Fibra ottica Bergamo

Con il termine fibra ottica si fa riferimento alla nuova tecnologia e al mezzo per la trasmissione di
informazioni attraverso impulsi di luce mediante un filo o una fibra di vetro o plastica. Il mezzo
utilizzato per il passaggio degli impulsi è un cavo molto sottile, il cui diametro è di circa 125
nanometri, per intenderci più piccolo di quello di un capello umano. Al suo interno viene fatto
“rimbalzare” un impulso luminoso ( o un raggio ) il cui compito è quello di trasportare informazioni
da un capo all’altro del filo.

La capacità di trasportare una quantità di informazioni della fibra ottica è nettamente superiore
rispetto ai normali cavi in rame, e ha la particolarità di essere immune ai disturbi elettromagnetici e
alle condizioni meteo più proibitive. Per questo motivo trova applicazione ed è maggiormente
utilizzata nelle telecomunicazioni, nel campo dell’illuminotecnica ed in ambito medico.

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Ma come nasce la fibra ottica?

La primissima fibra ottica è stata impiegata, nella prima metà del XX secolo, nel processo di sviluppo
di un gastroscopio ad uso medico. L’elevato rumore e la perdita di segnale, chiamata in gergo
tecnico “attenuazione”, subita dalla luce all’interno della fibra, risultavano però essere ancora molto
alti per altri usi applicativi; fatto che ne limitava l’utilizzo per un tempo limitato e alle sole brevi
distanze.

La vera rivoluzione nel mondo delle telecomunicazioni avvenne negli anni Sessanta quando alla
“Standard Telecommunication Laboratory”, ovvero il colosso inglese nella produzione di cavi per
telecomunicazioni, supposero che l’attenuazione delle fibre era causata dalle impurità che si
creavano ed erano presenti nel vetro.

Il limite “teorico” di attenuazione venne ipotizzato dall’ingegnere e fisico cinese C. Kao, per
permettere la trasmissione della luce su lunghe distanze a 20 decibel per chilometro, un ordine di
grandezza inferiore di circa 10 volte rispetto al cavo coassiale. La sfida lanciata da C. Kao venne
raccolta da un gruppo di ricercatori da un’azienda statunitense produttrice di fibre di vetro e
materiali, sia per l’ambito industriale che per quello scientifico, Corning Incorporated.
L’obiettivo di riduzione del rumore fu raggiunto solamente quando si riuscì a ridurre l’entità del
rumore al di sotto dei 20 decibel per chilometro, permettendo così alla fibra ottica di poter essere
adattata ed applicata finalmente anche nel trasporto di grandi quantità di informazioni su larga
scala e lunga distanza.

In un articolo pubblicato nel 1966 si dimostrò che si poteva sviluppare una fibra ottica in vetro
completamente libera da impurità, permettendo così di trasportare l’energia luminosa anche su
lunghe distanze.

Il passo avanti si ebbe nel 1970 quando venne realizzato il primo filamento per la connessione fibra
con un parametro di rumore di soli 17 decibel per chilometro; permettendo così di sviluppare e
produrre la prima connessione fibra ottica utilizzata nelle telecomunicazioni, che presentava le
seguenti caratteristiche:
• Un’attenuazione inferiore ai 17 dB/km
• La capacità di trasportare il segnale 65.000 volte maggiore rispetto al rame.
In che modo questo tutto ciò è stato possibile?
Mediante un procedimento che, in gergo tecnico, si chiama “drogaggio” dei filamenti di silicio, lo
stesso materiale utilizzato anche per le comuni vetrate di casa, appositamente “drogato” con titanio.
Da allora i progressi tecnologici nella produzione di fibra hanno portato ad attenuazioni della
perdita del segnale dell’ordine dei 0,2 dB/km.

Nel 1988 si fece un passo avanti e si iniziò ad operare il primo cavo transatlantico mediante fibra
ottica e, ad oggi, tutta la copertura della rete in Italia è interamente realizzata in fibra ottica.
A inizio anni ’90 la tecnologia della fibra ottica conobbe un ulteriore passo in avanti: l’utilizzo di
cristalli nei quali la propagazione dei fotoni è simile a quella degli elettroni che permise di realizzare
dei mezzi di comunicazione ancora più performanti.

Quali sono le tipologie e i vantaggi della connessione fibra ottica?
Al momento esistono due tipologie di fibra ottica: la fibra detta monomodale e la fibra
multimodale. La fibra monomodale, permette la diffusione del segnale luminoso su distanze più
lunghe, perché la propagazione può avvenire solamente in un unico modo. In questo modo il fascio
di luce arriverà a destinazione più velocemente perché la dispersione intermodale sarà praticamente
nulla.

Nella fibra multimodale, invece, il segnale luminoso si propaga in diversi modi, seguendo cioè
diverse traiettorie, permettendo una maggiore “portata”, ovvero una maggiore potenza di segnale
trasportato, rispetto alla controparte monomodale.
Un passo avanti verso il futuro…
Queste caratteristiche hanno reso la fibra ottica il mezzo di trasporto ideale nel campo delle
telecomunicazioni. Mentre mediante il cavo di rame, per intenderci quello del normale cavo
telefonico, i dati vengono trasmessi dagli elettroni in modo particolarmente dispersivo, in un cavo
per la connessione fibra ottica il trasporto delle informazioni è affidato ad un singolo fascio luminoso
che non subisce alcuna interferenza o disturbo dal mondo esterno.

Una connessione basata sulla fibra ottica non conosce quindi degradazione del segnale a lunga
distanza, la velocità quindi della connessione non diminuisce all’aumentare della distanza dalla
centralina telefonica, ed è in grado di sfruttare uno spettro di bande di frequenza, ovvero un
intervallo di lunghezze d’onda e di frequenza delle radiazioni elettromagnetiche, molto più ampio,
permettendo di raggiungere velocità molto più elevate e performanti.
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