CLASSIFICAZIONE E CARATTERISTICHE DEI CAVI DI RETE

TIPOLOGIE DI CABLAGGIO STRUTTURATO PER IL NETWORKING.

Lo sviluppo del web e l'impiego sempre più massivo di apparecchiature elettroniche (IoT) in grado di comunicare in rete col protocollo TCP/IP inducono progettisti di impianti domotici, installatori e utenti appassionati di informatica a ricercare soluzioni tecnologiche con prestazioni sempre più spinte.

Ciò nonostante, continua a sfuggire a molti l'importanza della corretta identificazione e scelta dei cavi Ethernet, i cosiddetti cavi con connettore RJ45, in quanto non essendo tutti uguali ed equipollenti essi possono inficiare la larghezza di banda e le velocità trasmissive, compromettendo conseguentemente le prestazioni dei dispositivi connessi.

E' quindi opportuno conoscerne bene le varie tipologie e le differenti caratteristiche tecniche, che pongono anche delle limitazioni di tipo applicativo.

La sigla RJ45 (dall'inglese Registered Jack tipo 45) indica un'interfaccia fisica usata per l'attestazione di cavi elettrici a coppie di conduttori tra loro incrociati (twisted pair). Trattasi in buona sostanza di un connettore 8P8C, ovvero a 8 posizioni e 8 contatti (pin), che può essere usato per varie applicazioni. I cavi di rete con connettore RJ45 sono quindi composti da 8 fili conduttori contorti, divisi in 4 coppie, con colori diversi (marrone, arancio, verde e blu), alcuni uniformi altri aventi delle righe bianche.

A differenza delle apparecchiature telefoniche, che utilizzano il più piccolo, ma simile connettore RJ11, il connettore RJ45 è utilizzato per il cablaggio delle reti locali (LAN) secondo gli standard Ethernet / IEEE802.3 10Base-T, 100Base-TX e 1000Base-T, anche se con una configurazione dei contatti (pinout) leggermente diversa da quella originariamente definita dallo standard.
L'originale disposizione progressiva delle coppie verso l'esterno, a partire dai contatti centrali, non è infatti risultata compatibile con le alte velocità trasmissive richieste, a causa della distanza troppo elevata dei conduttori delle coppie più esterne presenti sul connettore.

Pertanto, per risolvere la questione sono stati sviluppati due standard di cablaggio, definiti EIA/TIA-568A ed EIA/TIA-568B, che differiscono fra di loro solo per l'inversione delle coppie 2 e 3.

I due standard presentano inoltre una diafonìa diversa, dovuta al differente passo di avvolgimento delle coppie.

Lo schema di cablaggio maggiormente utilizzato è l'EIA/TIA-568B, che è il più recente ed ha anche una diafonìa minore rispetto a quella del EIA/TIA-568A.

Comunque sia, nell'estendere reti già esistenti è necessario rimanere coerenti con lo standard precedentemente utilizzato.

Le diverse tipologie di cavi di rete sono classificate in categorie numerate (CAT) sulla base delle seguenti caratteristiche:

CAT1	Utilizzata anticamente per reti telefoniche POTS e ISDN, categoria ora abolita.
CAT2	Utilizzata negli anni passati per reti Token, categoria ora abolita.
CAT3	Utilizzata per reti fino a 16 MHz, velocità di 10 Mbit/s e distanze fino a 100 metri.
CAT4	Utilizzata nelle reti Token fino a 20 MHz e con distanze fino a 100 metri.
CAT5	Utilizzata per reti fino a 100 MHz, velocità di 100 Mbit/s e distanze fino a 100 metri.
CAT5e	Utilizzata per reti fino a 100 MHz, velocità di 1000 Mbit/s (ossia 1 Gbit/s) e distanze fino a 100 metri.
CAT6	Utilizzata per reti fino a 250 MHz, velocità di 10 Gbit/s e distanze fino a 100 metri.
CAT6e	Utilizzata per reti fino a 500 MHz, velocità di 10 Gbit/s e distanze da 37 a 55 metri.
CAT7	Utilizzata per reti fino a 600 MHz, velocità di 10 Gbit/s e distanze fino a 100 metri.
CAT7e	Utilizzata per reti fino a 1000 MHz e per far coesistere sullo stesso cavo telefono, TV e rete IP.
CAT8	Utilizzata per reti da 1200 MHz a 1400 MHz, categoria ancora in fase di sperimentazione.

Più il numero di categoria del cavo diventa alto, più quindi esso è capace di eliminare le interferenze, migliorando l'isolamento dei suoi fili conduttori.
I cavi più comuni sono il CAT5, il CAT5e, il CAT6, il CAT6e.
Tra i cavi CAT5 e CAT6 ci sono due fondamentali differenze fisiche: il numero di torsioni per centimetro di filo e lo spessore della guaina.
Il CAT5 è il cavo più lento del gruppo e, anche se in grado di gestire velocità di 10/100 Mbit/s (Fast Ethernet) a larghezza di banda fino a 100 MHz, è ormai da considerare obsoleto.
Se si usano ancora cavi di questo tipo, vale la pena sostituirli.
Il cavo CAT5e (detto CAT5 enhanced) è usato ancora massivamente nei nuovi impianti, in quanto capace di ridurre notevolmente le interferenze e di consentire una velocità trasmissiva massima di 1 Gbit/s.
Il cavo CAT6 produce un ulteriore miglioramento prestazionale ed è adatto per reti Ethernet veloci da 10 Gbit/s con larghezza di banda fino a 250 MHz.
Il cavo CAT6 dispone anche di un separatore interno che isola le coppie di fili l'una dall'altra e dovrebbe essere la soluzione ottimale per il cablaggio di abitazioni con avanzati impianti domotici.

I cavi di rete si dividono anche in schermati (STP) e non schermati (UTP).
Poiché tutti i cavi Ethernet sono intrecciati, assume rilevanza l'uso di schermatura per proteggere ulteriormente il cavo dalle interferenze.

Il doppino ritorto non schermato (UTP) può essere utilizzato per collegare i computer alle prese di rete a muro, mentre per cablaggi sottotraccia o in aree outdoor con elevate interferenze, come ad esempio parchi pubblici e giardini, sarebbe opportuno impiegare solo cavi di rete del tipo STP.

I cavi STP sono ovviamente più costosi, ma hanno il vantaggio che il segnale può essere trasmesso senza problematiche anche sulla lunga distanza.
Tutti i cavi UTP dovrebbero invece, in teoria, tenere bene fino a lunghezze di massimo 100 metri dallo switch o host.
Se ci fosse bisogno di realizzare cablaggi più lunghi, conviene usare un apparecchio intermedio (repeater o hub) che colleghi tra loro due cavi di rete da 100 metri ciascuno, piuttosto che usare un unico cavo lungo 200 metri.


✔  POWER OVER ETHERNET

Si definisce Power over Ethernet o PoE (suo acronimo) una tecnica consolidata che permette di alimentare apparecchiature elettriche utilizzando lo stesso cavo che le collega alla rete dati.

Alcuni cavi Ethernet possono quindi trasportare, insieme ai dati, anche l'energia necessaria per alimentare i dispositivi di rete.

Nei cavi per reti con velocità massima di 100 Mbit/s, solo due delle quattro coppie di fili conduttori sono realmente utilizzate e quindi le coppie rimanenti possono essere appunto impiegate per distribuire un'alimentazione elettrica.
Il PoE è molto utile allorché vi siano difficoltà nel reperimento di fonti energetiche in prossimità delle terminazioni o anche, più generalmente, per ridurre il numero di elementi e cavi che compongono l'architettura di rete.
Ad esempio, un telefono VoIP collocato su una scrivania potrebbe essere alimentato in PoE direttamente dal medesimo cavo di rete, eliminando pertanto l'alimentatore elettrico con il relativo cablaggio e rendendo così l'installazione più semplice e pulita.
Le regole di funzionamento del Power over Ethernet (PoE) sono state definite dalle norme IEEE802.3af e, successivamente, IEEE802.3at.

Per il momento, queste tecniche sono utilizzate soprattutto nell'alimentazione di apparecchiature che consumano massimo poche decine di Watt, come telefoni VoIP, access point, videocitofoni IP e telecamere di videosorveglianza.
Per sfruttare il PoE è necessario comunque disporre anche di un apposito PoE switch o PoE injector che lo supporti.


✔  CABLAGGIO CROSSOVER

Infine, occorre menzionare anche l'esistenza del cosiddetto cablaggio crossover, realizzato con cavo di rete incrociato.
Il cavo incrociato inverte le coppie dei fili e si impiega solitamente per creare mini reti collegando direttamente due computer senza usare un router, oppure per consentire di espandere una rete collegando tra loro più router e/o switch.