▷ Fibre ottiche: cos'è, a cosa serve e come funziona

Dedicheremo questo articolo per saperne di più sulla fibra ottica, spiegheremo di cosa si tratta e come funziona. Sappiamo tutti che questo elemento di trasmissione viene utilizzato nelle reti di dati per connettersi a Internet, ma non tutti sanno come identificare fisicamente cos'è la fibra, quindi avremo problemi.

Indice dei contenuti

La creazione di Internet è stata senza dubbio una delle tecnologie di informazione e comunicazione più importanti del nostro secolo. Internet è di recente creazione, parliamo del 1991, quando è stato creato il World Wide Web, momento in cui l'evoluzione della velocità e dell'accessibilità ha iniziato a salire alle stelle fino ai giorni nostri. Proprio grazie a tecnologie come la fibra ottica, l'aumento della capacità di trasferimento dei dati ha raggiunto livelli estremamente elevati di velocità e distanza.

Che cos'è la fibra ottica

Come abbiamo già accennato, la fibra ottica è un mezzo di trasmissione dei dati mediante impulsi fotoelettrici attraverso un filo di vetro trasparente o altri materiali plastici con la stessa funzionalità. Questi fili possono diventare quasi sottili come un capello e sono precisamente i mezzi di trasmissione del segnale.

Fondamentalmente da questi cavi molto fini un segnale luminoso viene trasferito da un'estremità del cavo all'altra. Questa luce può essere generata per mezzo di un laser o un LED e il suo uso più diffuso è il trasporto di dati su grandi distanze, poiché questo mezzo ha una larghezza di banda molto maggiore rispetto ai cavi metallici, minori perdite e velocità di trasmissione più elevate.

Un altro aspetto molto importante che dobbiamo prendere in considerazione è che la fibra ottica è immune alle interferenze elettromagnetiche, che è qualcosa che, ad esempio, i cavi a doppino intrecciato soffrono in tutti i casi e contribuiscono alla necessità di ripetitori ad una certa distanza. Dobbiamo sapere che la fibra ottica non trasporta energia elettrica, ma solo segnali luminosi.

Ma la fibra ottica non viene utilizzata solo per la trasmissione di dati nelle reti, ma anche per connessioni audio di alta qualità. Inoltre, è anche una fonte di luce per fornire visibilità in spazi ristretti e anche per prodotti decorativi, ad esempio su alberi di Natale e simili. Naturalmente queste fibre sono costruite in plastica, sono economiche e hanno poco a che fare con i cavi utilizzati per i dati.

Parti di un cavo in fibra ottica

Prima di vedere come funziona, riteniamo che sia importante sapere quali sono le parti che compongono un cavo in fibra ottica.

• Nucleo: è l'elemento centrale di un cavo in fibra ottica che non è sempre presente. La sua funzione è semplicemente quella di fornire un rinforzo per evitare la rottura e la deformazione del cavo. Scarico dell'umidità: anche questo elemento non è presente in tutti i cavi. La sua funzione è quella di condurre la possibile umidità che il cavo ha in modo che esca attraverso di esso. È avvolto nel nocciolo. Fili in fibra: è l'elemento conduttivo, la luce e i dati viaggiano attraverso di esso. Sono realizzati in vetro o plastica al silicio di alta qualità che creano un mezzo in cui la luce può riflettere e rifrarre correttamente fino a raggiungere la sua destinazione. Buffer and Cladding (rivestimento): sostanzialmente è il rivestimento dei fili in fibra ottica. È costituito da un riempitivo di gel a strato scuro per evitare che i raggi luminosi fuoriescano dalla fibra. A sua volta, il tampone è il rivestimento esterno che contiene il gel e la fibra. Nastro mylar e strati isolanti: in pratica si tratta di un rivestimento isolante che copre tutti i tamponi di fibra. A seconda del tipo di costruzione, avrà diversi elementi, tutti realizzati in materiale dielettrico (non conduttivo). Rivestimento ignifugo: se il cavo è resistente al fuoco, sarà necessario anche un rivestimento in grado di resistere alle fiamme. Armatura: lo strato successivo è l'armatura del cavo, che è sempre realizzata in filo di kevlar di altissima qualità. Questo materiale è leggero, altamente resistente e ignifugo, lo possiamo vedere in giubbotti antiproiettile e caschi pilota. Guaina esterna: come ogni cavo, è necessaria una guaina esterna, generalmente in plastica o PVC.

Come funziona la fibra ottica

Essendo cavi attraverso i quali viaggia un segnale luminoso, la modalità di trasmissione non si basa sul trasferimento di elettroni attraverso un materiale conduttivo. In questo caso assistiamo ai fenomeni fisici del riflesso e della rifrazione della luce.

Riflessione: la riflessione di un raggio di luce si verifica quando colpisce una superficie di separazione di due media e la direzione dell'onda cambia, facendole assumere una direzione con un angolo uguale all'angolo di incidenza. Ad esempio, se il raggio di luce colpisce un angolo di 90 gradi su una superficie, rimbalzerà nella direzione opposta, questo è ciò che accade quando ci troviamo di fronte a uno specchio. Se in un altro caso il raggio di luce colpisce una superficie di 30 gradi, il raggio rimbalzerà con quegli stessi 30 gradi.

Rifrazione: in questo caso è quando si verifica un cambio di direzione e velocità in un'onda quando si passa da un mezzo all'altro. Ad esempio, è ciò che vediamo quando la luce passa dall'aria all'acqua, vedremo la stessa immagine, ma con un'angolazione diversa.

Attraverso questi due fenomeni, la luce verrà trasmessa lungo il cavo in fibra fino a raggiungere la sua destinazione.

Tipi e connettori in fibra ottica

Sappiamo già come funziona, ma non sappiamo ancora come viene trasmessa la luce all'interno di questi cavi. In questo caso dobbiamo distinguere tra fibra monomodale e fibra multimodale.

Nella fibra monomodale, solo un raggio di luce viene trasmesso attraverso il mezzo. Questo raggio sarà in grado di raggiungere, nella migliore delle ipotesi, una distanza di 400 km senza l'uso di un ripetitore, e un laser ad alta intensità viene utilizzato per generare questo raggio. Questo raggio è in grado di trasportare fino a 10 Gbit / s per ogni fibra.

Nella fibra multimodale, d'altra parte, più segnali luminosi possono essere trasmessi sullo stesso cavo, che sono generati da LED a bassa intensità. È utilizzato per trasmissioni a corto raggio ed è anche più economico e più facile da installare.

Per quanto riguarda i tipi di connettori in fibra ottica, possiamo trovare quanto segue:

• SC: Questo connettore è quello che vedremo più spesso, poiché viene utilizzato per la trasmissione di dati in connessioni in fibra monomodale. Esiste anche una versione SC-Duplex che è fondamentalmente due SC uniti. FC: Questo è un altro dei più utilizzati e sembra simile a un connettore di antenna coassiale. ST: È anche simile al precedente con un elemento centrale di circa 2, 5 mm che è più esposto. LC: in questo caso il connettore è quadrato, sebbene l'elemento centrale rimanga la stessa configurazione dei due precedenti. DDI: è un connettore in fibra duplex, ovvero collega due cavi anziché uno. MT-RJ: è anche un connettore duplex e di solito non viene utilizzato per le fibre monomodali.

Conclusioni e vantaggi e svantaggi dell'utilizzo della fibra ottica

Con queste informazioni possiamo formare un'idea abbastanza generica e completa di cosa sia la fibra ottica e come si basi sul suo funzionamento. Le connessioni in fibra ottica domestiche sono sempre più comuni, sebbene a volte invece di venire direttamente da noi in fibra, si presenta sotto forma di un cavo coassiale se la rete è ibrida. Approfitteremo di un altro articolo per parlare di più su questo tipo di cavo.

Indubbiamente, il futuro che ci aspetta risiede chiaramente nelle reti in fibra ottica, sempre più centri abitati relativamente piccoli che hanno questo tipo di connettività ad alta larghezza di banda, poiché questo è uno dei principali vantaggi. Inoltre, essendo basato sulla luce anziché sull'energia elettrica, è totalmente immune alle interferenze e non la produce neanche. Allo stesso modo supporta molto bene i cambiamenti climatici e le temperature ed è molto leggero, essendo elementi non metallici.

Ma non tutto va bene in fibra ottica, poiché uno dei limiti è che i cavi devono essere molto saldi e molto ben protetti, per evitare la rottura della fibra. Inoltre, non possiamo trasmettere elettricità, questo è logico, quindi ogni elemento che necessita di energia elettrica deve avere una fonte di alimentazione vicina.

Per quanto riguarda l'installazione e la giunzione dei cavi in ​​fibra, è un processo abbastanza complesso ed è necessaria una grande precisione affinché il segnale venga trasferito da un cavo a un altro senza degrado del segnale. I dispositivi di trasmissione e ricezione sono anche molto più costosi e complessi e nella maggior parte dei casi sono necessari dispositivi di conversione dell'energia da luce a energia elettrica per raggiungere le nostre case.

Si tratta di cavi e connessioni in fibra ottica. Confidiamo di essere stati in grado di risolvere i dubbi che avevi su questa tecnologia e sul suo utilizzo. Se sei interessato ad altri tutorial relativi alle reti, eccone alcuni.

Se hai domande o vuoi segnalare o aggiungere qualcosa, scrivici nei commenti. Cerchiamo sempre di migliorare il contenuto il più possibile.