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Tech: come è fatta e come funziona la fibra ottica

L’internet veloce è una prerogativa che da diversi anni appartiene alla tecnologia FTTH, che utilizza cavi in fibra ottica e consente di far arrivare l’architettura di rete centrale dell’operatore fino all’abitazione degli utenti.

Ma cos’è esattamente la fibra ottica e cosa la rende così innovativa nel campo delle telecomunicazioni?

La fibra ottica è il mezzo di trasmissione dati più evoluto esistente: si tratta di un filamento trasparente di fibra di vetro o polimeri plastici di piccolissime dimensioni (nell’ordine di micron) tenuti insieme da una guaina protettiva di gomme al cui interno si propaga luce che, opportunamente modulata, trasporta dati digitali ad una enorme velocità.

Le caratteristiche che distinguono questa tipologia di cavi dai normali cavi in rame, i cosiddetti “doppini”, sono quelle di essere in grado di trasportare molti più dati/informazioni per unità di tempo, di essere più leggeri e maneggiabili, più flessibili, immuni ai disturbi elettrici e più resistenti alle condizioni atmosferiche.

Un singolo filamento di fibra ottica è costituito da due sezioni concentriche: una sezione interna trasparente ed una più esterna, posta ad anello rispetto alla prima, opaca e riflettente. Per capire meglio, è come se si trattasse di uno specchio curvato su se stesso e che assume la forma di un tubo. Questo oggetto è in grado di riflettere la luce che transita al suo interno tenendola “intrappolata” e evitando che della luce dall’esterno possa penetrarvi: in questo modo, ogni impulso luminoso che viene immesso nella sezione interna si propaga su lunghe distanze, rimbalzando continuamente tra le pareti a specchio, senza interferenze esterne e senza disperdersi all’esterno. Il principio base della fibra ottica è quindi lo stesso del laser che applica energia a miliardi di atomi, eccitando i loro elettroni e spingendoli ad emettere fotoni. La luce generata dal laser ha una frequenza che oscilla milioni di milioni di volte al secondo e ogni oscillazione può essere modulata per trasportare dati che viaggiano quindi alla velocità della luce.

Tramite il laser è possibile trasportare dati da un punto A ad un punto B, ma per far arrivare le informazioni a destinazione è necessario incanalare la luce ed evitare che venga assorbita. A questo ci pensò, nel 1964, l’ingegnere e Premio Nobel per la fisica cinese Charles Kao che si ispirò all’invenzione pionieristica, risalente alla fine del XIX secolo, di un team medico viennese, formato dal Dr. Roth e dal Prof. Reuss, che inventò aste di vetro piegate da utilizzare per illuminare il tavolo operatorio durante gli interventi. Kao teorizzò che il cavo si poteva usare per far viaggiare le diverse frequenze dei raggi laser su lunghe distanze, limitandone la dissipazione. Nei laboratori della STC, iniziò a sperimentare nel campo delle fibre ottiche e nel 1966, insieme a George Hockham, pubblicò un articolo fondamentale sull’uso delle fibre ottiche per la trasmissione telefonica.

Kao dimostrò che la forte attenuazione del segnale nelle fibre era dovuta solo alle impurità presenti nel vetro ed era quindi superabile, e stabilì a 20 dB per km la massima attenuazione che un cavo in fibra ottica doveva avere per poter essere utilizzato nella trasmissione di segnali telefonici.

Se oggi possiamo utilizzare per Internet i cavi in fibra ottica,  lo dobbiamo alla Corning Glass, l’azienda americana produttrice di vetro che nel 1970 raccolse la sfida di Kao e  presentò il primo prototipo di cavo in fibra di vetro per le telecomunicazioni commerciali. Il cavo era costruito in silicio con titanio e aveva un’attenuazione di 17 dB per Km, un valore cento volte peggiore alle migliori fibre ottiche di oggi. Alcuni anni dopo, la Corning, realizzò una fibra con solo 4 dB per km di attenuazione, utilizzando l’ossido di germanio: questa bassa attenuazione rendeva le fibre ottiche pratiche per le telecomunicazioni e le reti e rappresentò l’inizio di una rivoluzione che avrebbe consentito nel tempo di adoperare il cavo per creare migliaia di Km di cavi in fibra ottica e collegare gli utenti a velocissime dorsali Internet.

La velocità trasmissiva, infatti, per ogni singola fibra di accesso per ogni utente è di 1 Gigabit (1 miliardo di bit al secondo) e il cavo in fibra ottica arriva fino alle singole residenze, uffici e pubblici esercizi, e sono terminati da una borchia con un connettore che con un cavo ottico di raccordo si connette ad un router. Per conoscere l’accesso in pura Fibra Ottica di Unidata, Gigafiber Home, visita il sito dedicato e verifica la tua copertura.



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