Cavi di rete e plug RJ45, guida pratica all’uso

 

I cavi “twisted pair” vengono utilizzati principalmente per la realizzazione di reti Ethernet in aree industriali, commerciali, uffici e abitazioni. Inoltre, vengono sempre più impiegati negli impianti video e antintrusione. Vediamo come scegliere quelli più adatti alle singole esigenze.

 

Le reti LAN, di qualsiasi forma e dimensione, dal grande complesso industriale alla piccola abitazione, vengono realizzate con un sistema di cablaggio strutturato che utilizza cavi “twisted pair”, ovvero con due o più doppini (pair) intrecciati tra loro (twisted).

A seconda delle esigenze, delle caratteristiche ambientali e delle normative vigenti, si possono utilizzare cavi FTP o UTP, schermati oppure no, di varie categorie (Cat.5e, Cat.6, Cat.6a, ecc.), con guaina normale o speciale per l’utilizzo in ambienti critici.

Da alcuni anni a questa parte, i cavi FTP e UTP vengono sempre più impiegati anche negli impianti antintrusione e di videosorveglianza.

Nel primo caso, il cavo di rete serve a collegare la centrale alla rete LAN oppure ad un PC per la programmazione, il controllo da remoto e la notifica degli allarmi, superando così tutti i limiti dei sistemi precedenti (interfaccia seriale RS-232 e USB, combinatore analogico PSTN ecc.).

Nel caso degli impianti di videosorveglianza, il cavo di rete viene utilizzato per il collegamento delle telecamere IP e di quelle analogiche (in determinate occasioni che vedremo in seguito), dei dispositivi LAN che servono a “smistare” il traffico dati (hub, switch, router ecc.) e dei videoregistratori analogici e digitali (DVR/NVR).

 

Cavi schermati, non schermati e a doppio isolamento

I cavi FTP e UTP sono composti da otto fili di rame intrecciati a formare quattro coppie.

Ciascuna coppia è intrecciata con un passo diverso e ogni coppia è intrecciata con le altre.

L'intreccio dei fili ha lo scopo di ridurre le interferenze, i disturbi e limitare la diafonia (crosstalk), ovvero il rumore e l’interferenza elettromagnetica che si generano tra due cavi vicini collegati a un circuito elettronico.

Secondo una nuova denominazione, i cavi FTP vengono identificati dalle sigle “U/FTP” ed “S/FTP”, dove le lettere prima dello “slash” indicano rispettivamente l’assenza o la presenza della schermatura generale aggiuntiva ai fogli di alluminio, che servono a proteggere le singole coppie twistate dalle interferenze elettromagnetiche, come quelle generate da motori elettrici, trasformatori, cavi elettrici ad alta tensione ecc.

Un cavo U/FTP è dotato di quattro fogli di schermatura in alluminio, mentre nel cavo S/FTP è presente un ulteriore foglio - o “calza” - che “abbraccia” tutte le coppie schermate (doppia schermatura).

In assenza di interferenze, si possono utilizzare cavi UTP identificati dalle sigle “U/UTP” (nessuna schermatura), “F/UTP” (con foglio di schermatura che avvolge tutti i cavi) e “SF/UTP” (con doppia schermatura - alluminio e calza - che avvolgono tutti i cavi).

Per particolari esigenze - come il cablaggio all’interno di corrugati con presenza di cavi di alta tensione - è necessario impiegare cavi con doppia guaina in polietilene, grado di isolamento 4 ed eventuale armatura nei casi più critici.

 

Ogni categoria ha le sue prestazioni

Tutti i cavi appena visti, con o senza schermatura, singola oppure doppia, seguono le specifiche standardizzate TIA/EIA - Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Alliance - che li dividono in varie categorie (Cat) in base alle proprietà elettriche, al tipo di isolamento adottato ecc.

Attualmente, i cavi più impiegati in assoluto sono quelli di Categoria 5e (Cat.5e), 6 (Cat.6) e 6a (Cat.6a).

I cavi Cat.5e (TIA/EIA-568-B) vengono utilizzati per le reti con frequenze fino a 200 MHz e supportano collegamenti Fast Ethernet (100BASE-T - fino a 100 Mbps) e Gigabit Ethernet (1000BASE-T - 1000 Mbps).

Ogni filo di rame rigido (24-26 AWG con spessore di circa 0,5 mm) è isolato con polietilene che ha una bassa dispersione.

I cavi Cat.6 e Cat.6a (TIA/EIA-568-B) supportano frequenze doppie rispetto alla categoria 5e, ovvero fino a 250 e 500 MHz, grazie anche all’anima rigida di nylon interna a forma di croce che separa le singole coppie twistate per tutta la lunghezza del cavo, particolarmente efficace nei lunghi cablaggi.

Esistono anche cavi Cat.7 (600 MHz) e Cat.7a (1000 MHz) che rispettano gli standard ISO/IEC 11801 e che sono impiegati nella realizzazione delle grandi dorsali Ethernet per il collegamento di server e data center.

Considerati i pro e i contro (performance elettriche, flessibilità, costo, facilità di posa ecc.), nella stragrande maggioranza dei sistemi di sicurezza è possibile utilizzare cavi Cat.5e oppure 6 e 6a quando sono richieste prestazioni particolarmente elevate, con lunghezze fino a 100 metri per le soluzioni IP (estendibili con appositi accessori) e fino a 400 metri per quelle analogiche con balun.

I produttori di cavi hanno anche studiato soluzioni ibride per applicazioni di domotica e sicurezza come, ad esempio, cavi Cat.5e che integrano un cavo coassiale (es.: antenna DTT/SAT) oppure un doppino rosso-nero per fornire l’alimentazione alle telecamere digitali IP (senza PoE) e a quelle analogiche che utilizzano i cavi di rete e i balun in alternativa al cavo coassiale.

 

Plug RJ45, piedinatura e crimpatura

Per poter collegare tra loro le varie apparecchiature (nel nostro caso telecamere IP, DVR, NVR ecc.), i cavi di rete devono essere intestati con connettori di tipo RJ45 (dal termine inglese “Registered Jack type 45”).

Il connettore RJ45 è di tipo “8P8C”, ovvero a 8 posizioni e 8 contatti (pin) con due diversi standard di cablaggio, EIA/TIA-568A ed EIA/TIA-568B.

Questi due standard differiscono tra loro per l'inversione delle coppie 2 e 3 e presentano una differente diafonia causata dal diverso passo di avvolgimento delle coppie.

Lo schema di cablaggio più utilizzato (e anche il più recente) è il 568B per via della minore diafonia.

Il connettore RJ45 è disponibile in molteplici versioni, con o senza carter metallico per i cavi schermati o non schermati, con guscio di protezione guidacavo in gomma o plastica.

In tutti i casi, il collegamento delle coppie twistate all’RJ45 avviene mediante crimpatura, ovvero con lo schiacciamento meccanico tra i piedini del connettore e l’anima di rame dei cavi, che assicura un contatto elettrico sicuro e duraturo al pari della saldatura.

Per crimpare un cavo di rete al connettore RJ45 è necessario utilizzare le apposite pinze crimpatrici, reperibili nei negozi di elettronica a prezzi variabili a seconda della qualità dello strumento e delle funzioni “extra” (es.: compatibilità con altri “plug” come l’RJ11 utilizzato per le reti telefoniche, lama spelacavo, troncatrice ecc.).

Durante la fase di crimpatura, la pinza esercita una pressione anche su un “dentino” presente sul connettore RJ45 che serve a bloccare la guaina esterna del cavo e impedirne lo strappo in caso di trazione.

 

Giacomo Bozzoni

 

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