Le fibre ottiche possono trasmettere segnali digitali così come segnali analogici. Attualmente, il 90% dei servizi di comunicazione mondiali richiedono la trasmissione tramite fibra ottica. Con lo sviluppo della tecnologia di comunicazione in fibra ottica, molti paesi in tutto il mondo hanno introdotto sistemi di comunicazione in fibra ottica nelle reti di telecomunicazioni pubbliche, nelle reti di relè e nelle reti di accesso.
Le reti di trasmissione e di accesso a banda larga in fibra ottica si stanno sviluppando rapidamente e sono gli obiettivi principali della ricerca, dello sviluppo e dell'applicazione attuali. Le varie applicazioni delle comunicazioni in fibra ottica possono essere riassunte come segue:
(1) Reti di comunicazione: le comunicazioni in fibra ottica sono ampiamente applicate nelle reti di comunicazione e sono diventate il metodo principale nelle comunicazioni moderne. 1) Reti di comunicazione globali. Poiché i sistemi di comunicazione in fibra ottica possono avere distanze di trasmissione molto lunghe, è possibile progettare linee in fibra ottica sottomarine che attraversano gli oceani, come cavi ottici sottomarini attraverso gli oceani Atlantico e Pacifico e linee intercontinentali di cavi ottici attraverso il continente eurasiatico. Il primo sistema di comunicazione in fibra ottica attraverso l'Atlantico (TAT-8) è entrato in funzione alla fine del 1988, ed è stato realizzato 32 anni dopo l'apertura del primo sistema telefonico con cavo coassiale in rame (TAT-1).
Il sistema di comunicazione in fibra ottica TAT-8 copriva una distanza di circa 6×10³ km tra la costa orientale degli Stati Uniti e l'Europa e poteva fornire una capacità totale di quasi 40.000 canali vocali, dimostrando la superiorità delle comunicazioni in fibra ottica in termini di capacità. Rispetto ai cavi coassiali, i cavi ottici sono molto più leggeri, il che li rende più facili da trasportare e da posare. Inoltre, se si utilizzano fibre ottiche e amplificatori ottici con perdite inferiori-, la necessità di ripetitori può essere ridotta o eliminata. Attualmente, in tutti gli oceani e nella maggior parte dei mari del mondo sono presenti cavi ottici che formano ponti di comunicazione ad alta velocità.
Reti pubbliche di telecomunicazioni di vari paesi. I cavi ottici presentano i vantaggi di dimensioni ridotte e grande capacità di informazioni, che li rendono attualmente la migliore alternativa ai tradizionali cavi a doppino intrecciato in rame-. Le linee principali nazionali di primo livello-, le linee principali provinciali di secondo livello- e le diramazioni al di sotto del livello di contea sono state sostanzialmente convertite in fibra ottica.
Varie reti di comunicazione specializzate. I sistemi in fibra ottica utilizzati per la comunicazione, il comando, l'invio e il monitoraggio nell'energia elettrica, nelle ferrovie, nella difesa nazionale e in altri dipartimenti utilizzano principalmente la resistenza alle interferenze elettromagnetiche delle fibre ottiche e la trasmissione e la ricezione in tempo reale- dei segnali video.
Comunicazioni speciali. Le fibre ottiche hanno una resistenza alla corrosione estremamente elevata e l'uso di cavi ottici in ambienti infiammabili ed esplosivi nei reparti petroliferi, chimici, minerari del carbone e altri reparti offrono una maggiore sicurezza.
L'uso di sistemi di comunicazione in fibra ottica all'interno di aerei, navi da guerra, sottomarini, missili e veicoli spaziali sfrutta le caratteristiche delle fibre ottiche: leggerezza, dimensioni ridotte, resistenza alle interferenze elettromagnetiche e assenza di radiazioni di segnale.
(2) Reti locali e reti geografiche che costituiscono Internet: i sistemi di comunicazione in fibra ottica sono particolarmente adatti per la trasmissione di dati in forma digitale. Le interconnessioni tra unità di elaborazione centrale (CPU) e dispositivi periferici, tra CPU e memoria e tra più CPU possono essere tutte realizzate utilizzando fibre ottiche. Le velocità di trasmissione delle reti locali e delle reti geografiche che utilizzano fibre ottiche sono aumentate a 100 Mbit/s e 1 Gbit/s e possono fornire connessioni ad alta-velocità tra reti locali. La trasmissione in fibra ottica può essere utilizzata per reti locali e reti geografiche con diverse topologie di rete.
(3) Reti principali e di distribuzione di reti televisive via cavo, sistemi televisivi industriali: i segnali provenienti dalle stazioni satellitari terrestri, dalle linee a microonde, dalle trasmissioni televisive ricevute dall'antenna-e dai programmi televisivi autoprodotti-possono essere tutti collegati ai centri di distribuzione tramite fibre ottiche. Le fibre ottiche possono essere collegate direttamente alle reti di distribuzione video in corrispondenza delle linee terminali d'utente. Più canali televisivi possono essere trasmessi simultaneamente utilizzando più fibre ottiche reciprocamente isolate in un cavo ottico o tramite multiplexing a divisione di frequenza su una singola fibra ottica. Le reti di comunicazione in fibra ottica possono essere applicate anche alla trasmissione di dati nei sistemi di monitoraggio e controllo automatico di fabbriche, banche, centri commerciali, trasporti e dipartimenti di pubblica sicurezza.
(4) Servizi integrati Reti di accesso in fibra ottica: Le reti di accesso in fibra ottica si dividono in reti di accesso attivo e reti di accesso passivo, che possono realizzare accessi integrati alle reti centrali per servizi telefonici, dati, video (conferenza televisiva, videotelefono, ecc.) e multimediali, fornendo vari servizi comunitari.
(5) Sensori a fibra ottica: i sensori a fibra ottica non appartengono in senso stretto alla categoria delle comunicazioni. Tuttavia, i sensori a fibra ottica rappresentano un campo di applicazione estremamente importante della fibra ottica. I sensori in fibra ottica sono stati applicati con successo in campi quali la misurazione della temperatura, la misurazione della pressione, la misurazione della posizione rotazionale e traslazionale e la misurazione della profondità dei liquidi. Per alcuni sensori, le fibre ottiche hanno una duplice funzione: in primo luogo, il sensore stesso dipende da alcune caratteristiche sensibili della fibra ottica; in secondo luogo, le informazioni vengono raccolte e trasmesse attraverso la fibra ottica al terminale di uscita delle informazioni.
La vera applicazione di questo peculiare mezzo di fibra ottica sta ancora semplicemente sostituendo i fili di rame con fibre ottiche nelle reti di telecomunicazioni esistenti, il che ha in qualche modo migliorato le prestazioni delle reti di comunicazione e ridotto i costi, ma la topologia di rete è fondamentalmente ancora il modello precedente all’emergere delle comunicazioni in fibra ottica. Il potenziale delle comunicazioni in fibra ottica non è stato pienamente realizzato e l’applicazione della tecnologia di comunicazione in fibra ottica nelle attuali reti di comunicazione è ancora un’applicazione classica. Con la tendenza di tutte le-reti di comunicazione ottica a diffondersi in tutto il mondo, i sistemi in fibra ottica non vengono utilizzati solo per la trasmissione di segnali, ma anche la commutazione, il multiplexing, il controllo e l'instradamento vengono completati nel dominio ottico, costruendo così vere e proprie reti di comunicazione in fibra ottica.
