Come funzionano i cavi in fibra ottica?

Le fibre ottiche sono utilizzate per vari scopi e quelli che vengono subito alla mente sono l'illuminazione artistica e le connessioni Internet. Il principio base è lo stesso: tanto per l'illuminazione che per la trasmissione dei dati, dentro un filamento di vetro o plastica brilla una luce.

A differenza della maggior parte delle fibre ottiche "luminose", i fili utilizzati per la trasmissione dei dati sono circondati da diversi strati protettivi, ognuno dei quali ha una specifica funzione. Tipicamente, al centro del cavo corre un'anima di vetro o di plastica di notevole purezza. Intorno c'è un rivestimento spesso realizzato in vetro o plastica meno puri. Sopra di esso, sono presenti un rivestimento, un elemento di rinforzo per proteggere l'anima e un ulteriore rivestimento esterno per contenere il tutto.

Il rivestimento funge da barriera per mantenere la luce all'interno del nucleo. Gli altri strati hanno tutti un unico scopo: la protezione.

Il nucleo e il rivestimento sono, a mio avviso, l'aspetto più interessante di un cavo in fibra ottica. Il nucleo è così puro che può trasmettere la luce attraverso lunghe distanze senza che l'intensità si degradi al punto di non essere più utile. In parte, questo risultato è dovuto al rivestimento studiato per trattenere tutta la luce all'interno del nucleo, impedendole di diffondersi verso l'esterno.

Esistono due tipi principali di cavi in fibra ottica: monomodali e multimodali. Il monomodale ha un nucleo più piccolo con un rivestimento spesso per mantenere la luce focalizzata come un unico fascio. Si intuisce che questa soluzione garantisce un segnale più forte, rendendo il monomodale la scelta migliore per le trasmissioni su lunghe distanze.

I cavi multimodali hanno un nucleo più grande e un rivestimento sottile. Il nucleo più grande consente un maggior numero di trasmissioni. Il suo funzionamento è basato su un'angolazione diversa per ogni trasmissione. Il flusso derivante può quindi percorrere il nucleo senza interruzioni. Tuttavia, se da un lato permette di trasmettere più dati contemporaneamente, dall'altro gli angoli interferiscono con l'intensità della luce, rendendo il multimodale migliore per trasmissioni su brevi distanze.

Negli anni passati, i segnali dei cavi multimodali avevano tutti un aspetto a zig-zag, chiamato indice a gradini. La tecnologia recente è passata a un indice graduato, in cui i segnali assumono un andamento più sinusoidale, rendendoli più affidabili.

La fibra ottica è una forma di trasmissione dei dati molto interessante e degna di ulteriori approfondimenti che esulano dallo scopo di questo breve post. Tuttavia, spero che vi siano interessati questi principi base e che ciò vi incoraggi a saperne di più e a implementare la fibra ottica in un vostro progetto futuro.