Doppino telefonico non schermato: i cavi della famiglia UTP (Unshielded Twisted Pair) sono una scelta obbligata. Costano meno dei coassiali e sono leggeri, sottili, facili da installare sia nelle intercapedini che per le connessioni a vista. Sono costruiti avvolgendo con un rivestimento in plastica otto fili isolati e intrecciati tra loro a due a due. Sono molto sensibili alla diafonia ed alle interferenze elettromagnetiche. L'attenuazione del segnale è alta.

L’attenuazione è la tendenza di un segnale ad attenuarsi durante il trasferimento lungo il medium.

La diafonia è la tendenza dei conduttori di segnale del medesimo cavo di rete o di cavi adiacenti ad interferire l'uno con l'altro ed a disturbare la trasmissione. La trasmissione può essere disturbata anche da interferenze esterne prodotte da dispositivi che emettono onde elettromagnetiche: le lampade fluorescenti, ad esempio, o i motori elettrici.

Per ridurre la sensibilità alla diafonia ed alle interferenze elettromagnetiche, in un cavo UTP i fili vengono intrecciati a due a due all'interno del rivestimento esterno.

In ambienti critici, è necessario usare una particolare versione di UTP: il cavo STP (Shielded Twisted Pair, "doppino telefonico schermato"). Tra i conduttori ed il rivestimento esterno (che stavolta è in Teflon) c'è una schermatura in lamina metallica.

Sono pure disponibili cavi a doppia schermatura in lamina metallica e treccia di rame.

Il cavo STP è piuttosto costoso, più spesso, più pesante e meno maneggevole dell'UTP.

Un cavo UTP è terminato da connettori come questi:

Sono molto simili ai connettori telefonici, ma di dimensioni maggiori. Si chiamano "connettori RJ 45". Debbono essere della medesima categoria del cavo.

Nel caso di una esecuzione di classe STP sono necessari appositi terminatori schermati.

Dato che sarà, probabilmente, proprio questo il cavo usato per la nostra rete, vediamone meglio le specifiche tecniche.

• I cavi UTP classificati CAT 1 e CAT 2 servono esclusivamente per gli impianti telefonici.
• Il cavo UTP CAT 3 è utilizzato per trasmettere dati alla velocità di 10 Mbps.
• Il cavo UTP CAT 4 è utilizzato per trasmettere dati alla velocità di 16 Mbps.
• Il cavo UTP CAT 5 è utilizzato per trasmettere dati alla velocità di 100 Mbps.
• Ad ogni segmento può essere collegato un solo computer.
• La lunghezza massima di ogni segmento è di 90 metri.
• Ciascun segmento deve essere continuo; non sono possibili giunzioni intermedie di tratta.
• La topologia di rete è a stella.
• Per terminare i cavi si usa un connettore di tipo RJ 45, simile a quelli telefonici, ma più grande.
• La velocità di trasmissione va da 10 Mbps (mega bits per secondo) a 100 Mbps, consentiti solo dal tipo CAT 5 terminato da connettori RJ 45 di CAT 5.

Un buon cavo dovrebbe avere un AGW di 22, 24 o 26 ed un'impedenza tra 85 e 110 Ohm al massimo.

Per comodità, incollo qui le specifiche di cablaggio di una LAN su UTP CAT 5 come definite dal prof. Maurizio Fermeglia, dell’Università di Trieste, che ringrazio. Possono essere liberamente copiate ed inserite nel progetto di implementazione d’una rete di istituto.

Il cavo di tipo CAT 5 costa più di un coassiale, ma è indispensabile se la rete deve avere una velocità di trasferimento dati di 100 Mbps. In questo caso, la rete è di tipo Fast Ethernet, e deve essere conforme alle specifiche 100BaseT. Dopo l’installazione e durante il collaudo deve essere rilevata strumentalmente l'effettiva capacità di trasferimento di segnale. Non è detto che schede da 100 Mbps e cavi UTP CAT 5 garantiscano 100 Mbps effettivi. Interferenze, diafonia, installazioni grossolane possono ridurre l’ampiezza di banda disponibile. In questo caso, è necessario utilizzare un cavo STP per raggiungere le prestazioni desiderate.

È possibile acquistare cavi UTP già terminati ed in metraggi standard o terminarli dopo il taglio da grosse bobine. Sono necessarie apposite pinze di crimpaggio.

Con una rete cablata 10BaseT (o 100BaseT) ci sono molti cavi in giro, e non sempre si riesce a stabilire subito a quale computer sono connessi. È molto utile che siano di colore diverso. Altrimenti, è necessario usare dei segnacavo. In caso di problemi causati dai cavi o dalle connessioni, poter distinguere i cavi l'uno dall'altro consentirà di risparmiare molto tempo.

Fibra ottica: il cavo in fibra ottica impiega la luce invece dell’elettricità per il trasporto dei dati, che vengono trasferiti ad altissima velocità su lunghe tratte perché non sono soggetti a degrado per disturbi di radiofrequenza, per diafonia o per interferenze elettromagnetiche. I conduttori di segnale dei cavi in fibra ottica sono realizzati in plastica, vetro o vetro rivestito in plastica. L’installazione deve essere particolarmente accurata e va eseguita da personale specializzato.

Un cavo in fibra ottica è composto da un nucleo, che trasmette il segnale, uno strato isolante, o mantello, che avvolge il nucleo e impedisce alla luce d’ambiente di interferire con il segnale, un rivestimento esterno che protegge la fibra dai danni fisici ed ambientali.

Esistono due categorie di cavi in fibra: monomodale e multimodale. La prima ha un nucleo di minor diametro, usa generalmente un laser come fonte di luce e può trasmettere dati su distanze dell’ordine delle decine di chilometri.

La seconda ha un nucleo di diametro maggiore, usa fonti di emissione di luce a basso costo, può trasmettere i dati su distanze minori che il cavo monomodale, e comunque nell’ordine dei chilometri, senza che il segnale abbia bisogno di essere rigenerato.

Il cavo monomodale ha costi superiori a quello multimodale. È più spesso, meno maneggevole e richiede in fase di istallazione il rispetto di raggi di curvatura ampi. È utilizzato per installazioni in esterno su lunghe distanze.

Il cavo multimodale è disponibile in molte esecuzioni diverse con un numero di conduttori di segnale variabile da 2 a 28. Per l’installazione in intercapedini la guaina di rivestimento esterna deve essere di tipo "L", a bassa emissione di fumo e gas tossici o corrosivi.

Come il cavo UTP, la fibra ottica non ammette derivazioni o giunzioni intermedie di tratta. Tutte le connessioni debbono essere punto-punto ed utilizzare segmenti continui di cavo. Per ogni collegamento sono necessarie due fibre: una per la trasmissione ed una per la ricezione del segnale.

In una LAN di istituto ha senso prendere in considerazione il cavo in fibra soltanto per le dorsali di collegamento tra segmenti di una rete ad alto traffico all’interno del medesimo edificio.

Le scuole, di solito, non hanno risorse economiche sufficienti per l’installazione in esterno di linee di trasmissione dati proprietarie in fibra dedicate al collegamento di sedi diverse del medesimo istituto.

Cavo coassiale: il cavo coassiale è stato per più di un decennio lo standard incontrastato per la realizzazione di una rete informatica. Comprende una intera classe di dispositivi in cui strati successivi di materiali diversi sono disposti intorno al medesimo asse. È costituito da un conduttore centrale in rame pieno o intrecciato circondato da uno strato isolante rivestito, a sua volta, da una calza di schermatura in fili di rame. È protetto da una guaina esterna di protezione dalle sollecitazioni meccaniche.

È considerato del tutto obsoleto. Purtroppo, viene ancora installato in alcune scuole da rivenditori di pochi scrupoli e poche competenze. Per quanto relativamente facile da posare, meglio schermato e meno soggetto all’attenuazione del cavo UTP, è stato abbandonato per problemi di instabilità e modesta velocità di trasferimento di segnale. In una rete su coassiale qualsiasi interruzione della continuità elettrica nel sistema dei cavi provoca l’interruzione di tutti i collegamenti. I guasti sono estremamente difficili da localizzare.

I cavi coassiali (anche il cavo televisivo appartiene a questa categoria) non sono tutti uguali. Sono classificati per dimensione (indicata da un numero che segue la sigla RG impressa sulla guaina protettiva esterna), tipo (indicato da una sigla che segue il numero) ed impedenza (l'impedenza è la resistenza al passaggio di una corrente elettrica e si misura in ohm). Il cavo coassiale televisivo, ad esempio, ha un'impedenza di 75 ohm. I cavi coassiali usati per le reti hanno tutti un'impedenza di 50 ohm.

I cavi coassiali più comuni

I cavi RG-8 ed RG-11 si chiamano anche Thicknet o 10Base5; quelli della serie RG-58 A/U e RG-58 C/U, Thinnet o 10Base2.

Le specifiche tecniche 10Base2 sono queste:

1) Ogni segmento di cavo può essere lungo al massimo 185 metri (percorrendo il cavo, il segnale elettrico si attenua).

2) Mediante dei ripetitori (che amplificano il segnale) è possibile mettere insieme fino a cinque segmenti da 185 metri l'uno. Dunque, con un massimo consentito di quattro ripetitori, la maggior lunghezza complessiva è di 925 metri. I ripetitori di solito non sono dei dispositivi esterni, ma sono implementati su schede di rete particolari.

In caso di necessità, all'interno di un segmento è possibile unire due spezzoni di cavo con un connettore cilindrico, ma non è consigliabile, perché il segnale si attenua.

3) Di questi cinque segmenti, soltanto tre possono essere usati per connettere dei computer. Gli altri due debbono servire soltanto a collegare i tre "attivi". Questo tipo di cavo deve rispettare la regola del 5-4-3: al massimo, cinque segmenti con quattro ripetitori; soltanto tre segmenti sono utili per mettere in rete le macchine.

4) Ad ogni segmento possono essere collegati al massimo 30 computer. Sicché, 30 computer per tre segmenti fa al massimo novanta macchine in rete. Non sono molte, per una scuola, e questa è un’altra ragione per tenersi lontani dal cavo RGB.

5) Il tipo di rete (un esperto direbbe la "topologia di rete" ) deve essere a bus .

6) Debbono essere usati dei particolari connettori, conformi agli standard BNC (British Naval Connector). Da sinistra a destra, qui ci sono un connettore a T, un connettore terminale di segmento ed un terminatore.

7) La velocità di trasmissione del segnale è di 10 Mbps.

8) Il segnale è trasferito sulla rete con il sistema CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, o "accesso multiplo con rilevazione di portante/a rilevazione di collisione". In una rete di questo tipo, soltanto un computer alla volta può inviare dati. Tutte le macchine rilevano continuamente se sulla rete stanno viaggiando dei segnali. "Ascoltano" la rete. Quando la rete è libera, il computer che deve trasmettere invia i dati a quello cui sono destinati (un po' all'ingrosso: mette insieme questi dati in una stringa, o frame, ci aggiunge l'indirizzo della macchina di destinazione e li spedisce). Tutte le macchine ricevono questi dati e li analizzano. Soltanto quella cui sono stati effettivamente indirizzati li accetta. Di tanto in tanto, capita che due computer trasmettano contemporaneamente. In questo caso i due segnali collidono e si distruggono. I computer se ne accorgono e provvedono a rinviarli in modo più ordinato.

Il cavo Thinnet 10Base2 costa al massimo 1000 Lire al metro. E' possibile acquistarlo già pronto, con i connettori BNC al loro posto ed in lunghezze predefinite, oppure tagliarlo su misura da bobina e terminarlo. Serve una speciale pinza di crimpaggio.

Bisogna togliere la guaina esterna per due centimetri, mettere a nudo la calza metallica, levare con attenzione, e senza tagliar via anche i fili di rame che stanno all'interno, il rivestimento protettivo in teflon per un centimetro, mettere a nudo il conduttore in rame, sistemare il connettore al suo posto bene bene e stringere il tutto con la pinza.

Tutti i cavi coassiali sono disponibili in due versioni: con rivestimento ed isolamento interno in PVC o ignifughi. I primi sono più sottili e flessibili, e possono essere usati per collegamenti a vista. Quando i cavi passano per canaline o intercapedini di muri, pavimenti e soffitti, è obbligatorio l'uso di cavi ignifughi. Se un cavo si incendia, il PVC brucia e libera gas velenosi che, attraverso le intercapedini e le canaline, possono contaminare l'intero edificio. Se i cavi in PVC sono usati soltanto per i collegamenti a vista, basta aprire le finestre del locale e, dall’esterno, chiudere la porta. Un cavo ignifugo ha un diametro maggiore di uno rivestito in PVC, ed è più difficile da maneggiare e da installare. Costa anche un bel po' di più. Sulla guaina esterna, c'è la sigla MPP (Multi Purpose Plenum): significa che il cavo può essere installato nelle intercapedini. In inglese, plenum è lo spazio tra il soffitto vero e proprio ed il controsoffitto; in italiano, lo si chiama anche "cavo pieno". Una delle tante traduzioni di termini tecnici inglesi quantomeno bizzarre con cui si ha a che fare quando ci si occupa di informatica.

I media standard per la realizzazione di una rete dati sono il cavo UTP CAT 5 e la fibra ottica.

Connessioni senza cavi: nel settembre del 1999 IEEE ha elaborato lo standard 802.11b per LAN senza cavi. La velocità di trasmissione massima è di 11 Mbps, più che sufficiente per soddisfare le esigenze delle applicazioni tradizionali, ma non ancora adeguata a garantire servizi audio e video di qualità.

Il ruolo della "multimedialità" nella didattica, come trasposizione informatica della comunicazione televisiva, è stato molto esagerato ed eccessivamente enfatizzato. In qualche modo, ha rappresentato un limite per l’effettiva implementazione delle tecnologie della comunicazione nel lavoro quotidiano di insegnamento ed apprendimento.

Le reti senza cavi possono aggiungersi o sostituirsi alle tradizionali reti cablate. Sono caratterizzate da un alto grado di pervasività: il collegamento è disponibile ovunque all’interno dell’edificio e non solo in prossimità dei punti in cui sono installate prese telematiche.

Per la realizzazione di LAN senza cavi sono necessari appositi adattatori di rete, che trasmettono i dati in radiofrequenza, e punti di accesso (access point) che rendono disponibile il collegamento alla rete per gli adattatori client. È possibile, mediante dispositivi dedicati (bridge, antenne), realizzare collegamenti LAN tra edifici diversi impiegando una frazione minima delle risorse economiche che sarebbero necessarie per una soluzione cablata.

L’informatica mobile è in costante crescita perché consente di annullare le limitazioni caratteristiche delle reti su cavo.

Le reti wireless garantiscono un alto grado di mobilità, una esigenza tipica degli insegnanti. Rendono disponibile un collegamento pervasivo. Il numero degli utenti che possono accedere alla rete nelle aree comuni, nelle sale conferenze e nelle aule ("uffici virtuali") non è limitato dalle prese telematiche disponibili, come accade in un sistema cablato. Assicurano un’alta flessibilità nell’aggiunta di utenti alla rete. Liberano gli utenti e gli amministratori dal problema dei cavi. Tutelano gli investimenti in caso di trasferimento o di espansione di sede perché possono essere installate, rimosse e reinstallate a costi molto bassi. Sono l’unica soluzione possibile negli edifici storici. Sono facilmente scalabili per aggiunta di nuovi utenti o nuovi uffici virtuali. Garantiscono un significativo abbattimento dei costi e un deciso aumento della produttività.

Trasmettono sulla banda ISM (industriale, scientifica, medica) a 2,4 Ghz e non richiedono licenze o autorizzazioni. In fase di progetto è necessaria la consulenza di un tecnico qualificato che determini il numero e la collocazione degli access point necessari per ottimizzare il bilanciamento del carico.

Vanno prese in seria considerazione negli ambienti scolastici, di cui soddisfano i requisiti caratteristici, anche soltanto come estensione, per gli utenti ad alta mobilità, di una LAN cablata.

(continua)