Il Test e la Certificazione degli impianti di Cablaggio

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1 Newsletter # 0 Gennaio 2007 Il Test e la Certificazione degli impianti di Cablaggio Chiacchierata tecnico/confidenziale su alcuni aspetti legati alla certificazione di un impianto di cablaggio, con particolare attenzione alla scelta e all impiego dello strumento di test più idoneo. Ho un po le idee confuse su alcuni aspetti legati alla certificazione di un impianto di cablaggio: possiamo parlare del test? Sul tema della certificazione, in effetti, c è un po di confusione ed è bene fare chiarezza, inoltre, quando si parla di test su un impianto di cablaggio strutturato si entra in un campo molto delicato perché si devono affrontare argomenti come la qualità dei prodotti, la qualità dell installazione, la preparazione del personale tecnico e, non ultimo, gli investimenti economici necessari. In effetti, realizzare il controllo qualitativo di un impianto costa Si, la certificare mediante test di un sistema di cablaggio strutturato non è un operazione gratuita: vuol dire possedere uno strumento piuttosto costoso e, soprattutto, saperlo manutenere correttamente ed utilizzare appieno. Eseguire il test poi significa dedicare il tempo necessario all operazione e, cosa non trascurabile, saper riconoscere i problemi che il test andrà ad evidenziare e, ovviamente, porvi rimedio. È soprattutto il costo dello strumento che incide nelle scelte È vero, l elemento maggiormente frenante per molte organizzazioni è il costo dello strumento certificatore, per cui ancora oggi, sebbene le applicazioni e le tecnologie non possano assolutamente prescindere da un test completo ed esaustivo, siamo ancora in uno scenario che vede moltissimi impianti, soprattutto quelli medio-piccoli, controllati solo dal punto di vista della cablatura, lasciando all attivazione della rete il compito di verificarne, in un certo qual modo, il funzionamento. Capisco le grosse installazioni, ma è proprio necessario testare i piccoli impianti? Assolutamente si. Non c è nessuna differenza tra un impianto piccolo e uno grande: entrambi devono essere realizzati in accordo con le normative e devono avere i requisiti che le apparecchiature impiegate si aspettano di trovare. Come sarebbe a dire le apparecchiature Facciamo un po di chiarezza su che cosa significa certificare.

2 Per certificazione si intende la verifica del fatto che l impianto realizzato sia conforme ai requisiti dello standard di cablaggio di riferimento, per es. ISO/IEC 11801, ANSI/TIA/EIA 568B, EN 50173, ecc. e per la Categoria/Classe richiesta. Verificare la rispondenza dell impianto nei confronti delle normative è importante perché le apparecchiature di rete sono costruite per erogare le loro prestazioni su cablaggi standard, vale a dire sono state progettate ipotizzando di essere interconnesse con cavi e sistemi caratterizzati dai parametri elettrici statici e dinamici che vengono descritti nei documenti normativi ufficiali. Per fare un esempio: un apparecchiatura per la trasmissione di Gigabit Ethernet, emette segnali elettrici compatibili con impianti di Cat. 5e (o superiore), pertanto pretende che il cablaggio sia in linea con i parametri di quella categoria. Se il cablaggio non è stato certificato per la Cat. 5e, e quindi non si è verificato che tutti i parametri elettrici siano in armonia con quanto prescrive lo standard, il sistema potrebbe non funzionare adeguatamente. E se si cambiano le apparecchiature? Se le nuove apparecchiature sono compatibili con la Classe di cablaggio adottata non c è alcun problema, il problema nasce se si decide di utilizzare una nuova tecnologia di rete non compatibile con il cablaggio esistente. Per esempio? Per esempio se decido di adottare la nuova tecnologia 10G Ethernet che richiede cablaggio di Categoria 6 o, meglio, 6A mentre il mio impianto è in Categoria 5 o 5e non è garantito il funzionamento (anzi, in questo caso sono praticamente certo che il sistema non funzionerà affatto!). Beh, basta provare, magari funziona! Non è così semplice, e non è così semplice decidere se funziona o meno. Cosa significa, in effetti, dire che funziona? La rete funziona quasi sempre, se intendiamo per funzionamento il trasferimento di informazione tra un capo all altro di un collegamento; ma noi vogliamo che la rete funzioni con le caratteristiche di capacità e di velocità che abbiamo richiesto e che abbiamo pagato e che supporti applicazioni che hanno requisiti ben precisi, e spesso anche delle soglie minime di qualità. Un collegamento fatto male o comunque di categoria non adeguata introduce un tasso di errori (BER - Bit Error Rate) molto alto e costringe le apparecchiature a trasmettere più volte lo stesso messaggio finché non arriva integro a destinazione. Questo meccanismo, se si innesca spesso, abbatte le prestazioni globali della rete. È inutile comprare apparecchiature 10G, per esempio, se poi per via di un cablaggio mal realizzato si ottengono le stesse prestazioni di una rete Fast Ethernet Ho capito, il cablaggio deve essere certificato... Certo, ma aggiungo anche che deve essere certificato bene.

3 Basta comprare lo strumento! Cosa significa certificato bene? Non basta, purtroppo, comprare lo strumento, occorre saperlo utilizzare. Lo strumento di certificazione è uno strumento molto delicato. Delicato non perché fragile, anzi, dal punto di vista della costruzione è di solito piuttosto robusto, ma deve essere considerato delicato dal punto di vista dell utilizzo. Anzitutto è necessaria una certa cura nella manutenzione: occorre essere sicuri che il software che lo correda sia regolarmente aggiornato, e che venga sottoposto alle operazioni di taratura periodica alle scadenze che il costruttore suggerisce e infine, in molti casi, prima di ogni sessione di misura è necessario procedere ad una (rapida) autocalibrazione del set. Inoltre è necessario saper configurare lo strumento per il tipo di misura che si intende effettuare e bisogna rispettare le procedure di impiego secondo quanto indicato dal costruttore. È importante rispettare tutte queste regole? Cosa succede se non si segue questo protocollo? Oggi ad uno strumento di certificazione sono richieste prestazioni molto spinte, devono rilevare misure di grandezze elettriche molto piccole su scale di frequenze molto estese. Fino a non molto tempo fa questo tipo di misure si potevano realizzare solo in laboratorio e con procedure molto complesse. Lo sforzo da parte dei costruttori per realizzare strumenti piccoli, maneggevoli e, soprattutto, pensati per essere impiegati in campo anche da parte di personale non specificatamente addestrato è stato grande, ma un minimo di cura nella misurazione è necessario, e certe procedure non è stato possibile semplificarle più di tanto. Se non si seguono alla lettera le indicazione del costruttore, se si pensa che comunque basta schiacciare un bottone per avere il risultato, si possono commettere errori anche grossolani con conseguenze pesanti non solo per l utente della rete ma per lo stesso installatore che, magari, si trova a combattere contro falsi problemi da lui stesso indotti. È necessario seguire dei corsi di formazione per utilizzare lo strumento? Non necessariamente, anche se i costruttori più importanti mettono a disposizione corsi specificatamente orientati ad insegnare come utilizzare al meglio il proprio strumento, a tutto vantaggio dell installatore. Che tipo di vantaggi ha un tecnico nel seguire questi corsi? Per prima cosa impara ad utilizzare tutte le funzionalità dello strumento, non solo quelle legate alla misura vera e propria, ma anche, per esempio, quelle diagnostiche. Gli strumenti migliori offrono delle funzionalità diagnostiche molto potenti che, in caso di misure non andate a buon fine, identificano la natura del problema e addirittura localizzano il punto del cablaggio da controllare. Sono funzionalità che, se si sanno utilizzare, possono far risparmiare molto tempo e si traducono in una maggiore professionalità del servizio oltre che in un sensibile vantaggio economico. Un altro vantaggio, per ora offerto da un solo costruttore di strumenti, è la certificazione dell operatore tecnico.

4 La certificazione del tecnico che certifica il cablaggio? Certo, abbiamo già discusso del fatto che la certificazione dell impianto è valida solo se condotta da un tecnico che sa come farla e come utilizzare lo strumento, la certificazione del tecnico garantisce il cliente che la certificazione del suo cablaggio ha valore perché fatta secondo gli standard e le procedure corrette. Ed è, per l installatore, un modo per distinguersi per professionalità e competenza. E per avere questa certificazione è sufficiente seguire un corso? Occorre possedere lo strumento di quel fornitore, seguire il corso, che dura una sola (intensa!) giornata, e superare un esame finale. Eppure io so che oggi esistono in commercio degli strumenti che non richiedono nessuna manutenzione, semplicissimi da usare e che costano molto poco se confrontati con quelli tradizionali. È vero, ma non sono strumenti adatti per la certificazione del cablaggio, lo scopo per cui sono prodotti è un altro. Eppure sono presentati come strumenti certificatori, basati su nuove tecnologie digitali Non è corretto proporli in quel modo. Questi strumenti, semplicissimi è vero, non fanno altro che inviare sul cablaggio segnali digitali come quelli che inviano le apparecchiature di rete, alla velocità propria delle apparecchiature di rete, per esempio 1Gb/s. Sui segnali ricevuti vengono poi effettuati dei controlli statistici per analizzare la bontà del collegamento. Tutto questo non ha niente a che vedere con la certificazione. Però scopro se il collegamento regge la tecnologia di rete adottata, non è sufficiente? No, per diversi motivi. Il primo è che il cablaggio è, e deve essere, assolutamente generico, cioè non deve essere legato ad una particolare applicazione di rete. Su un cablaggio di Cat. 6, per esempio, oggi gira Gigabit Ethernet, ma domani potrò decidere di adottare apparecchiature da 10GE. Se il mio cablaggio è stato verificato solo con lo strumento digitale a 1Gb/s, non ho nessuna garanzia che l applicazione a 10G verrà trasportata senza problemi. Se, al contrario, ho testato il cablaggio con uno strumento analogico secondo i parametri della Cat. 6, allora non solo la mia applicazione attuale, ma tutto quanto verrà prodotto compatibile con la Cat. 6 (per es. 10GE) può essere adottato senza problemi, e, soprattutto, senza dover ri-testare l impianto. Il test tradizionale analogico è quindi un assicurazione per il futuro? Non solo, è anche un assicurazione per il presente. La verifica digitale basata sull applicazione a cui accennavamo prima, non è neanche in grado di garantire al 100% la funzionalità per quella singola tecnologia di rete.

5 Non capisco, se questo apparecchio sollecita il cablaggio con segnali Ethernet a 1Gb/s, almeno questa tecnologia di trasmissione è poi garantita. O no? Non esattamente. I fenomeni elettrici che intervengono sul cavo e che ne limitano le funzionalità ad alta frequenza o con un data rate spinto sono essenzialmente due, la diafonia, e il return loss. Entrambi questi fenomeni vengono esaltati dalla velocità di commutazione del segnale elettrico, cioè dalla velocità con cui il segnale elettrico sale dal livello basso al livello alto e, viceversa, scende dal livello alto al livello basso. Questa velocità è indipendente dalla velocità di ripetizione degli impulsi e, anche se si tende a controllarla, dipende molto dalla tecnologia costruttiva dei circuiti di interfaccia delle apparecchiature. Il tester digitale, può essere visto come una apparecchiatura tipica e che, pertanto, non può rappresentare l insieme di tutte le apparecchiature che l utente installerà. Il fatto, in altre parole, che quei segnali, quelli emessi dal tester, vengano trasferiti correttamente non rappresenta una garanzia assoluta che le apparecchiature reali poi si comporteranno allo stesso modo. Mentre abbiamo la garanzia assoluta che tutte le apparecchiature saranno compatibili con il cablaggio se saranno verificati i parametri analogici. Eppure anche questi tester digitali operano in accordo con uno standard Si, in accordo però, con lo standard dell applicazione specifica (IEEE) e non con gli standard del cablaggio (ISO/IEC, EIA/TIA, CENELEC, ). Come ho già detto si limitano a spedire segnali digitali simili a quelli che invieranno le apparecchiature, non fanno alcun controllo sui parametri dinamici del cablaggio. Di fatto tali apparecchietti risultano semplici ed economici perché sono sostanzialmente delle semplici schede Gigabit Ethernet con un software di gestione che effettua l analisi statistica dei pacchetti inviati e ricevuti, niente di più. Ma i parametri del cablaggio non dovrebbero essere garantiti dal costruttore del cavo e dei connettori? È vero, comprando componenti di buona qualità si è sicuri di ottenere prodotti pienamente in linea con i requisiti degli standard, purtroppo il costruttore non può garantire il risultato finale, cioè il comportamento del collegamento (channel o permanent link) installato, perché non può controllare l installazione che rappresenta l operazione più delicata e che può compromettere, se non realizzata adeguatamente, anche le caratteristiche del prodotto migliore. Le caratteristiche del cablaggio devono sempre essere verificate dopo l installazione. Scusa se insisto, ma la possibilità di certificare l impianto con uno strumento molto economico, semplice da usare e che non richiede manutenzione è troppo allettante Se i parametri del cavo e dei connettori sono garantiti dai rispettivi costruttori, se, in definitiva, è necessario controllare solo l installazione, non può essere sufficiente lo strumento digitale? Se, per esempio, devo certificare un installazione di Cat. 5e, il fatto che segnali tipo Gigabit Ethernet viaggiano senza problemi non è sufficiente a dire che il cablaggio è stato realizzato bene? Non significa automaticamente che il cablaggio ha le caratteristiche della Cat. 5e? No, è un sillogismo che in questo caso non funziona. Il motivo è nel fatto che se il flusso di dati tipo GE viene trasportato bene, noi non sappiamo perché viene trasportato bene.

6 Utilizziamo una similitudine molto spesso introdotta per spiegare cosa succede in una linea di trasmissione digitale. Il nostro cablaggio è una strada e i pacchetti di dati sono un flusso di automobili sistemate sulla carreggiata secondo schemi prestabiliti che dipendono dall applicazione. I parametri del collegamento sono le caratteristiche della strada e degli ostacoli che contiene, per esempio la larghezza della carreggiata, l altezza delle gallerie, il peso che i ponti possono sopportare, ecc. I progettisti delle applicazioni e i costruttori di apparecchiature tengono conto di queste caratteristiche per organizzare il flusso di auto e quindi il numero di auto affiancate terrà conto della larghezza della strada, ma anche della tolleranza sulla larghezza delle singole auto, l altezza complessiva del convoglio dovrà tenere conto dell altezza delle gallerie e, ovviamente, della tolleranza sull altezza delle auto, il peso è importante per i ponti, ecc. Se io, dopo aver realizzato la strada, misuro tutte queste caratteristiche del percorso e mi accerto che sono all interno delle specifiche, allora posso ritenermi ragionevolmente sicuro che il flusso dei mezzi si svolgerà senza inconvenienti. Non solo, qualsiasi ulteriore diversa sistemazione delle auto, purché realizzata per essere compatibile con quella strada, circolerà senza problemi. Questo è l approccio analogico, quello che prevede, cioè, la verifica che il percorso sia come previsto dagli standard. L approccio digitale, al contrario, non verifica le caratteristiche della strada, si limita ad inviare il convoglio di auto e a verificare che arrivi a destinazione. Spero che ora siano più evidenti i limiti e le differenze. Perché le auto arrivano a destinazione? Magari siamo in una situazione limite e non lo sappiamo, basta cambiare le apparecchiature ed ecco che le auto, leggermente più larghe non passano più, oppure sono leggermente più pesanti o più alte e che succede se i costruttori delle apparecchiature decidono di cambiare la struttura del convoglio? Ma c è di più. Supponiamo di essere nel caso, purtroppo tutt altro che infrequente, che il cablaggio non sia realizzato bene per cui anche il tester digitale segnali dei problemi, le informazioni diagnostiche sono molto più scarne e rendono la ricerca guasti molto più complessa. Il risparmio sul prezzo di acquisto dello strumento rischia di perdersi completamente già al primo lavoro. Senza contare poi che uno strumento digitale non è possibile rilasciare la garanzia del costruttore dei componenti. Cosa c entra la garanzia del costruttore? Tutti i costruttori di prodotti per cablaggio strutturato offrono una garanzia più o meno estesa sui propri componenti, o meglio sulle prestazioni che i propri componenti sono in grado di ottenere. Ovviamente, tenendo conto di quanto detto in precedenza sull importanza dell installazione, la garanzia viene rilasciata solo se l installatore è riconosciuto dal produttore e se la rete è stata certificata, certificata nel vero senso della parola intendo. Devono essere stati verificati i parametri elettrici previsti dagli standard per il cablaggio ed i relativi margini. La semplice verifica di funzionamento con un tester digitale non assicura il costruttore che l impianto sia stato realizzato a regola d arte, pertanto la garanzia non può essere rilasciata.

7 Ma se è così evidente la differenza ed il valore dei due tipi di certificazione, perché ci sono società che spingono questi prodotti a basso costo, perché non producono e commercializzano strumenti analogici? Anzitutto una precisazione: non esistono due tipi di certificazione, la certificazione è solo una, quella che prevede la misura dei parametri elettrici del collegamento. Altri tipi di validazione non possono e non devono essere confusi con la certificazione. Per tornare alla domanda, la risposta è semplicissima: queste società non mettono in commercio strumenti analogici semplicemente perché non li sanno fare!! Realizzare strumenti di misura analogici con le caratteristiche di precisione e di accuratezza necessarie per questo tipo di misura e sul campo di frequenze che i cablaggi di Cat 6 e di Cat 7 richiedono non è facile, occorrono moltissimi anni di esperienza nel settore specifico e grandi investimenti; ecco perché la rosa dei produttori è così ristretta e comprende esclusivamente aziende che da molti decenni concentrano ricerca e produzione esclusivamente su apparecchiature di misura. La cultura per produrre strumenti di misura analogici così sofisticati non si improvvisa e non si costruisce in poco tempo. Dunque gli strumenti digitali non servono proprio a nulla? Non è vero neanche questo. Ho semplicemente detto che non sono strumenti adatti a realizzare la certificazione dell impianto, non ho detto che non servono a nulla. Anzi, la verifica anche con questo tipo di strumento, dopo la certificazione, può essere molto utile, così come può essere utile in sede di ricerca guasti dopo aver attivato la rete. Che vantaggio possono portare questi strumenti se ho già verificato tutti i parametri con il test analogico? Questi strumenti possono effettuare quella che gli standard chiamano, in qualche caso, qualificazione, cioè verificano le condizioni e le statistiche di traffico reale. In particolare può essere utile conoscere il BER (Bit Error Rate), cioè il rapporto dei bit non ricevuti correttamente rispetto a tutti quelli spediti. Questo dato può essere molto utile, per esempio, per individuare problemi e fonti di disturbo esterni al cablaggio e quindi non evidenziati dal test di certificazione. Per avere un idea lo Standard IEEE 802.3ab per il 1000Base-T raccomanda un BER < 10-10, mentre IEEE 802.3an per il 10GBase-T richiede invece valori inferiori a 10-13! Quindi neanche la certificazione analogica ci mette al riparo da ogni possibile causa di malfunzionamento È vero, non esiste il test assoluto che ci possa permettere di stare completamente tranquilli. L equilibrio della rete è sempre molto precario e bisogna prestare molta attenzione a tutto quel complesso comportamentale che va sotto il nome di gestione del cablaggio. Ma questo è vero proprio perché le prestazioni della rete oggi impegnano il cablaggio al limite delle sue possibilità, e quindi l esigenza di un test esaustivo è ancora più sentita.

8 Volendo riassumere in poche frasi questa chiacchierata Il test va condotto con lo strumento idoneo al tipo di verifica che si intende realizzare: Un tester digitale mi assicura che l impianto è compatibile con la singola, specifica applicazione che sto verificando in questo momento. Non mi dà alcuna garanzia che sarà compatibile con tecnologie di rete più evolute, non certifica la Classe (Categoria) di appartenenza del cablaggio e non permette di offrire al cliente la garanzia del costruttore dei componenti sull impianto. Ha il vantaggio di costare poco e di non richiedere manutenzione. Il tester analogico certifica l appartenenza del cablaggio ad una determinata Categoria/Classe di prestazioni e garantisce il trasporto di tutte le applicazioni di rete (presenti e future) compatibili con quella Categoria/Classe, in altre parole la conformità agli Standard sul cabling. La certificazione permette di offrire al cliente piena garanzia sull intero impianto così come messo in opera. Ha lo svantaggio di essere uno strumento costoso e di richiedere una certa cura per la manutenzione e competenza per l utilizzo. A te la scelta! P.S. La Redazione Tecnica di SPRING Newsletter vi invita a partecipare con i vostri commenti agli argomenti proposti. Scriveteci a:

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