Doppino telefonico vs Cavo ethernet per segnali xDSL

Non sono in pochi ad aver pensato almeno una volta nella vita “perché non sostituire il doppino telefonico dentro casa con un bel CAT6 schermato, così posso anche farlo passare con i cavi della 220V senza troppi sbattimenti?”

Ebbene in questo articolo non solo andremo a sfatare il mito che vede il cavo ethernet migliore del doppino telefonico anche per trasportare segnali xDSL, ma andremo a spiegare il motivo per cui qualunque cavo collegato alla linea telefonica che voi passiate in casa, non deve essere schermato.

Schermare o non schermare?

 

Dunque, il discorso di schermare il cavo in casa è sostanzialmente un falso mito. Intanto perché la maggior parte dei disturbi il doppino li raccoglie fuori (nel tragitto armadio-casa), e poi perché una schermatura è davvero efficace solo se connessa a terra da ambo i lati.

 

Infatti una volta che abbiamo passato il cavo, dove lo colleghiamo lo schermo? Ovviamente lo schermo andrebbe collegato ad un “punto freddo” del circuito. Il punto ideale sarebbe la “massa” del modem, nei pressi del suo trasformatore di ingresso (che non è l’alimentatore, ma il minuscolo trasformatorino sulla porta “ADSL/VDSL”.

Per intenderci questo in foto:

 

 

Purtroppo il punto non è accessibile. Forse potrebbe andare bene lo schermo delle porte USB (quella parte metallica che le circonda). Di sicuro un punto che NON va bene è la terra dell’appartamento. Quella magari per il 50Hz è un punto “freddo”, ma per i MHz di cui stiamo parlando è come se fosse su Giove.

A questo punto abbiamo la calza del doppino collegata. Cosa abbiamo realizzato? Uno schermo elettrostatico. Uno schermo elettrostatico è uno schermo di prossimità, e andrebbe molto bene per la diafonia, ossia va molto bene per evitare che segnali da cavi vicini possano accoppiarsi capacitivamente al nostro. Per “vicini” si intende nel raggio di qualche centimetro. A distanze maggiori la capacità è già così piccola da non accoppiare nulla di rilevante.

Tuttavia il 99.99% della diafonia come detto prima il nostro doppino la raccoglie nella tratta armadio-edificio quando è chiuso nella guaina del cavo multicoppia a qualche millimetro da decine di doppini dei nostri vicini. Uscito dal cavo, sotto forma di trecciola, l’accoppiamento da diafonia si riduce enormemente, a livelli praticamente trascurabili.

 

Magari si potrebbe pensare che almeno con quello schermo si ripara da altri disturbi elettromagnetici, tipo le luci di natale, il motore dell’ascensore etc… Ma purtroppo non è così. Quei disturbi, provenienti da “grande distanza” (qualche metro) non sono fermati da uno schermo elettrostatico. Di fatto per ridurre un campo magnetico (alternato) la tecnica sarebbe quella di “cortocircuitarlo” con una spira in corto, per far sì che induca correnti in quella e non nel nostro doppino.

 

Qui entrerebbe in gioco la possibilità di collegare entrambi i lati della calza ad un punto freddo, creando così una enorme spira. Tuttavia se già è difficile trovare un punto freddo vicino al modem, trovarne un altro all’altro capo del doppino diventa praticamente impossibile. Il rischio (ed è un rischio davvero importante) è che se anche avessimo una terra vicino alla cassettina da cui inizia il nostro doppino, quella terra non sarebbe neppure su Giove, ma su Andromeda, per quel che riguarda le frequenze che ci interessa schermare. Inoltre questa differenza (di potenziale elettrico) tra le due terre, sulla bassissima resistenza dello schermo del doppino, potrebbe generare delle correnti incontrollate e incontrollabili, di valori che potrebbero essere, in alcuni casi, anche di Ampere. Un rischio che va evitato come la peste, perché a questo punto, invece di schermare il doppino, tiriamo in casa tutti i disturbi elettrici dei vicini sotto forma di correnti che percorrono la calza di schermo, con valori che nessuno può predire.

 

QUINDI, ricapitolando:

  • Uno schermo non connesso a terra non serve.
  • Connesso a terra da una parte sola… dovrebbe essere connesso dal lato modem vicino al trasformatore di ingresso della linea (punto non accessibile). Inoltre la schermatura connessa da un lato solo è solo efficace contro la parte capacitiva della diafonia e non per quella induttiva. Dunque risolve poco.
  • Connessa a terra da entrambi i lati è un male peggiore del rimedio, perché la terra del nostro modem e la terra del cabinet sono così distanti (per le frequenze in gioco sono completamente scollegate) che l’unico effetto sarebbe quello di tirarci dentro le correnti di ritorno di tutti i disturbi elettrici dell’isolato…

L’obiezione più comune a queste risposte è: “ma allora perché si schermano i cavi di antenna?”

  • Quella è una trasmissione di tipo diverso (sbilanciata) ossia che ha un capo “freddo” (calza) e uno con segnale (il conduttore centrale)
  • Non c’è la “diafonia” sugli impianti di antenna, perché tutti i collegamenti, oltre ad essere già belli distanti tra loro, (non sono mica dentro un cavo con decine di “antenne”, come i doppini telefonici) portano lo stesso segnale.
  • I disturbi a radiofrequenza “remoti” già entrano dalla antenna, cosa li schermiamo a fare lungo il cavo?
  • La parte capacitiva dei disturbi a radiofrequenza “vicini” (ad esempio un trapano vicino al cavo) è minuscola (se non mettiamo il trapano a 0.1mm dal conduttore centrale del cavo schermato) e vengono “dirottati” verso il terminale di ingresso “freddo”. Un doppino non ha un filo freddo.
  • La parte induttiva dei disturbi a radiofrequenza “vicini” hanno gli stessi problemi di collegamento della calza da ambo i lati già citata prima.
  • Il cavo schermato in uso nelle antenne è essenzialmente un metodo di avere una linea ad impedenza controllata. Esistono comunque anche le “piattine” che sono sempre linee ad impedenza controllata, ma in regime differenziale, e sono ugualmente efficaci, ma scomode.
  • La trasmissione di tipo differenziale usata in campo telefonico (in tutto il mondo) è sempre la più adatta per le lunghe distanze, tanto è vero che viene adottata anche in campo industriale (ambiente saturo di disturbi elettromagnetici), proprio per la sua elevata immunità ai disturbi.

 

Passare cavo telefonico insieme ai cavi elettrici:

 

Per quel che riguarda i disturbi provenienti dai cavi elettrici:

  • la norma che impedisce di mettere i cavi elettrici e i cavi telefonici nello stesso tubo è una norma di sicurezza, e non è stata pensata per i disturbi, ma per l’incolumità delle persone
  • il 50Hz della linea elettrica di sicuro non disturba i sistemi xDSL
  • tuttavia sui cavi elettrici transitano segnali di grande potenza con picchi di corrente istantanei anche parecchio grandi (anche solo una lampadina che si accende e si spegne)
  • i picchi di corrente istantanei generano disturbi elettromagnetici a largo spettro
  • i cavi elettrici non sono bilanciati, dunque irradiano questi spettri come fossero antenne
  • esistono apparecchiature elettriche (a volte insospettabili) che generano direttamente disturbi a radiofrequenza. Qualche esempio sono gli alimentatori di scarsa qualità (anche di bassa potenza) quali quelli per cellulare o per i portatili, le lampadine a basso consumo, alcuni elettrodomestici, molti televisori, i dimmer

Evitare dunque che il doppino telefonico percorra tratti paralleli in vicinanza ai cavi elettrici è dunque buona norma, anche dal punto di vista dei disturbi.

Per segnali xDSL meglio il cavo Ethernet o il doppino telefonico?

Un altro mito che si può sfatare è il fatto che il cavo ethernet sia meglio del doppino anche per i segnali xDSL/PSTN.

Ecco la comparazione tra le caratteristiche di 100 metri di una trecciola da 0.6mm e di un CAT6 di qualità (diametro 0.4mm):


​L’unico valore in cui un CAT6 è leggermente superiore alla vituperata trecciola è l’attenuazione sopra i 15MHz (per soli 0.7 dB a 32MHz), ma resta comunque peggiore al di sotto di tale frequenza. Nei valori di tutti gli altri parametri la trecciola risulta più adatta.

Ma andando nello specifico…

Riguardo l’impedenza non è una questione di “Tanto meglio quanto più l’impedenza del cavo è bassa”, ma è “Tanto meglio quanto più l’impedenza caratteristica del cavo è vicina all’impedenza di terminazione”. Un modem VDSL ha una impedenza di terminazione di 100 Ohm.

Riguardo la resistenza A/R, sta per Andata e Ritorno, anche detta resistenza filo-filo o più correttamente resistenza di loop. Rappresenta la somma della resistenza dei due fili della coppia.

Invece riguardo la capacità primaria del cavo, ossia quella tra i due fili della coppia, insieme alla loro induttanza serie (e resistenza serie e conduttanza parallela) sono gli elementi che costituiscono la linea di trasmissione. Questa capacità contribuisce al ritardo di trasmissione (intorno ai 5ns/m) che risulta dunque superiore (ma comunque trascurabile) nel CAT6, alla impedenza caratteristica del cavo e alla attenuazione (che sino a 15MHz è più bassa nella trecciola). Tale valore di capacità, per effetto di altri parametri (conduttore multifilare, qualità dell’isolante etc.) nel CAT6 cresce in frequenza meno di quello della trecciola, ed ecco perché la attenuazione del CAT6 (grazie anche ad un minore effetto pelle dato dal conduttore multifilare) sopra i 15MHz è più bassa. Questo fa del CAT6 un cavo più adatto a trasmissioni in alta frequenza (come quella Gbit/s dell’ethernet), e meno adatto per trasmissioni in bassa frequenza.

La capacità in bassa frequenza della trecciola è inferiore perché i suoi due fili sono avvolti tra loro con un passo più lungo. Nel CAT6 il passo dell’elicoide di avvolgimento è più corto per ridurre gli effetti in alta frequenza della diafonia tra le quattro coppie del cavo ethernet. Il passo dell’elicoide è tanto più efficace nel ridurre gli effetti di diafonia quanto più è corto rispetto alla lunghezza d’onda che non si vuole “scavalchi” tra cavo e cavo. D’altro canto farlo troppo corto aumenta la capacità primaria e aumenta l’attenuazione del cavo. Quindi, nella progettazione di un cavo, per decidere di questo e di altri parametri si deve tener conto del range di frequenze in cui si vuole utilizzare il cavo. Anche questa caratteristica rende il CAT6 migliore della trecciola per il segnale ethernet, ma non per il segnale VDSL. Detto per inciso il passo elicoidale è una delle pochissime caratteristiche costruttive a differenziare il CAT5e dal CAT6.

 

In conclusione, ogni cavo è “migliore” solo in funzione dell’uso che se ne fa. Certo non userei un CAT6 per un impianto d’antenna, ad esempio, tanto meno userei un cavo d’antenna al posto di un doppino. Un cavo ethernet e un doppino sono sostanzialmente cavi bilanciati, e si assomigliano abbastanza, col fatto che un cavo ethernet ha un diametro del conduttore più piccolo e attenua un briciolo di più (ma comunque sono sempre piccolezze, nulla di preoccupante). Inoltre, meglio evitare discontinuità di tipi di cavo, se possibile. Quindi probabilmente tra il lasciare il doppino che c’è già (se un minimo dignitoso, ovviamente) e sostituirlo con un cavo ethernet, tutto sommato è meglio lasciare quello che c’è.

 

Tutti i crediti di quanto scritto nell’articolo: @ironmark99

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Carlo S.

Curioso cronico, con troppi interessi per una vita sola

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