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Fibra Ottica

Le fibre ottiche sono costituite da filamenti trasparenti atti al trasporto della luce. A livello strutturale, sono formate da due strati cilindrici concentrici di materiale vetroso o polimerico: lo strato più interno è detto nucleo, o “core”, nel quale viaggiano i dati, mentre quello più esterno costituisce il mantello, o “cladding”,composto in genere da silice (cioè, vetro). Le fibre sono flessibili, immuni ai disturbi elettrici ed alle condizioni atmosferiche più estreme, inoltre sono poco sensibili alle variazioni di temperatura. Hanno un diametro di 125 micrometri (circa le dimensioni di un capello) e pesano molto poco: una singola fibra pesa infatti circa 60 g/km, compresa la guaina che la ricopre.

Per tutte queste caratteristiche le fibre ottiche sono state impiegate negli anni in diversi campi con ottimi risultati. Infatti siamo passati dagli anni settanta in cui le fibre ottiche erano usate come oggetto decorativo per la produzione di lampade, ad oggi che sono un componente essenziale nell’industria delle telecomunicazioni, ancora in corso di ulteriore evoluzione tecnologica. Basti pensare che tutte le principali dorsali della rete telefonica e di Internet, compresi i collegamenti intercontinentali sottomarini, sono già in fibra ottica. I principali vantaggi delle fibre rispetto ai comuni cavi in rame nelle telecomunicazioni sono vari:

  • bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione su lunga distanza senza ripetitori;
  • grande capacità di trasporto di informazione grazie all’ampissima capacità di banda;
  • immunità da interferenze elettromagnetiche, inclusi gli impulsi elettromagnetici nucleari (ma possono essere danneggiate dalle radiazioni alfa e beta);
  • alta resistenza elettrica, quindi è possibile usare fibre vicino ad equipaggiamenti ad alto potenziale, o tra siti a potenziale diverso;
  • minimo peso ed ingombro;
  • bassa potenza contenuta nei segnali;
  • assenza di diafonia;
  • ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse;
  • bassi valori di BER (errore tra i bit trasmessi e quelli ricevuti).

Le fibre ottiche sono dunque usate per effettuare collegamenti numerici e trasmettere informazioni tramite impulsi luminosi. Questi impulsi vengono immessi nella fibra ottica ad una estremità ed attraverso riflessioni successive, arrivano all’altra estremità. Il principio di funzionamento della fibra ottica sta nel fatto che il segnale luminoso, una volta immesso nella fibra assialmente, vi rimane intrappolato, purché l’angolo con il quale il raggio è immesso nella fibra sia inferiore ad un determinato valore detto angolo di accettazione, che garantisce che all’interno vi sarà riflessione totale e mai rifrazione.

Inoltre le fibre ottiche sono usate anche per realizzare sensori: Infatti la fibra consente di avere innumerevoli vantaggi come immunità alle interferenze elettromagnetiche, tempi di risposta rapidi, semplicità nella multiplazione dei punti di misura, resistenza alla corrosione e quindi possibilità di applicazione in ambienti ostili, capacità di monitorare contemporaneamente più parametri e soprattutto le loro piccole dimensioni li rendono minimamente intrusivi. Inoltre, le fibre ottiche hanno la particolarità di essere sia sensore che canale di trasmissione dei dati stessi. Il tutto sfruttando componentistica standard in applicazioni di telecomunicazioni, quindi pienamente collaudata e dai costi contenuti derivanti dalla larga diffusione.

 

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