte le quattro coppie. Categoria 6: consente velocità fino a 250 MHz (lo standard non è stato ancora ratificato). Viene considerata come la più grande categoria per il doppino UTP. Categoria 7: sono cavi schermati che consentono velocità fino a 600 MHz.

44 aratteristiche doppini telefonici he a 20 C misura (MHz) Attenuazione massima e diafonia db/100 m minima (NEXT)

45 Classi di certificazione Le classi, introdotte dalla norma ISO 11801, definiscono invece le caratteristiche e le prestazioni offerte da un intero collegamento, inteso come insieme di parti installate. Per ottenere una certa classe di collegamento (ad esempio la classe D), è necessario utilizzare degli elementi appartenenti alla corrispondente categoria (ad esempio la categoria 5E). Le classi ISO dei collegamenti in rame sono quattro: classe A: per applicazioni voce e a bassa velocità (fino a 100 khz); classe B: per applicazioni a media velocità (fino a 1 Mhz); classe C: per applicazioni ad alta velocità (fino a 16 Mhz); classe D: per applicazioni ad alta velocità (fino a 100 Mhz); classe D2000+ : per applicazioni Gigabit Ethernet (fino a 100 Mhz); Classe E2000+ (fino a 250 MHz); Classe F2000+ (fino a 600 MHz).

46 Lunghezze collegamenti Per quanto concerne il rispetto delle lunghezze dei collegamenti, lo standard ISO stabilisce che la massima lunghezza del cavo di collegamento tra le prese terminali (ossia disponibili all'utente) e l'armadio di distribuzione deve essere di 90 metri.

47 Le lunghezze dei cavi di raccordo (patch cord) utilizzati sia per interconnettere il patch-panel agli apparati attivi (switch e/o hub) sia per il collegamento tra terminale utente alla presa, per un totale di 10 metri. Un collegamento orizzontale in fibra non deve quindi superare i = 100 metri. È importante rispettare il vincolo imposto dallo standard rispetto alla lunghezza massima di 90 metri. In alcune circostanze, ad esempio per raggiungere una postazione particolarmente distante, si potrebbe valutare di utilizzare un cavo di lunghezza superiore ai 90 metri, utilizzando dei patch cord di lunghezza inferiore ai 10 metri complessivi. Questo genere di escamotage non solo non rispetta la norma, ma potrebbe pregiudicare la flessibilità del cablaggio: se per qualche ragione (ad esempio un riassetto dei locali) fosse necessario cambiare la collocazione del PC in una posizione tale da richiedere un patch cord da 5 metri, il link complessivo risulterebbe di lunghezza superiore ai 100 metri. In una situazione di questo genere la trasmissione alla massima velocità (ad esempio a 100 Mbit/s) potrebbe essere impossibile o, peggio ancora, aleatoria. Lunghezze collegamenti

48 Fibre ottiche Lo standard ISO definisce quattro tipi di fibre ottiche: OM1 (50 o 62.5 /125 microm): multimodale; OM2 (50 o 62.5 /125 microm): multimodale; OM3 (50/ 125 microm): multimodale; OS1 (6/125 microm): monomodale; e tre distinte classi di connessione: OF-300: per coprire una distanza minima di 300 metri; OF-500: per coprire una distanza minima di 500 metri; OF-2000: per coprire una distanza minima di 2000 metri.

49 Fibre ottiche La norma ISO richiede il rispetto dei seguenti parametri (misurati alla frequenza di 850 nm): Larghezza di Banda > 200 Mhz * Km. Attenuazione < 3.5 db/km. Attenuazione dei connettori < 0.75 db. Return Loss > 20 db. Perdite per giunzioni < 0.3 db.

50 Mezzi trasmissivi 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

51 Protocolli di rete rotocolli di 1 e 2 livello thernet-fast Ethernet GigabitEthernet: la topologia è quella a bus, su cav oassiale con una velocità trasmissiva di 10 Mbps. Metodo di accesso : è il CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). oken Ring: la topologia è quella a stella (o con più hub collegati ad anello), su cav oassiale intrecciato con una velocità di 14 Mbps. Metodo di accesso : Nelle reti Token Ring il metodo d'accesso al mezzo si basa sul passaggio di un token, ch circola sull'anello quando questo è libero. Quando una stazione vuole trasmettere un pacchetto deve aspettare gettone e rimuoverlo dall'anello prima di trasmettere il proprio pacchetto. Quest'ultimo viaggerà in una sola direzion lungo l'anello, passando da un PC all'altro. Quando passerà da quella stazione il pacchetto verrà copiato. P continuerà a viaggiare lungo l'anello finchè non ritornerà alla stazione di partenza, che provvederà a rimuoverlo dal rete e ad inviare il gettone alla stazione successiva che si trova sull'anello. DDI: la topologia è quella a doppio anello di circolazione, utilizza fibre ottich ultimodali e modulazione a led con velocità di trasmissione pari a 100 Mbps. TM: ha una topologia libera (maglia, stella, albero) che opera a velocità tra i 2 bps ai 2.5 Gbps ed utilizza un metodo di condivisione delle risorse trasmissive co efinizione delle priorità di traffico, tale per cui è possibile garantire a priori un apacità trasmissiva ben definita alle varie utenze e fornire quindi un supporto valido omune a voce, audio e dati.

52 Definizioni Utili Broadcast Pacchetto di dati che viene mandato a tutti i nodi di una rete. I pacchetti di dati sono identificati attraverso un indirizzo di broadcast. Unicast Metodo per la trasmissione di dati attraverso reti, da un singolo punto che trasmette molti flussi di dati identici, uno per ciascun punto che vuole riceverlo. Utilizzato nelle reti TCP, come Internet. Multicast Metodo per la trasmissione di dati attraverso reti, da un singolo punto che trasmette un solo flusso di dati verso più punti riceventi. Ottimizza l'uso della rete, rispetto ai metodi unicast (molti flussi di dati, uno per ciascun punto che vuole riceverlo) e broadcast (un singolo flusso di dati per tutti i riceventi, anche se non vogliono riceverlo).

53 Apparati di Rete HUB È un'apparecchiatura che consente di realizzare un sistema di cablaggio a stella, dove tutte le connessioni provenienti dalle workstation di un certo gruppo di lavoro confluiscono verso un centro di connessione che può essere attivo o passivo, ma il cui scopo fondamentale rimane quello di creare una connessione elettrica tra tutte le macchine che vi sono collegate ed eventualmente altri hub. L hub o repeater ha quindi come funzione principale quella di amplificazione del segnale. Quando una workstation invia dei pacchetti, questi non vengono indirizzati in modo "intelligente", ma vengono diffusi attraverso tutte le porte dell'hub ai vari elaboratori connessi che, decideranno se accettarli oppure no confrontando il proprio MAC Address con quello contenuto nei pacchetti inviati. Esistono in commercio sia versioni da 10 Mbit/s che da 10/100 Mbit/s e con diverse porte: da un minimo di 4 fino ad arrivare a 16, 24 o anche più. Entrambi sono apparati che lavorano a livello 1 del modello OSI. Diversamente dagli switch e dai router, gli hub non leggono la trama (frame) ma si assicurano che essa venga inoltrata sulle porte collegate.

54 Apparati di Rete Bridge Il bridge, come dice il nome, è un ponte tra due reti. Dividono la rete i due domini di collisione, ovvero operano una segmentazione della rete garantendon la comunicazione E un dispositivo multiprotocollo che funziona in maniera simile al router, con la differenza che ope esclusivamente all'interno delle reti locali, a livello di Data Link (collegamento dati). Il bridge accet interi frame, li dispone correttamente in tabelle, verificando e correggendo eventuali errori trasmissione. Possono interconnettere reti omogenee (stesso MAC) o eterogenee (MACdifferenti), per esemp ethernet-fddi, ethernet-token ring, token ring-fddi.

55 Apparati di Rete SWITCH Dispositivo che connette tra loro i computer analogamente a quanto fa un hub, ma in modo più efficiente e flessibile. Questi apparati stanno rapidamente sostituendo i comuni hub nelle reti aziendali. Lo switch migliora le prestazioni di una rete segmentandola e riducendo la contesa per l'utilizzo della larghezza di banda. Rappresenta quindi lo strumento principale per l'implementazione e la ottimizzazione di un qualsiasi ambiente di rete locale. Laddove esiste un numero di nodi molto elevato lo switch assolve pienamente al suo compito principale che è quello di distribuire "banda" in modo dedicato. COME LAVORA Lo switch e anche detto multi-port bridge perche e in effetti un evoluzione del bridge; il suo compito consiste nel far passare i dati solo ai segmenti interessati. A differenza del bridge, possiede diverse porte, ognuna collegata ad un segmento. Il traffico di un segmento viene propagato solo al segmento interessato. Come nel bridge, se il segmento del destinatario è uguale al segmento del mittente, il traffico non viene propagato. In pratica, è come se in uno switch fossero presenti tanti bridge. Lo switch è un tipico apparato di Livello 2 (Data Link) anche se l evoluzione degli stessi lo sta portando verso gestioni di instradamento. La denominazione layer 2 o layer 3, deriva direttamente dalla struttura Iso/Osi. Il livello (layer) 2 è caratteristico degli switch più tradizionali, i quali si basano sul MAC address.

56 Apparati di Rete Architettura degli switch Uno switch può utilizzare tre tecniche per forwardare un pacchetto: cut-through, cut-through modificato e store-and-forward. Ogni tipo implementato ha un diverso effetto nella latenza che è riferita alla quantità di tempo che passa tra l'arrivo del pacchetto e il suo invio. Cut-trough : Si tratta di una tecnica di commutazione in cui i dati cominciano a fluire sulla porta di uscita prima che il pacchetto a cui essi appartengono sia entrato per intero nella porta di ricezione. Store-and-forward : Una tecnica di commutazione che immagazzina un pacchetto di dati completo prima di iniziarne la ritrasmissione. Lo switch legge l'intero pacchetto prima d'inoltrarlo. La commutazione rallenta, ma viene garantito lo smistamento di pacchetti privi di errore. Lo switch store-and-forward sembra essere la scelta migliore quando la rete richiede efficienza e stabilità. Questo tipo di switch fornisce un eccellente controllo sui pacchetti errati. Gli switch che supportano porte a diversa velocità devono necessariamente adoperare il meccanismo di store-and-forward altrimenti la porta più veloce metterebbe fuori gioco la più lenta.

57 Apparati di Rete Stackable Switch Modular Switch

58 Apparati di Rete Router Un dispositivo che connette due o più reti in grado di smistare in maniera affidabile pacchetti di dati da una parte all'altra della rete. Per svolgere tale compito utilizza dei particolari protocolli che gli consentono di conoscere dove si trovi il destinatario dei pacchetti che sta indirizzando. 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 Il routing e il processo eseguito da un router di decidere verso quale altro router indirizzare i pacchetti perché questi giungano a destinazione.

59 Apparati di Rete

60 Apparati di Rete

61 Apparati di Rete

62 Separazione dei Domini Gli Hub, essendo apparati semplici, non separano niente Gli switch creano domini di collisione separati ma non dividono domini di broadcast I router riescono a separare sia i domini di broadcast che i domini di collisione

63 Progettare una Rete Pianificare una rete aziendale Quante sono le stazioni da collegare Quanti sono i Server Cosa l azienda produce Quale è la quantità di dati da gestire Quale è l estensione dell azienda (intendendo come misure lineari) Quale è il parco macchine installato Quali sono le apparecchiature di rete già presenti Quali sono le tecnologie che si intendono impiegare Che da cosa deve circolare in rete (soltanto dati o anche telefonia/sicurezza interna quindi telefoni, fax, video, telecontrollo, marcatempo, in questi casi si parla di rete ad uso condiviso) Quale è l ordine di spesa che il cliente è disposto a sostenere, per lo sviluppo e messa in opera del progetto complessivo.

64 Progettare una Rete Pianificare una rete aziendale Individuazione delle postazioni delle workstation Individuazione delle postazioni dei server Scelta della soluzione tecnologica ( Ethernet, fast-ethernet) Scelta dell armadio di distribuzione Tipologia del Cablaggio (Cablaggio Standard, Strutturato)

65 Progettare una Rete Passi nella realizzazione della rete Installazione schede Ethernet 10/100 Mb (ethernet fast Ethernet) sui server e sui client Realizzazione del cablaggio utlizzando prevedendo le ridondanze cavi categoria 5 e superiori Configurazione protocolli di rete degli apparati di rete, dei client e dei server Connessione fisica dei client e Server al concentratore (hub o switch)

66 Progettare una Rete Parte Operativa 1.Stesure vie cavo : canalina PVC, metallica,tubo rigido 2.Stesure cavi UTP, FTP, SFTP, Fibra Ottica 3.Relative attestazioni su permutatore lato Rack e presa lato utente 4. Attestazione fibra ottica con connettori St, Sc, Sma, Mic

67 Test sui cavi Differenza tra cablaggi per linee elettriche, telefoniche e LAN I cavi elettrici trasportano segnali a bassa frequenza (50-60Hz) e sono progettati per minimizzare dispersione di energia I cavi telefonici standard non trasportano molta energia, ma usano fino a 4 khz I cavi di rete trasportano segnali a larga banda (4-77,5 MHz) e sono progettati per permettere una corretta decodifica dei segnali trasmessi

68 Trasmissione del segnale Prima di effettuare i test qualitativi e necessario verificare la connettivita pin-to-pin, nel rispetto di uno standard specifico. Lo standard preso in esame e il T568B e lo schema seguito una volta scelto deve rimanere lo stesso per il cablaggio della intera rete. Un test Wiremap inizia sempre inizia con un controllo sulla continuita per assicurarsi che ogni pin sia connesso con l equivalente pin dell altro capo del cavo. Questo solo test e sufficiente per la telefonia ma non per rete Coppia 1 Bianco-Arancio Arancio (o Arancio Bianco) Coppia 2 Bianco-Verde Verde (o Verde Bianco) Coppia 3 Bianco-Blu Blu (o Blu Bianco) Coppia 4 Bianco-Marrone Marrone (o Marrone- Bianco)

69 Trasmissione del segnale Coppia invertita E il difetto piu comune che si puo riscontrare in un cavo Si ha quando una coppia binata non e collegata in maniera dritta. Ad es. se un fil di una coppia binata e connessa dal pin 1 di un capo al pin 2 dell altro Coppia trasposta Si ha quando la coppia binata e connessa da un lato ad una coppia di pin e sull altr ad una completamente diversa. Normalmente succede quando si contano i pin da lato sbagliato del connettore o della placca, ottenendo il risultato di connettere il pi 1 al pin 8, il 2 con il 7 e cosi via. Un tipo particolare di cavo detto crossover (incrociato) e trasposto in mod particolare per permettere a due Hub connessi in cascata di parlarsi. La coppia d trasmissione e quella di ricezione devono essere trasposte per far si che trasmission parli con ricezione e viceversa. Conviene connettere fra loro gli Hub usando una particolare porta detta Uplink

70 Rilevazione del segnale Attenuazione L attenuazione e la diminuzione di ampiezza di un segnale che attraversa un cavo. E l' "indebolimento" del segnale in termini di db (decibel) a causa della natura dei cavi e della natura del segnale elettrico. Alcuni tipi di cavi possono essere costituiti da materiali di consistenza ed elaborazione di basso livello, aumentando l'attenuazione alle frequenze più alte. L attenuazione dipende dalla qualita del cavo, dalla lunghezza e dalla frequenza dei segnali spediti: pertanto le misurazione alla frequenza piu alta del protocollo utilizzato. Trasmettitore Cavo Ricevitore Attenuazione

71 Trasmissione del segnale Coppia splittata Si creano usando singoli fili da due diverse coppie binate per formare una coppia per formare una coppia di ricezione o trasmissione; non essendo i due fili binati come dovrebbero si viene a perdere l effetto di cancellazione del crosstalk. Sebbene il collegamento costruito in tal modo mantenga la corretta continuita pin-to-pin, si potranno verificare errori di trasmissione dati. Lo splittaggio delle coppie avviene quando l installatore non comprende l importanza della corretta binatura delle coppie, per cui usa i fili 1 e 2 per formare la prima binatura, 3 e 4 per la seconda etc.. Per dedurre la presenza di una coppia splittata: il piu comune e quello del derivarla dal NEXT. Quando una coppia e splittata il valore del NEXT e molto elevato.

72 Ritardo di propagazione Gli elettroni viaggiano a una velocità approssimativamente costante ( 20 cm per ns, 1 ns = s NVP * velocità luce) (max 555 ns dopo..)

73 Ogni cavo (twisted pair) ha almeno 4 autostrade per gli elettroni Ritardo dovuto agli avvolgimenti La lunghezza di ogni via per gli elettroni nel cavo è leggermente diversa a causa degli avvolgimenti (differenze max 50 ns..)

74 Attenuazione Dovuta alle perdite di elettroni nel percorso Numero minore di elettroni! calore calore

75 Urti e ostacoli possono far ritornare indietro alcuni elettroni Urti e ostacoli

76 Crosstalk Gli elettroni possono saltare da un livello all altro e quidi andare su percorsi diversi. Quando un elettrone salta su una via diversa può

77 Rilevazione del segnale Crosstalk o Paradiafonia La diafonia (crosstalk) e la trasmissione indesiderata di segnale da una coppia d fili ad un altra coppia vicina. I segnali di crosstalk sono causati generalment dall accoppiamento induttivo e capacitivo tra coppie adiacenti, percio il disturb aumenta al crescere della frequenza di trasmissione. Tras. Ric.

78 Near End Crosstalk (NEXT) NEXT è dovuto al crosstalk. Alcuni elettroni possono saltare su una strada adiacente e tornare indietro. Il segnale viene attenuato, per cui nel punto di partenza il segnale è attenuato. Gli effetti del crosstalk si riducono all aumentare della distanza dall inizio della comunicazione. La massima attenuazione si ottiene quando NEXT avviene alla fine del collegamednto ( in questo

79 Rilevazione del segnale Paradiafonia Misura l'interferenza fra le diverse coppie in fase di trasmissione. Questa prov viene effettuata simultaneamente da ambo la parti del Link in misura verificand Half Duplex, Full Duplex e trasporto di protocolli multicoppia, come Gigab Ethernet. Le apparecchiature di test misurano la diafonia applicando un segnale di test s una coppia e misurando l ampiezza del segnale di crosstalk ricevuto da altr coppie. Il rapporto fra l ampiezza del segnale e quella del crosstalk e un valore di u indice chiamato NEXT(near and crosstalk) che misura la paradiafonia. Alti valori di NEXT equivalgono a bassi valori di crosstalk e buone prestazioni d collegamento. Il NEXT deve essere misurato da ogni coppia verso ogni ogni coppia de collegamento UTP su entrambe le estremita per 12 combinazioni totali.

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81 ACR ( SNR tradizionale) egnale desiderato = segnale attenuato trasmesso dall altro lato. umore = NEXT + rumore esterno ( rumore esterno spesso trascurabile). CR=segnale attenuato ricevuto (db) - NEXT (db) Rumore esterno Segnale Segnale trasmesso Segnale ricevuto Workstation Segnale ricevuto NEXT Segnale Apparato LAN Segnale trasmesso (Per reti LAN con due coppie di fili che trasmettono ciascuno il segnale in una direzione)

82 ACR ( SNR tradizionale) Segnale (da remoto a locale) TX RX Workstation RX NEXT (local) NEXT (remote) LAN TX Segnale (da locale a remoto) Punti da considerare!!! Il numero di elettroni blu (in una direzione) e viola ( nell altra direzione) devono essere superiori a quelli neri (NEXT)

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84 Far end crosstalk (FEXT) FEXT è determinato dagli elettroni che saltano su una nuova strada e proseguono nello stesso verso. L attenuazione è uguale a quella del segnale diretto.

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86 lectromagnetic Interference (EMI) Alcuni elettroni possono dispersi nello spazio e quindi essere ricevuti dall antenna di una radio o TV ( Electromagnetic Interference). Gli elettroni presenti nell ambiente ( trasmissioni radio) possono entrare nei conduttori. La sensibilità a disturbi radio è chiamata Electromagnetic Susceptibility. Il termine EMC (Electromagnetic Compatibility) indica l insieme dei due fenomeni ( interferenza e susceptibility).

87 Rapporto Segnale-Rumore (SNR) Vi sono 3 grandezze che caratterizzano SNR: Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR). Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT). Return Loss. ACR : presente nel caso di LAN realizzate 2-wire pair (10BASE-T, 100BASE-TX). Ogni coppia di fili porta il segnale soltanto in una direzione.

88 Signal-to-noise ratio (ELFEXT) ELFEXT = Equal Level Far End Crosstalk. Risulta presente nei casi dove 2 o più segnali viaggiano nella stessa direzione e nello stesso tempo (1000BASE-T). Rumore Esterno Segnale Segnale Uscita Workstation Segnale Uscita FEXT Segnale Segnale ingresso LAN equipment Segnale Ingresso S = Segnale desiderato = segnale attenuato dall altro lato. N= Rumore = FEXT + rumore esterno (generalmente trascurato).

89 Signal-to-noise ratio (ELFEXT) Segnale (da locale a remoto) Segnale uscita Workstation Segnale uscita FEXT FEXT Segnale (da locale a remoto) Punti di osservazione!!! Segnale ingresso LAN Segnale ingresso

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92 Perdite dovuto a riflessione del segnale Disturbo presente in sistemi con una coppia di fili che porta segnali in ambedue le direzioni nello stesso istante S=Segnale desiderato = segnale attenuato proveniente dall altro lato N= Rumore = segnale riflesso nella propria coppia di fili ibrido Segnale ibrido Segnale uscita Workstation Segnale ingresso Perdita dovuta a riflessione Segnale uscita LAN equipment Segnale ingresso

93 Perdite dovuto a riflessione del segnale ibrido Segnale Segnale ibrido Segnale uscita Workstation Segnale uscita LAN Segnale ingresso Segnale di ritorno Segnale ingresso

94 Tecniche di Troubleshooting Quando si verifica un problema nella trasmissione nel link si può determinare la posizione utilizzando diversi metodi. Il metodo più utilizzato è basato sull osservazione del tempo di arrivo dei segnali.

95 Rilevazione del segnale TDR (Time Domain Reflectomery) Il test TDR è usato sia per misurare la lunghezza del collegamento che per trovare la distanza d'eventuali cortocircuiti o interruzioni. Quando un tester effettua una misurazione di TDR, invia un segnale ad impulso lungo una coppia del cavo e misura il tempo in nanosecondi impiegato dall impulso per ritornare sulla stessa coppia. A quel punto, secondo valori di ritardo ricavati da tabelle standard oppure calibrati su cavi analoghi, il tester calcola la misura approssimata della lunghezza. Se un eco di ritorno è maggiore di un valore limite prefissato (tipicamente pari al 15% dell impulso trasmesso), siamo in presenza di un anomalia dovuta ad un corto o ad un interruzione sul cavo. Molti tester, oltre ad indicare la lunghezza del collegamento, sono in grado di mostrare anche la distanza di una o due anomalie.

96 Ritardo misurato per una riflessione (return loss) alla fine del link Il segnale viene riflesso alla fine del link

97 Esempio: riflessione del segnale (return loss) Due casi La differenza del tempo di ritorno del segnale rivela dove si trova il problema

98 Test Basic Link e Channel Permutatore Cablaggio orizzontale (max 90 metri) Presa a muro Permutatore Cablaggio orizzontale (max 90 metri ) Cavetto di permutazione Presa modulare fornita in dotazione alla stazione di lavoro HUB Presa a muro cavetti di patch dell'utente Permutatore cavetti di patch dell'utente Lunghezza massima totale = 100 metri Tester Cable Tester Remote

99 Per trovare dove si verfica il fenomeno di NEXT (1) Il passaggio del segnale da una coppia all altra coppia di fili si

100 Per trovare dove si verfica il fenomeno di NEXT (2) Posizione dell orologio quando il fenomeno è vicino al trasmettitore Caso in cui il fenomeno si verifica vicino al pin terminale

101 FEXT - caratterizzazione del tempo di arrivo Caso in cui il problema è vicino al punto di trasmissione Il segnale attenuato sulla coppia di fili di trasmissione arriva nello stesso tempo (approssimativamente) del segnale sull altra coppia

102 FEXT - caratterizzazione del tempo di arrivo Caso in cui il problema è vicino al punto di ricezione Anche in questo caso il segnale attenuato sulla coppia di fili di trasmissione arriva nello stesso tempo (approssimativamente) del segnale sull altra coppia

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