Caratteristiche e Differenza tra cavi UTP, STP e Fibra Ottica

Cavo UTP e STP

In telecomunicazioni, UTP (Unshielded twisted pair) e STP (Shielded twisted pair) sono i tipi di cavi a doppino intrecciato che fungono da mezzo di trasmissione e conferiscono una connettività affidabile delle apparecchiature elettroniche. Sebbene il design e la produzione siano diversi, entrambi hanno lo stesso scopo.

La differenza fondamentale tra UTP e STP è UTP (Unshielded twisted pair) è un cavo con fili intrecciati per ridurre il rumore e la diafonia. Al contrario, STP (Shielded twisted pair) è un cavo a doppino intrecciato confinato in una schermatura a foglio oa rete che protegge il cavo dalle interferenze elettromagnetiche.

Definizione di cavo UTP

Il cavo UTP (Unshielded Twisted Pair) è il tipo più diffuso di mezzo di telecomunicazione in uso oggi. La sua gamma di frequenze è adatta per la trasmissione di dati e voce. Pertanto, questi sono più comunemente usati nei sistemi telefonici.

Un doppino è costituito da due conduttori isolati (solitamente in rame) in una configurazione intrecciata. Le bande colorate sono utilizzate nell’isolamento in plastica per l’identificazione. Inoltre, i colori identificano anche i conduttori specifici in un cavo e indicano quali fili appartengono a coppie e come si relazionano ad altre coppie in un fascio più grande.

I due fili sono intrecciati nel cavo a doppino intrecciato che riduce notevolmente il rumore generato dalla sorgente esterna. Il rumore di cui stiamo parlando viene generato quando due fili sono paralleli, il che provoca un aumento del livello di tensione nel filo più vicino alla sorgente e anche un carico irregolare e un segnale danneggiato.

Definizione di cavo STP

Il cavo a doppino intrecciato schermato (STP) ha un rivestimento in rete intrecciata aggiuntivo o un foglio di metallo che avvolge ogni set di conduttori isolati. L’involucro metallico intercetta la penetrazione del rumore elettromagnetico . Può anche sradicare un fenomeno chiamato crosstalk, che è l’effetto indesiderato di un circuito (o canale) su un altro circuito (o canale).

Si verifica quando una linea (che agisce come una sorta di antenna ricevente) raccoglie alcuni dei segnali che viaggiano lungo un’altra linea (agendo come una sorta di antenna trasmittente). Questo effetto può essere sperimentato durante le conversazioni telefoniche quando si possono ascoltare altre conversazioni in sottofondo. Schermare ogni coppia di un cavo a doppino intrecciato può eliminare la maggior parte del crosstalk.
Il cavo STP ha il fattore di qualità simile e utilizza gli stessi connettori di UTP, ma la schermatura deve essere collegato a terra.

Differenze principali tra cavi UTP e STP

Di seguito le differenze principali tra questi due cavi:

1. UTP e STP sono i tipi di cavo a doppino intrecciato in cui UTP è il tipo non schermato mentre STP è schermato, per fare ciò viene utilizzata una lamina metallica o una rete intrecciata.
2. UTP riduce la diafonia e il rumore rispetto alla disposizione parallela dei fili, ma non in larga misura. Al contrario, STP riduce significativamente la diafonia, il rumore e le interferenze elettromagnetiche.
3. I cavi UTP si installano facilmente mentre l’installazione dei cavi STP è difficile se i cavi sono più grandi, più pesanti e più rigidi.
4. La messa a terra non è richiesta nei cavi UTP. Al contrario, i cavi STP richiedono la messa a terra.
5. I cavi UTP sono economici mentre i cavi STP sono relativamente costosi a causa del materiale e della produzione aggiuntivi.
6. I cavi STP incorporano uno schermo conduttore costruito con un foglio metallico che racchiude le coppie di fili intrecciati, che ostruisce le interferenze elettromagnetiche, consentendo di trasportare i dati a una velocità maggiore. Al contrario, UTP fornisce una minore velocità di trasferimento dei dati.

Per concludere, i cavi UTP e STP differiscono nel design e nella struttura in cui il cavo STP ha una lamina metallica aggiuntiva avvolta in conduttori isolati. Tuttavia, entrambi i cavi STP e UTP hanno i loro rispettivi pregi e demeriti, quando si tratta di una corretta installazione e manutenzione in una situazione adatta al loro utilizzo, entrambi funzionano bene.

Fibra ottica

Le fibre ottiche sono filamenti di materiali vetrosi o polimerici, realizzati in modo da poter condurre la luce.
In un sistema ottico come le fibre, i segnali vengono trasmessi sotto forma di fotoni che non hanno carica elettrica e quindi non possono essere influenzati da campi elettrici e magnetici. Attraverso i fotoni inoltre si esclude qualsiasi forma di crosstalk dato che la bassa perdita di flusso luminoso, che può avvenire all’interfaccia di bordo della fibra, è trattenuta dal rivestimento opaco che la avvolge, garantendo così che segnali ottici non interferiscano con altri provenienti da fibre poste in prossimità.
Ogni singola fibra ottica è composta da due strati concentrici di materiale trasparente estremamente puro: un nucleo cilindrico centrale (core), ed un mantello (cladding) attorno ad esso.

La fibra ottica funziona come una specie di specchio tubolare. La luce che entra nel core ad un certo angolo si propaga mediante una serie di riflessioni alla superficie di separazione fra i due materiali del core e del cladding. Le fibre ottiche sfruttano il principio della deviazione che un raggio di luce subisce quando attraversa il confine fra due materiali diversi (core e cladding nel caso delle fibre); la deviazione dipende dagli indici di rifrazione dei due materiali, il cladding in questo caso deve avere un indice di rifrazione minore rispetto al core. Oltre un certo angolo di rifrazione, a meno che la fibra non compia curve troppo brusche, il raggio rimane intrappolato all’interno del materiale. C’è da dire però che una parte del raggio luminoso, quindi una parte del segnale viene comunque disperso fuori dal core in quantità diverse a seconda dell’angolo di rifrazione.

Le fibre ottiche sono di due tipi :

1. Multimodali: Raggi diversi possono colpire la superficie con diversi angoli (detti modi), proseguendo quindi con diversi cammini.
2. Monomodali: Sono così sottili che si comportano come una guida d’onda: la luce avanza in modo rettilineo, senza rimbalzare.
   Per quanto riguarda le fibre multimodali il diametro del core è di 50 µm o 62,5 µm , più o meno la dimensione di un capello, mentre per le fibre monomodali il diametro è di 8 µm o 10 µm. Per entrambe il diametro del cladding è di 125 µm.

Le fibre monomodali sono certamente più costose ma riescono a reggere velocità più elevate e distanze ben più lunghe, prima che sia neccessario un amplificatore ottico, rispetto alle multimodali.
All’esterno della fibra vi è una guaina protettiva polimerica detta “jacket” che serve a dare resistenza agli stress fisici e alla corrosione evitando il contatto fra la fibra e l’ambiente esterno.

Riassumendo infine i principali vantaggi delle fibre rispetto ai cavi in rame nelle telecomunicazioni si ha:

1. Immunità alle interferenze elettromagnetiche (possono essere danneggiate solo da radiazioni alfa e beta).
2. Maggiore velocità di trasmissione.
3. Minore attenuazione quindi maggiori distanze raggiungibili da un segmento (alcuni standard permettono lunghezze fino a 100 km).
4. Assenza di diafonia.
5. Minore peso ed ingombro.
6. Minore potenza contenuta nei segnali.
7. Maggiore resistenza alle condizioni atmosferiche.
8. Assenza di problemi legati ai rischi di scariche.