1.1 Il Livello Fisico: dove tutto inizia
Prima di parlare di IP, protocolli o applicazioni, c’è una domanda fondamentale: come fanno i bit a viaggiare da un dispositivo all’altro? La risposta è il mezzo trasmissivo: il canale fisico su cui si propagano i segnali elettrici, luminosi o elettromagnetici.
Un mezzo trasmissivo è il supporto fisico utilizzato per trasportare segnali tra due o più dispositivi di rete. Può essere guidato (cavo in rame, fibra ottica) o non guidato (onde radio, infrarossi, microonde).
In questo modulo ci concentreremo sui mezzi guidati — quelli che troverai in ogni armadio di rete, ogni laboratorio e ogni data center. I mezzi wireless saranno approfonditi nel contesto degli Access Point (Modulo 3).
1.2 Il Doppino Intrecciato (Twisted Pair)
Il doppino intrecciato è il mezzo trasmissivo più diffuso nelle LAN. È composto da 4 coppie di fili di rame, ciascuna intrecciata su se stessa. L’intreccio non è casuale: serve a ridurre la diafonia (crosstalk) tra le coppie e le interferenze elettromagnetiche esterne (EMI).
Più stretto è il passo di intreccio, migliore è la protezione. Per questo le categorie più alte (Cat 6a, 7, 8) hanno intrecci molto più fitti e spesso schermature aggiuntive.
Quando un segnale viaggia su un filo, genera un piccolo campo elettromagnetico che può interferire con i fili vicini (diafonia). Intrecciando i due fili di ogni coppia, i campi si annullano a vicenda. È lo stesso principio dei cavi audio bilanciati nei microfoni professionali.
Tipi di schermatura
Il doppino si classifica in base alla schermatura presente. La nomenclatura segue lo standard ISO/IEC 11801 nel formato X/YTP, dove X è lo schermo globale e Y lo schermo per coppia:
U/UTP — Unshielded
- Nessuna schermatura
- Economico e flessibile
- Facile da terminare
- Sensibile a EMI
Il più usato in uffici e ambienti domestici
F/UTP — Foiled
- Foglio metallico attorno a tutte le coppie
- Buon compromesso costo/protezione
- Richiede messa a terra
- Meno flessibile di UTP
Uffici con disturbi moderati
S/FTP — Shielded + Foiled
- Schermo individuale su ogni coppia
- Più schermo globale esterno
- Massima protezione EMI
- Rigido, costoso, richiede connettori speciali
Ambienti industriali e data center
1.3 Categorie di Cavo: da Cat 5e a Cat 8
Le categorie (Cat) definiscono le prestazioni del cavo: velocità massima, banda passante, distanza e livello di diafonia tollerato. Sono standardizzate da TIA/EIA e ISO/IEC.
| Categoria | Velocità max | Banda | Distanza max | Schermatura tipica | Uso tipico |
|---|---|---|---|---|---|
Cat 5e | 1 Gbps | 100 MHz | 100 m | UTP | LAN legacy, uffici vecchi |
Cat 6 | 1 Gbps * | 250 MHz | 100 m | UTP / FTP | LAN standard, Gigabit Ethernet |
Cat 6a | 10 Gbps | 500 MHz | 100 m | FTP / STP | Scelta raccomandata per nuove installazioni |
Cat 7 | 10 Gbps | 600 MHz | 100 m | S/FTP | Ambienti industriali, EMI elevata |
Cat 7a | 10 Gbps | 1000 MHz | 100 m | S/FTP | Video 4K professionale, broadcasting |
Cat 8 | 25/40 Gbps | 2000 MHz | 30 m | S/FTP | Data center, collegamento switch-to-switch |
* Cat 6 supporta 10 Gbps fino a 55 m; oltre questa distanza scende a 1 Gbps.
Per nuovi cablaggi, la scelta migliore oggi è Cat 6a: supporta 10 Gbps su tutta la distanza di 100 metri ed è un investimento a prova di futuro. Cat 5e è obsoleto per nuovi impianti. Cat 8 ha senso solo per tratte brevi in data center (max 30 m).
La velocità effettiva dipende dall’intera catena: cavo + connettori + patch panel + switch. Se usi un cavo Cat 6a ma i connettori sono Cat 5e, le prestazioni saranno limitate dal componente peggiore. Questo principio si chiama link budget.
1.4 Fibra Ottica
La fibra ottica trasporta i dati come impulsi di luce attraverso un nucleo di vetro ultrapuro. Rispetto al rame, offre vantaggi enormi in termini di banda, distanza e immunità ai disturbi — ma è più costosa e delicata da installare.
Una fibra ottica è composta da tre strati concentrici: il core (nucleo in vetro dove viaggia la luce), il cladding (rivestimento con indice di rifrazione diverso che “intrappola” la luce) e il coating (guaina protettiva esterna). Il diametro totale è paragonabile a un capello.
Esistono due tipi fondamentali di fibra, che si distinguono per il diametro del core e la modalità di propagazione della luce:
- Core: 50 o 62.5 µm (largo)
- Sorgente: LED o VCSEL
- Distanza: fino a 550 m (10G)
- Costo: più economica
- Connettori: LC, SC — colore arancione
- Uso: LAN, data center interni, backbone di edificio
Più modi di propagazione → dispersione modale → distanza limitata
- Core: 9 µm (sottilissimo)
- Sorgente: Laser
- Distanza: fino a 80+ km
- Costo: più costosa (soprattutto le ottiche)
- Connettori: LC, SC — colore giallo
- Uso: WAN, backbone tra edifici, ISP, dorsali
Un solo modo di propagazione → nessuna dispersione → distanza enorme
Immune a EMI — nessuna interferenza elettromagnetica.
Nessuna diafonia — la luce non si “spande” tra fibre adiacenti.
Banda enorme — ordini di grandezza superiore al rame.
Distanze maggiori — fino a 80 km senza rigenerazione (SMF).
Sicurezza — non emette segnali elettrici intercettabili dall’esterno.
Peso ridotto — molto più leggera del rame a parità di capacità.
Connettori per fibra ottica
| Connettore | Tipo | Dimensione | Uso tipico |
|---|---|---|---|
LC | Lucent Connector | Piccolo (1.25 mm) | Il più usato oggi — switch, server, SFP/SFP+ |
SC | Subscriber Connector | Standard (2.5 mm) | Patch panel, impianti legacy, FTTH |
ST | Straight Tip | Standard (2.5 mm) | Legacy — installazioni vecchie |
MPO/MTP | Multi-fiber Push-On | Multi-fibra (12-24 fibre) | Data center ad alta densità, 40G/100G |
1.5 Connettore RJ-45 e Standard T568A/B
Il connettore RJ-45 (Registered Jack 45) è il connettore universale per i cavi Ethernet in rame. Ha 8 pin corrispondenti ai 4 coppie del doppino. L’ordine dei colori dei fili nei pin segue due standard:
La differenza tra T568A e T568B è semplice: le coppie verde e arancio sono scambiate di posizione. I pin 4-5 (blu) e 7-8 (marrone) restano identici.
Cavo dritto vs cavo incrociato
Entrambe le estremità crimpate con lo stesso standard (es. T568B — T568B).
Uso: PC → Switch, Switch → Router, PC → Access Point. È il cavo che usi nel 99% dei casi.
Un’estremità T568A, l’altra T568B. I pin TX e RX vengono scambiati.
Uso: PC → PC, Switch → Switch (dispositivi “simili”). Oggi quasi obsoleto grazie ad Auto MDI-X.
Tutti gli switch moderni (dal ~2005) supportano Auto MDI-X: rilevano automaticamente il tipo di connessione e scambiano internamente i pin se necessario. Questo rende il cavo incrociato praticamente inutile. Tuttavia, all’esame potresti dover distinguere i due tipi — quindi è importante conoscerli.
1.6 Cenni di Cablaggio Strutturato
In un edificio reale, i cavi non vanno “alla rinfusa”. Il cablaggio strutturato (standard TIA/EIA-568) definisce un’architettura gerarchica per organizzare l’infrastruttura di rete:
| Componente | Funzione | Dove si trova |
|---|---|---|
| Presa utente (TO) | Punto di accesso alla rete per il dispositivo | Scrivania, laboratorio, aula |
| Cavo orizzontale | Collega la presa utente al patch panel (max 90 m) | Sotto pavimento / controsoffitto |
| Patch panel | Pannello di terminazione dei cavi orizzontali | Armadio di piano (rack) |
| Patch cord | Cavo corto che collega patch panel → switch | Armadio di piano |
| Cavo di dorsale (backbone) | Collega gli armadi di piano tra loro (fibra) | Cavedi verticali dell’edificio |
| MDF / IDF | Armadio principale (MDF) e secondari (IDF) | Locale tecnico / piano |
Per Ethernet su rame, la distanza massima tra switch e dispositivo è 100 m, suddivisi così: 90 m di cavo orizzontale fisso + 5 m di patch cord lato utente + 5 m di patch cord lato armadio. Oltre questa distanza serve un repeater, uno switch intermedio o la fibra ottica.
1.7 Confronto Riassuntivo: Rame vs Fibra
| Caratteristica | Rame (Twisted Pair) | Fibra Ottica |
|---|---|---|
| Segnale | Elettrico | Luminoso (LED / Laser) |
| Banda tipica | 1-10 Gbps | 10-400 Gbps |
| Distanza max | 100 m | 550 m (MMF) – 80+ km (SMF) |
| Immunità EMI | Bassa (UTP) – Media (STP) | Totale |
| Diafonia | Presente (ridotta dall’intreccio) | Assente |
| Costo cavo | Basso | Medio |
| Costo installazione | Basso (crimpatura semplice) | Alto (giunzione/fusione) |
| Flessibilità | Alta | Media (raggio di curvatura minimo) |
| Sicurezza | Bassa (emette EMI intercettabili) | Alta (nessuna emissione) |
| Alimentazione PoE | Sì (PoE/PoE+) | No |
Rame → cablaggio orizzontale (presa utente → armadio di piano), quando serve PoE (telecamere, AP, telefoni VoIP), distanze sotto 100 m.
Fibra → dorsali tra armadi/edifici, tratte lunghe, ambienti con forti interferenze, collegamento ad alta velocità tra switch core.