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Fibra Ottica: la rivoluzione della luce

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L’invenzione della fibra ottica come sistema di trasmissione della luce, risale al 1955, ad opera del ricercatore inglese N.S. Kapany. Oggi rappresenta il sistema di cablaggio più usato per la trasmissione dati su larga scala e su lunga distanza, e deve la sua diffusione globale a caratteristiche quali affidabilità, performance ed efficienza. Qualità distintive, rispetto alla trasmissione su cavo coassiale o doppino telefonico, sono la capacità di banda ultra larga e l’indice molto basso di dispersione del segnale, che consentono il trasporto dati su grandi distanze.

CHE COS’È LA FIBRA OTTICA
La fibra ottica è un supporto trasmissivo percorso da fotoni (luce) anziché da corrente elettrica. Ogni singola fibra ottica è composta da due strati concentrici: un nucleo centrale (Core), e un rivestimento (Cladding) costituito da un materiale con indice di rifrazione poco inferiore a quello del nucleo. I raggi di luce incidenti sul confine tra nucleo e rivestimento ad angoli maggiori dell'angolo critico, subiscono una riflessione interna totale e sono propagati attraverso il Core senza rifrazione. Questo consente all’impulso luminoso di percorrere distanze lunghissime senza interferenze e dispersione.

Completano la struttura del cavo ottico: un rivestimento primario polimerico o buffer ed una guaina protettiva polimerica o jacket. Il buffer ha la funzione di proteggere la fibra da agenti esterni e irrobustirla meccanicamente. Il jacket evita fenomeni di microbending (perdita per curvatura) e porta ad un aumento del coefficiente di attenuazione.

fibra ottica

Le fibre ottiche possono essere utilizzate per trasmettere l'informazione su lunghe distanze sotto forma di impulso di luce (LASER o LED). Nella maggior parte dei casi, vengono utilizzate fibre in silice, tranne che per brevi distanze dove le fibre ottiche di plastica possono essere più vantaggiose.

Le lunghezze d'onda di funzionamento o finestre ottiche, sviluppate per fonti di luce sono 850 nm e 1300 nm in configurazione multimodale e 1310 nm e 1550 nm in quella monomodale (figura 2).

Nella fibra ottica multimodale il segnale si propaga su diverse traiettorie, il che permette una maggiore ‘portata’ rispetto alla trasmissione monomodale. La fibra ottica multimodale può sostenere un bit rate di 100 Mbit/s per distanze di massimo 2 km, 1 Gbit/s per distanze di massimo 1 km e 10 Gbit/s per distanze di massimo 550 m. Il diametro del core è tipicamente compreso tra i 50 e i 100. La fibra ottica monomodale ammette un solo modo di propagazione e consente il trasferimento di informazioni su distanze maggiori rispetto alla multimodale. Il nucleo ha un diametro compreso tra gli 8,3 e i 10 µm.

struttura fibra
Figura 2: Struttura base di una fibra con le due tipologie a confronto: multimode (1) e single mode (2).


VANTAGGI DELLA FIBRA OTTICA
✓ Larghezza di banda molto ampia;
✓ Trasmissione sulla lunga distanza;
✓ Grande capacità di trasporto delle informazioni (dell'ordine dei terabit/s);
✓ Immunità da interferenze elettromagnetiche;
✓ Assenza di ground loops;
✓ Ottima resistenza a condizioni climatiche avverse;
✓ Peso e ingombro modesto.

SVANTAGGI DELLA FIBRA OTTICA
✗ Perdite per curvature (microbending);
✗ Perdite per interconnessione, soprattutto in presenza di grandi distanze;
✗ Necessità di personale tecnico specializzato
✗ Costo iniziale per l’acquisto delle attrezzature necessarie all’attestazione, giunzione e verifica della fibra ottica.

APPLICAZIONI DELLA FIBRA OTTICA
Dalla sua scoperta, il campo di utilizzo della fibra ottica si è ampliato in modo esponenziale, trovando impiego in diverse aree tecnologiche quali telecomunicazioni, sicurezza e applicazioni in campo medico. Nel settore della videosorveglianza, Videostar, che risponde prontamente a tutte le esigenze di impiantistica, propone sistemi di sicurezza che sfruttano i vantaggi della fibra ottica e offre un servizio di assistenza agli installatori in grado di fornire soluzioni tempestive a qualsiasi esigenza di impianto.

di Alfio Timpanaro, Technical Support di Videostar

videostar

14.09.2018
Tags: Zoom,


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