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Mezzi trasmissivi

Scritto da Alessio Carta il . Inserito in Livello 1 - fisico . Visite: 5202

In questo articolo ci occuperemo dei mezzi trasmissivi utilizzati nelle reti, suddivisibili in tre gruppi principali:

• Elettrici  • Ottici  • Wireless

Fanno parte del primo gruppo il cavo coassiale e i doppini intrecciati, mentre il secondo comprende la fibra ottica. Il terzo gruppo è costituita da ponti radio, satelliti e, genericamente, tutte le trasmissioni via etere, argomento che tratteremo in un'articolo a parte.

 

Cavo coassiale

Rappresenta uno dei primi mezzi trasmissivi delle reti locali. Veniva utilizzato nelle reti con topologia a bus, dove alla fine di ogni segmento di cavo è necessaria la presenza di un terminatore per prevenire il riflesso non voluto del segnale (eco di ritorno sulle altre direzinio).

E’ composto da un conduttore centrale di rame (detto anima) ricoperto di isolante dielettrico (generalmente polietilene), all'esterno del quale vi è una calza metallica intrecciata, che aiuta a bloccare le interferenze esterne. Il segnale viaggia come campo elettromagnetico tra l'anima e la maglia.

I cavi coassiali vengono prodotti in diverse tipologie, in funzione della frequenza e della potenza del segnale trasportato; i valori di impedenza sono due: 50 Ohm per le trasmissioni digitali, 75 Ohm per le trasmissioni analogiche televisive e per le connessioni Internet via cavo.

cavocoassiale.gif

 

I due tipi di cavi coassiali sono il thin (sottile) e il thick (spesso), con le caratteristiche che seguono:

Thinnet coassiale: diametro un quarto di pollice, massima lunghezza 182 metri, impedenza pari a 50 ohm. Il Thinnet appartiene alla famiglia degli RG58 i cui membri si differenziano tra loro sostanzialmente per la struttura del conduttore interno che può essere:

  • Pieno: come nel caso dell’ RG58/U
  • Costituito da fili intrecciati: come nel caso dell’ RG58/AU

I collegamenti con cavo Thinnet sono effettuati per mezzo di connettori  BNC, che possono essere a T, cilindrici e terminatori, secondo lo schema sottostante. Ciascun cavo termina con un connettore femmina che viene innestato su un T-connector, cioè un connettore con due attacchi maschio per i cavi ed un attacco femmina per la scheda di rete dei PC. Per connettere tra loro due cavi si usa un Barrel Connector, mentre all'estremità di ogni cavo deve essere inserito un terminatore per evitare il rimbalzo del segnale.

T-Connector

tconnector.gif

Barrel Connector

barrelconnector.gif

Terminator

terminatore.gif


Thicknet coassiale: diametro mezzo pollice, massima lunghezza 500 metri. E’ relativamente rigido e risulta meno flessibile rispetto al Thinnet. Grazie allo spessore maggiore del conduttore interno, il cavo thicknet è in grado di trasferire segnali a distanze superiori rispetto al Thinnet, arrivando a coprire tratti di lunghezza pari a 500 metri.

Per connettere un cavo coassiale Thinnet a un cavo Thicknet viene utilizzato un dispositivo con connettore detto Vampire Tap o Piercing Tap, così chiamato pechè penetra lo strato isolante e stabilisce una connessione diretta con il conduttore interno.

vampiretap.png

Per collegare il trasmettitore-ricevitore alla scheda di rete dei Pc viene utilizzato un cavo trasmettitore-ricevitore Drop Cable che và inserito nel connettore della porta AUI (Attachment Unit Interface) dei PC, connettore noto anche come connettore DB15.

 

Cavo twisted-pairs (doppino intrecciato)

Si tratta di quello che é generalmente chiamato “doppino”. Consiste di coppie di due fili intrecciati ad elica. I cavi twisted-pairs sono suddivisi in tre diverse categorie:

  • UTP (Unshielded Twisted-Pairs) non schermati;
  • STP (Shielded Twisted-Pairs) con schermatura per ogni coppia;
  • FTP (Foiled Twisted-Pairs) con un’unica schermatura per tuttuo il cavo.

Entrambi i tipi di cavo sono formati da 8 fili, costituiti da 4 coppie intrecciate ad elica. La topologia di rete su cui questi cavi vengono applicati è solitamente quella a stella, in quanto possono essere soltanto due gli host collegati al singolo segmento.

 

I cavi UTP, STP, possono essere di diverse categorie:

  • categoria 1   - due coppie per solo uso telefonico.
  • categoria 2   - velocità 4 Mbits/sec. (cavi telefonici)
  • categoria 3   - frequenza 16 Mhz, velocità 10Mbps (Ethernet 10baseT, TokenRing 4Mbps)
  • categoria 4   - frequenza 20 Mhz, velocità 10Mbps (Ethernet 10baseT, TokenRing 16Mbps)
  • categoria 5   - frequenza 100 Mhz, velocità 100Mbps (Ethernet 10/100baseT o Fast Ethernet)
  • categoria 5e - frequenza 100 Mhz, velocità 1Gbps (Ethernet 1000baseT o Gigabit Ethernet)
  • categoria 6   - frequenza 250 Mhz, velocità 10Gbps (Ethernet 1000baseT o Gigabit Ethernet e 10GBASE-T)
  • categoria 7   - frequenza 600 Mhz, velocità 10Gbps (10 Gigabit Ethernet)

 

Un cavo 10/100baseT utilizza solo 4 fili, mentre un cavo 1000baseT utilizza tutti gli 8 fili disponibili.

L’attestazione dei cavi twisted-pairs viene effettuata con il connettore RJ-45. Sono stati sviluppati due standard di cablaggio, EIA/TIA-568A ed EIA/TIA-568B, che differiscono per l'inversione delle coppie 2 e 3. Quello maggiormente utilizzato è l'EIA/TIA-568B.

Nelle due foto, a sinistra vediamo gli 8 fili di un cavo Cat.5e, intrecciati tra loro in 4 coppie distinte. A destra il connettore RJ45.

 

doppino4coppie.png rj45.png

 

Standard di cablaggio con doppino: i diversi schemi

 

Cavo dritto secondo lo standard EIA568B

 

Pin

Connettore 1

rj45b_sx.png

Connettore 2

rj45b_dx.png

1

Bianco/Arancio

Bianco/Arancio

2

Arancio

Arancio

3

Bianco/Verde

Bianco/Verde

4

Blu

Blu

5

Bianco/Blu

Bianco/Blu

6

Verde

Verde

7

Bianco/Marrone

Bianco/Marrone

8

Marrone

Marrone


Cavo dritto EIA/TIA-568A

 

Pin

 

Connettore 1 rj45a_sx.png

 

 
Connettore 2rj45a_dx.png

 

1

Bianco/Verde

Bianco/Verde

2

Verde

Verde

3

Bianco/Arancio

Bianco/Arancio

4

Blu

Blu

5

Bianco/Blu

Bianco/Blu

6

Arancio

Arancio

7

Bianco/Marrone

Bianco/Marrone

8

Marrone

Marrone

 

 

Cavo cross-over EIA/TIA-568A/B per collegamenti direttitra host

 

Pin

 

Connettore 1

rj45b_sx.png

 

Connettore 2

rj45a_dx.png

1

Bianco/Verde

Bianco/Arancio

2

Verde

Arancio

3

Bianco/Arancio

Bianco/Verde

4

Blu

Blu

5

Bianco/Blu

Bianco/Blu

6

Arancio

Verde

7

Bianco/Marrone

Bianco/Marrone

8

Marrone

Marrone

 

 

Fibra ottica

schemafibra.png

Le fibre ottiche sono costituite da un sottilissimo cilindro centrale in vetro (core o nucleo), circondato da uno strato di vetro esterno (cladding o mantello), con un diverso indice di rifrazione e da una guaina protettiva.

Le fibre ottiche sfruttano il principio della deviazione che un raggio di luce subisce quando attraversa il confine fra due materiali diversi (core e cladding nel caso delle fibre). La deviazione dipende dagli indici di rifrazione dei due materiali. La parte più interna (core) ha indici di rifrazione maggiore, mentre la parte esterna (cladding o mantello) ha indice di rifrazione minore. Questa differenza fra gli indici di rifrazione permette di piegare il raggio luminoso facendolo procedere all'interno della fibra con minima dispersione di luce verso l'esterno. I raggi di luce, infatti, passando attraverso un'interfaccia tra due mezzi trasparenti di diversa densità (diverso indice di rifrazione n) subiranno il fenomeno della rifrazione e cambieranno direzione (secondo la legge di Snell). Nella comunicazione è essenziale che la luce all’interno della fibra sia inviata in modo che l’angolo di incidenza interno verifichi la suddetta condizione e il segnale, rimanendo confinato nel nucleo (core), e possa propagarsi quindi per successive riflessioni fino a raggiungere il rivelatore. I raggi parzialmente rifratti, infatti, perdono potenza ad ogni riflessione e quindi scompaiono rapidamente.

 

Le fibre ottiche hanno delle prestazioni eccellenti, possono raggiungere velocità di trasmissioni pari a 50.000 Gb/s, ossia 50 terabit al secondo con un bassissimo tasso d'errore.

Si distinguono in fibre monomodali e fibre multimodali.

  • Se la luce ha un solo modo di propagazione allora la fibra è monomodale, ossia la fibra si comporta come una guida d'onda ammettendo una sola modalità propagativa.
  • Se invece la luce si può propagare in più modi allora il tempo di arrivo dello stesso raggio luminoso in partenza non è lo stesso, e la fibra è multimodale.

Mentre sulle fibre multimodali si può trasmettere mediante normali LED (ad ampio spettro di emissione), in quelle monomodali occorre utilizzare dei laser, più sofisticati e costosi, ma più precisi (con emissione di luce monocromatica e coerente). Per le LAN si usano le fibre multimodali semplicemente perchè le interfacce sono più economiche.

 

Le linee di comunicazione ottica si realizzano secondo lo schema base visibile nella figura sottostante.

Schema comunicazione ottica

Un segnale digitale viene trasferito attraverso un amplificatore ad un dispositivo optoelettronico che genera il segnale luminoso (come detto sopra, si usano LED per trasmissioni multimodali e LASER per monomodali) che viene accoppiato alla fibra ottica; il segnale si propaga quindi all’interno della fibra fino a raggiungere il rivelatore. Un secondo dispositivo optoelettronico effettua la conversione opposta rispetto a quella d’ingresso, ossia da un segnale ottico genera un segnale elettrico (si usano comunemente fotodiodi).

Per quanto riguarda i connettori, quelli più diffusi sono gli "SC", seguiti dagli "ST", ma non sono gli unici. Per esempio, un altro tipo di connettore piuttosto diffuso è l' "LC", utilizzato anche dall'HP. La differenza principale fra un tipo di connettore ed un altro è la compatibilità meccanica fra connettori e prese ed apparecchiature.

 

 

 

Commenti  

# Francesco 2013-06-20 08:54
Salve, in questo elenco :
I cavi UTP, STP, possono essere di diverse categorie:

categoria 1 - due coppie per solo uso telefonico.
categoria 2 - velocità 4 Mbits/sec. (cavi telefonici)
categoria 3 - frequenza 16 Mhz, velocità 10Mbps (Ethernet 10baseT, TokenRing 4Mbps)
categoria 4 - frequenza 20 Mhz, velocità 10Mbps (Ethernet 10baseT, TokenRing 16Mbps)
categoria 5 - frequenza 100 Mhz, velocità 100Mbps (Ethernet 10/100baseT o Fast Ethernet)
categoria 5e - frequenza 100 Mhz, velocità 1Gbps (Ethernet 1000baseT o Gigabit Ethernet)
categoria 6 - frequenza 200 Mhz, velocità 1GMbps (Ethernet 1000baseT o Gigabit Ethernet)
categoria 7 - frequenza 600 Mhz, velocità 10Gbps (10 Gigabit Ethernet)

Domanda:
1) nella cat6 .. avete scritto 1GMbps è un errore oppure vuole dire 1 miliardo di Milinioni di bit?
2) quando scrivet Mbs sono mega bits per second o mega bound per second ?
Saluti .
Rispondi
# Alessio 2013-06-20 09:11
Ciao Francesco, 1GMbps è un errore, ora corretto in 10Gbps.

La cetagoria 6 supporta gli standard 10BASE-T, 100BASE-TX (Fast Ethernet), 1000BASE-T/1000 BASE-TX (Gigabit Ethernet) e 10GBASE-T (10-Gigabit Ethernet). Inoltre la Categoria 6a ha portato la frequenza a 500Mhz.
Mbps sono Megabit per secondo (simbolo Mbit/s o talvolta Mb/s o Mbps).
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