Cablaggio Strutturato > Fibra ottica
Le fibre ottiche sono filamenti di materiali vetrosi o polimerici, realizzati in modo da poter condurre la luce. Sono normalmente disponibili sotto forma di cavi. Sono flessibili, immuni ai disturbi elettrici ed alle condizioni atmosferiche più estreme e poco sensibili a 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.
Ogni singola fibra ottica è composta da due strati concentrici di materiale trasparente estremamente puro: un nucleo cilindrico centrale, o core, ed un mantello o cladding attorno ad esso.
Il core presenta un diametro molto piccolo di circa 10 µm per le Monomodali e 50µm per le Multimodali, mentre il cladding ha un diametro di circa 125 µm.
I due strati sono realizzati con materiali con indice di rifrazione leggermente diverso, il cladding deve avere un indice di rifrazione minore (tipicamente vale 1.475) rispetto al core (vale circa 1.5).
Come ulteriore caratteristica il mantello (Buffer) deve avere uno spessore maggiore della lunghezza di smorzamento dell'onda evanescente, caratteristica della luce trasmessa in modo da catturare la luce che non viene riflessa nel core.
All'interno di una fibra ottica il segnale può propagarsi in modo rettilineo oppure essere riflesso un numero molto elevato di volte. Il modo di propagazione rettilineo si dice di ordine zero. Le fibre monomodali consentono la propagazione di luce secondo un solo modo hanno un diametro del core compreso tra 8 µm e 10 µm, quelle multimodali consentono la propagazione di più modi, e hanno un diametro del core di 50 µm o 62.5 µm. Il cladding ha tipicamente un diametro di 125 µm.
Le fibre multimodali permettono l'uso di dispositivi più economici, ma subiscono il fenomeno della dispersione intermodale, per cui i diversi modi si propagano a velocità leggermente diverse, e questo limita la distanza massima a cui il segnale può essere ricevuto correttamente.
Le fibre monomodali di contro hanno un prezzo molto più elevato rispetto alle multimodali, ma riescono a coprire distanze e a raggiungere velocità nettamente superiori.
Le fibre Multimodali possono essere divise ulteriormente in fibre step index e graded index
• Nelle fibre step index l'indice di rifrazione è costante lungo tutta la sezione del core e cambia improvvisamente quando si incontra il cladding.
• Nelle fibre graded index l'indice di rifrazione cambia gradualmente dal core al cladding, permettendo l'uso di luce multicromatica.
I principali vantaggi delle fibre rispetto ai cavi in rame nelle telecomunicazioni sono:
• bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione su lunga distanza senza ripetitori;
• grande capacità di trasporto di informazioni;
• immunità da interferenze elettromagnetiche, inclusi gli impulsi elettromagnetici nucleari ( possono essere danneggiate da radiazioni alfa e beta);
• alta resistenza elettrica, è quindi possibile utilizzare fibre vicino ad equipaggiamenti ad alto potenziale, o tra siti a potenziale diverso;
• peso e ingombro modesto;
• bassa potenza contenuta nei segnali;
• assenza di diafonia;
• ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse;
• bassi valori di BER.
Un cavo di fibra ottica, in quanto contiene più fibre ottiche, è solitamente molto più piccolo e leggero di un filo o cavo coassiale con simili capacità di canale. È più facile da maneggiare e da installare.
Il cavo in fibra ottica è ideale per le comunicazioni sicure in quanto è molto difficile da intercettare e altrettanto facile da monitorare.
I cavi in fibra vengono normalmente installati all'interno di impianti di cablaggio strutturato, attestandoli su pannelli di permutazione. Un collegamento comporta quindi l'uso di almeno due cavi di permuta (da ciascun apparato connesso al pannello di permutazione), e quindi di 4 connettori.
Gli apparati commercialmente disponibili arrivano a velocità di trasmissione di 40 Gbit/s. Utilizzando tecnologie WDM è possibile trasmettere su una singola coppia di fibre fino ad alcune centinaia di migliaia di canali in frequenza, arrivando a capacità massime dell'ordine del Tbit/s.
Impianti elettrici civili ed industriali, antifurti, t.v. terrestre e sat, disegni & schemi cad, automazione e programmazione p.l.c.
