Reti e dintorni 12

8/4/2019 Reti e dintorni 12

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RETI E DINTORNI N 12 Pag. 2

EEEDDDIIITTTOOORRRIIIAAALLLEEEWi-Fi: un trampolino per la banda larga?

(Articolo tratto da NetworkWorld)

Anche Albacom lancia i servizi wireless LAN per le imprese. Levata di scudi dei gestorimobili che temono un'estensione di questo tipo di soluzione anche sulle aree pubbliche. IlMinistero TLC e l'AGCOM studiano nuove normative.

__________________________________________________________________Le reti locali senza fili, le cosiddette wireless LAN sono sulla scena ormai da parecchi anni.Nel decennio appena trascorso, per, la loro diffusione andata a rilento per tutta una seriedi motivazioni che andavano dall'imposizione fiscale, alle normative, fino ai problemiinenerenti alle prestazioni e alla sicurezza delle trasmissioni. Via via che passavano gli anni,fortunatamente, parte di questi ostacoli sono stati rimossi e oggi questo tipo di tecnologiecerca di riguadagnare la ribalta proponendosi come elemento cardine di svariati servizi ditelecomunicazione. Oggi la nuova sigla che contraddistingue la riscossa delle tecnologieLAN senza fili Wi-Fi (Wireless Fidelity). Si tratta, per usare il gergo tecnico, dellostandard 802.11b ossia di un tipo di connessione Ethernet senza fili che consente di crearereti locali di computer che operano via etere alla frequenza di 2.4 GHz e si scambiano daticon una capacit trasmissiva di 11 Mbps. Questo standard, dopo essersi diffuso rapidamentenegli Stati Uniti, sta ora prendendo piede anche in Europa. L'importanza della notizia nonsta per in questa seconda giovinezza delle wireless LAN, ormai affrancate dai vincolinormativi e fiscali, ma si concretizza tutta nel fatto che questo tipo di tecnologie statrovando nuovi ambiti di utilizzo. Tradizionalmente infatti le reti di computer senza filierano destinate a un uso locale, ossia collegavano via radio i personal computer all'interno

di un'area privata (edifici, complessi privati, campus universitari, ecc.) offrendo servizi divario tipo ed eliminando i costi e la manutenzione del cablaggio strutturato. Ora le wirelessLAN continuano ad essere proposte in larga parte per questi scopi ma, con l'arrivo dellesoluzioni Wi-Fi 802.11b, stanno aumentando il proprio raggio d'impiego e vengonoutilizzate in alcuni Paesi anche su aree pubbliche (aeroporti, stazioni ferroviarie, dogane,complessi ospedalieri o alberghieri, ecc.). Queste aree denominate in gergo "hot spot", cio"zone calde", sono generalmente frequentate da un'utenza che, per lavoro, fa largo uso dicomputer portatili o palmari ed ha spesso necessit di avere accesso a Internet o alle retiaziendali. Con una soluzione Wi-Fi possibile garantire questo tipo di servizi consentendo,tra l'altro, una certa mobilit all'interno delle aree stesse. In ogni caso, secondo gli esperti, sitratta di una soluzione indicata prevalentemente per la trasmissione dati pi che per la voceanche se l'utilizzo in ambito fonia rimane del tutto realizzabile.

Levata di scudi

"Per le piccole/medie imprese, per gli studi professionali, per i palazzi di valore storico dove difficile cablare, le soluzioni Wi-Fi possono essere la soluzione ideale ci dice Michele

Preda, amministratore delegato di Albacom, il gestore di servizi TLC che ha recentementelanciato una serie di soluzioni per le imprese in tecnologia wireless 802.11b. "Si tratta di unmodo intelligente - continua Preda - di accedere alla larga banda Sia ben chiaro questatecnologia non vuole essere un'alternativa al GSM o all'UMTS. Non facciamo la guerra allatelefonia mobile. Si tratta di una soluzione complementare. Crediamo per che sia unargomento un po' specioso sostenere che Wi-Fi non si deve sviluppare perch altrimenti si

penalizzerebbero coloro che hanno pagato le licenze per l'UMTS". Perch questasottolineatura polemica? Ce lo spiega, con pifferi e tamburi, la cronaca di questi giorni,dove pi volte sono fioccate le dichiarazioni preoccupate dei gestori radiomobili che hannoinvitato il Ministero delle Comunicazioni e l'AGCOM (Autorit per le Garanzie nelleComunicazioni) a procedere coi piedi di piombo nel dare via libera ai servizi Wi-Fi sullearee pubbliche, i cosiddetti "fondi aperti". La levata di scudi dei gestori radiomobili sembra

per non aver fermato l 'avanzata del Wi-Fi. C' stata s una netta presa di posizione delministro Gasparri che ha messo in mora il servizio di Megabeam - un fornitore di serviziWi-Fi che gi opera negli aeroporti di Linate e Fiumicino - ma secondo alcuni osservatori sitratta solo di un intervento doveroso visto che il servizio proposto da Megabeam sembraessere in rotta di collisione con le normative vigenti (art.1 DPR 447/2001). Del resto la

strada tracciata perch - come sostiene Emilio Frezza - direttore commerciale di Albacom,"la maggior parte dei Paesi europei gi permette l'uso di Wi-Fi su aree pubbliche". "La GranBretagna ha appena liberalizzato il servizio sulla aree pubbliche - ci conferma MauroMartino di AGCOM. Fanno ancora eccezione Francia, Germania e Spagna ma anche inquesti Paesi, come in Italia, la questione allo studio delle rispettive autorit regolatorie".Ma ancora una volta - sostengono gli osservatori - la parola definitiva verr detta aBruxelles.


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Introduzione al NetBEUI/NetBIOS(articolo tratto da www.networkingitalia.it)

NetBEUI l'acronimo di "NetBios Extended UserInterface", cio, interfaccia utente estesa di NetBIOS.NetBIOS a sua volta significa "Network Basic InputOutput System", ossia, sistema input/output di base di

rete. Infine SMB sta per "Server Message Block",blocco messaggio server. Ora che questi acronimi e lerelative traduzioni vi hanno sufficientemente confusole idee (o lasciato indifferenti), guardiamo in modo pichiaro il ruolo di ognuno di questi protocolli aiutandocicon la figura seguente. Con l'aiuto della figurachiariamo subito la confusione tra NetBIOS eNetBEUI.

Pi che un protocollo, il NetBIOS, che lavora al livelloSessione, un'API, cio un'interfaccia diprogrammazione che, attraverso un set di comandistandard, unisce l'SMB con i protocolli di trasporto edinstradamento sottostanti, come TCP/IP o IPX/SPX.NetBEUI invece un protocollo, ed ingloba in modonativo sia l'interfaccia NetBIOS, sia una semplicefunzionalit di trasporto, il livello di trasporto delNetBEUI implementa il protocollo OSI LLC2. Quindi,mentre il NetBIOS pu lavorare solo se abbinato adun protocollo di trasporto, NetBEUI non ha bisogno nedi protocolli di trasporto ne di interfacce verso SMB.

Partiamo dall'SMB. Creato dall'IBM a met dagli anni80 e successivamente adottato e modificato dallaMicrosoft, si tratta di un importante protocollo, la cuiimplementazione presente in quasi tutti i sistemiWindows.Come si vede dalla figura precedente, si tratta delprotocollo di pi alto livello, al di sotto del quale si putrovare il NetBEUI oppure il NetBIOS (quest'ultimo asua volta su un protocollo di trasporto quale il TCP/IPo l'IPX/SPX).Il suo funzionamento client-server, del tipo richiesta-risposta, dove il server quel sistema che rendedisponibili le proprie risorse condivise al client. Imessaggi di richiesta e di risposta tra il client e il server

sono detti (guardacaso) SMB.Essenzialmente il lavoro di questo protocollo quellodi rendere possibile la condivisione di file e stampanti,incluse tutte le operazioni che comunemente vengonofatte su queste risorse (per es: aprire, chiudere, leggere,scrivere, creare, cancellare...). Come dicevamo, adognuna di queste operazioni corrisponde un certo

messaggio SMB (open, read, write, close...). SMB anche il responsabile del tanto comodo quantoproblematico "browsing" delle risorse di rete.Fa anche parte del protocollo SMB quel particolareelemento che permette di disporre delle risorse remotecome se fossero locali. Il nome di questo componente "redirector". Tramite il redirector ad esempio, possibile vedere un disco di un altro computer come sefosse un disco sul proprio computer.Per adattare meglio l'SMB ai vari ambienti sotto cuipu lavorare, sono state create diverse varianti diquesto protocollo. Per questo, quando due computeriniziano una connessione SMB, la prima cosa che vienefatta decidere quale variante usare. Il modo permettersi d'accordo di inviare come primo messaggio,un SMB particolare chiamato "negprot" (negoziaprotocollo), che contiene le varianti conosciute dalmittente. Il ricevente risponder indicando una certavariante oppure, se non ne conosce nessuna tra quelleelencate dal mittente, risponder con un numerospeciale che indica l'errore. Successivamente ha luogol'autenticazione, che avviene spedendo al server unnome utente e una password. In questo caso l'SMBusato "sesssetupX". Se il login ha successo, viene

inviato come risposta al richiedente un numero, l'UID,che dovr essere reinviato al server in tutte lesuccessive connessioni con esso. Infine, per accederead una risorsa condivisa, si fa uso dell'SMB "tconX" acui segue in risposta un altro numero, il TID da usarein modo analogo all'UID nei successivi accessi a quellarisorsa.Il protocollo SMB in grado di gestire due livelli disicurezza: share e user. In modalit share vieneassociata una password ad ogni risorsa condivisa.Viene permesso l'accesso anche a tutti i file presentiall'interno della risorsa. In modalit user, il client deveessere innanzi tutto autenticato dal server tramite unacoppia utente-password indipendenti dalle risorse chel'utente vorr usare. L'accesso alla risorsa deciso in

base ai privilegi che il client possiede. Si definiscedominio, un insieme di computer in cui la gestionedella sicurezza affidata ad un'entit centrale, chiamataPDC, primary domain controller, controllore primariodel dominio, al cui fianco possono esserci controllersecondari di backup. Il PDC contiene ad esempio inomi dei client, le relative password, il gruppo diappartenenza ecc. .Le comunicazioni con il livello inferiore (NetBEUI oNetBIOS) avvengono tramite particolari strutture datidi 64 byte, chiamate NCB, cio "Network ControlBlock", blocco di controllo di rete. Attraverso le NCBpassano le richieste e le risposte SMB. Il metodoconsiste nel caricare opportunamente queste strutturedati con tutte le informazioni necessarie (codice delcomando, nomi NetBIOS, puntatori e parametri vari).L'accesso alle NCB pu essere asincrono, se ilcontrollo ritorna subito al programma, o sincrono, seinvece il programma attende il completamentodell'operazione specificata.


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CIFS, o Common Internet File System, una novit sucui sta lavorando Microsoft insieme ad altre societ. Sitratta di un protocollo basato su SMB, ma orientatoverso Internet e mira ad aggiungersi ai sistemi classicidi accesso ai file (FTP, HTTP, NFS). Le specifichesono aperte: l'intento che diventino un RFC evengano implementate su tutte le piattaforme, inclusequelle Microsoft e Unix. I vantaggi dichiaraticonsisterebbero in un accesso multiplo in scrittura aifile senza perdita di integrit, robustezza, buonavelocit, sicurezza negli accessi, supporto dei caratteriin formato Unicode, uso di nomi con significativitglobale per i file.

Il NetBIOS ed il NetBEUI sono stati sviluppatirispettivamente nel 1983, dalla Sytek per IBM, e nel1985 da IBM. Ancora oggi restano molto diffusi neisistemi Microsoft, in virt dei loro pregi nell'ambitodelle reti locali.Per essere pi precisi, l'implementazione del NetBEUInei sistemi Microsoft differisce dalle ultime versionidel NetBEUI standard (NetBEUI 3.0) per alcuniaspetti, pur preservandone la compatibilit. Adesempio, il NetBEUI di Microsoft, chiamato NBF(NetBIOS Frame), presenta alcune migliorie rispetto alprotocollo standard, ed invece di interfacciarsi con ilivelli superiori tramite il consueto NetBIOS, utilizzaun'altra interfaccia pi flessibile, chiamata TDI,Transport Driver Interface, interfaccia del dispositivodi trasporto.All'epoca, l'obiettivo era quello di creare un protocollosu misura per le LAN di dimensioni contenute (fino acirca 200 nodi), quindi doveva essere piccolo,semplice, veloce e doveva permettere di assegnarenomi "umani" alle risorse, invece dei "complessi"indirizzi usati dal TCP/IP. Inoltre NetBIOS statoprogettato perch usasse intensamente i broadcast(messaggi uno a tutti), piuttosto che interrogareun'entit centralizzata. In questa logica, un computer

che in seguito all'accensione voglia registrarsi con ilproprio nome NetBIOS come nuovo nodo, deve inviareappositi messaggi broadcast per farsi accettare comenuovo nodo attivo. Se il nome gi usato, il precedentepossessore di quel nome deve inviare un messaggio dirisposta per respingere la scelta. Se invece un computervuole localizzare un nodo preesistente, invier ancoraaltri broadcast nel tentativo di contattare quellospecifico nodo. Il computer remoto sempre tenuto arispondere ai broadcast con un messaggio unicast (unoa uno). Solo successivamente i due computer potrannocomunicare senza usare broadcast.I nomi usati da NetBIOS sono fatti di 16 caratterialfanumerici e possono essere di due tipi: ci sono inomi unici, che come dice il nome, possono essere

usati per identificare al pi una sola risorsa in rete, ed inomi di gruppo che invece si associano a pi nomiunici. In ambiente Windows, un nome unico puindividuare sia un computer della rete, sia anche unservizio offerto da un computer (una certa applicazioneo una funzionalit particolare), ma dato che NetBIOSnon dispone dei numeri di porte, come quelle del

TCP/IP, per poter identificare queste funzionalit vieneriservato il 16esimo carattere, che diventa un suffisso equindi limita il nome a soli 15 caratteri. Ecco una listadei suffissi usati da Microsoft.

Name________________Number___Type____Service=====================================================________00______U_____Workstation Service________01______U_____Messenger Service _______01_____ G_____Master Browser________03______U_____Messenger Service________06______U_____RAS Server Service

________1F______U_____NetDDE Service________20______U_____File Server Service________21______U_____RAS Client Service________22______U_____Exchange Interchange________23______U_____Exchange Store________24______U_____Exchange Directory________30______U_____Modem Sharing Server Service________31______U_____Modem Sharing Client Service________43______U_____SMS Client Remote Control________44______U_____SMS Admin Remote Control Tool________45______U_____SMS Client Remote Chat________46______U_____SMS Client Remote Transfer________4C______U_____DEC Pathworks TCPIP Service________52______U_____DEC Pathworks TCPIP Service________87______U_____Exchange MTA________6A______U_____Exchange IMC________BE______U_____Network Monitor Agent________BF______U_____Network Monitor Apps ____________03______U_____Messenger Service ______________00______G _____Domain Name ______________1B______U _____Domain Master Browser ______________1C______G _____Domain Controllers ______________1D______U _____Master Browser ______________1E ______G _____Browser Service Elections_________1C______G _____Internet Information Server___00______U _____Internet Information Server_______[2B]_____U______Lotus Notes ServerIRISMULTICAST ________[2F]_____G _____Lotus NotesIRISNAMESERVER________[33]_____G______Lotus NotesForte_$ND800ZA_________[20]_____U______DCA Irmalan Gateway Service

Numero = suffisso, in esadecimaleU = nome unicoG = nome gruppoSe volete vedere la tabella dei servizi NetBIOS presentiin un computer, lanciate da una shell Dos il comando:

nbtstat -a

oppure

nbtstat -A

Il perch si possa usare un IP in ambiente NetBIOSsar pi chiaro dopo aver letto la sezione 'NetBIOSover TCP/IP'.Per evitare che ogni nodo debba contenere una copiacompleta della lista dei nomi registrati e delle relativerisorse condivise, viene eletto tra i computer un BrowseMaster, a cui verr affidata una unica lista. In generalel'elezione del browse master viene vinta dai sistemi diclasse "superiore", come sistemi NT o macchine Linuxsu cui gira Samba (un server smb). Se c' un PrimaryDomain Controller, sar questo il browse master deldominio controllato. Tra sistemi Win9x, si pudecidere manualmente chi sar il browse masterandando nel computer prescelto e selezionando:

Pannello di Controllo->Rete->Condivisione filee stampanti->Browse Master->attivato.

Le comunicazioni sono di tre tipi: sessioni,datagrammi, broadcast. Le sessioni si usano perscambiare con un altro nodo rilevanti quantit di daticon rilevamento e correzione d'errore. I datagrammi,per inviare ad uno o pi nodi (quando il destinatario un gruppo) messaggi di dimensioni modeste e senzadover stabilire una sessione. I broadcast infine, si usano


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per comunicare messaggi di dimensioni modeste a tuttii nodi in ascolto. In sessione possibile inviare fino a64Kb di dati per messaggio. Con i datagrammi si limitati a 512byte per messaggio ed inoltre non si ha lagaranzia che i dati arrivino. Tuttavia, negli ambiti incui queste limitazioni non costituiscono un problemainsormontabile, lavorare con i datagrammi rimanemolto semplice e veloce.Per separare il traffico in una stessa rete statasviluppata un'apposita funzionalit, chiamata"NetBIOS Scope ID". Si tratta di una stringa dicaratteri aggiunta alla fine del nome. Due computerdevono avere lo stesso scope ID per comunicare.Usando questa funzione possibile ad esempioassegnare lo stesso nome a due nodi, se questipossiedono uno scope ID differente. In Windows9x perconfigurare lo scope ID, se avete un server WINS,bisogna andare in:

Pannello di Controllo->Rete->Tcp/Ip->Propriet->Wins->area di validit ID

In mancanza di un server WINS si pu modificare ilregistro di Windows con il programma regedit.exe.

Fate attenzione a non usare regedit con troppaleggerezza, perch se non si sta attenti facile creareseri problemi.La chiave da trovare :

HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\VXD\MSTCP.

Lo scope ID si aggiunge cliccando su modifica, poinuovo, stringa e scrivere "ScopeID" (senza apici). Poifare doppio click su questo nome e aggiungere comevalore lo ScopeID prescelto.

La diffusione di Internet ha messo subito in luce qualisono i limiti di NetBIOS e del suo socio NetBEUIquando la rete cresce di dimensioni.

Tralasciando problemi seri, ma non insormontabili,come il degrado prestazionale sulle WAN dovutoall'uso dei broadcast, rimangono tuttavia altri problemidi non facile soluzione: innanzitutto c' il problemadell'unicit nomi. Dato che due computer non possonousare due nomi uguali nella stessa rete, bisognerebbetrovare un nome diverso per ogni computer connesso,cosa non banale in una rete geografica. In secondoluogo, sempre a causa dei nomi, NetBEUI nonpermette il routing. Cio, dato un nome NetBIOS, impossibile sapere quale sia la strada per raggiungerlo.Cos, non possiamo sapere se il computer a cuivogliamo collegarci sia nel palazzo accanto o in unaltro continente. Il problema in questo caso risiede nelfatto che i nomi NetBIOS non contengono alcunainformazione gerarchica. Per portare un esempio dinomi gerarchici basta prendere il TCP/IP, i cui nomisono gerarchici da sinistra a destra: indirizzi del tipoxxx.yyy.zzz.www, si possono pensare come indirizzipostali del tipo: stato.citt.strada.casa. Quando la retediventa Internet, immediato rendersi conto che unindirizzo IP sia molto pi comodo e molto pi versatile

di un nome normale (nb: i nomi dei siti Internetcorrispondono ad indirizzi IP e non sono nomiNetBIOS. Grazie ai server DNS infatti, collegandosicon ftp.microsoft.com esattamente come collegarsi a198.105.232.1). Un ultimo problema, forse il piimportante, che i router di Internet non permettono ilpropagarsi dei broadcast, tanto cari al NetBIOS quandocerca di localizzare un nodo.Per dire tutto in tre parole: NetBIOS non scala.Per evitare che il NetBIOS affondasse, invece dinavigare in Internet, torn molto comodo a Microsoft ilfatto di poter abbinare l'interfaccia NetBIOS ad unprotocollo molto pi flessibile del NetBEUI, come ilTCP/IP, e limitando l'impiego del NetBEUI nell'ambitodelle reti locali tra sistemi Microsoft. In questo modoogni messaggio elaborato da NetBIOS vieneincapsulato in un messaggio TCP/IP, che non soffredelle limitazioni di cui parlavamo prima. Chiaramente iproblemi non spariscono in modo indolore, anzisorgono nuove complicazioni, e quello che laMicrosoft ne tir fuori fu una versione distorta diInternet, dove il DNS diventa WINS, e HOSTS diventaLMHOSTS. Vediamo un p cosa successo.

Per rendere possibile l'interfacciamento tra NetBIOS eTCP/IP necessario che NetBIOS legga nomi, mentreTCP/IP deve leggere numeri. Ecco che nasce il"NetBIOS over TCP/IP", chiamato anche NBT,descritto negli RFC 1001 e 1002. Esso in grado dilavorare su reti geografiche, basandosi su associazionitra nomi NetBIOS e indirizzi IP fornitegli dall'esterno.Iniziamo col dire che i nodi, in ambiente NBT, possonooperare seguendo quattro modalit standard:

b-nodi (nodi broadcast): usano broadcast siaper la registrazione che per la risoluzione deinomi in indirizzi IP. I b-nodi soffrono ancoradel problema dei broadcast di NetBIOS: se inodi sono separati da router, non riusciranno a

vedersi. p-nodi (nodi punto-punto): scoprono l'IPdella risorse interrogando con richieste unicastun server WINS noto. WINS, WindowsInternet Name Service, servizio nomi InternetWindows, un server, che imitando i serverDNS, fornisce una lista di coppienome_NetBIOS-indirizzo_IP.

m-nodi (nodi misti): usano prima il broadcastcome gli m-nodi e poi le richieste come i p-nodi.

h-nodi (nodi ibridi): l'opposto degli m-nodi,cio prima contattano un server WINS noto,poi, se la richiesta ha esito negativo, fannobroadcast.

Una volta ricavati gli indirizzi IP al posto dei nomi, sipossono aggirare i limiti descritti in precedenza ed cos possibile contattare nodi remoti.I client Microsoft usano un sistema leggermente picomplicato. Consultano in ordine: una cache interna, il


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server WINS se presente, poi fanno broadcast, e perfinire leggono il file LMHOSTS.LMHOSTS simile al file HOSTS delle macchineUNIX. E' un file da editare manualmente contenente,come una specie di server WINS statico, coppie dinomi_NetBIOS-indirizzi_IP. Torna utile se non non sidispone di nessun server WINS e non si riesce arisolvere un nome remoto tramite broadcast perch ilnodo al di la di uno o pi router. In realt LMHOSTSpu tornare utile anche se il destinatario risiede nellastessa rete locale. Infatti, per non essere obbligati asubire una marea di broadcast sulla propria rete, possibile precaricare le associazioni del fileLMHOSTS pi usate nella cache, semplicementemettendo alla fine di ogni linea un tag: "#PRE" (senzaapici). Il file LMHOSTS si trova in genere inC:\Windows. Se non l'avete mai usato avr estensione.sam (cio sample ossia esempio), per renderlo attivodovete togliere il .sam. Nel file d'esempio c' anche unalista di tutti gli altri tag utilizzabili, con la relativaspiegazione.

Nel protocollo TCP/IP, per stabilire unacomunicazione, necessario definire le porte a cui

inviare le richieste.NBT usa perlopi le seguenti porte:

137: risoluzione dei nomi NetBIOS (UDP)138, 139: datagrammi (UDP)139: sessioni (TCP)

Ricordo che per evitare che le proprie cartelle sianoaccessibili dall'esterno bene togliere il binding traTCP/IP di Accesso Remoto e Condivisione file estampanti. Per restare in tema di sicurezza, tra le varieopzioni del TCP/IP di Accesso Remoto, c' un'opzionechiamata "attiva NetBIOS su TCP/IP" che per nelleultime versioni di Win95 e in Win98 non deselezionabile. Questo non comunque un grande

rischio se avete tolto il binding di cui parlavo prima.L'unica cosa visibile dall'esterno sar al massimo ilnome del computer ed il vostro gruppo di lavoro, che ingenere non rappresentano un grande problema disicurezza (specialmente se il nome qualcosa del tipoMIOPC1 e il gruppo MIOGRUPPO!). Se inveceavete la necessit di rendere accessibili le vostrecartelle a qualcun'altro su Internet, ricordatevi che nonc' nulla come una buona password! Per non attrarre ilamer di passaggio potete anche nasconderle mettendoil carattere "$" (senza apici) in fondo al nome dellarisorsa condivisa, tuttavia questa soluzione non sicurase usata come unica difesa.Se per avete serie esigenze di sicurezza e voletetogliere le 3 porte NetBIOS 137, 138, 139, vi consigliocaldamente di tagliare la testa al toro installando unbuon firewall.

Ricapitoliamo ci che stato detto finora portando unesempio di comunicazione NBT via Internet.Supponiamo di conoscere un computer che permettal'accesso alle sue risorse condivise via Internet (cio

con la porta 139 aperta e con il TCP/IP di Internet inbinding al servizio di condivisione).

Per collegarci possiamo aggiungere al file LMHOSTSla linea:

xxx.yyy.zzz.www

NOMECOMPUTER #PRE

dove xxx.yyy.zzz.www l'IP di quel computer eNOMECOMPUTER il suo nome NetBIOS(scopribile con nbtstat -A ). Nota: inqualche caso avrete bisogno di collegarvi, non tanto alnodo bens ad un suo servizio. La linea da aggiungere simile, ma il nome finisce con uno dei caratteriesadecimali visti in precedenza e specificabile con iltag \0x e tutto racchiuso tra virgolette, per esempio:

xxx.yyy.zzz.www "NOMECOMPUTER \0x20" #PRE

per vedere le risorse condivise da quel nodo si pulanciare da una shell di Dos il comando

net view \\NOMECOMPUTER

e per installare una risorsa tra quelle elencate, come sefosse un drive del proprio computer

net use x: \\NOMECOMPUTER\RISORSA

dove "x:" la lettera dell'unit che conterr la risorsa(non mettete una lettera gi in uso).


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MEZZI TRASMISSIVI,

NORMATIVE E

STRUMENTAZIONE

PREMESSA

La trasmissione di informazioni richiede un

collegamento fisico di qualche tipo fra la sorgente dellatrasmissione e il destinatario, mediante opportunimezzi trasmissivi. Nel caso di reti informatiche (LAN,MAN o WAN) l'informazione di tipo binaria e lavelocit di trasmissione si misura in bit al secondo(b/s). I mezzi trasmissivi utilizzati possono essere ditipo:- metallico (doppino, coassiale);- fibra ottica;- powerline (onde convogliate su rete elettrica);- wireless (onde elettromagnetiche tipo infrarossi,

radiofrequenze, microonde, cellulare, satellitare);I mezzi trasmissivi attualmente pi utilizzati sono iprimi due e in questo articolo in particolare sisoffermer sui primi due di essi. Una caratteristica

universale di ogni mezzo trasmissivo che il segnaletrasmesso nel procedere attraverso il mezzo si degradagradualmente, per due principali motivi: la dissipazionedell'energia del segnale (attenuazione) e il rumore chesi somma al segnale trasmesso. Le cause di questi duefenomeni dipendono dal tipo di mezzo utilizzato, ma importante sottolineare che in pratica non esisteattualmente un mezzo trasmissivo che non degradi ilsegnale (in realt i superconduttori hanno questapropriet ma il loro uso limitato ai ricercatori, allaNASA e ai militari). Un'altra caratteristica universaledi ogni mezzo che non possibile trasmettere su diesso segnali con frequenza qualsiasi, ma esistono deilimiti che definiscono una o pi finestre di frequenzedove l'attenuazione minima. Questa caratteristica detta larghezza di banda (o banda passante).Maggiore la larghezza di banda, oppure minore ilrumore presente, e maggiore la quantit diinformazioni trasmissibile nell'unit di tempo1. Esisterdunque una lunghezza massima di trasmissione delsegnale che dipender dall'energia trasmessa,dall'attenuazione e dal rumore. La scelta dei mezzitrasmissivi e il relativo cablaggio per le retiinformatiche sono standardizzati nella normativa

1Dal teorema di Shannon abbiamo che la capacit di trasmissione Cdi un canale avente banda passante B disturbato da rumore di potenza

N e potenza del trasmettitore S :

sec

bit1log2

N

SBC

Per esempio avendo a disposizione un canale fisico con 4 MHz di

banda B ed un rapporto S/N = 10 00 si ottiene una capacit di 39,8Mb/s, ma la stessa capacit si otterrebbe per esempio con le seguenticombinazioni:

B (MHz) S/N2 106

4 10008 30,6

16 4,6

internazionale ISO/IEC 11801 dove vengono definitiben precisi limiti per le caratteristiche peculiari deimezzi trasmissivi ammessi. Altre normative daconsiderare sono la EIA/TIA 568 e la EIA/TIA 568A.

CENNI SULLA CODIFICAZIONE DI LINEA

Il segnale trasmesso sul mezzo metallico oramai nellamaggioranza dei casi un segnale digitale. Ci sta asignificare che il segnale pu avere solo certi valoridiscreti compresi in una certa tolleranza, per esempiopresenza di tensione positiva bit =1 e presenza ditensione negativa bit = 0. Ma si possono adottarecodifiche pi sofisticate, che permettono una correttasincronizzazione del ricevitore con il trasmettitore eche permettono di ridurre la banda necessaria allatrasmissione. Caratteristica importante delle tecniche dicodifica il numero di variazioni del segnalenecessarie per codificare un bit. Queste variazionideterminano la frequenza con cui varia il segnale, chedeve cadere nei valori compresi dalla banda passantedel mezzo trasmissivo. La frequenza del segnaledetermina in modo univoco soltanto il valore minimodi banda passante che il mezzo deve offrire. Vediamo

qualche esempio di codifica:- Codifica NRZ (Non Return to Zero): la

codifica pi semplice e consiste nell'associare aciascun bit un valore di tensione, ed equivalentealla rappresentazione di zeri e uni. Il massimonumero di transizioni nell'unit di tempo, permette

di determinare la frequenza fondamentale e quindila massima richiesta di banda. Ci accade in unasequenza continua di uni e zeri alternati. In questo

caso se F (b/s) la velocit di trasmissione dei bit,allora la banda richiesta di F/2 (Hz).- Codifica MANCHESTER: in questa codifica il

segnale di clock del trasmettitore e il segnalevengono combinati per garantire la presenza di unatransizione per ogni bit. Ogni bit codificatotrasmettendo un ciclo del clock inalterato quando

si trasmette uno zero, invertito quando si trasmetteun uno. Il massimo numero di transizioni avvienetrasmettendo sequenze di tutti uni o di tutti zeri. Intal caso il segnale in pratica il clock deltrasmettitore e la banda richiesta pari allafrequenza di trasmissione. Questa codifica utilizzata nelle reti Ethernet e Token Ring.

- Codifica NRZI (Non Return to Zero Invertedon one): questa codifica prevede una transizioneper i bit = 1, a met del bit, e nessuna transizione


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per i bit = 0. La transizione pu essere di tipo"High-Low" o "Low-High", a seconda dello statodel segnale in corrispondenza del bit precedente. Ilmassimo numero di transizioni si ottiene con unasequenza continua di uni, e quindi come nel caso

della codifica NRZ la frequenza richiesta per labanda passante pari alla met della velocit ditrasmissione. Viene utilizzata per FDDI su fibraottica.

- Codifica MLT-3: questa codifica opera su trelivelli anzich su due. Per esempio i tre livellipossono essere rappresentati da una tensionepositiva (+), una tensione negativa (-), e assenza di

tensione (0). Si prevedono solo transizioni a metdel bit 1 e nessuna transizione per i bit zero. Letransizioni si susseguono nel seguente ordine: 0 + , + 0, 0 -, - 0, ecc. Il massimo numerodi transizioni dato da una sequenza di valori diuno. Tuttavia, la codifica su tre valori fa s che labanda richiesta sia soltanto un quarto della velocittrasmissiva. La MLT-3 utilizzata da FDDI TP-PMD e da Ethernet 100Base TX.

Codifiche mBnB (con m < n) : ad eccezione dellacodifica di Manchester, esistono delle sequenze di datiche non generano nessuna transizione. Per esempionella NRZ una sequenza continua di uni o di zeri nongenera transizioni, mentre nella codifica NRZI e MLT-3 ci accade quando si presenta una sequenza continuadi zeri. Questo evento assolutamente da evitare inquanto non permetterebbe una correttasincronizzazione. Si deve dunque garantire un numerodi transizioni sufficienti anche in questi casi. Lo siottiene ricodificando i dati da trasmettere. Per esempiola 4B5B codifica ogni sequenza di 4 bit in unasequenza di 5 bit.

Riassumiamo in una tabella alcune caratteristiche di trasmissione per vari tipi di rete:

TIPO DI RETE CODIFICA

UTILIZZATA

FREQUENZA DI

TRASMISSIONE FISICA

FREQUENZA DI

TRASMISSIONE DATI

BANDA RICHIESTA

ETHERNET (IEEE 802.3) MANCHESTER 10 Mbit/s 10 Mbit/s 10 MHzTOKEN RING (IEEE

802.5)MANCHESTER 4 Mbit/s

16 Mbit/s4 Mbit/s

16 Mbit/s4 MHz

16 MHzFDDI TP-PMD MLT-3 4B5B 125 Mbit/s 100 Mbit/s 31,25 MHz

100BaseX MLT-3 4B5B 125 Mbit/s 100 Mbit/s 31,25 MHz100BaseT4 8B6T Vengono utilizzate tre coppie

per la trasmissione per ognicoppia si ha

25 MBaud

33,33 Mbit/s 12,5 MHz

100VG AnyLAN Dual STPPMD NRZ 5B6B 120 Mbit/s 100 Mbit/s 60 MHz

100VG AnyLAN 4-UTPPMD

NRZ 5B6B Vengono utilizzate quattrocoppie per ogni coppia si ha

30 Mbit/s

25 Mbit/s 15 MHz

ATM MLT-3 4B5BNRZ 8B9B

193,75 Mbit/s174,38 Mbit/s

155 Mbit/s155 Mbit/s

48,44 MHz87,19 MHz

Questa tabella molto importante in quanto moltiinstallatori, fanno confusione fra velocit (frequenza)di trasmissioni dati e la banda richiesta. Per esempiocertificare una rete ATM non significa affatto che sidebbano fare le misure di attenuazione, diafonia o altrofino a frequenze di 155 MHz, in quanto 155 Mbit/scome abbiamo visto hanno una corrispondenza direttasolo nel caso del codice di Manchester, negli altri casila banda effettivamente utilizzata del mezzo

trasmissivo dipender in modo decisivo dalla codificautilizzata per trasmettere il segnale stesso. Comevediamo dalla tabella la banda massima richiesta dal'ATM con codifica di trasmissione 8B9B, cio circa 88MHz.

I MEZZI TRASMISSIVI METALLICI

Nei mezzi metallici il segnale trasportato in forma dienergia elettrica. La prima considerazione da fare cheogni mezzo metallico attraversato da una correntevariabile nel tempo emette un campo elettromagnetico,

e che un campo elettromagnetico esterno induce unacorrente sul cavo.La seconda considerazione che i campielettromagnetici inducono la corrente solo sulla

4B5BENCODER

1111 1110


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superficie del metallo2, e questo utilizzato perschermare, tramite calze o fogli metallici un cavocontenuto in schermi siffatti.I mezzi trasmissivi metallici si dividono in:- cavi coassiali- doppiniLa misura della sezione dei conduttori data nell'unitdi misura detta AWG3 .

Cavi coassiali4I cavi coassiali sono formati da un conduttore centralee da uno o pi schermi (calze, fogli). I pi conosciutisono:- RG213 / RG8 (Thick Ethernet o cavo giallo)

utilizzato principalmente nell'ethernet 10Base5. caratterizzato da ottimi parametri elettrici ed hauna schermatura a quattro strati (foglio, calza,foglio, calza). Ha un'impedenza di 50. difficileda porre in opera ed costoso. Non pi utilizzatofrequentemente.

- RG58 A/U o C/U (Thin Ethernet) utilizzatoprincipalmente nell' ethernet 10Base2. Ha undoppio schermo (foglio, calza) ed ha uno spessoreminore rispetto al Thick Ethernet. Ha

2 L'EFFETTO PELLE: un conduttore attraversato da correntealternata si comporta come se tutta la corrente passasse attraversouna corona circolare di diametro esterno d, dove d il diametro delconduttore, e di spessore , dove il cosiddetto spessoreequivalente o penetrazione. Nel caso che il conduttore sia r ame si ha:

f

66 dove misurato in mm e f la frequenza della corrente

alternata misurata in Hz. Questo addensamento della correnteelettrica sulla superficie di un conduttore, produce dunque unadiminuzione della sezione utile per l'attraversamento della corrente,con la conseguenza che la resistenza aumenter all'aumentare dellafrequenza. Si trova che la resistenza Rf data da:

km

25,01075,3 30 fdRRf

dove R0 la resistenza in corrente continua, che per il rame data da:

km2,2220 d

R , dove d il diametro del conduttore in mm ed f

la frequenza misurata in Hz. Questo significa che all'aumentaredella frequenza, l'attenuazione sar maggiore.

3UNITA' DI MISURA AWG (American Wire Gauge): l'AWG una scala a regressione geometrica con 39 valori compresinell'intervallo di 0 gauge (11,7 mm di diametro) a 36 gauge (0,13mm di diametro).

4 CARATTERISTICHE DEI CAVI COASSIALI: esistonoalmeno 46 tipi di cavi coassiali diversi la tabella mostra alcunecaratteristiche dei cavi pi utilizzati nel mondo LAN:

Attenuazione in dB per 100 metriTipo di

cavo

Diam

etro

in

mm

Impe

denz

a in

Vp

10

MHz

50

MHz

100

MHz

200

MHz

400

MHz

1

GHz

3

GHz

RG8RG213

10,3 5250

0,66 1,80 4,27 6,23 8,86 13,5 26,30 52,5

RG58 5 50 0,66 4,59 10,80 16,10 24,30 39,40 78,70 177,0RG59 6 75 0,66 3,61 7,87 11,20 16,10 23,00 39,40 86,9RG62

RG180

3,7 95 0,69 10,80 15,10 18,70 24,90 35,40 55,80 115,0

Il cavo RG59 viene utilizzato principalmente per la TV via cavo(CATV), mentre il RG62 viene utilizzato nelle reti ARC-Net e neisistemi IBM 3270.

un'impedenza di 50 . Di pi facile messa inopera, e pi economico. Trova ancora qualcheutilizzazione.

RG58 come il precedente solo che come schermo hasolo la calza5.I cavi coassiali non sono pi ammessi dalle normativeISO/IEC 11801 e dalla EIA/TIA 568A.

I doppiniIl doppino il mezzo trasmissivo classico dellatelefonia, e consiste in due fili di rame ritorti (binati otwisted) ricoperti da una guaina isolante. Normalmentesi utilizzano cavi con pi coppie (4, 25, 50, ecc.).Esistono vari tipi di doppino:- STP (Shielded Twisted Pair) versione con uno

schermo per ogni coppia pi uno schermocomplessivo;

- FTP (Foiled Twisted Pair) o S-UTP versione conun unico schermo per tutto il cavo;

- UTP (Unshielded Twisted Pair) versione nonschermata;

Gli schermi possono essere a foglio a calza o entrambi.I doppini inoltre sono classificati in cinque categorie.La categoria 1 quella dei cavi peggiori, la 5 quella dei

cavi migliori. Ogni categoria idonea a fornire tutti iservizi offerti dalle categorie inferiori.- Categoria 1: comprende i cavi adatti unicamente a

telefonia analogica.- Categoria 2: comprende i cavi per telefonia

analogica e digitale (ISDN) e trasmissione dati abassa velocit.

- Categoria 3: cavi adatti a trasmissioni fino a 16MHz (utilizzato normalmente per Ethernet10BaseT, Token Ring 4 Mb/s, 100Base-T4,100Base-T2)

- Categoria 4: cavi adatti a trasmissioni fino a 20MHz (utilizzato per le precedenti tipologie e perToken Ring 16 Mb/s)

- Categoria 5: cavi adatti per trasmissioni fino a100 MHz.

Trasmissione bilanciata e sbilanciataNei doppini il segnale viene trasmesso utilizzando latecnica detta di trasmissione bilanciata. La tecnica

5 IL PROBLEMA DELLA SCHERMATURA NEI CAVICOASSIALI: una cavo coassiale con una sola calza metallica tipo ilRG58, svolge la triplice funzione di ritorno della corrente delsegnale, riferimento di tensione e schermatura per il conduttoreinterno. Ma attenzione, anche lo schermo si comporta da antenna, ele correnti indotte da campi elettromagnetici esterni, o i disturbi

provenienti dalla messa a terra delle apparecchiature, provocanoun'alterazione del riferimento di tensione (massa), e siccome il valoredel segnale misurato relativamente a tali tensioni, ne risultaun'alterazione che comporta errori di ricezione dei dati trasmessi. Lasoluzione ottimale quella di avere pi schermi (tipo RG213), ma di

utilizzare soltanto lo schermo interno come ritorno del segnale e disegnale di riferimento, e di utilizzare lo schermo esterno per laschermatura , collegando soltanto un estremo alla terra. Perfrequenze superiori al MHz non nemmeno necessario isolare levarie calze, in quanto un campo elettromagnetico di frequenza 1MHz, induce una corrente sullo schermo entro una profondit di soli0,066 mm.


10/19


consiste nell'inviare ad un conduttore della coppia il

segnale in fase2iN

V e nell'altro conduttore il segnale in

opposizione di fase2INV . Il rumore indotto DV

dall'esterno sarebbe perfettamente identico nei dueconduttori dei doppini ritorti (twisted pair) solo sefossero perfettamente simmetrici ( comunque

impossibile una perfetta simmetria in quanto i dueconduttori dovrebbero coincidere nello spazio).

Allora sottraendo i due segnali dalla parte del ricevitoreotteniamo:

INDIN

DIN

OUT VVV

VV

V

22

e in questo modo abbiamo una perfetta immunit ai

disturbi esterni. Altra considerazione che il campoelettromagnetico totale emesso dalla coppia nullo(sempre se i due conduttori fossero perfettamentesimmetrici). Questo perch i due conduttori sonopercorsi da correnti in opposizione di fase ed esseemettono dei campi elettromagnetici di valore oppostoper ogni punto spaziale e quindi la loro somma nullaovunque. Nella realt la perfetta simmetria non raggiungibile, e quindi un doppino emetter comunqueun campo elettromagnetico, e la trasmissione bilanciataridurr l'intensit del rumore indotto ma non riuscirmai a renderlo nullo.

La trasmissione sbilanciata viene utilizzatanormalmente su cavi coassiali, e consiste nel

trasmettere direttamente il segnale sul cavo.

Classificazioni delle connessioniUna connessione6 (link) data dalla somma di varicomponenti: prese, giunti, connettori, cavo didistribuzione, cavetti di connessione.

6 APPLICAZIONI SUPPORTATE DALLACLASSIFICAZIONE IN CONNESSIONI: la tabella seguentemostra quali applicazioni sono correlate alle classi di connessione

definite dalla ISO/IEC 11801:APPLICAZION E STANDARD NOMEADDIZIONALE

CLASSE A (fino a 100 KHz)PBX

X.21 /V.11RIFERIMENTI NAZIONALI

ITU-T RECS. X.21 /V.11CLASSE B (fino a 1 MHz)

S0-Bus (esteso)S0-punto-punto

S1 / S2CSMA/CD 1Base5

ITU-T REC. I.430ITU-T REC. I.430ITU-T REC. I.431ISO/IEC 8802-3

ISDN BASEISDN BASE

ISDN PRIMARIOETHERNET A 1MHz

CLASSE C (fino a 16 MHz)

La normativa ISO/IEC 11801 introduce cinque classi diconnessioni (links), di cui quattro classi per i cavi inrame ed una classe per la fibra ottica:- Classe A: connessioni in rame adatte per

applicazioni fino a 100 KHz;- Classe B: connessioni in rame adatte per

applicazioni fino a 1 MHz;- Classe C: connessioni in rame adatte per

applicazioni fino a 16 MHz;- Classe D: connessioni in rame adatte per

applicazioni fino a 100 MHz;- Classe ottica: connessioni in fibra ottica

(generalmente non costituisce un limite per labanda passante).

Per ogni classe la ISO/IEC 11801 introduce dei benprecisi limiti per le caratteristiche elettriche peculiaridel mezzo. Soffermiamoci allora su questecaratteristiche.

Caratteristiche elettricheI parametri meccanici e fisici (materiali impiegati,dimensione del cavo, schermature, geometrie)determinano i parametri elettrici del cavo stesso. I piimportanti per i cavi metallici sono:

- Resistenza c.c. ad anello chiuso: la misura vieneeffettuata applicando un corto circuito nella partefinale della connessione e misurando la resistenzatotale in corrente continua. La resistenza c.c. in undoppino dipende dalla lunghezza del cavo, dallospessore del conduttore e dalla temperatura. Ilvalore ottenuto deve essere minore dei valori limitiposti dalla ISO/IEC 11801:

Tabella 1 - Massima resistenza c.c. ad anello chiuso secondo la

ISO/IEC 11801

Classe A B C D

Massima resistenza adanello chiuso

560 170 40 40

CSMA/CD 10Base-TToken Ring 4 Mbit/sToken Ring 16 Mbit/s

(I 16 Mbit/s sono supportatisoltanto se vengono utilizzati

hubs attivi e il valoredell'ACR limite maggioratodi 6 dB rispetto ai valori della

ISO/IEC 11801)100BaseT4

100VG AnyLAN 4-UTP

ISO/IEC 8802-3ISO/IEC 8802-5ISO/IEC 8802-5

IEEE 802.3uIEEE 802.12

ETHERNET 10Base-T

FAST-ETHERNETFAST-ETHERNET

CLASSE D (fino a 100 MHz)Token Ring 16 Mbit/s

ATM (TP)TP-PMD100BaseX

100VG AnyLAN Dual S TP

ISO/IEC 8802-5ITU-T E ATM-FORUM

ISO/IEC 9314-xxIEEE 802.3uIEEE 802.12

B-ISDNTwisted Pair FDDIFAST-ETHERNETFAST-ETHERNET

Le connessioni con cavo coassiale come 10Base5 e 10Base2 nonsono previste dalla ISO/IEC 11801.

Commento [RG1]:


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- Impedenza7 caratteristica: un parametro che funzione della frequenza e della resistenza,capacit, induttanze e conduttanze del cavo. LaISO/IEC 11801 non ha ancora definito la modalitdella misura dell'impedenza caratteristica per leconnessioni. Attualmente la verifica fatta daiproduttori di cavi rispetto alla classificazione incategorie dei doppini, e sempre da l la ISO/IEC11801 prende direttamente i valori dai limiti etolleranze. I valori sono i seguenti:

Tabella 2 - Valori dell'impedenza caratteristica per la ISO/IEC

11801

Impedenza

nominale

Frequenza Classe C Classe D

100 1 f 1616 f 100

100 15-

100 15100 15

120 1 f 1616 f 100

120 15-

120 15120 15

150 1 f 1616 f 100

150 15-

150 15150 15

Pi l'impedenza stabile al variare dellafrequenza, migliore il cavo. Le variazionid'impedenza lungo il cavo, possono essere

provocate da alterazioni nella regolarit dellageometria, provocando riflessioni del segnale, conconseguenti attenuazioni e interferenze.

- Velocit di propagazione: la velocit dipropagazione vp del segnale si misura inpercentuale della velocit della luce c 300.000km/s. Normalmente per cavi in rame varia fra il55% e il 75% di c. La velocit di propagazione anche funzione della frequenza.

- Balance (Longitudinal to differential conversionloss): come precedentemente detto nel paragrafosulla trasmissione bilanciata, le irregolarit nellageometria dei doppini, generano una componentedifferenziale, detta anche balance. Esso determinaquanta induzione elettromagnetica irradier ilcavo. La misura del balance sulle connessioni non ancora ben definito. La normativa intanto hadefinito i valori minimi in dB:

7 IMPEDENZA CARATTERISTICA: una linea di trasmissione,come una coppia di cavi, presenta delle caratteristiche elettriche chesono distribuite lungo tutta la linea. Senza commettere un grandeerrore possiamo considerare queste caratteristiche elettriche comeconcentrate per unit di lunghezza. Le caratteristiche elettriche

presenti sono: la resistenza r e l'induttanza L dei conduttori e lacapacit C e conduttanza G fra i conduttori. L'impedenza

caratteristica Z della linea sar data da:

G

CjG

r

Ljr

Z

1

1

dove f 2 . I costruttori di doppini devono mantenerel'impedenza caratteristica costante al variare della frequenza, e qu esto

possibile se riescono a soddisfare la condizioneG

C

r

L in questo

caso l'impedenza caratteristica uguale aG

r per ogni frequenza.

Tabella 3 - Valori minimi per il Balance

Frequenza

MHz

Classe

A

Classe

B

Classe

C

Classe

D

0,11

10

30--

4520-

353025

404030

- Diafonia8: la diafonia la misura di quanto uncavo disturba un altro cavo vicino. Nel caso deidoppini la diafonia misura il rumore indotto su undoppino vicino. Esistono due modi diversi permisurare la diafonia:- NEXT (Near End Cross-Talk) o Paradiafonia

se la misura effettuata dalla stessa partedel trasmettitore.

- FEXT (Far End Cross-Talk) o Telediafonia se la misura fatta dalla parte del ricevitore.

In pratica si misura soltanto la paradiafonia(NEXT). La ISO/IEC 11801 infatti stabiliscesoltanto i valori minimi per il NEXT:

Tabella 4 - Valori minimi per il NEXT

Frequenza

MHz

Classe

A

dB

Classe

B

dB

Classe

C

dB

Classe

D

dB

0,114

101620

31,2562,5100

27--------

4025-------

-39292319----

-5445393635322724

- Rumore indotto dall'esterno (Noise): la ISO/IEC11801 non definisce un metodo di misura delrumore indotto esternamente, ma assume che esso

debba essere minore di almeno 10 dB rispetto alladiafonia nel campo di frequenze definite dallaconnessione.

- Return Loss9: ogni variazione d'impedenza portaa una riflessione di parte dell'energia trasmessa. La

8DIAFONIA: le interferenze dovute ad accoppiamenti di diafonia,dipendono dal numero di coppie presenti (ed effettivamenteutilizzate), dalla forma e dalla statistica dei s egnali, dalla struttura delcavo e della posizione della coppia disturbata rispetto a quelledisturbanti. La diafonia varia con la frequenza in maniera alquantoirregolare per cui si pu fare riferimento solo ai valori medi. Ilcontributo totale del disturbo dovuto sia alla telediafonia sia alla

paradiafonia. Tuttavia la potenza di disturbo provocato dagli

accoppiamenti di telediafonia trascurabile nei confronti dellaparadiafonia se le coppie trasmettono il segnale in direzione diversa.L'andamento medio della paradiafonia dato dalla formula:

(dB)log15

NN f

ffAfA

dove fN la frequenza massima della banda tr asmissiva.9 TECNICA DI MISURA DEL RETURN LOSS: la ISO/IEC11801 descrive come v effettuata la misura di r eturn loss.


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misura va' effettuata applicando una resistenza divalore uguale all'impedenza nominale del cavo agliestremi remoti della connessione. La ISO/IEC11801 definisce i seguenti valori minimi:

Tabella 5 - Valori minimi per il Return Loss

Frequenza

MHz

Classe C

dB

Classe D

dB

1 f 1010 f 1616 f 2020 f 100

18

15--

18

151510

- Ritardo di propagazione (Delay)10: il tempoche impiega il segnale a raggiungere l'estremit delcavo o della connessione. Esso una funzionedella frequenza (in quanto la velocit dipropagazione vp di un segnale funzione dellafrequenza). Comunque la tecnica di misurastandardizzata nella ISO/IEC 11801 permette diottenere il valore del delay anche se non si conoscevp.La normativa fornisce i valori massimi ammessi:

Tabella 6 - Valori massimi per il Delay

FrequenzaMHz

Classe Delays

0,0111030

ABCD

20511

Si applica una tensione V2 a una data frequenza f. V1 posto ugualea zero. R2 posto uguale met del valore dell'impedenzacaratteristica. Allora il return loss dato dalla formula:

dB1log20Re

2

4310

fV

fVfVfturnloss

10 TECNICA DI MISURA DEL DELAY: la ISO/IEC 11801descrive la misura di delay. Si applichi una tensione V2 a gradino conV1=0 e R2=Z/2 e R3=circuito aperto e cortocircuito con variazionesincronizzata da un timer che a sua volta sincronizzato con ilvoltaggio V2 applicato. Lo strumento misura il valore di tensionedato da: V(t)=V3(t)-V4(t). Il tempo di delay dato da ts/2 dove ts iltempo impiegato dalla tensione V a cambiare di segno incorrispondenza del cambiamento di valore di R3.

- Attenuazione11: un segnale elettrico arriva alricevitore con una energia minore rispettoall'energia iniziale. Questa dissipazione di energia,detta anche attenuazione, dipende da vari fattori:1) il segnale incontra una resistenza e comerisultato parte dell'energia si disperde in calore(effetto Joule); 2) altra energia si disperdeattraverso l'emissione di onde elettromagnetiche;3) l'energia riflessa verso il trasmettitore un altroeffetto di dispersione. La ISO/IEC 11801 definiscei valori massimi ammissibili:

Tabella 7 - Valori massimi p er l'attenuazione secondo l'ISO/IEC

11801

Frequenza

MHz

Classe

A

dB

Classe

B

dB

Classe

C

dB

Classe

D

dB

0,114101620

31,25

62,5100

16------

--

5,55,8-----

--

-3,76,610,714--

--

-2,54,87,59,4

10,513,1

18,423,2

- ACR (Attenuation to Cross-talk Ratio): definito come la differenza fra la diafonia misuratain dB e l'attenuazione misurata in dB12. LaISO/IEC 11801 fornisce valori limite per l'ACRper le classi A, B e C che sono esattamente ladifferenza diretta dei valori che troviamo nelletabelle 7 e 4, mentre per la classe D la normativadefinisce dei valori minimi pi grandi rispetto allasemplice differenza dei valori di diafonia e

11ATTENUAZIONE: la tensione V0 di un segnale viene attenuatalungo una linea con andamento esponenziale, cio:

xx eVV

0 dove Vx la tensione ad una distanza x, ed una costante diattenuazione. Alla grandezza logaritmica:

dBlog20 0

xV

Vx

si d il nome di attenuazione. Attenzione esprimere l'attenuazione infunzione del solo rapporto delle tensioni non corretto se non si certi che l'impedenza esistente nei due punti della linea messi aconfronto, sia dello stesso valore.

12DEFINIZIONE DELL'ACR: possiamo trovare in letteratura duediverse definizioni di ACR, dal punto di vista matematico sonoequivalenti. Una definizione quella da noi fornita, l'altra data da:ACR = Attenuazione/diafonia ma attenzione, in questo rapporto perattenuazione non intendono il valore in decibel ma il numeroadimensionale dato dal rapporto V0 / Vx stesso discorso con ladiafonia. Per ottenere il valore dell'ACR in dB si deve fare illogaritmo, allora si ottiene:

)()(log20log20log20)(0

dBNEXTdBneAttenuazioNEXTeNEXT

VV

dBACRxx

a questo se vogliono valori di ACR positivi sufficiente moltiplicareper -1 l'equazione (corrisponde a cambiare direzione all'asse y).


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attenuazione definiti per la classe D. Ci comportache in classe D non sempre sufficiente soddisfarei limiti di attenuazione e di diafonia per soddisfarei valori limiti dell'ACR. La normativa demanda achi progetta il cablaggio il compito di deciderequali valori migliorare per rientrare nei limiti diACR.

Tabella 8 - Valori minimi per l'ACR.

FrequenzaMHz

ClasseA

dB

ClasseB

dB

ClasseC

dB

ClasseD

dB

0,114101620

31,2562,5100

11--------

34,519,2

-------

-35,322,412,3

5----

--

4035302823134

- Impedenza di trasferimento: misura l'efficaciadella schermatura di un cavo. Essa definita come

rapporto tra la caduta di tensione che si generaall'interno dello schermo e la corrente che vi scorrein superficie indotta da un disturboelettromagnetico. Tanto pi lo schermo efficacetanto pi bassa l'impedenza di trasferimento. Lamisura non ancora ben sviluppata per leconnessioni. Attualmente la misura pu esserefatta solo in laboratorio.

LE FIBRE OTTICHE

Il principio delle comunicazioni ottiche, si basa sullatrasmissione dell'informazione tramite la luce, la qualeattraversa un mezzo vetroso composto in modoopportuno e sagomato a forma di fibra, detto appunto

fibra ottica. Quindi all'inizio della trasmissioneabbiamo un segnale elettrico, il quale convertito insegnale ottico, trasmesso attraverso la fibra ottica aun ricevitore, e l di nuovo convertito in segnaleelettrico. I vantaggi dell'utilizzo di questo metodotrasmissivo sono i seguenti:1) Il segnale pu essere trasmesso su lunghe distanze

(200 Km) senza essere rigenerato;2) Il segnale insensibile a disturbi elettromagnetici;3) La capacit trasmissiva molto pi grande rispetto

ai cavi metallici;4) La fibra ottica molto leggera (pochi grammi per

Km) e piccola rispetto ai cavi in rame (circa 125m quindi possibile che un cavo di dimensionilimitate possa contenere un grande numero di fibre(per esempio 96);

5) Affidabilit della fibra, rispetto a interruzionimeccaniche molto alta, infatti la fibra ottica non affatto fragile. Inoltre molto flessibile einsensibile alle vibrazioni;

6) La fibra garantita per 25 anni;7) L'utilizzo tipico di una fibra ottica si ha in un

range di temperatura da -40 a +80 C;

8) Nessuna informazione pu essere estratta da unafibra ottica (in quanto non emette campielettromagnetici);

Le performances di un network in fibra ottica,dipendono ovviamente dalla fibra usata, ma anche daicomponenti utilizzati:a) Sorgente13: generalmente un diodo LASER o un

diodo LED. La luce generata da un diodo laser

13SORGENTI OTTICHE: Abbiamo due tipi di sorgenti ottiche ilLED (Light Emitting Diode) e il LASER (Light Amplification byStimulated Emission of Radiation). In questi dispositivi vieneimmessa corrente continua e si ottiene energia luminosa. Ma il

principio teorico di funzionamento alquanto diverso nei due casi.Per capire come funzionano queste due sorgenti ottiche, si deve fareuna breve disgressione di fisica. Sappiamo che apporti di energia adun atomo possono produrre che un elettrone salti di livelloenergetico, da un livello inferiore ad uno superiore (atomo eccitato).Questo squilibrio solo momentaneo in quanto l'elettrone decaderapidamente al livello originario. In questo passaggio l'elettrone cedeenergia sotto forma di energia luminosa (fotone). La lunghezzad'onda dipender dalla differenza d'energia fra i livelli energetici.Sono individuati, allora, due tipi di interazione fra radiazione e

materia:- l'assorbimento: corrispondente al passaggio dell'atomo dallo

stato stabile a quello eccitato (tramite energia termica, elettrica,luminosa, ecc.)

- l'emissione spontanea: l'atomo eccitato si diseccita dopo untempo pi o meno lungo (tempo non controllabile), emettendospontaneamente un fotone.

Il LED si basa proprio sull'emissione spontanea, esso presenta unaradiazione non monocromatica (cio sono presenti pi lunghezzed'onda), in altre parole lo spettro del LED piuttosto largo (vedifig.a1). Inoltre l'andamento della potenza emessa in funzione dellacorrente praticamente lineare (vedi fig. a2), e la radiazione emessa

presenta una scarsa direttivit, cio emessa in un angolo moltoampio.

Fig.a1

Fig. a2Il funzionamento del LASER si basa su un altro tipo di interazionetra radiazione e materia, detta emissione stimolata che si verificaquando un atomo gi eccitato viene investito da un fotone dellastessa energia data dalla differenza dei livelli energetici. Ebbenequest'ultimo provoca la diseccitazione forzata dell'atomo, e in uscita

avremo ben due fotoni della stessa lunghezza d'onda. In definitivaquesto effetto in pratica un'amplificazione della radiazione.Condizione necessaria che gli atomi siano stati eccitati

precedentemente. Il LASER produce con l'emissione stimolata unaradiazione coerente, ci significa che tutti i raggi uscenti presentanouguale fase e che la loro energia contenuta entro uno spettro quasimonocromatico. La potenza emessa in funzione della corrente si

presenta come in fig. a3, mentre possiamo affermare che la direttivitdel LASER ottima.


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molto differente rispetto alla luce generata da unled.

b) Accoppiatori e Multiplatori a divisione dilunghezza d'onda

14: sono multiplatori che

Fig. a3

14 ACCOPPIATORI E MULTIPLATORI OTTICI: gliaccoppiatori ottici sono molto utilizzati nelle LAN basate su fibraottica. Questi elementi permettono di portare il segnale ottico

presente su una fibra, su 2 o pi fibre. Il concetto base delfunzionamento, la stretta vicinanza di due fibre. Vi sono varie

tecniche di costruzione per gli accoppiatori, una fra le pi diffuse l a"fused biconical taper techinique". Essa si basa su porre due fibre (opi di due!) vicine (ritorte o no) e fonderle insieme ad altatemperatura e sottoporle contemporaneamente a tiratura (fig. a4). Latiratura decresce la dimensione della fibra e del nucleo.

Fig. a4Tutti gli accoppiatori sono caratterizzati soprattutto da tre numeri:- Il CR (Coupling Ratio o rapporto di accoppiamento) che

corrisponde al rapporto fra la potenza ottica in uscita da unasingola fibra e la potenza ottica totale di uscita. Il valore delCR pu essere compreso fra 0% e 100%.

- L'excess loss (perdita in eccesso) corrisponde al rapporto tra lapotenza totale immessa e la potenza totale in uscita.Normalmente si hanno valori minori di 0,5 dB.

- Isolation (isolamento di un accoppiatore direzionale), essodefinisce, se la potenza ottica immessa in arm 1 (fig.a4),quanta potenza sar riflessa in arm 2 (fig.a4). I valori che siottengono possono raggiungere i 50 dB.

Accoppiatori multiporta possono essere costruiti fondendo fra di loropi fibre. Un 'esempio l'accoppiatore stellare direttivo (fig. a5) dove molto utilizzato nei network di tipo stellare. Esso connette ogniinput a tutti gli output e isolando contemporaneamente i differentiinputs. Altro tipo di accoppiatore multiporta il "reflective star", inquesto caso le porte sono bidirezionali, e possono essere usatecontemporaneamente per input ed output.

Fig. a5I multiplatori o WDM (Wavelength Division Multiplexing), servono

per aumentare l a capacit di trasmettere informazioni su una fibra,immettendo pi lunghezze d'onda nella stessa fibra. Di solito neiWDM non raccomandabile utilizzare accoppiatori ottici basati sullatecnica vista poc'anzi. Nei WDM per accoppiare diverse lunghezzed'onda vengono utilizzate tecniche che si basano sulla diffrazione. Infig. a6 si vede uno schema di WDM.

accoppiano luce di diversa lunghezza d'onda inuna fibra ottica.

c) Isolatori: essi servono a ridurre le riflessioniottiche che tornando indietro verso la sorgenteottica creano dei disturbi.

d) Connessioni: per connettere due fibre sonopossibili tre tipi di connessioni. La giunzione afusione15, la giunzione meccanica16 e l'utilizzo diconnettori17.

Fig. a6

15 GIUNZIONE A FUSIONE: le pezzature di cavo hannoovviamente una lunghezza limitata, ed dunque necessario realizzaredelle connessioni fra le varie fibre delle varie pezzature. Le tecnichedi giunzione sono complesse e costituite da operazioni delicate. Quine illustriamo i criteri essenziali. La giunzione deve conferirecontinuit alle estremit delle fibre affacciate in modo che lecaratteristiche trasmissive siano mantenute. Una tecnica possibile lagiunzione per fusione. La fusione del materiale che costituisce lefibre ottenuta mediante sviluppo di calore concentrato sullaestremit da giuntare, mentre queste vengono tenutecontemporaneamente premute una contro l'altra. La sorgente dicalore ottenuta mediante scarica elettrica fra due elettrodi, oppuremediante fiamma ottenuta dalla miscelazione di ossigeno e propanoche uscenti da condotti calibrati permette di ottenere la necessariatemperatura. Le perdite che si ottengono con questa tecnica sonomolto basse dell'ordine del 0,05 dB.La tecnica generalmente consiste nel:1) Pulire prima il materiale plastico che ricopre la fibra, con alcol

specifico.2) Rimuovere il materiale plastico per una distanza di circa 30

mm.3) Pulire la fibra con metilene cloruro.4) Tagliare la fibra con opportuni taglierini ad alta precisione

(diamante sintetico) alla distanza specificata dallecaratteristiche della giuntatrice, (normalmente 10 mm).

5) Lappare la fibra, in modo da eliminare eventuali imperfezioni.6) Porre la fibra nella macchina giuntatrice e giuntare.7) Porre una protezione intorno al giunto cos effe ttuato.Esistono macchine giuntatrici molto sofisticate che permettono diricoprire il giunto con materiale plastico flessibile. Inoltre legiuntatrici si dividono anche per la capacit di fare giunti resistenti atrazioni molto elevate.

16 GIUNZIONE MECCANICA: altra possibilit per giuntare duefibre ottiche l'utilizzo di giunture meccaniche. In questo caso leestremit della fibra da giuntare vengono vincolate ad un supportoguida nel quale sono state inserite in modo che vi siano perfettamenteallineate, quindi vengono bloccate mediante una resina trasparente

opportuna. Il supporto guida pu essere costruito da un capillaretrasparente, oppure dalla scanalatura di precisione ricavata in una

base opportuna (tegolino), nella quale la fibra viene sistemata etenutavi aderente fino a bloccaggio avvenuto (metodo shung tube eloss square). Altre tecniche privilegiano l'uso di supporti singoli atubetto, che offrono il vantaggio di maggiore elasticit di giunzione.Altro dispositivo efficace costituito da un sistema di cilindretti di

precisione accoppiati longitudinalmente, in modo da fornire unaguida di precisione alla fibra da giuntare (metodo springroove).


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Il procedimento di pulitura della fibra ottica praticamente identicoal caso della giunzione per fusione.

PROBLEMI COLLEGATI ALLE GIUNZIONI MECCANICHE

O PER FUSIONE: nei punti di giunzione si hanno sempre, delleperdite che si dividono in perdite intrinseche e perdite estrinseche. Leperdite intrinseche sono dovute principalmente a:- differenza fra i diametri dei nuclei (core), o quelli del cladding- differenza dell'apertura numerica- differenza dell'indice di rifrazione- ellitticit del nucleo- non concentricitLe perdite estrinseche sono dovute a difetti esecutivi e sono

principalmente dovute a:- errori di separazione- disallineamento- disassamentoPer le fibre monomodali abbastanza semplice ric avarsi le formuleche forniscono il loss dovuto alle perdite estrinseche, mentre per lefibre multimodali si hanno maggiori difficolt.L'utilizzo di un OTDR permette di capire se la perdita eccessiva di ungiunto dovuta per la maggior parte a perdite di tipo estrinseco ointrinseco. Determinando che la percentuale della perdita di ungiunto dovuto a perdite estrinseche, l'operatore pu rifare lagiunzione per ottenere una perdita entro i limiti prestabiliti. Se in vecela perdita di un giunto dovuta essenzialmente per perditeintrinseche, l'operatore non potr fare altro che sostituire una delledue fibre da giuntare. Per la tecnica di utilizzo dell'OTDR perottenere queste informazioni si legga il paragrafo, "determinazione

delle perdite di una giunzione".

17 CONNETTORI: i connettori per fibra ottica permettono dicollegare diversi spezzoni di fibra tra loro. Esistono vari tipi diconnettori sia per fibra multimodale che monomodale. Esistonosoltanto connettori "maschi" e degli adattatori da pannello o volantiche permettono la connessione. Esistono connettori di tipo ST, SC,BICONIC, D4, FC, e molti altri. Purtroppo a livello internazionalenon c' accordo per accettare un solo tipo di connettore comune.Mentre l'unica standardizzazione possibile per quanto riguarda ildiametro del ferrulo: 2,5 mm un diametro molto diffuso su molticonnettori. Inoltre i connettori possono essere di tipo resinato (Hot-Melt) o non resinato.I connettori di tipo resinato permettono un tempo diconnettorizzazione breve e pi adatto per l'operazione in campo,rispetto ai connettori non resinati. La procedura diconnettorizzazione la seguente:1) Connettori resinati:- Il connettore resinato viene posto in un opportuno fornello che

riscalda la resina e la fa sciogliere.- Intanto la fibra da connettere viene spellata per una lunghezza

maggiore della lunghezza del ferrulo, si taglia il kevlareccedente, e si immette in metilene cloruro per pulirla esciogliere il silicone che avvolge la fibra nuda.

- Si prende il connettore con la resina ormai sciolta, e si immette,con molta attenzione, la fibra nel connettore, e si fa raffreddareil connettore in modo che la r esina blocchi la fibra.

- A questo punto il connettore viene grimpato, e si taglia con unopportuno taglierino, (con lama di diamante sintetico) la fibra,in prossimit dell'estremit del ferrulo. Ricordo che fra lecaratteristiche di un taglierino una quella di do ver cambiare lalama di taglio dopo un certo numero di tagli effettuati, comeriportato sui datasheet dello strumento. Se la lama usurata iltaglio della fibra molto probabilmente non sar ottimale.

- Ora si deve procedere alla lappatura, che viene effettuata otramite strumento (il lappatore), o manualmente. La lappatura essenziale per eliminare piccole imperfezioni del taglio e perrendere perfettamente piatta la superficie. Per fare ci siutilizzano carte abrasive la quali permettono raffinaturegraduali. Le carte esistenti sono: carta blu da 9 m (pocoutilizzata), carta viola da 3 m, carta verde da 1 m, carta

bianca da 0,3 m (detta anche diamantata). La lappatura vsempre effettuata disegnando un otto sulla carta abrasiva.Inoltre consigliabile procedere con la lappatura entro due oredall'inizio delle operazioni.

e) Rigeneratori e amplificatori: essi servono arigenerare il segnale su lunghe distanze. Gliamplificatori non utilizzano conversioni opto-elettroniche, ma sono basati su particolari ecostose fibre dette "Erbium Doped Fibers"(EFDA).

f) Fotodiodo ricevitore18: essi sono usati perdemodulare il segnale ottico ricevuto etrasformarlo in segnale elettrico. I fotodiodi PINoffrono una buona linearit, una grande larghezza

- Si controlli infine il risultato con un opportuno microscopio. Laconnettorizzazione terminata quando dal microscopio sivedono due cerchi concentrici (il core e il cladding) senzaalcuna imperfezione.

2) Connettori non resinati:- Le differenze sostanziali rispetto alla procedura precedente

sono: non si deve usare nessun fornello, si utilizza una resinabicomponente. Questi due componenti vanno miscelati pocoprima di iniziare le operazioni. Sulla fibra spellata e pulita,viene posta un po di questa resina, e si immette la fibra nelconnettore. A questo punto per far indurire la resina vieneutilizzato un phon ad alta temperatura. Una volta che la fibra stabile all'interno del connettore si procede come nel caso

precedente.

Quando due fibre vengono connesse tramite connettori, la luceattraversante subir una attenuazione (insertion loss) e una riflessione(return loss). Nel caso di fibre monomodali, si pu osservare nel gapd'aria fra i due connettori interferenza distruttiva o costruttiva fral'onda riflessa e l'onda in arrivo. A secondo dei casi varia di molto sial'attenuazione che il return loss. Questa variazione dipende dalladistanza di gap.

18 RIVELATORI OTTICI: i rivelatori di segnali ottici sono

riconducibili a due categorie: il diodo PIN e il diodo APD. Entrambisono dispositivi a semiconduttore, all'interno della cui strutturacristallina l'energia ceduta dai fotoni in arrivo provoca una

proporzionale liberazione di elettroni. La struttura del diodo PIN realizzata con due strati P e N, separati da una regione di materialeleggermente drogato di tipo P (strato intrinseco). Il diodo viene

polarizzato con tensione in versa, tale da s vuotare completamente l aregione intrinseca. All'arrivo di un fotone, l'energia incidente sullagiunzione provoca una transizione di cariche dalla banda di valenza

alla banda di conduzione; le cariche quindi oltrepassano il gap tra idue livelli energetici e danno luogo ad un passaggio di corrente tra lostrato N e lo strato P della giunzione. Nell' APD, la produzione dicoppie elettroni-lacune dovuta ai fotoni incidenti viene esaltata da uneffetto di moltiplicazione per valanga. Questo effetto si verificafacendo transitare le cariche attraverso la regione intrinseca,sottoposta a forte campo elettrico; le cariche acquistano elevataenergia cinetica che attiva un processo di ionizzazione per impatto, ilquale a sua volta libera uno sciame di elettroni secondari. L'effettovalanga, in definitiva, introduce un fattore di guadagno g moltovantaggioso ai fini della sensibilit del dispositivo, ma che introduceun rumore di fondo. Come per tutti i sistemi destinati a ricevereun'informazione a valle di un mezzo trasmissivo, anche nel caso deifotorivelatori la caratteristica peculiare la sensibilit. La sensibilitdi un ricevitore ottico viene valutata in base alla capacit di rivelarela minima potenza ottica associata ad una transizione numerica,

producendo sul flusso dei simboli rivelati un tasso d'errore nonsuperato di 10-9. Tale valore indicato come S0.La responsivity un fattore che indica la risposta del fotorivelatore al

variare della lunghezza d'onda. Viene espressa in A/W, e rappresentala relazione tra numero di elettroni prodotti e numero di fotoniincidenti. In generale la conversione elettro-ottica viene espressadalla relazione:I = r g PIn cui r la responsivity, g il guadagno del fotorivelatore e P la

potenza ottica incidente.


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di banda e una buona stabilit alla temperatura, mahanno una bassa sensibilit. I fotodiodi APDoffrono un ottima sensibilit, ma una pessimalinearit, ma se si utilizza una trasmissione digitaleci irrilevante.

COME FUNZIONANO LE FIBRE OTTICHE

Il vetro stirato a dimensioni micrometriche, flessibilee robusto. La fibra ottica costituita da un nucleo(core) avente indice di rifrazione n1, rivestito dalmantello (cladding) con indice di rifrazione n2 < n1.

n1n2

L'indice di rifrazione n uguale al rapporto:

v

c

n dove c la velocit della luce nel vuoto e v la velocitdella luce nel mezzo. Quindi n 2 < n1 significa che v2 >v1, o in altre parole che la velocit della luce nelmantello della fibra ottica maggiore della velocitdella luce nel nucleo.Un raggio di luce passando da un mezzo con indice dirifrazione n1 ad un mezzo con indice di rifrazione n2 , sisuddivider in due raggi, uno riflesso all'interno delmezzo di partenza con angolo uguale e oppostoall'angolo d'incidenza, l'altro si propagher all'internodel mezzo con indice di r ifrazione n2 e si chiama raggiorifratto. L'angolo r di propagazione del raggio rifrattosi trova tramite la legge di Snell:

i

r

n

n

sensen

2

1

Dove i l'angolo d'incidenza.Ai fini della trasmissione, si vuole confinare laradiazione ottica all'interno del nucleo della fibra. Perevitare che i raggi si propaghino nel mantello sufficiente che l'angolo di incidenza sia maggioredell'angolo:

1

20 arcsen

n

nii

fondamentale ai fini dell'accoppiamento ottimo conla sorgente luminosa, determinare l'angolo limited'incidenza con cui il raggio di luce deve essere

iniettato nell'estremit della fibra. Il seno diquest'angolo detto apertura numerica (N.A.):

22

210 nnsenN.A.

Normalmente i valori di N.A. sono compresi tra 0,1 e0,2. La determinazione dell'apertura numerica permettedi individuare un cono di accettanza.

opportuno ricordare che le considerazioni qui fattesono lecite solo se il raggio del nucleo moltomaggiore della lunghezza d'onda della radiazioneluminosa.

Le fibre ottiche si distinguono fornendo insieme ildiametro in micrometri del core e del cladding.Esistono fibre di dimensioni: 62.5/125, 100/140,85/125, 50/125, 200/240, 10/125 ed altre ancora.Considerando che le dimensioni della polvere compreso fra 20 e 200 micrometri, possiamoimmaginare quanto sia importante mantenere pulita laterminazione di una fibra. Inoltre esistono anche fibreottiche di plastica utilizzate per un lunghezza massimadi 50 metri.

CARATTERISTICHE TRASMISSIVE DELLE

FIBRE OTTICHE

1) Scattering di Rayleigh: Il raggio che sipropaga lungo la fibra incontra innumerevolimicroscopici centri di diffusione, chedisperdono parte dell'energia verso il cladding eanche all'indietro verso la sorgente(backscattering).

2) Perdite per assorbimento: dovute adimpurezze metalliche e principalmenteall'ossidrile OH, ed inoltre assorbimentonell'ultravioletto per interazioni con gli elettronidi legame, e nell'infrarosso per interazioni conl'intero atomo.

Fig.: grafico dell'assorbimento totale (linea in neretto) (asse y =

dB/km)

3) Dispersione modale: L'impulso di luceche viene immesso nella fibra ottica entro ilcono d'accettanza, composto da un grandenumero di raggi luminosi, che si immetterannocon angolazioni diverse. Ci significa che iraggi nella fibra ottica si propagano secondotraiettorie diverse dette modi. Modi diversi sipropagano con percorsi diversi entro la fibra. Indefinitiva all'uscita della fibra si avr unallargamento temporale dell'impulso, (valori


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tipici per N.A. = 0,2 si aggirano intorno ai 40ns/km). Inoltre la larghezza di banda dovuta alladispersione modale :

km)(MHz10

44,030

t

Bm

Per questa fibra si ha soltanto una bandaequivalente di poche decine di MHz. Peraggirare queste difficolt esistono le fibregraded index, in cui l'indice di rifrazione delcore varia con continuit da un massimo, incorrispondenza dell'asse, ad un minimo nelpunto di contatto con il cladding.

Fig.: rappresentazione schematica di una fibra graded index

I raggi che percorrono il core non eseguono veree proprie riflessioni ma procedono incurvandosicontinuamente verso il centro per rifrazionisuccessive. I raggi relativi ai percorsi pi esterniviaggiano in un materiale con indice dirifrazione mediamente minore rispetto ai raggipi interni, e quindi possiedono velocitmaggiore. Cos i diversi "modi" subiscono unaequalizzazione dei tempi di percorso. Nelle fibregraded index si ottengono infatti tempi di ritardodell'ordine di 0,4 ns/km e quindi bande di alcuniGHz km.Inoltre nelle fibre multimodali, le discontinuitin corrispondenza dei giunti provocano lacosiddetta conversione di modo cio unoscambio di energia tra modi diversi. Si ha per lalarghezza di banda:

(MHz)0

L

BB mm

rappresenta un fattore di concentrazione deimodi, i cui valori sono compresi fra 0,5 e 1 ed L la lunghezza della fibra. Si ha dunque unmiglioramento sulla lunghezza della dispersionemodale e si spiega ammettendo che i tempi deivari modi vengono statisticamente equalizzati.

Il numero di modi esistenti in una fibradipendono dal diametro d del core edall'apertura numerica19 e per d compreso fra 4e 10 micron si ottiene la fibra monomodale cheelimina la dispersione modale.

4) Dispersione cromatica: le sorgentiottiche non sono perfettamentemonocromatiche, e le componenti a diversalunghezza d'onda che formano lo spettro sipropagano con velocit differenti e quindiavranno tempi di ritardo variabili. Alla

19Per V


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d'impatto fuori l'angolo critico, e una porzionedi energia se ne andr nel mantello con il raggiorifratto. La perdita di energia dipende da raggiodi curvatura della fibra, dal grafico si evidenziache la perdita di energia dipende anche dallalunghezza d'onda utilizzata. Infatti, a parit dicurvatura la perdita maggiore a 1550 nm,inoltre esiste un raggio critico di curvaturasuperato il quale non vi praticamente piperdita di energia. Si ha che la perditaenergetica dovuta al bending loss si annulla perr > 2,5 cm a 1550 nm, ed per r > 1,5 cm a 1310nm.


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LA NORMATIVA ISO/IEC 11801 E EIA/TIA

568A SULLE INSTALLAZIONI IN FIBRA

OTTICA

Per quanto riguarda le installazioni in fibra ottica,abbiamo visto che la ISO/IEC 11801 prevede l'utilizzodelle fibre ottiche sia nel cablaggio orizzontale sia nelcablaggio di dorsale di edificio o tra edifici. Lanormativa fornisce anche i limiti per l'attenuazioneottica, il return loss e la larghezza di banda sulle fibremultimodali. I valori per l'attenuazione prevedono ilpeggiore caso possibile di una giunzione e di unconnettore ad ambedue gli estremi della fibra. Si hannoi seguenti limiti:

Tabella 9: i limiti massimi di attenuazione su fibra ottica secondo

la ISO/IEC 11801

Tipodicablaggio

Lunghezza

massima

m

Attenuazione

massima su

monomodale

dB

Attenuazione

massima su

multimodale

dB

1310nm

1550nm

850nm

1300nm

Orizzontale 100 2,2 2,2 2,5 2,2Dorsale di

edificio500 2,7 2,7 3,9 2,6

Dorsale traedifici

1500 3,6 3,6 7,4 3,6

Per il return loss si hanno i seguenti valori:

Tabella 10: valori minimi per il r eturn loss su fibra ottica

Return loss minimo su

monomodale

dB

Return loss minimo su

multimodale

dB

1310 nm 1550 nm 850 nm 1300 nm26 26 20 20

Mentre per larghezza di banda minima su multimodaleabbiamo:

Tabella 11: larghezza di banda minima per fibra multimodale

Lunghezza d'onda

Nm

Larghezza di banda

minima

MHz

850 1001300 250

Per le procedure di testaggio per un'installazione infibra ottica, la ISO/IEC 11801, si rif alleraccomandazioni ITU-T dei metodi descritti nelleG.650 e G.651. Gli standard IEC non sono ancoradisponibili. Mentre le caratteristiche della sorgenteottica dovr soddisfare le richieste della IEC 793-1. Lasorgente pu essere o non essere modulata. Anche lecaratteristiche del ricevitore ottico devono soddisfare laIEC 793-1. Per la misura dell'attenuazione ottica, si

deve disporre di una sorgente ottica e di un powermeter. La prima operazione che la normativa prescrive la calibrazione che consiste nel memorizzare lapotenza ottica P1 della sorgente ottica direttamentecollegata al power meter tramite un tratto di fibra otticadetta fibra di lancio (vedi fig. in seguito):

La sorgente e il power meter si collegano alla trattaottica come mostrato in fig. seguente:

Il power meter ricever la potenza ottica P2, la qualesar misurata e memorizzata. L'attenuazione A delcablaggio sar dato da :

dBlog102

110

P

PA

La ISO/IEC 11801, per quanto riguarda la misura di

return loss su fibra ottica non fornisce dettagli inproposito.L'utilizzo della sorgente pi il power meter (dettoanche loss sets) ottimale nel caso di tratte brevi conpochi giunti o connettori. L'utilizzo del loss sets ci pufornire solo le seguenti informazioni:

Problema Informazioni fornite

dal loss sets

Soluzioni

Interruzione della fibraottica

P2 = 0 cio attenuazioneinfinita

Rifare tutte le singole giunzioni,controllare ogni singoloconnettore, se non cambia nullasostituire la tratta.

Grande attenuazioneottica

Valori molto grandidell'attenuazione

Controllare ogni singoloconnettore, rifare eventualmentele giunzioni.

Bending loss su fibramonomodale

Si misuri primal'attenuazione a 1310 nm e

poi a 1550 nm. Sel'attenuazione maggiore a1550 nm, allora molto

probabile che sia dovuto atratto di fibra troppo curvato.

Controllare, se possibile, dovelungo la fibra pu esserci unacurva con raggio di curvaturaminore di 2,5 cm.

Il maggiore problema che il loss sets non ci forniscealcuna informazione sulla posizione del guasto. Lostrumento OTDR permette di ottenere questa e moltealtre informazioni sulla tratta in fibra ottica.I connettori utilizzabili per la terminazione delle fibreottiche sono di due famiglie:- connettori ST simplex o duplex, hanno una chiave

d'inserzione e si bloccano mediante unmeccanismo a baionetta;

- connettori SC simplex o duplex, sono molto similiai precedenti, hanno una chiave d'inserzione, masono inseribili e disinseribili a pressione.

Biblografia: Mezzi Trasmissivi e Normative Aut. R.Gaeta documentazione per corso Ericsson 1996

R. Gaeta

Opticalsource &launching

system

Opticalreceiver.

P1

Opticalsource

&launchi

ng

Opticalreceive

r

Optical cabling undertest

P2

Documents

Reti e dintorni 12