- Cos'è la fibra ottica?
- A cosa serve la fibra ottica?
- Come funziona la fibra ottica?
- Caratteristiche della fibra ottica
- Vantaggi della fibra ottica
- Svantaggi della fibra ottica
Spieghiamo cos'è la fibra ottica e come funziona. Inoltre, a cosa serve, caratteristiche, vantaggi e svantaggi della fibra ottica.
Cos'è la fibra ottica?
La fibra ottica è un mezzo fisico di trasmissione di informazione, comune nelle reti di dati e telecomunicazioni, costituito da un sottile filamento di vetro o plastica, attraverso il quale impulsi di luce laser o led, che contiene il dati trasmettere.
Attraverso la trasmissione di questi impulsi luminosi, le informazioni possono essere inviate e ricevute ad alta velocità attraverso un percorso di cavi, al sicuro da interferenze elettromagnetiche e con velocità simili a quelle della radio. Ciò rende la fibra ottica il mezzo di trasmissione via cavo più avanzato disponibile.
L'implementazione della fibra ottica è erede di secoli di ricerca sì sperimentazione sulla luce e le sue proprietà, fin dall'antichità quando i greci comunicavano attraverso il riflesso della luce solare in piccoli specchi, gli esperimenti ottici dei Rivoluzione scientifica, fino all'invenzione della telegrafia ottica nel 1792 da parte di Claude Chappe, e ai successivi lavori dei fisici francesi Jean-Daniel Colladon e Jacques Babinet, e dell'irlandese John Tyndall, tutti alla fine del XIX secolo.
La fibra ottica in quanto tale non apprezzerebbe il interesse degli ingegneri fino al 1950 e nel 1970 il primo pezzo sarebbe stato prodotto, utilizzando impurità di titanio in silice, ad opera di Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz e Frank Zimar. La prima trasmissione di informazioni attraverso questo mezzo è stata effettuata il 22 aprile 1977 a Long Beach, in California, e negli anni '80 è stata perfezionata e ha iniziato a essere implementata su scala internazionale.
A cosa serve la fibra ottica?
La fibra ottica è l'ideale per le telecomunicazioni via cavo, consentendo la creazione di reti di computer locali e a lungo raggio, con una minima perdita di informazioni lungo il percorso.
Le sue applicazioni sono diverse in questo campo, consentendo l'ottenimento di materiale di rete, sensori in fibra ottica (per temperatura, Pressione o livelli di luce), materiale illuminante (particolarmente efficace poiché non richiede vicinanza alla sorgente luminosa), ed è utile anche per la decorazione (ci sono alberi di Natale in fibra ottica) o come componente di calcestruzzo traslucido.
Come funziona la fibra ottica?
Il principio di funzionamento della fibra ottica è quello della Legge di Snell, che permette di calcolare l'angolo di rifrazione della luce nel passaggio da un mezzo ad un altro con indice di rifrazione diverso.
Così, all'interno della fibra, i fasci luminosi vengono intrappolati e si propagano nel nucleo, date le proprietà fisiche del mantello e l'opportuno angolo di riflessione, trasportando le informazioni inviate a destinazione. In quest'ultimo opera in modo simile al telegrafo.
Caratteristiche della fibra ottica
La fibra ottica oggi utilizzata è costituita da un nucleo di plastica oppure vetro (ossido di silicio e germanio) che ha un alto indice di rifrazione, ricoperto da una plastica simile, ma con un indice di rifrazione più basso.
Pertanto, in base al meccanismo di propagazione della luce all'interno, la fibra ottica può essere di due tipi:
- Fibra monomodale. Consente la propagazione di un unico modo di luce, riducendo il diametro del nucleo della fibra, consentendo l'invio di informazioni su lunghe distanze e con una buona velocità di trasferimento.
- Fibra multimodale. Consente ai fasci di luce di propagarsi in più di un modo (più di mille modi diversi), il che aumenta il margine di errore e lo rende poco consigliato per collegamenti a lunghissima distanza.
Vantaggi della fibra ottica
La fibra ottica presenta i seguenti vantaggi:
- Occupa poco spazio. Date le sue piccole dimensioni, ma è estremamente flessibile, il che ne facilita l'installazione.
- È chiaro. Ebbene, pesa otto volte meno di un cavo convenzionale.
- Presenta una grande resistenza. Sia meccanico che termico, e resiste bene a corrosione.
- È più ecologico. Rispetto ai rifiuti lasciati dal cablaggio convenzionale.
- Immune alle interferenze elettromagnetiche. Data la natura dei suoi componenti.
- Veloce, efficiente e sicuro. È la forma più nota di trasmissione dati via cavo.
Svantaggi della fibra ottica
Gli svantaggi della fibra ottica indicano quanto segue:
- Sono fragili. Poiché il vetro all'interno è suscettibile di rottura.
- Richiede convertitori. Per restituire il energia luminosa al suo senso informativo.
- Le giunzioni sono difficili. Soprattutto nelle zone rurali.
- Non trasmette energia elettrica. Pertanto, richiede emettitori e trasportatori complessi, la cui fornitura di Energia non può essere preso dalla linea stessa.
- Invecchia in presenza di acqua. Il che limita la sua applicazione in tutto il mondo.
- Non ci sono memorie ottiche.