cos`è la fibra ottica?

IN TR O D UZ IO N E
COS’È LA
FIBRA OTTICA?
Le trasmissioni su fibre ottiche si basano su tecnologie oramai mature. Mentre
l’idea di guidare la luce all’interno di condotti trasparenti fu concepita nell’800
da Tyndall, a livello industriale già da una trentina di anni vengono impiegate fibre
nelle reti locali di computer, usando come trasmettitori dei LED. Da quelle prime
applicazioni gli utilizzi si sono moltiplicati fino a raggiungere oggi un ventaglio di
soluzioni che copre tutti gli aspetti delle comunicazioni, dalle reti di trasmissioni
dati agli impianti di distribuzione TV, dai sistemi di videocontrollo, sicurezza e
sorveglianza alle dorsali a lunga distanza di reti geografiche.
In termini prettamente tecnici, le fibre ottiche sono guide d’onda cilindriche con
attenuazione molto bassa e costruite per condurre segnali luminosi, non elettrici.
Poiché le frequenze in gioco nella radiazione luminosa sono notevolmente
superiori a quelle delle trasmissioni sui cavi in rame, la larghezza di banda delle
fibre è molto maggiore di quella dei corrispondenti cavi metallici.
La differenza fondamentale tra fibra e cavo coassiale è quindi nel materiale, vetro
contro rame, e nella natura del segnale: fotoni contro elettroni. Nel cavo coassiale,
il segnale elettrico viaggia nel conduttore centrale mentre nella fibra, la luce viaggia
nel nucleo (core), un sottilissimo filamento cilindrico di vetro.
Nel coassiale il conduttore centrale è circondato da materiale dielettrico e quindi da
uno strato metallico conduttore (calza), mentre nella fibra il nucleo è circondato da
un mantello (cladding) di vetro con proprietà ottiche (indice di rifrazione e densità)
differenti rispetto al nucleo. Esternamente il mantello è ricoperto dal rivestimento
primario (coating) che protegge dagli agenti esterni.
I VANTAGGI DELL’IMPIEGO DELLA FIBRA
NELLE TELECOMUNICAZIONI
Uno dei maggiori vantaggi della fibra rispetto alle tradizionali linee in rame, a coppie
di conduttori o coassiali che siano, è la virtualmente infinita larghezza di banda
che si riflette in una maggiore velocità di trasmissione e quindi nella capacità di
connettere un maggior numero di utenti per linea. Tale aspetto è particolarmente
vantaggioso nell’impiego delle fibre nelle linee dati ad alta capacità.
Un altro notevole vantaggio che presentano le fibre ottiche è la bassissima
attenuazione di transito dei segnali, inferiore anche a 0,3 dB/km. Ciò significa
che, mentre bastano pochi metri di cavo coassiale per dimezzare (-3dB) la
potenza del segnale in ingresso, occorrono 10 Km di fibra per determinare la
stessa attenuazione. Ciò significa un minor numero di amplificatori e ripetitori di
segnale; è possibile realizzare reti totalmente passive di notevoli dimensioni.
Da non trascurare è poi il fatto che le fibre, essendo costituite di materiale isolante
(vetro), sono immuni da qualsiasi interferenza elettromagnetica proveniente
dall’esterno, quindi nessun problema di schermatura né di messa a terra.
Analogamente, le fibre non irradiano alcun disturbo elettromagnetico, quindi
possono essere disposte affiancate senza temere effetti di diafonia tra le linee e
senza temere che qualcuno possa intercettare le comunicazioni attraverso una
connessione “in parallelo” non autorizzata.
Ancora, rispetto alle distribuzioni con cavo coassiale, la fibra ottica è
completamente passiva, essendo il segnale un fascio luminoso. Per cui nel
dimensionamento di un impianto di distribuzione Tv-sat, non occorre nessun
adattamento di impedenza o chiusura con blocco di corrente. Un impianto può
essere terminato con (ad esempio) un partitore che serve gli ultimi 2 piani (invece
che 2 derivatori di piano più una resistenza di chiusura).
Infine, le dimensioni: negli impianti TV in fibra ottica un cavetto di diametro esterno
inferiore ai 4 mm ha la capacità trasmissiva di gran lunga superiore a 5 cavi
coassiali.
(cortesia RENER srl –www.rener.it)
Nell’uso della fibra ottica, l’unica grande attenzione richiesta al tecnico installatore,
è la pulizia delle connessioni, poiché polvere e/o qualsiasi altro tipo di sporco
sulla fibra ottica provoca enormi attenuazioni dovute proprio all’ostacolo trovato
dal fascio luminoso. La regola principale da seguire sempre è: ISPEZIONA e
PULISCI prima di COLLEGARE.
Il sistema di distribuzione
in Fibra ottica con mini
connettore TU/PC
di DUPLEX CSA
Tra i pochissimi svantaggi nell’uso della fibra ottica per le installazioni, quello delle
connessioni è senz’altro il più evidente La connettorizzazione della fibra è infatti
un’operazione piuttosto delicata che richiede esperienza, massima cura, e l’uso
di strumenti e attrezzi appositi per la saldatura dei cavi.
Per ovviare a questo problema, sul mercato sono disponibili cavi e partitori/
derivatori già connettorizzati e lappati compatibili con il sistema sviluppato da
Invacom per la distribuzione del segnale completo di un satellite su un unico cavo
in fibra ottica.
Per venire incontro alle esigenze dei nostri mercati e favorire la distribuzione dei
segnali Tv e Sat nei nostri condomini, DUPLEX CSA ha sviluppato un modello di
connettore mini, denominato TU/PC (connettore brevettato da DUPLEX), largo 4
mm, che viene montato sui cavi preconnettorizzati e sugli elementi di distribuzione
(partitori e derivatori ottici) e consente un facile passaggio dei cavi attraverso le
tubazioni esistenti.
I connettori standard per la fibra ottica monomodale, SC/PC, presenti sull’LNB
ottico e i convertitori Ottico-RF, hanno un diametro di circa 10mm, e ciò costituisce
un problema nel passaggio dei cavi qualora fossero intestati con questo tipo di
connettore
DUPLEX CSA ha sviluppato, oltre al connettore TU/PC utilizzato su cavi, partitori
e derivatori, una serie di adattatori che rende il sistema di distribuzione DUPLEX
CSA compatibile con l’applicazione INVACOM basata su connettori SC/PC
Il dimensionamento di un impianto di distribuzione in
fibra ottica per segnali TV via satellite non è diverso
dal dimensionamento di un impianto di distribuzione
TV monocavo passivo.
Il limite dell’impianto è dovuto all’LNB ottico,
attualmente in grado di alimentare un massimo
di 32 convertitori ottico-RF di appartamento, e
dal segnale minimo necessario alla presa utente,
dove viene installato il convertitore ottico-rf,
che è di -13dBm.
Sapendo che in uscita dall’LNB la potenza ottica
trasmessa è di 7dBm, si deduce che tra l’LNB e ogni
singolo convertitore di appartamento, l’attenuazione
massima consentita è 20dB.
Nel catalogo Auriga-Duplex sono presenti cavi di
diversa lunghezza, adattatori, partitori e derivatori con
attenuazioni diverse (in passaggio e in derivazione)
che permettono di ottimizzare gli impianti, soprattutto
in classiche distribuzioni in cascata.
Sono disponibili partitori a 2 e 4 vie, e derivatori a 1 via
con attenuazioni:
• 10%-90% (dove il 10% della luce viene derivata e
il 90% passa sulla montante)
• 20%-80%, 30%-70% con lo stesso principio
• Infine il partitore 2 vie (50%-50%) può essere
utilizzato anche come derivatore per i 2 piani più bassi
dell’impianto. Per i dati tecnici consultare le schede
tecniche dei singoli prodotti nel presente catalogo
PULIZIA e ISPEZIONE
della fibra ottica
I 3 principi fondamentali per il raggiungimento di una
efficiente collegamento in fibra ottica sono:
• Un perfetto allineamento del nucleo
• Il contatto fisicov
• La zona di contatto incontaminata
Ispezione Preventiva e Ispezione Reattiva:
Preventiva: ispezionare visivamente i connettori in ogni
fase, quando vengono maneggiati e prima di ogni
connessione, aiuta a prevenire i danni causati da una
connessione con sporcizia
Problemi causati da una pessima connessione:
La prima sorgente di problemi in una connessione in
fibra ottica è la contaminazione dovuta alla sporcizia
e la polvere.
La singola particella di polvere che si deposita sul nucleo
di una fibra può causare un aumento significativo del
segnale riflesso e della attenuazione di inserzione.
Inoltre potrebbe causare danni alle apparecchiature
Reattiva: se il connettore viene ispezionato dopo che
un problema è stato rilevato, potrebbero esserci già
dei danni permanenti e il connettore non risulterà mai
completamente pulito
AP P EN D IC E
DIMENSIONAMENTO DI UN
IMPIANTO IN FIBRA OTTICA