CENNI SU CABLAGGIO E COLLAUDO Pietro Nicoletti piero@studioreti.it CenniCabl 1 Copyright: si veda nota a pag. 2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slides) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori indicati a pag. 1. Le slides possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altra utilizzazione o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampate) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slides è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. Gli autori non assumono alcuna responsabilità per il contenuto di queste slides (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slides. In ogni caso questa nota di copyright non deve mai essere rimossa e deve essere riportata anche in utilizzi parziali. CenniCabl 2 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 1
I mezzi trasmissivi Cavo Coassiale Doppino CLADDING GUAINA PROTETTIVA Fibra ottica CORE RIVESTIMENTO PRIMARIO CenniCabl 3 Copyright: si veda nota a pag. 2 Cavo UTP a 100 Ω A una coppia o due coppie utilizzato tipicamente per fonia A quattro coppie utilizzato nel cablaggio strutturato Multicoppie (10, 20, 25, 50, 100, 300 coppie) utilizzato normalmente sulle dorsali fonia, a volte su dorsali dati a basse o medie velocità coppia 1 coppia 2 coppia 3 coppia 4 CenniCabl 4 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 2
Cavo FTP a 100 Ω A quattro coppie con schermo globale in foglio utilizzato nel cablaggio strutturato Multicoppie 25 coppie (difficilmente si trova con un maggior numero di coppie) utilizzato normalmente sulle dorsali fonia, a volte su dorsali dati a basse o medie velocità Filo di drain che garantisce la continuità elettrica dello schermo Foglio di schermo coppia 1 coppia 2 coppia 3 coppia 4 CenniCabl 5 Copyright: si veda nota a pag. 2 UTP/FTP: caratteristiche elettriche Caratteristiche del cavo Categoria del cavo Caratteristiche Elettriche @ 20 C Unità di Misura MHz 3 4 5 Impedenza Mutua capacità di ogni coppia Velocità di Propagazione massimo valore di Resistenza Ω nf / 100 m 1 16 1 20 1 100 100 +/ 15 100 +/ 15 100 +/ 15 0.1 6.57 5.59 5.59 0.6 c 0.6 c 0.6 c Ω / 100 m 9.4 9.4 9.4 CenniCabl 6 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 3
UTP/FTP: attenuazione Caratteristiche del cavo Categoria del cavo Caratteristiche Elettriche @ 20 C Unità di Misura MHz 3 4 5 Attenuazione massima ammessa db / 100 m 0.064 0.256 0.512 0.772 1 4 8 10 16 20 25 31.25 62.5 100 0.92 1.31 1.84 2.23 2.56 5.59 8.55 9.86 13.15 0.75 1.11 1.51 1.87 2.13 4.27 6.25 7.23 8.88 10.2 0.72 1.05 1.48 1.81 2.07 4.27 5.92 6.57 8.22 9.21 10.52 11.84 17.11 22.04 CenniCabl 7 Copyright: si veda nota a pag. 2 UTP/FTP: diafonia Caratteristiche del cavo Categoria del cavo Caratteristiche Elettriche @ 20 C Unità di Misura MHz 3 4 5 Near End db@100 m 0.150 Crosstalk 0.772 (NEXT), minimo 1 valore ammesso 4 8 10 16 20 25 31.25 62.5 100 54 43 41 32 28 26 23 68 58 56 47 42 41 38 36 74 64 62 53 48 47 44 42 41 40 35 32 CenniCabl 8 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 4
Struttura di una fibra ottica È un minuscolo e flessibile filo di materiale vetroso: una parte interna detta nucleo (core) una parte esterna detta mantello (cladding) core e cladding hanno indici di rifrazione diversi per confinare la luce all interno del core CLADDING GUAINA PROTETTIVA CORE RIVESTIMENTO PRIMARIO CenniCabl 9 Copyright: si veda nota a pag. 2 Fibre multimodali gradedindex La variazione continua degli indici di rifrazione rallenta i raggi più centrali le fibre gradedindex hanno una banda passante molto superiore a quelle stepindex lavorano in 1 a e 2 a finestra (850 e 1300 nm) dimensioni: 50/125 (core 50 µm, cladding 125 µm), 62.5/125 (core 62.5 µm, cladding 125 µm) CenniCabl 10 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 5
Fibre monomodali La fibra si comporta come una guida d onda ammettendo una sola modalità di propagazione: non si ha dispersione modale la banda passante è elevatissima, dell ordine di centinaia di GHz. Km lavorano in 2 a e 3 a finestra (1300 e 1500 nm) dimensioni: 810/125 µm CenniCabl 11 Copyright: si veda nota a pag. 2 Fibra a specifiche ISO/IEC 11801 Caratteristiche minime richieste dallo standard ISO/IEC 11801 riferite alla fibra ottica multimodale 62.5/125 µm: Lunghezza Attenuazione Banda d'onda massima passante (nm) (db/km) (MHz. Km) 850 3.5 200 1300 1.0 500 CenniCabl 12 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 6
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 vengono definiti con i termini: strutturato o generico e possono essere conformi agli standard o normative: TIA/EIA 568A, ISO/IEC IS 11801, EN501731, CEI EN501731 CenniCabl 13 Copyright: si veda nota a pag. 2 Come è costituito un cablaggio Edificio Placchetta utente Cavo di distribuzione di piano Armadio di piano Dorsale di edificio CenniCabl 14 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 7
Gli elementi componenti Mezzi trasmissivi: cavi in rame e fibre ottiche Strutture di permutazione Connettori, spine e prese Adattatori Apparati di protezione elettrica Materiali di supporto: cassette, supporti, canaline, armadi, ecc. CenniCabl 15 Copyright: si veda nota a pag. 2 Quanti e quali standard Standard americano TIA/EIA 568A per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented Standard internazionale ISO/IEC 11801 per i cablaggi di edifici commerciali di tipo office oriented Normativa CEI EN501731 (20036) per insediamenti commerciali costuiti essenzialmente da uffici Recepimento della normativa Europea EN501731 che a sua volta è derivata dalla normativa ISO/IEC11801 Adottata in Italia come Norma Tecnica CenniCabl 16 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 8
Contenuti degli standard Specifiche minime per il cablaggio di un gruppo di edifici costruiti su un unico appezzamento di suolo privato, detto comprensorio (campus) Specificano: mezzi trasmissivi topologie distanze connettori norme per l'installazione norme per il collaudo CenniCabl 17 Copyright: si veda nota a pag. 2 Topologia cablaggio strutturato Gli standard TIA/EIA 568A, ISO/IEC IS 11801 e EN50173 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) CenniCabl 18 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 9
Topologia cablaggio strutturato cablaggio orizzontale Edificio A Edificio C centro stella di piano placchetta utente Edificio B centro stella di edificio dorsali di edificio dorsali di comprensorio centro stella di comprensorio CenniCabl 19 Copyright: si veda nota a pag. 2 Modello stellare gerarchico CD Dorsale di comprensorio BD BD BD Dorsale di edificio FD FD FD FD CP cavi orizzontali TO TO TO TO TO Cavi opzionali ammessi soltanto da ISO/IEC IS 11801 e EN50173 CP Consolidation Point: punto di giunzione opzionale CenniCabl 20 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 10
Elementi principali e nomenclatura I centri stella gerarchici: centro stella di comprensorio: Campus Distributor (CD) centro stella di edificio: Building Distributor (BD) centro stella di piano: Floor Distributor (FD) CenniCabl 21 Copyright: si veda nota a pag. 2 Elementi principali e nomenclatura Dorsale di comprensorio: interconnette il centro stella di comprensorio ai centro stella di edificio Campus Backbone Dorsale di edificio: interconnette il centro stella di edificio ai centro stella di piano Building Backbone CenniCabl 22 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 11
Elementi principali e nomenclatura L armadio di piano: Telecommunication Closet (TC) La presa utente: Telecommunication Outlet (TO) RJ45 per cavi a 4 coppie SC per fibra ottica Armadio di piano Prese utente CenniCabl 23 Copyright: si veda nota a pag. 2 Elementi principali e nomenclatura Il posto di lavoro: Work Area (WA) servito da almeno due prese utente CenniCabl 24 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 12
Elementi principali e nomenclatura Cavetto di interconnessione tra la presa e il posto di lavoro: Work Area Cable (WAC) Cavetto di connessione tra l apparato attivo e il permutatore (all interno dell armadio) Equipment Cable (EC): WAC CenniCabl 25 Copyright: si veda nota a pag. 2 Elementi principali e nomenclatura Pannello di permutazione: patch panel il pannello di permutazione può essere di 2 tipi: pannello di permutazione per cavi rame pannello di permutazione per le fibre ottiche Pannello per cavi UTP con 16 RJ45 Pannello con permutatore telefonico Pannello per fibre ottiche con 16 conn. SC CenniCabl 26 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 13
Elementi principali e nomenclatura cavetto di permutazione: patch cord serve per effettuare le permutazioni tra cavi entranti e cavi uscenti può essere di due tipi: in cavo rame in fibra ottica e viene chiamato bretella ottica Bretella ottica Cavetto di permutazione CenniCabl 27 Copyright: si veda nota a pag. 2 Limiti di distanze CEI EN501731 BD/CD BD max. 2000 m FD FD FD max. 90 m TO TO TO TO TO TO TO TO TO TO TO TO max. 100 m CenniCabl 28 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 14
Struttura del cablaggio generico CenniCabl 29 Copyright: si veda nota a pag. 2 RJ45: prese e connettori Presa Femmina da parete Spinotto (plug) maschio volante CenniCabl 30 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 15
TIA/EIA: assegnazione coppie PREFERITA (T568A) ALTERNATIVA (T568B) COPPIA 2 COPPIA 3 COPPIA 3 COPPIA 1 COPPIA 4 COPPIA 2 COPPIA 1 COPPIA 4 1 2 3 4 5 6 7 8 WG G WO BL WBL O WBR BR JACK POSITIONS 1 2 3 4 5 6 7 8 WO O WG BL WBL G WBR BR JACK POSITIONS Vista frontale del connettore CenniCabl 31 Copyright: si veda nota a pag. 2 Classificazione dei canali trasmissivi dei cablaggi bilanciati La normativa EN501731 (20036) specifica le seguenti classi per i cablaggi bilanciati: Classe A specificata fino a 100 khz. Classe B specificata fino a 1 MHz. Classe C specificata fino a 16 MHz. Classe D specificata fino a 100 MHz. I parametri corrispondono a quelli della categoria 5E Americana Classe E specificata fino a 250 MHz. Classe F specificata fino a 600 MHz. CenniCabl 32 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 16
Scopo del collaudo Verificare la conformità dei cablaggi rame alle categorie degli standard Verificare indirettamente la corretta posa dei cavi Verificare la conformità ai limiti di attenuazione previsti per il cablaggio in fibra ottica e la perdita di accoppiamento sui connettori Per i cablaggi rame bisogna effettuare i seguenti test: Permanent Link a fine installazione Channel per individuare problemi sulla connessione fisica tra due apparati CenniCabl 33 Copyright: si veda nota a pag. 2 I field tester Sono strumenti di misura costituiti da due apparati: master, con display e tastiera, effettua tutte le misure slave, funge da iniettore di segnale e strumento di misura controllato dal master Possono tenere in memoria alcune centinaia di misure e successivamente scaricarle su PC CenniCabl 34 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 17
LIA: Link Interface Adapter Sui field tester di nuova generazione il modulo di interfaccia fisica è intercambiabile: test di link o di channel (jack o plug) cavi generici per collaudo di cat. 5/5E inzialmente proprietari per collaudo di cat. 6 oggi si sta cercando di arrivare ad unificazione jack RJ45 plug RJ45 moduli per collaudo di permanent link moduli per collaudo di channel CenniCabl 35 Copyright: si veda nota a pag. 2 Permanent link EN 50173 ver. 2002 link sotto test horizontal cable horizontal cable patch panel consolidation point telecomm. outlet max 90m CenniCabl 36 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 18
Channel EN 50173 ver. 2002 canale sotto test equipment cable (opzionale) patch cord horizontal cable horizontal cable work area cable patch panel (opzionale) patch panel consolidation point telecomm. outlet A max 90m B A+B max 10m CenniCabl 37 Copyright: si veda nota a pag. 2 Collaudo/certificazione delle fibre ottiche Il collaudo prevede i test di: attenuazione Return Loss Il collaudo va effettuato con OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) e Power Meter per cablaggio orizzontale (FibertotheDesk) potrebbe essere sufficiente verificare il limite di attenuazione massima con il power meter CenniCabl 38 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 19
Certificazione F.O. di dorsale Attenuazione 0.75 db massimi sull accoppiamento ottico (vecchia specifica del 1995) 0,5 db massimi sul 95% degli accoppiamenti ottici (EN 50173 vers. 2002) Return Loss 20 db minimi su fibra ottica multimodale 62.5/125 µm sia a 850 che a 1300 nm 26 db minimi su fibra ottica monomodale sia a 1310 che a 1550 nm (vecchia specifica del 1995) 35 db minimi su fibra ottica monomodale sia a 1310 che a 1550 nm (EN 50173 vers. 2002) CenniCabl 39 Copyright: si veda nota a pag. 2 Collaudo cablaggio orizzontale Il cablaggio orizzontale in fibra ottica deve avere un attenuazione inferiore a 2 db (specifica TIA/EIA) La certificazione deve essere effettuata a 850 e 1300 nm Link sotto test Light Source 90 m attenuazione max. 2 db Power Meter CenniCabl 40 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 20
Calibrazione Power Meter Prima di effettuare una misura bisogna calibrare il LightSource con il Power Meter usare gli opportuni cavetti a seconda del tipo di fibra che si vuole certificare Bussola Light Source Cavetti da 62.5/125 µm 50/125 µm o 810/125 µm CenniCabl 41 Copyright: si veda nota a pag. 2 Power Meter Collaudo completo dell intera connessione Prima di connettere gli apparati attivi bisogna effettuare una verifica completa con il Power Meter che include anche le bretelle ottiche spesso i malfunzionamenti sono causati da bretelle ottiche difettose Bussola Link sotto test che include: tratta in F.O. + cavetti di perm. Bussola Light Source Cavetto da 62.5/125 µm o 810 µm Cavetto da 62.5/125 µm o 810 µm Power Meter CenniCabl 42 Copyright: si veda nota a pag. 2 Page 21
OTDR: Optical Time Domain Reflectometer Opera nel dominio del tempo e basa le misure sul segnale riflesso a seconda dell accuratezza dello strumento e del suo campo d applicazione può avere una zona morta iniziale in cui non opera più o meno lunga (esempio 50 m) per cui bisogna impiegare una bretella di lancio Fibra in zona morta Collegamento CenniCabl 43 Copyright: si veda nota a pag. 2 Fibra in zona morta Page 22