Mezzi trasmissivi
La scelta del mezzo trasmissivo dipende dalle
prestazioni che si vogliono ottenere, da poche centinaia di bps, a miliardi di
bps. E' quindi utile essere a conoscenza delle caratteristiche fisiche ed
elettriche di ogni mezzo trasmissivi.
Il
cavo che assicura le prestazioni migliori ha
bassi valori di impedenza e deve essere il più possibile indeformabile
quando sottoposto a trazione durante la posa per evitare il deterioramento
delle sue qualità trasmissive.
Sia
il trasmettitore che il ricevitore devono adattarsi al valore di impedenza del
mezzo trasissivo per ottimizzare la trasmissione dati, cioè per aumentare il
più possibile la potenza ricevuta/potenza trasmessa. Inoltre l'impedenza deve
essere invariante rispetto alla frequenza di utilizzo, o avere un range di
oscillazione molto limitato.
I
mezzi trasmissivi si dividono in tre categorie:
Elettrici
Ottici
Wire-less
Fanno parte della prima i doppini telefonici e il cavo coassiale, mentre la seconda comprende la fibra ottica. La terza categoria comprende ponti radio, satelliti e, genericamente, tutte le trasmissioni via etere.
Il
doppino
Il
doppino (Twisted Pair) consiste in una coppia di fili di rame, isolati
singolarmente, ritorti tra di loro, in modo da formare una treccia. Il passo di
questa è detto binatura e serve a ridurre i disturbi elettromagnetici
Ne
esistono di tre tipi standard:
UTP (Unshielded Twisted Pair): doppino non schermato.
FTP (Foilded Twisted Pair): doppino
con un unico schermo.
STP (Shielded Twisted Pair): doppino
con una schermatura per ogni singola coppia, oltre alla schermatura globale.
I
cavi sono classificati in cinque
categorie, ognuna delle quali comprende le caratteristiche delle categorie
inferiori:
- Telecommunication: cavi per la telefonia analogica;
- Low Speed Data: Cavi per trasmissione dati a bassa velocità;
- High Speed Data: é la prima categoria di cavi atti a supportare una velocità di 10 Mb/sec, per soddisfare lo standard 10baseT;
- Low Loss/High Performance Data: cavi per trasmissione dati fino a 16 Mb/sec;
- Low Loss/Extended Frequency/High Performance Data: cavi per trasmissione dati fino a 100 Mb/sec.
Il doppino Twisted Pair, testato fino a 100 Mhz, garantisce velocità dell'ordine dei 100 Mbps.
Con
il Twisted Pair sono possibili solo connessioni punto a punto; infatti la
topologia di rete che utilizza come mezzo trasmissivo il Twisted Pair è la
topologia a stella.
L’UTP
è oggi il più popolare tipo di cablatura usato nelle reti locali, viene infatti
usato nella maggioranza delle reti Ethernet come pure nelle Token Ring.
Il
cavo coassiale
Il
cavo coassiale prima dell'avvento dei doppini di nuova generazione era molto
usato. Oggi si preferisce usare i doppini per medie prestazioni e le fibre
ottiche per alte prestazioni. Vengono comunque usati nelle LAN a bus o ad
anello e, a volte, nel cablaggio orizzontale (il cablaggio delle
apparecchiature e dei locali disposti su uno stesso piano).
Il
coassiale consiste in un'anima di acciaio sulla quale viaggia il segnale,
circondata da una calza di rame (massa). Uno strato di plastica garantisce
l’isolamento tra il centro del conduttore e lo schermo di metallo intrecciato.
Lo schermo di metallo aiuta a bloccare qualsiasi interferenza esterna.
I
dati digitali sono molto al rumore e alle distorsioni di segnale che vengono
introdotte quando i segnali viaggiano su grandi distanze. A causa di questo
fatto le reti che usano come mezzo trasmissivo il cavo coassiale possono
estendersi solo per distanze limitate a meno che non vengano utilizzati dei
ripetitori di segnale che rigenerano il segnale periodicamente (repeater). Gli
svantaggi di installare e mantenere un sistema in cavo coassiale includono il
fatto che il cavo è difficile e costoso da fabbricare, è difficile da
utilizzare in spazi confinati, in quanto non può essere piegato troppo intorno
ad angoli stretti, ed è soggetto a frequenti rotture meccaniche ai connettori.
Esistono
alcuni tipi di cavo coassiale:
RG213 (Thick Ethernet) 50 Ohm:
ottimi parametri elettrici, ma costoso e difficile da posare, Viene usato nello
standard ETHERNET 10base5.
RG58 (Thin Ethernet) 50 Ohm:
viene usato con ottimi risultati nello standard ETHERNET 10base2.
RG59 75 Ohm: usato per
applicazioni video e a larga banda (IEEE 802.7). E' riconosciuto nelle
specifiche IEEE 802.3 (ETHERNET), 802.4 (TOKEN BUS), 802.5 (TOKEN RING).
RG62 93 Ohm: usato nelle reti
proprietarie IBM 3270.
La
fibra ottica
Oltre
ai doppini e ai coassiali, esistono anche cavi in fibra ottica. La fibra ottica
presenta notevoli vantaggi:
la totale immunità dai disturbi
elettromagnetici. Non è infatti costituita da materiale conduttore;
larga banda di utilizzo. Si usa per
trasmissioni dati ad alta velocità fino a 2 Gb/sec;
bassa attenuazione e diafonia assente
(disturbi fra cavi che viaggiano in parallelo);
dimensioni ridotte e costi contenuti.
Un
cavo in fibra ottica è costituito dal core, dal cladding, da un rivestimento
primario e dalla guaina protettiva; il core è il nucleo, il cladding è il
mantello. Hanno due indici di rifrazione diversi, il primo è maggiore del
secondo, affinché la luce rimanga confinata all'interno del core.
Il
cavo in fibra ottica consiste infatti di una parte centrale in vetro circondata
da parecchi strati di materiali protettivi. Questo cavo trasmette luce anziché
segnali elettrici, eliminando così il problema dell’interferenza elettrica;
questo lo rende il mezzo trasmissivo ideale in ambienti che hanno un’elevata
interferenza elettrica. Il cavo in fibra ottica ha la capacità di trasmettere
segnali su distanze maggiori rispetto al cavo coassiale e al twisted pair, ed
inoltre consente di trasferire l’informazione a velocità più elevate.
La
fisica delle fibre ottiche è l'ottica geometrica. Molto importante è l'angolo
rispetto l'asse del cavo con cui i raggi luminosi vengono indirizzati
all'interno del core. Esiste infatti un angolo massimo di incidenza , detto
angolo critico, al di sotto del quale i raggi vengono totalmente riflessi dal
cladding e rimangono, quindi, all'interno del core.
Le
fibre ottiche che consentono a più raggi di entrare sono dette multimodali
ed hanno una dimensione di 50/125 o 62.5/125 micron.
Si
chiamano fibre ottiche monomodali le fibre il cui core è sottile per permettere
l'entrata di un solo raggio luminoso proveniente, però, non da un LED come le
FO precedenti, ma da un LASER. La dimensione tipica di una FO monomodale e` di 10/125
micron.
Un
vantaggio sottovalutato delle fibre ottiche è l'impossibilità di
intercettazione del segnale inviato a causa, purtroppo, della difficoltà di
giunzione e connettorizzazione.
Wireless LAN
Non
tutte le reti sono connesse attraverso una cablatura; alcune reti sono infatti wireless.
Le LAN di tipo wireless per far comunicare i computer usano segnali radio ad
alta frequenza o raggi di luce infrarossa. Ogni computer deve avere un
dispositivo che permette di spedire e ricevere i dati.
Le
reti wireless sono adatte per consentire a computer portatili o a computer
remoti di connettersi alla LAN. Sono inoltre utili negli edifici più vecchi
dove può essere difficoltoso o impossibile installare i cavi. Le reti wireless
hanno però alcuni svantaggi: sono molto costose, garantiscono poca sicurezza,
sono suscettibili all’interferenza elettrica della luce e delle onde radio e
sono più lente delle LAN che utilizzano la cablatura.