Lezioni Master

Master Universitario di II livello - Esperto in Impianti e Sistemi per la DOMOTICA e la BUILDING AUTOMATION

Modulo 1.2 – Impianti Televisivi, Reti, Video, Sicurezza, Antincendio,

Antintrusione, etc

Ing. Gaetano Zizzo


Installations in buildings Electrical installations Telephone systems Structured cabling Alarm systems CCTV systems Television systems Domotics and Building Automation systems Indoor hydraulic systems Thermal installations Conditioning systems Gas installations Duct systems Automatic fire alarm systems Sprinkler Fire hydrants


Tab.1 della Norma CEI 64-100


Cost analysis

Residential building

Specific building cost: 1100 – 2100 €/m2

Installations: 250 – 680 €/m2

Percentage: 25% - 35% of the total building cost

Ref.: Nuovo Prezziario della Regione Calabria 2011: Allegati


Right spaces Distance from people Maintenance requirements Inspection requirements Safety distances Fire compartment Installation methods - embedded in structure - surface mounted - buried in ground - cable channel - building voids - overhead - immersed in water


Right spaces

Over suspended ceilings


Right spaces

Under raised floors


Right spaces

Fake beams and pillars


Right spaces

Vertical passages through the floors


Right spaces

Technical rooms


Installation methods Technical Standard CEI 64-8/5 - Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua - Parte 5: Scelta ed installazione dei componenti elettrici

Technical Standard CEI 64-100 - Guida per la predisposizione delle infrastrutture per gli impianti elettrici, elettronici e per le comunicazioni

Technical Standard CEI 100-7 - Guida per l'applicazione delle norme riguardanti gli impianti di distribuzione via cavo per segnali televisivi, sonori e servizi interattivi

Technical Standard CEI 103-1 – Impianti telefonici interni

Technical Standard CEI 306-2 - Guida per il cablaggio per telecomunicazioni e distribuzione multimediale negli edifici residenziali

Technical Standard UNI-CIG 7129/1 - Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione - Progettazione e installazione -Parte 1: Impianto interno

Fire preventions techical rules and Minister Decrees


Installation Methods


Distribution in buildings

From CEI 64-50



ENERGYCABLES

SIGNALCABLES



Dielectric separation between energy and signal systems



Vertical distribution of energand signal cables in a buildingwith 6 apartments

From CEI 64-100



Vertical distribution of energand signal cables in a buildingwith 28 apartments

From CEI 64-100



Distribution lines can be installed in idoneous rooms (also fire compartments) or in vertical passages from floor to floor closed by metallic or plastic panels fixed with screws.

When cables pass through FIRE WALL the fire characteristics of the structural elements must be preserved by using idoneous products.


Cables and Fire


Cables and Fire

canaletta non meallica

<


LS0HLow Smoke Zero Halogens (LS0H or LSZH)


LS0H


InstallationFrom CEI 64-50


Installation

From CEI 64-50


Technical ReferencesTechnical standards: CEI, UNI, CIG, CENELEC,

IEC, IEEE

Local regulations

Fire preventions techical rules attached to Italian Minister Decrees


Television Systems


Television systems

Television is a telecommunication medium for transmitting and receiving monochromatic (shades of grey) or multicolored moving images accompained by sounds.


Frequency range

Included between

47 MHz and 862 Mhz for terrestrial

950 MHz and 2400 MHz for SAT


Television systems

Analog(or Analogue)

TV

Digital TV

FIRST GENERATIONCommercially available since late 1920s

SECOND AND ACTUAL GENERATIONCommercially availablesince late 2000s


Digital vs Analogue TV

11 1100 1111 0000 0011 0011 1111 11

11 11 00 11 11 00 00 00 11 00 11 11 11 11

11 1100 1111 0000 0011 0011 1111 11

MPEG-2MPEG-2DVBDVB

EncoderEncoder

Transmission mediumTransmission medium

MPEG-2MPEG-2DVBDVB

DecoderDecoder

SourceSourceTelevisionTelevision

TelevisionTelevision

SourceSource

TransmitterTransmitter


Digital vs Analogue TV


Analog TV

Images and sound are encoded and transmitted using a continuos electromagnetic signal, whose amplitude and frequency variations in time are correlated to the information to be transmitted.


Analog TV

VHF (Very High Frequency): signals transmitted with a frequency in the range between 30 MHz and 300 MHz.

UHF (Ultra High Frequency): signals transmitted with a frequency in the range between 300 MHz and 3 GHz.


Analog TV

The image is impressed on an idoneus screen

The image on the screen is read row-by-row by an electrons' beam (the so-clamed “electronic brush”)

The signal obtained in completed by idoneous synchronizations allowing the individuation of the starting and the ending points of all the rows


Digital TV• Digital TV squeezes the information that the viewer can’t see or

hear out of a standard analogue TV

• Digital TV uses a group of standards internationally accepted and known as DVB: Digital Video Broadcasting

• DVB uses:– Video compression - MPEG-2– Audio compression - MPEG Layer II

• DVB standards allow to fit much more TV into the same channel capacity as analogue TV

• A satellite transponder using DVB can contain 6-8 times more TV programmes than analogue TV

• DVB is also completely digital, opening up the world of EPGs (Electronic Program Guides), Internet, data broadcasting, advanced interactive TV, etc.


• Source video compressed• Source audio compressed• Data information prepared• Video, Audio and Data streams

multiplexed

• Transmission by cable / satellite / MMDS / terrestrial

• Demultiplexing• Decoding• View on TV

The DVB System11 1100 1111 0000 0011 0011 1111 11

11 11 00 11 11 00 00 00 11 00 11 11 11 11

11 1100 1111 0000 0011 0011 1111 11

MPEG-2MPEG-2DVBDVB

EncoderEncoder

Transmission mediumTransmission medium

MPEG-2MPEG-2DVBDVB

DecoderDecoder

SourceSourceTelevisionTelevision

MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service) is a broadband wireless point-to-multipoint specification utilizing UHF communications.


Multiplex/Demultiplex

Multiplexing: different audio and video signals are mixed together and transmitted in the same band (frequency range). The MUX operation is done using well-accurate protocol

Demultiplexing: the different audio and video signals mixed together are separeted by a demultiplexing device at the receiving station. The DEMUX operation can be done knowing the MUX protocol


Multiplex/Demultiplex

General multiplex scheme: the ν input lines-channels are multiplexed into a single fast line. The demultiplexer receives the multiplexed data stream and extracts the original channels to be transferred


Noise: Analog TVThe information is in the shape of the signal.

External noises are able to change the original shape.

Noises compromise the possibility of rebuild the signal transmitted by deteriorating the original shape transmitted.


Noise: DigitalTVThe signal is a sequence of known symbols (bit), which the information is associated with.

If, besides the superposition of noises, the symbols are still distinguishible, the audio and video information will be extracted from the received signal and rebuilt. The signal, rebuilt by the receiver devices, ensures the same quality of the original signal.


MPEG-2MPEG-2 is a standard for the generic coding of moving pictures and associated audio information.

MPEG-2 defines the whole process for the transformation of an analogue audio/video signal to a idoneous bit sequence.

It does not deal with the transmission of the encoded signal.

The signal is digitalized, divided into packets, and comprised in time (bits are more quickly transmitted).

In this way their duration is recuded and the serial stream can include all the packets.


MPEG-2


Channel EncodingThe channel encoding COFDM – 8k takes into account the characteristics of the possible transmission media:- Satellite- Cable- MMDS terrestrial

Satellite: the signal covers 37000 km from Earth to the satellite without any amplification. The signal can reach the receiver very weakened.

Cable: this media has a limited frequency band.

MMDS terrestrial: the signal covers tens of km in a very noisy environment


Components


Components

Fig. 3 Norma CEI 64-100


AerialsTV aerial (Satellite)

dish


AerialsFunctions:1) Transforming the electromagnetic signal in the air in a signal on a coaxial cable2) Avoiding that other signals can interfer with the signal to be received

Material:1) Alluminium2) Zinc-coated steel

Type:1) VHF (mono or multichannel) 2) UHF

Technical Standard CEI 12-15 – Antenna: impianti centralizzati


Aerials and DishesLocation:1) Terrestrial aerials are located on the roof, at the top of buildings2) SAT dishes can be located everywhere the chosen orbital positions are directly visible


Aerials

Yagi

Very cheapUHF/VHF

2÷20 elements


Headends


HeadendsHeadends include all the devices between aerials and the distribution network.

It adapts and distributes the incoming signals among the TV sockets and can include:- Filters- Amplifiers- Attenuators- Channel converters- Modulators and demodulators


HeadendsFilter: it modifies the signal by attenuating all the

frequencies except those with whom it is synthonized

Amplifier: it amplificates the incoming signal if its amplitude does not ensure a good quality of the reproduction

Attenuator: it reduces the amplitude of a signal that is so intense to disturb all the others


Headends

Two sub-headends:1) for terrestrial TV (in the last floor)2) for SAT TV (in the same place or in another

place)

They need a cabinet (100x70x20 cm) every 40 TV outlets.


LNB

LNB converter o LNBC: Low noise block converter

The first active device in a SAT TV distribution system

It amplifies the information

It reduces the frequency of the SAT signal for the transmission on the COAX cable


COAX cable


COAX cableAdvantages of the coaxial design:

1) electric and magnetic fields are confined to the dielectric with little leakage outside the external metallic shield

2) electric and magnetic fields outside the cable are largely kept from causing interference to signals inside the cable.

Therefore, the coaxial cable is good choice for carrying weak signals that cannot tolerate interferences from the environment or for higher power signals that must not be allowed to radiate or couple into adjacent structures or circuits.


COAX cableImportant characteristics

1) internal impedance: it must be the same of the source's one for having the best power transfer (50, 75, 93, 105 Ohm);

2) shield quality: against interferences

3) attenuation as a function of frequency


COAX cable


COAX connectors

Impedance75 Ohm


Splitters


Simple distribution

1 UHF aerial1 VHF aerial1 Headend1 Power pack130m Coax cable2 Splitters8 Connectors


Simple distribution

SAT TV system

DISH

COAX CABLE

TVTV

RECEIVER


Simple distribution

SAT andTerrestrialTV systems


Simple distribution

SAT andTerrestrialTV systemstogether

Only 1 cable

Only 1 outlet


Simple distribution

SAT andTerrestrialTV systemstogether

Only 1 cable

Only 1 SAT outlet

3 terrestrial TV outlets


Simple distribution


Multiswitch

Most flexible tecnique for the distribution of the SAT TV signal (channels from 4 SAT)

4-8-16 COAX cables per satellite for SAT TV

1 COAX cable for terrestrial TV


Multiswitch

Every TV wall outlet can receive all the channels indenpendently from the others.

This is possible thanks to the multiswitch tecnology that allows to pre-select the signal that is sent to the user's cable.


Multiswitch

Junction box containing a multiswitch with 8 outgoing cables


Multiswitch


Multiswitch

Multiswitch 1 SAT Multiswitch 2 SAT


MultiswitchSAT andTerrestrialTV systemstogether

LNB with for outputs

5 cables

4 or more outletswith deMUX

The receivers senda control signal tothe LNB through theoutlets


Calculation of the TV system66 dBuV at the most disfavourite outlet

83 dBuV at the most favourite outlet

Att_cable_200MHz = 12 dB / 100 m (from catalogue)

Att_cable_800MHz = 27 dB / 100 m (from catalogue)

Att_splitter = 1.5 dB

Att_plat = 11 dB

Att_pass_outlet = 1.5 dB

Att_DEMUX_outlet = 15 dB


Closed Circuit TV Systems


Purpose

CCTV systems use video cameras to transmit signals to a limited set of monitors or video recorders.

CCTV systems are used for surveillance or for monitoring an industrial process in an environment inospital for persons.


Layout


Layouts


Video Camera


Video Camera

It captures and digitalizes the image

It uses CCD (Charge-Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensors


Video CameraCCD and CMOS convert light into electric charge and process it into electronic signals.

In a CCD sensor, every pixel's charge is transferred through a very limited number of output nodes (often just one) to be converted to voltage, buffered, and sent off-chip as an analog signal.

All of the pixel can be devoted to light capture, and the output's uniformity (a key factor in image quality) is high.

In a CMOS sensor, each pixel has its own charge-to-voltage conversion, and the sensor often also includes amplifiers, noise-correction, and digitization circuits, so that the chip outputs digital bits. These other functions increase the design complexity and reduce the area available for light capture. With each pixel doing its own conversion, uniformity is lower. But the chip can be built to require less off-chip circuitry for basic operation.


Video Camera


Video CameraVideo Cameras are chosen and located takinginto account: - Their function - The characteristics of the environment - The width and heigth of the area that hasto be controlled

Video Cameras can be Analogue Camerasor IP Cameras


Optics

- Fixed - Variable (during installation)- Zoom


Depth of Focus

Distance (mm) betweenthe focus and the lens


Outdoor kit for video camera

IP66Warming kit (electric supply: 230V)


IR LightsQuando c'è scarsa luminosità è meglio utilizzare

telecamere in B/N, più sensibili di quelle a colori.

Per riprese in assenza totale di illuminazione si utilizzano illuminatori IR a led. I led sono molto più economici delle primitive lampade alogene con filtro IR.

La luce IR è completamente invisibile all'occhio umano ma non a quello delle telecamera adatta per riprese a bassa luminosità.


IR Lights


Control Keyboard


Monitor

Parameters:- Resolution- Brightness- Contrast rate- Number of inputs- Audio IN- Dimensions- Weight


DVR

DVR (Digital Video Recorder) is a Recorder for signal coming from Analog Cameras (up to 16).


NVR

NVR (Network Video Recorder) is a Digital Video Recorder based on IP technology and connected to IP or Magapixel Cameras (up to 16).


Video Distributor

Video Distributors are devices used for sending the signal coming out a video camera to more than one monitor.

Video Distributor for junction boxVideo Distributor


Video Amplificator and Frequency Modulator

Video Amplificators for signals to be distributed on long distances.

Frequency modulator for converting the signal coming out a video camera in a RF signal compatible with the TV system.


Over IP architectures

Main advantages:- utilization of pre-existent data transmission networks- higher image quality- remote control- flexibility of the system- higher EMC immunity- utilization of UTP cat 5 cables instead of COAX cables:

4 signals instead of 1 sent on the same cable- longer distances (3000 m instead of 300 m)



With ENCODER

With Digital DVR for Analog Cameras



With Hybrid DVR for Analog and IP Cameras

With IP Cameras



With NVR


Wireless solutions

Maximum distance: 70-100 m


Wireless solutions


Design of a CCTV systemsSTEP 1: Identification and Definition of the areato be monitored

STEP 2: Identification of the purpose of theSystem: people safety, traffic monitoring, etc.

STEP 3: Definition of the resolution of the Images

STEP 4: Identification of the environmentalCriticisms (shadows, rain, smog, high orlow temperatures, etc.)


Design of a CCTV systemsThe design of the system must assure:- integrity of the components- integrity of the data (reliability of the transmission)


Design of a CCTV systemsSTEP 5: Definition of the most suitable type ofvideo cameras (mobile or fixed)

STEP 6: Definition of the optical characteristicsof the video cameras (colour or shades of grey,type of objective, etc.)

STEP 7: Choose of the possibility of integrationof alarm devices

STEP 8: Definition of the technology (analogueor IP)


Design of a CCTV systems

STEP 9: Definition of the type and number of management devices (DVR, NVR, monitor, etc.)

STEP 10: Definition of the transmission system characteristics (COAX cable, wireless, UTP, etc.)

STEP 11: Design of the control area

STEP 12: Definition of the procedure to be activated in case of alarm


Privacy

Il Garante per la protezione dei dati personali è un’autorità indipendente istituita dalla legge sulla privacy (dapprima Legge 675/96, ora D. Lgs. 196/03) per assicurare la tutela dei diritti e delle libertà fondamentali ed il rispetto della dignità nel trattamento dei dati personali.

É un organo collegiale, composto da quattro membri eletti dal Parlamento, i quali rimangono in carica per un mandato di sette anni non rinnovabile.


Privacy


Alarm Systems


Scopo degli impianti antintrusione

Lo scopo di un impianto antifurto è evitare che qualche malintenzionato possa accedere agli ambienti da proteggere senza che la sua presenza sia rilevata. Questo risultato deve essere sempre assicurato, anche se ci sono persone in alcuni degli ambienti da difendere.


Suddivisione in zone

Il dividere l’impianto in più zone distinte consente di proteggere i luoghi non frequentati (ad esempio l’abitazione di giorno, il garage sempre, tranne quando si entra e si esce con l’auto) e avere libero movimento nei rimanenti. Nelle soluzioni a più zone si può dedicare una zona alla protezione perimetrale: nel caso di un’abitazione significa poter essere protetti, ad esempio di notte, dalle intrusioni e contemporaneamente muoversi liberamente in casa.


Norme di riferimento

CEI 79-2: Impianti antieffrazione, antintrusione, antifurto e antiaggressione - Norme particolari per le apparecchiature.

CEI 79- 3: Impianti antieffrazione, antintrusione, antirapina e antiaggressione - Norme particolari per gli impianti antieffrazione e antiintrusione.

CEI 79- 4: Impianti antieffrazione, antintrusione, antifurto e antiaggressione - Norme particolari per il controllo degli accessi.


Centrale del sistema

Rappresenta il centro di controllo

Si caratterizza per il numero di ingressi e di uscite e per il numero di zone


Centrale del sistema

Riceve i segnali dai sensori, verifica il loro funzionamento e determina se ci sono i presupposti per far scattarel'allarme.

Può essere alimentata dalla linea elettrica di casa, ma dispone anche di una batteria tampone.


Posizionamento della centrale

Posizione baricentrica rispetto ai vari dispositiviSirena interna udibile in tutti i locali abitatiAltezza che garantisce una buona lettura del displayFissaggio su parete liscia ed asciuttaNon in zona di passaggioProtetta da urti o atti vandaliciSegnale GSM sufficientemente altoLinea PSTN facilmente accessibile


Inseritore

E' un dispositivo usato per attivare/disattivare il sistema di allarme, per porlo nello stato di riposo, servizio o servizio parziale.

Viene posto in prossimità dell'ingresso.

E' separato dalla centrale di controllo che è installata in luogo protetto.


Inseritore

Possono essere con tastiera (richiede un codice segreto per poter accedere alle funzioni di programmazione) o a chiave.

Quelli a chiave possono essere ad inserimento o di prossimità.

Inseritore a chiave


Inseritore

Può essere installato all'esterno dell'abitazione.

Se è installato all'interno, è consigliato ritardare i sensori a protezione dell'ingresso per consentire la disattivazione dell'impianto.


Combinatore telefonico

I combinatori telefonici sono dei dispositivi che, in seguito ad un comando della centrale, compongono in sequenza una serie di numeri telefonici ai quali viene inviato un messaggio di allarme pre-impostato.

Può funzionare su rete GSM (dotato di carta SIM) o su rete telefonica PSTN.

La carta SIM è preferibile che sia del tipo con abbonamento in quanto le prepagate hanno una data di scandenza.



Può inviare sia SMS che messaggi vocali

Può memorizzare un certo numero di eventi

Alcuni possono essere usati per ascolto ambientale o come normali telefoni

E' dotato di batterie tampone

Deve possedere un numero di telefono ignoto a tutti e non in elenco perché basterebbe una telefonata verso di lui per neutralizzarlo (linea occupata)


Rivelatori

Individuazione dei possibili accessi (porte, finestre, scale, lucernai, etc.)

Scelta tra rivelatori volumetrici e perimetrali

Volumetrici: proteggono parti interne dell'immobile controllando ambienti delimitati

Perimetrali: proteggono i passaggi verso l'interno


Rivelatori volumetrici


Rivelatori perimetrali


Segnalatori di allarme

Evidenziano lo stato di pericolo in forma ottica (lampeggianti) o acustica (sirene).

La Norma CEI 79-3 impone che le segnalazioni di allarme non superino i 10 minuti o tempi più restrittivi imposti dai regolamenti locali.



Segnalatori ottico/acustici:- se interni in genere sono installati lontani dalla centrale- se esterni sono dispositivi con batteria tampone

alimentata dalla centrale o da un altro punto di alimentazione

- hanno una struttura antimanomissione e dispositivi che rilevano il taglio cavi, il cortocircuito, l'apertura dell'involucro

- vanno installati al riparo dalle intemperie- il segnalatore ottico serve a rilevare il luogo di

provenienza dell'allarme


Cavi

Percorso prevalentemente interno agli ambienti da proteggere

Cassette e tubazioni separate da quelle di rete e di altri impianti anche a BBT

Giunzioni da effettuare dentro apposite cassette

Indicazioni della Norma CEI 79-3


Cavi

Usare solo cavi schermati per una migliore immunità ai disturbi elettromagnetici

Ridurre al minimo le lunghezze per minimizzare il rischio di guasto, manomissioni e le cadute di tensione

Saldare e isolare tutte le giunture per evitare fenomeni di ossidazione

Accorgimenti di buona tecnica


Cablaggio


Dimensionamento conduttoriCavi che alimentano un sensore o un attuatore.

Il corretto dimensionamento della sezione dei cavi consente di garantire ai dispositivi i valori ottimali di tensione secondo i criteri stabiliti dal costruttore.

Fornire ad un sensore o ad un attuatore una tensione inferiore al minimo valore dichiarato significa porre il medesimo in una situazione di instabilità, bassa efficienza, scarsa immunità ai disturbi.


Dimensionamento conduttori

Smin=2⋅1,1⋅0,0178⋅L⋅Ic

1000⋅V s−V c

L: lunghezza del cavo (1 solo conduttore)dalla sorgente al carico [m]

Ic: corrente assorbita dal carico [mA] Vs: tensione fornita dalla sorgente [V]Vc: minima tensione di alimentazione del carico [V]


Dimensionamento batterie

Ahmin=1,25⋅nriposo⋅Criposonallarme⋅Callarme

1000

Ahmin: autonomia minima della batteria [Ah]nriposo: numero di ore a riposo [h] nallarme: numero di ore in allarme [h] Criposo: consumo a riposo [mA]Callarme: consumo in allarme [mA]


Dimensionamento batterie

La norma prevede che il sistema abbia un'autonomia di almeno 24 h

Gli alimentatori delle batterie devono avere tensione in uscita tra 13,5V e 14,8V per poter alimentare le batterie a 12V

La corrente in grado di fornire l'alimentatore deve essere pari alla corrente richiesta da tutti i dispositivi aumentata di una quantità pari al 5% della capacità della batteria.

Iacc=0,05⋅AhminI disp


Installazione alimentatore


Installazione alim. + batteria


Installazione sensori


Allarme fughe di gas

Soluzione Bticino


Allarme allagamento

Soluzione Bticino


Esempio impianto


Structured Cabling


Reti dati

In ambiente domestico:- condivisione file e stampanti- minor utilizzo di pen drive o hard disk esterni- interazione con i sistemi domotici- connessione a internet da ogni stanza- utilizzo della tecnologia VOIP per telefonate a

costo zero


Norme tecniche di riferimentoCEI 306-2: Guida per il cablaggio per telecomunicazioni e

distribuzione multimediale negli edifici residenzialiCEI 64-100/1: Edilizia residenziale. Guida per la

predisposizione delle infrastrutture per gli impianti elettrici, elettronici e per le comunicazioni. Parte 1: Montanti degli edifici

CEI 64-100/2: Edilizia residenziale.Guida per la predisposizione delle infrastrutture per gli impianti elettrici, elettronici e per le comunicazioni. Parte 2: Unità immobiliari (appartamenti)

CEI EN 50173-1: Tecnologia dell’informazione - Sistemi di cablaggio strutturato. Parte 1: Prescrizioni generali

CEI EN 50173-4: Tecnologia dell’informazione - Sistemi di cablaggio strutturato. Parte 4: Abitazioni


Categoria e classe

La categoria attesta le caratteristiche trasmissivedel singolo componente, escludendo il contestoInstallativo.

La classe, invece, è riferita alle prestazioni diogni singola linea (Link).


Categoria e classe


Standard


LAN

La LAN, LOCAL AREA NETWORK, è un sistema di comunicazione che permette ad apparecchiature indipendenti di comunicare tra loro entro un’area delimitata (generalmente un singolo edificio) con una estensione non superiore a 1 Km2, ed usa un’unica tipologia di trasmissione.

La tipologia di un cablaggio LAN si sviluppa generalmente a stella: questa soluzione prevede molti collegamenti punto punto connessi all’apparato centrale (hub, switch). In queste reti è possibile aggiungere o rimuovere i dispositivi senza condizionare la funzionalità della rete, riducendo i costi per la stesura delle linee.


Cablaggio strutturato

Il cablaggio strutturato è l’insieme di tutti i componenti passivi (cavi connettori, armadi, ecc.) necessari alla realizzazione di una rete informatica (LAN).

Il cablaggio strutturato permette, grazie alle permutazioni, una rapida configurazione o riconfigurazione della distribuzione dei segnali (dati, fonia, video) all’interno dell’edificio.



Gli standard EIA/TIA 568B e ISO/IEC 11801 prevedono per le reti una topologia stellare, costituita dai seguenti livelli gerarchici:

– 1° livello: centro stella di comprensorio– 2° livello: centro stella di edificio– 3° livello: centro stella o armadio di piano


Componenti passivi

• Armadio/Quadro di distribuzione di edificio.

• Armadio/Quadro di distribuzione di piano. • Pannello di permutazione.• Patch cord di permutazione per collegare nel pannello di

permutazione le linee entranti e quelle uscenti.• Patch cord di interconnessione tra la presa utente e le

apparecchiature al posto di lavoro.

• Patch cord di connessione fra l’apparato attivo ed il permutatore (in genere corrispondono con i patch card di permutazione).

• Presa utente.


Componenti attivi

Gli HUB e gli SWITCH sono i cosiddetti apparati attivi, e consentono di ricevere ed inviare dati alle schede di rete dei PC e degli altri dispositivi attraverso il sistema di cavi e di collegamenti di un sistema di cablaggio strutturato.


Componenti attivi

Gli hub distribuiscono dati condivisi tra tutti gli utenti collegati alla rete, mentre gli switch creano una connessione di tipo univoco tra mittente e destinatario, escludendo in tal modo tutti gli altri utenti collegati.

Gli hub hanno tutte le porte sempre attive in

collegamento con le altre.Lo switch ha il vantaggio di essere in grado di

riconoscere il pacchetto che attraversa la sua porta e, dopo averlo confrontato con una tabella di indirizzi in memoria, di poterlo indirizzare solo sulla porta di destinazione.


Mezzo trasmissivo

La scelta del tipo di mezzo trasmissivo deve permettere di:- ottenere le prestazioni richieste;- supportare standard attuali e futuri;- garantire un’affidabilità prolungata nel tempo (circa 10 anni);- garantire le dovute protezioni nell’ambiente di utilizzo.


Cavi twisted pairI mezzi trasmissivi elettrici prevedono cavi in rame e quelli normalmente utilizzati nel cablaggio strutturato sono di tipo a 4 coppie ritorte (twisted pair). I formati più utilizzati sono 24 o 22 AWG per il cavo posato ed in genere 24 AWG per i cordoni di permutazione.AWG (American Wire Gage) è una scala per misurare la dimensione di ogni singolo conduttore; ad ogni incremento di AWG corrisponde una diminuzione del diametro.


Cavi twisted pair

L’impedenza del cavo è un parametro elettrico caratteristico che deve rimanere costante lungo tutta la lunghezza del cavo.

Variazioni d’impedenza comportano riflessioni di segnale, attenuazione ed interferenze.Le cause che possono modificare l’impedenza del cavo possono essere quasi

interamente da imputare ad una cattiva installazione, stiramenti e schiacciamenti con conseguente modifica della geometria del cavo.


Disturbi

Due circuiti elettricamente separati ma adiacenti (posati nella stessa tubazione o nello stesso canale) si possono influenzare per effetto del mutuo accoppiamento induttivo.

Le tensioni indotte per mutuo accoppiamento induttivo costituiscono un disturbo che si sovrappone al segnale trasmesso.


Disturbi


Schermatura dei cavi

I cavi possono essere protetti da uno schermo metallico che assicuri:- una maggiore immunità ai disturbi elettromagnetici - una riduzione dell’emissione di radiodisturbi - riduzione della diafonia (se applicato a singole coppie)


Schermatura dei cavi


Cavi UTP


Cavi FTP


Cavi S-FTP


Cavi in fibra ottica


Binatura

La binatura del cavo è quel procedimento per cui le coppie di conduttori vengono ritorte tra loro con passi di twistatura variabile.


Binatura

Le singole coppie di ogni cavo in rame sono identificabili tramite numerazione e colori:

coppia 1 - bianco/blu – blu coppia 2 - bianco/arancio – arancio coppia 3 - bianco/verde – verde coppia 4 - bianco/marrone – marrone


Distanza dai cavi di energia


Dotazioni

Si consiglia l’installazione in ogni locale di 2 prese RJ45 (dati e telefono) e 1 presa TV per ogni 3,75m di perimetro del locale (CEI EN 50173-4).

Il numero di prese per locale deve comunque essere tale che da ogni zona si possa raggiungere il punto di utilizzo con un cordone di collegamento del PC o del telefono non più lungo di 5 metri senza però costituire intralcio al passaggio nel locale.

Ovviamente bisogna tenere conto degli arredi.Per l’alimentazione delle apparecchiature connesse, ogni

presa d’utente dovrà poi essere affiancata da una o più prese energia 230V in scatole portapparecchi dedicate.


Dotazioni


Progetto del cablaggio strutturato

1) conoscere il numero di postazioni di lavoro2) se non si conoscono ipotizzare 1 postazione

ogni 10 m2 di superficie utile3) prevedere due prese RJ45 per ogni postazione

di lavoro (1 per dati e 1 per fonia)4) nell'eventualità che si utilizzino telefoni VOIP è

sufficiente una sola postazione per dati5) determinazione del numero di centri stella

necessari



6) posizionamento del centro stella di pianoIl centro stella di piano viene scelto tenendo

conto:- della baricentricità rispetto alle postazioni di

lavoro- della possibilità di gestire più piani- di una lunghezza massima del cavo di utente

non superiore a 90m


Posizionamento del CS di piano



7) posizionamento del centro stella di edificio

Il centro stella di edificio viene scelto tenendo conto:

- della presenza di locali tecnici- della baricentricità rispetto alle postazioni di

lavoro- dell'esistenza di un piano dedicato alla

distribuzione dei servizi (in genere un ammezzato, un sottotetto o un cantinato)


Posizionamento del CS di edificio


Collegamento tra i CS



8) posizionamento del centro stella di comprensorio

Il centro stella di comprensorio viene posizionato in posizione baricentrica rispetto agli altri edifici e in genere nel punto di arrivo delle linee telefoniche


Posizionamento del CS di comprensorio


Coesistenza cavi


Telephone and other Communication Systems


Impianto telefonico interno


Comunicazione con la rete esterna

La Norma CEI 103-1 classifica gli impianti interni in:- collegati alla rete pubblica- non collegati alla rete pubblica

Gli apparecchi interni sono detti derivati e possono essere:

- abilitati, se possono comunicare con la rete pubblica

- non abilitati, altrimenti



Fonte Norma CEI 64-50


Terminali di rete



Terminale di rete


Terminali di rete


Armadietto terminale


Cavi telefonici

I collegamenti telefonici devono essere realizzati utilizzando il cavo telefonico, con guaina, ad una coppia (doppino).

Nel caso di utilizzo, verso gli apparecchi interni, del cavo multicoppia, non è consentito che vengano utilizzate eventuali coppie libere per altri servizi quali: energia, segnali video, trasmissione dati.


Centralino con in ingresso due linee telefoniche esterne e il segnale proveniente dal PE dell'abitazione e in uscita tre linee telefoniche interne


Centralino con in ingresso due linee telefoniche esterne e il segnale proveniente dai 3 PE dell'abitazione (in parallelo) e in uscita tre linee telefoniche interne


Lunghezza dei collegamenti

La massima lunghezza per i collegamenti tra gli apparecchi telefonici ed il centralino varia tra i 100m e i 500m a seconda del tipo di centralino e di apparecchio telefonico (assorbimenti elettrici).


Protezioni

Tutte le linee telefoniche in ingresso al centralino dovrebbero essere protette da SPD o altri dispositivi simili contro il rischio dovuto a sovratensioni di origine atmosferica.

La stessa regola vale per le linee in uscita dai centralini che si sviluppano interamente o in parte all'esterno dei fabbricati.


Protezioni

• Separazione dei cavi aventi funzioni diverse• Realizzazione di un impianto di terra efficiente

che protegga l’edificio da fulminazioni o da influenze di impianti di potenza.

• L’impiego di cavi con schermature interne.• L’eliminazione di carichi induttivi che possano

generare transitori.• L’adozione di dispositivi di protezione a

scaricatori o a varistori (SPD).


ProtezioniSOVRATENSIONI


ProtezioniCONTATTI INDIRETTI

Componenti di classe I e interruzione automatica dell'alimentazione

Componenti di classe II

Sistemi SELV

Fonte Norma CEI 103-1/12


Alimentazione

Per l’alimentazione di rete si consiglia di utilizzare una canalizzazione ed una scatola da incasso separate dalle altre.

Si consiglia di dedicare una linea elettrica 230Vac e un interruttore bipolare all’uso esclusivo del centralino. La linea elettrica dovrà essere dotata di un dispositivo di protezione contro sovratensioni elettriche.


Disturbi sulle linee

Le principali cause di disturbi sulle linee telefoniche e sulle reti di alimentazione elettrica (che possono provocare malfunzionamenti o danneggiamenti al PABX) sono attribuibili a:

• Contatti accidentali con linee a tensioni più elevate (cortocircuito).

• Accoppiamenti elettromagnetici con altri conduttori posti nelle vicinanze.

• Brusche variazioni di carico, specie per le linee elettriche di alimentazione (motori elettrici etc.).

• Perturbazioni transitorie generate da eventi atmosferici (fulmini).


Scelta del centralino- numero di linee esterne- numero di interni gestiti- numero di conversazioni contemporanee tra

interni e verso l'esterno- possibilità di comando elettroserratura dai

telefoni- numero di numeri in rubrica- distanza massima dei telefoni- servizio sveglia- servizio recall


Scelta del centralino

Possibilità di espansione del centralino con dei moduli aggiuntivi


Scelta del centralino



Numero posti operatori



Ripetitore di chiamata

Consente di ripetere all'esterno o in luoghi rumorosi le chiamate telefoniche


Impianti (video)citofonici

Posti interni

Alimentatore

Posti esterni

Posti interni

Posti esterni

Elettroserratura


Impianti (video)citofoniciGli impianti (video)citofonici consentono di ottenere il servizio

di conversazione, chiamata e apriporta di un normale impianto di portiere elettrico.

Inoltre, gli impianti videocitofonici permettono il riconoscimento di una persona all’ingresso di un’abitazione attraverso la visione della sua immagine sullo schermo di un monitor posto all’interno

Le apparecchiature necessarie per la realizzazione dell’impianto citofonico base sono le seguenti:

-- Pulsantiera, posto esterno (e unità di ripresa). -- Postazioni (video)citofoniche interne. -- Alimentatore (video)citofonico.


Citofono

1) Solo tasto apriporta

2) Tasti per servizi ausiliari (accensione luce scala, chiamata impianti intercomunicanti, apertura altra serratura)

3) Tasto fonico (per evitare che se il microtelefono si sgancia si abbassi il livello fonico degli altri citofoni)

4) Led per la segnalazione porta aperta

5) Buzzer per differenziazione chiamata da altro posto interno


Citotelefono

E' un apparecchio telefonico che, o attraverso appositi tasti o digitando un codice numerico di attivazione, può funzionare da posto interno citofonico.In accoppiamento con un modulo video può diventare un videocitofono


Videocitofono


Videocitofono

1) Regolazione colore, luminosità e contrasto2) Regolazione volume3) Tasti addizionali per servizi ausiliari4) Indicazione luminosa volume azzerato5) Indicazione luminosa porta aperta6) Inibitore di chiamata (modalità privacy)7) Tasto apriporta


Suoneria wirelessPer riportare in luoghi distanti dal posto interno il

suono della chiamata senza dover ricorrere ad opere murarie per collegare il ripetitore di chiamata all'impianto, possono essere utilizzate suonerie di tipo wireless.

La portata del segnale è di 100m in campo libero,

La stessa suoneria può avere suoni diversi per differenziare chiamte interne ed esterne e puà comunicare con diversi posti interni,


Suoneria wirelessPer scatola da incasso


Suoneria wireless


Alimentatore

E' un componente modulare adatto all'installazione su barra DIN35 e conforme alla Direttiva Bassa Tensione.

In genere è un componente di classe II.


Alimentatore

Ha assorbimenti compresi tra i 25VA e i 60VA.

E' alimentato a 230V e fornisce in uscita una tensione di 12V per l'elettroserratura e le targhette del posto esterno e di 6V per il circuito fonico.

Può essere dotato di protezioni (fusibili) sulle uscite, di relè temporizzati e di uscite secondarie per l'alimentazione di altre utenze.


Sistema a 4+N fili

2 conduttori per la fonia1 massa

1 conduttore comando serraturaN conduttori di chiamata per N utenti

Tutti gli utenti sono intercomunicanti


Sistema a 1+1 fili

1 conduttore comune1 conduttore per ogni utente

Solo l'utente chiamato è abilitato alla conversazione e all'apertura della porta


Sistema a 5 fili (video)

Conversazione segreta

Abilitazione del solo utente chiamato

4 conduttori per alimentazione monitor e per segnale audio/video

N conduttori di chiamata per N utenti


Sistema con cavo COAX (video)

2 conduttori per la fonia2 conduttori per alimentazione

monitor1 massa

1 conduttore comando serraturaN conduttori di chiamata per N utenti1 cavo COAX per segnale videoTutti gli utenti sono intercomunicanti


Segreto di conversazione

Nei sistemi a 1+1 fili o a 5 fili, tutti gli apparecchi interni sono normalmente disabilitati alla conversazione.

Si attiva soltanto quello che ha ricevuto la chiamata.

Nei sistemi a 4+N fili o con cavo coax, tutti gli apparecchi sono intercomunicanti e manca il segreto di conversazione.


Sistema digitalePermettere di connettere un elevato numero di

postazioni interne (migliaia) con soli 6 o 8 fili (citofonia o videocitofonia rispettivamente).

E' installabile più velocemente.Non necessita di cavo coassiale ma usa il cavo twistato

per la trasmissione del segnale video.Possibilità di utilizzare le videocamere dei posti esterni

come videocamere di un sistema TV-CC.Impianto SELV


Sistema digitalePossibilità di interfacciamento con TV.Possibilità di integrare videocamere per realizzare un

sistema di videocontrollo.Possibilità di visualizzare le immagini di tutte le

telecamere da ogni posto interno agendo sulla tastiera per cambiare visuale.

Possibilità di visualizzare le immagini delle telecamere di sicurezza sui monitor videocitofonici in caso di allarme.

Facilità di configurazione dei dispositivi.Alimentazione centralizzata dei dispositivi.Segreto di conversazione.


Sistema digitale


Sistema digitaleUTILIZZO DI DERIVATORI PER ESPANDERE L'IMPIANTO


Sistema digitale


Dimensionamento alimentatore


Procedura di collaudo


Altezza di installazione

I posti esterni citofonici e videocitofonici devono essere installati ad un'altezzacorrispondente, circa, al viso di chi li utilizza.



I posti interni citofonici e videocitofonici devono essere installati ad un'altezzacorrispondente, circa, al viso di chi li utilizza.Per consentirne l’utilizzo da parte di persone disabili o portatori di handicap, gli apparecchi devono essere installati ad un’altezza di 120 ÷ 125 cm.



La telecamera non deve essere installata frontalmente a grandi sorgenti luminose, oppure in luoghi dove il soggetto ripreso rimanga molto in controluce.

Se non é possibile rispettare questa condizione, l’immagine presenterà uno scarso contrasto nelle zone scure.

Ciò é dovuto al fatto che la luminosità viene autoregolata sul punto chiaro dell’immagine.


Fire Alarm Systems


Impianto di rilevazione incendi

E' un impianto il cui scopo è di rilevare la presenza di un incendio e di darne immediata comunicazione alla squadra di emergenza e a tutti gli occupanti dell'edificio.

E' integrato da dispositivi che possono essere utilizzati per segnalare manualmente la presenza di un incendio.


Impianto di rilevazione incendiRicade nell'ambito di applicazione del DM 37/08

(art.1 comma 2 lettera g)

Deve essere installato da ditte abilitate ai sensi dell'art. Del DM 37/08.

Deve essere progettato.

E' soggetto al rilascio della DICO (art.7 DM 37/08).


UNI 9795Si applica a: Sistemi fissi automatici di rivelazione ed

allarme d’incendio, dotati di rivelatori puntiformi di fumo, di calore e di rivelatori ottici lineari di fumo, collegati o meno ad impianti di estinzione o ad altro sistema di protezione;

Sistemi fissi di segnalazione manuale ed allarme d’incendio destinati ad essere installati in edifici adibiti ad uso civile ed industriale


Obbligo


Rivelatore

Rivelatore d'incendio: è il componente del sistema che contiene almeno un sensore che costantemente o ad intervalli frequenti sorveglia almeno un fenomeno fisico e/o chimico associato all'incendio e che fornisce almeno un corrispondente segnale alla centrale di controllo e segnalazione.

Può essere puntiforme o lineare.Può rilevare fumo, calore o fiamme.


Rivelatore puntiforme


Rivelatore puntiforme ad aspirazione

Il fumo è aspirato e convogliato a un rivelatore puntiforme. Ogni foro copre 30 mq. E' previsto dalla Norma CEI 83-1.

Si usa in ambienti:

- inquinati

- impraticabili

- metropolitane

- stalle

- prigioni


Rivelatore nelle condotte di ventilazione


Rivelatore lineare di fumo


Posizionamento rilevatori


Posizionamento rilevatoriIn presenza di elementi sporgenti nel soffitto


Posizionamento rilevatori


Ricambi d'aria

Gli impianti di estrazione e ventilazione portano via il fumo derivante da un incendio rendendo più difficile il riconoscimento dello stesso da parte dei rivelatori.

Se i ricambi d'aria sono inferiori a 3 vol/h non è necessario maggiorare i rilevatori. In caso contrario se il prodotto tra R e il numero di ricambi orari supera 40, i rilevatori si raddoppiano.

I rielvatori non devono essere direttamente investiti dal getto d'aria. L'aria che gli passa accanto deve avere velocità non superiore a 1 m/s.


Centrale di controllo e segnalazioneE' il componente del sistema che, oltre a permettere l'alimentazione di altri

componenti, svolge le seguenti funzioni:

• Riceve i segnali dai rivelatori ad essa collegati e determina se tali segnali corrispondono alla condizione di allarme incendio. Se esiste la condizione di allarme incendio, la indica con mezzi ottici e acustici. La centrale deve poi poter localizzare (per alcuni tipi di impianti) la zona di pericolo. E' bene che la centrale di controllo abbia anche la possibilità di registrare tutte le informazioni in modo da poter ricostruire gli eventi in caso di incendio.

• Sorveglia il funzionamento corretto del sistema e segnala con mezzi ottici e acustici eventuali anomalie, quali corto circuiti, interruzioni, guasti nell'alimentazione.

• Deve poter inoltrare il segnale di allarme incendio ai dispositivi di allarme, alla stazione di ricevimento dell'allarme incendio e al sistema automatico antincendio.

• Deve possedere una doppia alimentazione, da rete e da una sorgente di sicurezza (accumulatori). La seconda linea può essere derivata a valle dell'interruttore generale.


Centrale di controllo e segnalazione



Sono i dispositivi utilizzati per fornire un allarme incendio, per esempio sirene, segnali luminosi, campane, pannelli ottico-acustici, etc.

Sono i dispositivi installati all'esterno della centrale di controllo e servono per allertare le persone in pericolo (anche la centrale deve comunque avere dei segnalatori di allarme).


Tipo di caviPRESCRIZIONI DELLA NUOVA (2010) UNI 9795


Posa dei caviI collegamenti in cavo devono essere eseguiti in uno dei tre seguenti

modi: con cavi in tubo sotto traccia, oppure con cavi posati in tubi a vista, oppure con cavi a vista. In quest'ultimo caso i cavi devono però essere con guaina e la loro posa deve garantire che non possano essere danneggiati accidentalmente. Non sono ammessi collegamenti volanti.

I cavi dell'impianto di rivelazione incendi possono essere posati insieme ad altri conduttori non facenti parte dell'impianto, a patto che siano riconoscibili almeno in corrispondenza dei punti ispezionabili.

Devono essere adottate particolari protezioni nel caso in cui le interconnessioni si trovino in ambienti umidi od in presenza di vapori o gas infiammabili od esplosivi.

Le linee, per quanto possibile, devono correre all'interno di ambienti sorvegliati da sistemi di rivelazione di incendio, e devono comunque essere installate e protette in modo da ridurre al minimo il loro danneggiamento in caso di incendio.


Pulsante manuale allarme incendio

Uno per ogni uscita di sicurezza.

Raggiungibile da ogni punto con un percorso non superiore a 30 m nelle attività a rischio basso o medio e a 15 m nelle attività a rischio elevato.

Segnalato da cartello conforme a UNI 7546-16.

Altezza da terra tra 1 m e 1,6 m.


Allarme acusticoTarga ottico-acustica

Udibile in ogni punto dell'edificio

La pressione sonora emessa deve essere almeno 5dB(A) al di sopra del rumore ambientale

Deve assicurare 75dB(A) alle testate dei letti

Deve assicurare una pressione sonora tra 65dB(A) e 120 dB(A) in ogni ambiente



L'impianto deve essere suddiviso in zone per individuare in modo rapido dove è avvenuto l'incendio.

I controsoffitti o i pavimenti galleggianti devono costituire zone a parte e i rivelatori nascosti devono essere opportunamente segnalati da un dispositivo che si illumina in caso di intervento.


Norme di riferimento• Norma UNI 9795 “Sistemi fissi automatici di rivelazione, di

segnalazione manuale e di allarme d'incendio”;

• Norma UNI EN 54-1 “Introduzione”;

• Norma UNI EN 54-2 “Centrale di controllo e segnalazione”;

• Norma UNI EN 54-3 “Dispositivi sonori di allarme incendio”;

• Norma UNI EN 54-4 “Apparecchiatura di alimentazione”;

• Norma UNI EN 54-5 “Rivelatori di calore – Rivelatori puntiformi”;

• Norma UNI EN 54-7 “Rivelatori di fumo – Rivelatori puntiformi funzionanti secondo il principio della diffusione della luce, della trasmissione della luce o della ionizzazione”;

• Norma UNI EN 54-10 “Rivelatori di fiamma – Rivelatori puntiformi“;

• Norma UNI EN 54-11 “Punti di allarme manuale“;

• Norma UNI EN 54-12 “Rivelatori di fumo – Rivelatori lineari che utilizzano un raggio ottico luminoso“.

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