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Ci sono due tipi di fibra: multimode e single-mode. Entrambe sono costituite da due componenti base: il cuore e il rivestimento che trattiene la luce all’interno del cuore. I diametri tipici del cuore di una fibra multimode sono 50, 62.5 e 100 micron. La fibra single-mode ha un diametro del cuore più piccolo, da 5 a 10 micron. 

Negli anni passati i cavi in fibra ottica sono diventati più convenienti. Sono utilizzati per molteplici applicazioni che richiedono la completa immunità alle interferenze elettriche. 

Le fibre sono ideali per sistemi che richiedono il trasferimento di una grande quantità di dati.

Tra i vantaggi dei cavi in fibra ottica rispetto ai cavi tradizionali in rame annoveriamo:

  • Maggiore distanza: Si possono utilizzare le fibre per parecchi chilometri.
  • Bassa attenuazione: I segnali luminosi incontrano una piccola resistenza quindi i dati possono viaggiare per maggiori distanze.
  • Sicurezza: Le perdite nei cavi in fibra ottica sono facili da individuare, il cavo perde luce e il sistema non funziona.
  • Maggiore ampiezza di banda: La fibra può portare più dati rispetto al conduttore in rame.
  • Immunità: Le fibre ottiche sono immuni alle interferenze.

Single-Mode o Multimode?

 

Typical Multimode Fibers

 

Nei cavi in fibra la luce è condotta all’interno del cuore. Più ampio è il cuore, maggiore è la quantità di linee di luce. La sorgente di luce emette fotoni lungo il cuore della fibra. Ciascun fotone trasporta lo stesso segnale lungo il percorso, ma affinché un segnale ottico sia ricevuto basta un solo fotone.

MultiMode Singlemode Fiber Cables

Nelle fibre di tipo multimode molteplici fotoni viaggiano lungo il cuore della fibra. Tuttavia, in cavi lunghi più di 900 m (3000 feet), percorsi di luce multipli possono causare una distorsione del segnale al ricevitore, avendo come risultato una trasmissione dati poco chiara e incompleta.

Nelle fibre di tipo single-mode, la dimensione ridotta del cuore permette solo a un singolo fotone di viaggiare lungo di esso. Le fibre tipo single-mode consentono una alta trasmissione dati a una distanza 50 volte maggiore rispetto alle fibre tipo multimode ma il loro costo è maggiore. La piccola dimensione del cuore e la singola onda di luce virtualmente eliminano ogni distorsione che potrebbe risultare dalla sovrapposizione degli impulsi di luce, consentendo la minima attenuazione del segnale e la più alta velocità di trasmissione.  

Test e certificazione dei cavi fibra ottica

E’ facile certificare un cavo a fibra ottica a causa della sua immunità alle interferenze elettriche, è sufficiente controllare:

Attenuazione (decibel loss): Misurata in dB/km, è la diminuzione della forza del segnale mentre attraversa il cavo.

Return loss: E’ la quantità di luce riflessa dalla fine del cavo fino alla sorgente. Minore è il valore migliore è la trasmissione. Per esempio un valore di -60 dB è migliore di -20dB.

Graded refractive index: Misura la quantità di luce che è inviata lungo la fibra.
E’ comunemente misurata a lunghezze d’onda di 850 and 1300 nm. Paragonate ad altre frequenze operative, queste due producono la più bassa perdita di potenza (NOTA: valido solo per fibre tipo multimode).

Propagation delay: E’ il tempo necessario affinché un segnale viaggi da un punto iniziale a un punto finale lungo un cavo.

Time-domain reflectometry (TDR): Tecnica di misura che prevede la trasmissione di impulsi ad alta frequenza per poter esaminare la riflessione lungo il cavo e così isolare i difetti.

Gli strumenti per la misurazione delle fibre ottiche funzionano emettendo una luce lungo il cavo. All’altro capo c’è un ricevitore calibrato sulla forza della sorgente di luce. Con questo test si può misurare la quantità di luce che si muove verso l’altra estremità del cavo. Generalmente questi strumenti forniscono risultati sotto forma di perdita di decibel, che si possono comparare con i risultati del calcolo preliminare delle perdite del sistema. Se la perdita misurata è meno del numero preventivato, l’installazione è buona.

I più recenti misuratori per fibre ottiche hanno una ampia gamma di possibilità. Possono testare allo stesso tempo segnali a 850 e 1300 nm e possono anche controllare il cavo per verificarne la conformità con standard specifici.

Quando scegliere la fibra ottica

Sebbene il cavo a fibra ottica sia ancora più costoso di altri tipi di cavi, risulta la scelta migliore per le attuali comunicazioni ad alta velocità perché elimina i problemi dei cavi twistati come il near-end crosstalk (NEXT), le interferenze elettromagnetiche (EMI) e possibili violazioni alla sicurezza.