La tecnologia di trasmissione dei cavi a fibra ottica sempre più matura
I supporti in fibra ottica sono supporti di trasmissione di rete che generalmente utilizzano vetro o fibra di plastica in alcuni casi speciali per trasmettere dati di rete sotto forma di impulsi luminosi. Nell'ultimo decennio, la fibra ottica è diventata un tipo sempre più popolare di supporti di trasmissione di rete in quanto continua la necessità di una maggiore larghezza di banda e intervalli più lunghi.
La tecnologia a fibre ottiche è diversa nel suo funzionamento rispetto ai normali supporti in rame perché le trasmissioni sono impulsi di luce "digitali" anziché transizioni di tensione elettrica. Molto semplicemente, le trasmissioni in fibra ottica codificano quelli e gli zero di una trasmissione di rete digitale attivando e disattivando gli impulsi luminosi di una sorgente di luce laser, di una determinata lunghezza d'onda, a frequenze molto elevate. La sorgente luminosa è generalmente un laser o una specie di diodo a emissione di luce (LED). La luce della sorgente luminosa viene accesa e spenta in modo lampeggiante nel modello dei dati codificati. La luce viaggia all'interno della fibra fino a quando il segnale luminoso raggiunge la destinazione prevista e viene letta da un rilevatore ottico.
I cavi in fibra ottica sono ottimizzati per una o più lunghezze d'onda della luce. La lunghezza d'onda di una particolare sorgente luminosa è la lunghezza, misurata in nanometri (miliardesimi di metro, abbreviato "nm"), tra i picchi d'onda in un'onda luminosa tipica di quella sorgente luminosa. Puoi pensare a una lunghezza d'onda come al colore della luce, ed è uguale alla velocità della luce divisa per la frequenza. Nel caso della fibra monomodale (SMF), è possibile trasmettere contemporaneamente diverse lunghezze d'onda della luce sulla stessa fibra ottica. Ciò è utile per aumentare la capacità di trasmissione del cavo in fibra ottica poiché ogni lunghezza d'onda della luce è un segnale distinto. Pertanto, molti segnali possono essere trasportati sullo stesso filo di fibra ottica. Ciò richiede più laser e rilevatori ed è indicato come Multiplexing a lunghezza d'onda (WDM).
Tipicamente, le fibre ottiche usano lunghezze d'onda comprese tra 850 e 1550 nm, a seconda della sorgente luminosa. In particolare, la fibra multimodale (MMF) viene utilizzata a 850 o 1300 nm e l'SMF viene generalmente utilizzato a 1310, 1490 e 1550 nm (e, nei sistemi WDM, in lunghezze d'onda attorno a queste lunghezze d'onda primarie). L'ultima tecnologia lo sta estendendo a 1625 nm per SMF che viene utilizzato per reti passive ottiche (PON) di prossima generazione per applicazioni FTTH (Fiber-To-The-Home). Il vetro a base di silice è più trasparente a queste lunghezze d'onda, e quindi la trasmissione è più efficiente (c'è meno attenuazione del segnale) in questo intervallo. Per riferimento, la luce visibile (la luce che puoi vedere) ha lunghezze d'onda nell'intervallo tra 400 e 700 nm. La maggior parte delle sorgenti luminose a fibre ottiche opera nel raggio del vicino infrarosso (tra 750 e 2500 nm). Non puoi vedere la luce a infrarossi, ma è una fonte di luce a fibra ottica molto efficace.
Suggerimenti: la maggior parte delle sorgenti luminose a fibre ottiche tradizionali può funzionare solo all'interno dello spettro della lunghezza d'onda visibile e su una gamma di lunghezze d'onda, non a una lunghezza d'onda specifica. I laser (amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni) e i LED producono luce in uno spettro più limitato, anche a lunghezza d'onda singola.
AVVERTENZA: le sorgenti di luce laser utilizzate con cavi a fibre ottiche (come i cavi OM3) sono estremamente pericolose per la vista. Guardare direttamente alla fine di una fibra ottica viva può causare gravi danni alla retina. Potresti essere reso cieco in modo permanente. Non guardare mai l'estremità di un cavo in fibra ottica senza prima sapere che nessuna sorgente luminosa è attiva.
L'attenuazione delle fibre ottiche (sia SMF che MMF) è inferiore a lunghezze d'onda più lunghe. Di conseguenza, le comunicazioni a distanza maggiore tendono a verificarsi a lunghezze d'onda di 1310 e 1550 nm su SMF. Le fibre ottiche tipiche hanno un'attenuazione maggiore a 1385 nm. Questo picco d'acqua è il risultato di quantità molto ridotte (nell'intervallo parte per milione) di acqua incorporata durante il processo di fabbricazione. Nello specifico è una molecola terminale –OH (idrossile) che ha la sua caratteristica vibrazione alla lunghezza d'onda di 1385 nm; contribuendo così ad un'alta attenuazione a questa lunghezza d'onda. Storicamente, i sistemi di comunicazione operavano su entrambi i lati di questo picco.
Quando gli impulsi luminosi raggiungono la destinazione, un sensore rileva la presenza o l'assenza del segnale luminoso e trasforma gli impulsi luminosi in segnali elettrici. Più il segnale luminoso si disperde o si confronta con i confini, maggiore è la probabilità di perdita del segnale (attenuazione). Inoltre, ogni connettore in fibra ottica tra sorgente del segnale e destinazione offre la possibilità di perdita del segnale. Pertanto, i connettori devono essere installati correttamente su ogni connessione.
La maggior parte dei sistemi di trasmissione in fibra LAN / WAN utilizza una fibra per la trasmissione e una per la ricezione. Tuttavia, la tecnologia più recente consente a un trasmettitore in fibra ottica di trasmettere in due direzioni sullo stesso filamento di fibra (ad es. Un CWDM MUX passivo utilizzando la tecnologia WDM). Le diverse lunghezze d'onda della luce non interferiscono l'una con l'altra poiché i rivelatori sono sintonizzati per leggere solo lunghezze d'onda specifiche. Pertanto, maggiore è la lunghezza d'onda che invii su un singolo filo di fibra ottica, più rilevatori ti occorrono.
