Gli Apparati di rete non potrebbero essere connessi se non attraverso cavi. Questi rappresentano quindi componenti importanti della rete, importanti al punto che simulatori come Cisco Packet Tracer ne supportano diverse tipologie adatte a diversi casi di applicazione.
Cablaggio in rame
Lo standard Ethernet si è evoluto negli anni per supportare larghezze di banda sempre maggiori (sopratutto per fare competizione alle diverse altre tecnologie che sono state proposte nel tempo, fra cui ad esempio ATM (Asynchronous Transfer Mode). La maggior parte dei cavi che ha supportato nella sua evoluzione sono stati in rame.
I cavi Ethernet in rame sono terminati da connettori RJ45 (vedere Connettività in Local Area Network), a 8 linee (4 TP, Twisted Pair), di cui a seconda dello standard vengono usate la metà o tutte per permettere la comunicazione full duplex (coppie Rx+,- e Tx+,-). A seconda di come vengono disposte le TP (i comuni doppini telefonici in rame) si distinguono i tipi:
- UTP (Unshielded Twisted Pair): formato da 4 doppini terminati da connettori RJ45. I doppini vengono avvolti da una guaina esterna (per solidità strutturale e un livello minimo di protezione);
- STP (Shielded Twisted Pair): in questo caso si dispongono 2 livelli di protezione aggiuntiva dall’interferenza elettromagnetica: una guaina metallica per le 4 coppie di cavi che formano il doppino, e una guaina per ogni doppino. Questo rende i cavi STP più affidabili e sicuri, ma anche più costosi e complicati da installare. La IEEE si occupa di stabilire gli standard per il cablaggio in rame di Ethernet. In particolare, alcuni standard sono:
- Cavi Categoria 3 (Cat3): doppini senza guaina interna, non avvolta;
- Cavi Categoria 5/5e (Cat5/5e): doppini avvolti (per maggiore riduzione del rumore in common mode);
- Cavi Categoria 6 (Cat6): doppini avvolti con guaina per doppino.
Cavi straight-through e cross-over
Per collegare fra di loro diversi Apparati di rete, anche in simulatori come Cisco Packet Tracer, dobbiamo fare attenzione alle tipologie di apparecchiatura che si va a collegare, e quindi ai cavi utilizzati. In particolare, esistono 2 tipologie di cavi in rame (Ethernet) pensate per scopi diversi:
- Straight-through: in questo caso i cablaggi dei due connettori RJ45 sono diretti. Visto che Ethernet è full duplex, quindi ha linee Rx e Tx sullo stesso cavo, questo significa che le linee Rx si collegano con le linee Rx e le linee Tx si collegano con le linee Tx. Ciò funziona per apparecchiature che si aspettano una tale configurazione, e quindi per collegare router a switch, o switch a dispositivi terminali, ecc…
- Cross-over: in questo caso i cablaggi dei due connettori RJ45 sono invertiti. Questo significa che le linee Rx si collegano con le linee Tx e le linee Tx si collegano con le linee Rx. Ciò funziona per collegare apparecchiature ad apparecchiature dello stesso tipo, e quindi per collegare router a router, switch a switch, ecc… Il funzionamento è sempre lo stesso: l’apparecchiatura A invia su Tx aspettando che l’altra stia ascoltando sulla stessa linea, mentre l’altra di default sarebbe pronta a scrivere sulla stessa linea. Invertendo le linee si manda il segnale di una all’Rx dell’altra, e così via.
Cablaggio in fibra ottica
La Fibra ottica permette di ottenere velocità di trasmissione molto più grandi di Ethernet su rame, anche se a costi maggiori. In questo caso, il segnale non viaggia su conduttori in rame ma sotto forma di segnali luminosi: questi possono viaggiare venendo riflessi dalle pareti del cavo, solitamente in vetro. Fra le altre cose, i segnali ottici sono completamente immuni all’interferenza elettromagnetica. Una conseguenza dell’uso della fibra è che ogni cavo è di default in modo simplex: per ottenere la comunicazione duplex abbiamo bisogno di affiancare due linee parallele (e quindi 2 connettori paralleli, vedere Connettività in Wide Area Network).
Esistono 2 tipologie di cavo in fibra ottica:
- Single-mode: lo spazio vuoto che conduce il segnale luminoso è molto piccolo (ordine dei 9 micron). Questo permette una grande focalizzazione del segnale, e quindi maggiori distanze di copertura, a costo di velocità ridotte. Per questo motivo vengono usati in link a lunghe distanze (sottomarini, inter-city);
- Multi-mode: lo spazio vuoto che conduce il segnale luminoso è più grande (ordine dei 50 micron). Questo permette una grande velocità di trasmissione, a costo di minore distanza di copertura. Per questo motivo vengono usati in applicazioni ad alta frequenza (come ad esempio nei data center).