Progettazione di Reti Locali — Parte 1: Infrastruttura Fisica e WLAN

Guida di riferimento per la seconda prova di Sistemi e Reti — prima parte. Copre l’infrastruttura fisica: cablaggio strutturato, mezzi trasmissivi e progettazione WLAN.

1. Il Cablaggio Strutturato

Il cablaggio strutturato è l’insieme di componenti passivi che permettono di realizzare una rete locale (LAN) flessibile e indipendente dai protocolli. A livello europeo si segue la normativa EN 50173, mentre a livello internazionale la ISO/IEC 11801.

Gerarchia del Sistema

Un sistema di cablaggio si divide in tre sottosistemi principali:

• Cablaggio di Dorsale di Comprensorio (Campus Backbone): Collega diversi edifici tra loro, utilizzando quasi esclusivamente fibre ottiche.
• Cablaggio di Dorsale di Edificio (Building Backbone): Connette il locale tecnico principale (MC - Main Cross-connect) ai locali tecnici di piano (HC - Horizontal Cross-connect) tramite fibra ottica o dorsali in rame ad alta capacità.
• Cablaggio Orizzontale (Horizontal Cabling): Va dal locale tecnico di piano fino alle singole prese a muro (TO - Telecommunications Outlet). Utilizza cavi in rame con un limite di lunghezza massima di 90 metri, più 10 metri per i cavi di permuta.

Dislocazione Apparati e Armadi

La collocazione fisica degli apparati segue la logica gerarchica per ottimizzare gestione e sicurezza:

• Router e Firewall: Si collocano nel Main Cross-connect (MC), il punto stella centrale che gestisce l’ingresso della WAN (ISP). Solitamente basta un router, ma in contesti critici se ne usano due in ridondanza (HA).
• Switch:
  • Core/Distribution: Nel MC o IC (Intermediate Cross-connect) per smistare il traffico ad alta velocità tra le dorsali.
  • Access: Negli armadi di piano (HC) per fornire connettività alle prese utente.
• Patch Panel: Montati negli armadi rack (19 pollici) per terminare i cavi fissi. I collegamenti attivi verso gli switch avvengono tramite bretelle (patch cord).
• Armadi Rack: Vanno protetti in locali tecnici chiusi a chiave, dotati di UPS per la continuità elettrica e ventilazione adeguata.
• Postazioni Utente (UT): PC e telefoni si collegano alle prese a muro (TO) nell’area di lavoro.

Standard di Connessione

Gli schemi di cablaggio per le terminazioni RJ45 seguono gli standard TIA/EIA 568A e 568B. Oggi, grazie alla funzione Auto MDI-X degli switch, la distinzione tra cavi diretti e incrociati è gestita automaticamente dall’hardware.

2. Componenti e Mezzi Trasmissivi

Il limite fisico per il rame è di 100 metri complessivi per tratta.

Categorie di Cavi Ethernet

Fibre Ottiche

Le fibre ottiche sono essenziali per le dorsali e dove è richiesta immunità ai disturbi elettromagnetici.

• Multimodali (OM3, OM4): Usate principalmente nelle Dorsali di Edificio (distanze < 500m). Più economiche, utilizzano sorgenti LED/VCSEL.
• Monomodali (OS1, OS2): Usate nelle Dorsali di Campus (distanze > 500m fino a km). Utilizzano sorgenti Laser e offrono banda elevatissima.

Schermature e Nomenclature

La nomenclatura delle schermature segue il formato X/YTP (es. U/UTP, F/UTP, S/FTP), dove la prima lettera indica la schermatura globale e la seconda quella delle singole coppie. Negli ambienti pubblici è obbligatorio l’uso di guaine LSZH (Low Smoke Zero Halogen) per prevenire l’emissione di gas tossici in caso di incendio.

Per quanto riguarda gli standard trasmissivi Ethernet (IEEE 802.3), sigle come 10GBASE-T seguono una struttura precisa:

• Velocità (10G): Indica il throughput nominale. Esempi: 100 (Mbps), 1000 (1 Gbps), 10G (10 Gbps).
• Modulazione (BASE): Sta per Baseband (Banda Base). Il segnale utilizza l’intera banda disponibile del mezzo, a differenza del Broadband.
• Mezzo Fisico (-T): Il suffisso identifica il tipo di cavo o la tecnologia ottica:
  • -T: Twisted Pair (Rame).
  • -SR / -SX: Short Range (Fibra Multimodale).
  • -LR / -LX: Long Range (Fibra Monomodale).

Power over Ethernet (PoE)

Il Power over Ethernet (PoE) è una tecnologia che permette di trasmettere energia elettrica ai dispositivi remoti utilizzando lo stesso cavo Ethernet destinato ai dati.

Vantaggi: Elimina la necessità di alimentatori locali e prese elettriche vicino ai dispositivi. Permette di centralizzare l’alimentazione nel locale tecnico (sotto UPS), garantendo continuità operativa anche in caso di blackout.

Richiede switch compatibili (PSE - Power Sourcing Equipment) e un calcolo del Power Budget totale. Per il PoE++ si raccomanda la Cat 6A.

Consiglio per l’esame: Per una nuova installazione, una giustificazione solida è: “Per il cablaggio orizzontale si scelgono cavi Cat 6A F/UTP con guaina LSZH, garantendo il supporto a 10GBASE-T e PoE+ ad alta potenza, nel pieno rispetto delle norme antincendio.”

3. Progettazione della Rete Wireless (WLAN)

Architettura e Gestione

• Wireless Controller (WLC): Dispositivo (fisico o virtuale) che centralizza la gestione della rete. Configura automaticamente gli Access Point (AP), gestisce la sicurezza, gli aggiornamenti firmware e coordina il Roaming (spostamento degli utenti tra celle senza caduta di connessione).
• Reti Mesh: Gli AP si collegano tra loro via radio (backhaul wireless) invece che via cavo.
  • Quando usarle: In ambienti storici o esterni dove è impossibile stendere cavi.
  • Criticità: Ogni “salto” (hop) wireless dimezza la banda disponibile e aumenta la latenza. Per reti aziendali performanti è sempre preferibile il cablaggio fisico di ogni AP.

Configurazione e Radiofrequenza

• Multi-SSID e VLAN: Un singolo AP fisico può trasmettere più reti logiche (SSID), ad esempio “Guest”, “Staff” e “IoT”. Per separare il traffico, ogni SSID viene mappato su una specifica VLAN (standard 802.1Q) configurata sullo switch di accesso.
• Pianificazione Canali: Per evitare interferenze (Co-Channel Interference), celle adiacenti non devono usare la stessa frequenza.
  • 2.4 GHz: Solo i canali 1, 6 e 11 non si sovrappongono. Vanno alternati a nido d’ape.
  • 5 GHz: Offre molti più canali non sovrapposti, riducendo i disturbi, ma il segnale attraversa meno facilmente i muri.
• Posizionamento: Gli AP vanno installati preferibilmente a soffitto, lontano da strutture metalliche o fonti di disturbo (forni a microonde, motori elettrici). Un Site Survey deve garantire una sovrapposizione delle celle (overlap) del 15-20% per un roaming fluido.

Standard Wi-Fi