Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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Nota di Copyright

Lezione 8 Mezzi trasmissivi elettrici

Lezione 8: indice degli argomenti

• Cavi coassiali

• caratteristiche

• tecniche di trasmissione

• Doppini

• caratteristiche

• schermature

• tecniche di trasmissione

• le categorie dei doppini

Cavo coassiale

guaina calza di rame ed eventualmente foglio di alluminio

o di rame

isolante in materiale espanso

conduttore interno

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Caratteristiche di un cavo coassiale

• Impedenza caratteristica (Z = R + jI)

• funzione della frequenza, sintetizza resistenza, capacità ed induttanza

• Velocità di propagazione

• Capacità, resistenza

• Dimensioni, peso

• Minimo raggio di curvatura

Caratteristiche di un cavo coassiale

• Impedenza caratteristica (Z = R + jI)

• funzione della frequenza, sintetizza resistenza, capacità ed induttanza

• Velocità di propagazione

• Capacità, resistenza

• Dimensioni, peso

• Minimo raggio di curvatura

IN DISUSO NELLE LAN, SOSTITUITO DA FIBRA OTTICA NELLE WAN

Trasmissione sbilanciata

V₁ V₂

Lo schermo trasporta la tensione di riferimento dei segnali

Doppino

Doppino (TP: Twisted Pair)

guaina

eventuale coppie

Caratteristiche del doppino

• Numero di coppie

• Presenza o assenza di schermatura

• Impedenza caratteristica (Z = R + jI)

• Velocità di propagazione

• Diametro dei conduttori

• Capacità, resistenza

• Dimensioni, peso

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Trasmissione bilanciata

V_in V_out

-V_in/2 +V_in/2

in in in

out

V V V

V  =



 

  −

−

= 2 2

Emissione di disturbi elettromagnetici

I

Immunità ai disturbi elettromagnetici

V_in V_out

-V_in/2 +V_in/2

-V_in/2 + V_n +V_in/2 + V_n

in n in n

in

out

V V V

V V

V  =



 



 − +

− +

= 2 2

Diametro dei conduttori

• AWG: American Wire Gage

• È una regressione geometrica

• 39 valori nell’intervallo: 0.460 pollici (0 gage) e 0.005 pollici (36 gage)

• Ogni incremento di un gage corrisponde ad un rapporto tra i diametri di:

1.229322 005 92

. 0

046 .

0

139 139

=

 =



 





AWG

AWG mm (Ø) mm² Kg/Km Ω/Km

22 0.6438 0.3255 2.894 52.96 23 0.5733 0.2582 1.820 84.21 24 0.5106 0.2047 1.746 87.82 25 0.4547 0.1624 1.414 108.4 26 0.4049 0.1288 1.145 133.9

Tipi di doppino

UTP (Unshielded Twisted Pair) 24 AWG, 4 coppie, 100 Ω, non schermato

(4)

Tipi di doppino

FTP (Foiled Twisted Pair) 24 AWG, 4 coppie, 100 Ω,

schermatura realizzata con un foglio di alluminio

Tipi di doppino

STP (Shielded Twisted Pair) 24 AWG, 4 coppie, 100 Ω, schermatura individuale delle coppie schermatura globale in calza di rame

Tipi di doppino

STP (Shielded Twisted Pair) “tipo 1 IBM”

a 2 coppie, 150 Ω, schermatura individuale delle coppie schermatura globale in calza di rame

Categorie dei doppini categoria 1: per telefonia analogica categoria 2: per telefonia digitale e

trasmissione dati a bassa velocità categoria 3: caratteristiche elettriche

definite fino a 16 MHz

categoria 4: caratteristiche elettriche definite fino a 20 MHz

categoria 5: caratteristiche elettriche definite fino a 100 MHz

Caratteristiche UTP/FTP cat. 3-4-5

caratteristiche elettriche

@ 20 °C

unità di misura

freq.

(MHz)

Caratteristiche del cavo Categoria del cavo

3 4 5

impedenza Ω 1÷16

1÷20 1÷100

100 +/- 15 100 +/- 15

100 +/- 15 mutua capacità di

ogni coppia 0.1 6.57 5.59 5.59

Velocità di

propagazione 0.6 c 0.6 c 0.6 c

massimo valore di resistenza

Ω / 100 m 9.4 9.4 9.4 nf / 100 m

Caratteristiche UTP/FTP cat. 3-4-5

caratteristiche Elettriche

@ 20 °C

Unità di Misura freq.

(MHz)

3 4 5

0.064 ...

1 4 8 10 16 20 25 31.25 dB / 100 m attenuazione

massima ammessa

0.92 ...

2.56 5.59 8.55 9.86 13.15 - - -

0.75 ...

2.13 4.27 6.25 7.23 8.88 10.2 - -

0.72 ...

2.07 4.27 5.92 6.57 8.22 9.21 10.52 11.84

(5)

Caratteristiche UTP/FTP cat. 3-4-5

caratteristiche Elettriche

@ 20 °C

Unità di Misura freq.

(MHz)

3 4 5

dB@100 m Near End

Crosstalk (NEXT), minimo valore ammesso

0.150 0.772 1 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

Materiali isolanti

• Soluzione di compromesso tra:

• buone caratteristiche dielettriche (materiali espansi)

• sicurezza in caso di incendio

Materiali isolanti

• Possibili approcci:

• flame retardant: propagazione ritardata della fiamma

• low smoke fume (LSF): bassa emissione di fumi

• zero halogen (OH): assenza di emissione di gas tossici

Materiali isolanti

• Cavi di tipo plenum:

• resistono ad alte temperature

• non propagano l’incendio, ma

carbonizzano emettendo gas altamente tossici

Connettore RJ45

Il futuro dei mezzi elettrici

• Revisione della cat. 5 (detta anche 5E)

• nuove specifiche per il collaudo, con più misure e maggiori margini

• Nuove categorie

• cat. 6: fino a 250 MHz

• cat 7: fino a 600 MHz (richiederà cavi con coppie singolarmente schermate e connettori di nuova concezione)

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Lezione 8: riepilogo

• Tipi di cavi in rame

• Caratteristiche dei cavi in rame

• Tecniche di trasmissione su cavi in rame

• I moderni cavi in rame per le reti locali: le categorie

Bibliografia

• “Reti di Computer”

• Capitolo 2

• Libro “Reti locali: dal cablaggio all’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo

• Capitolo 3