Fibre Ottiche

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Data:	23.02.2007
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Fibre ottiche
Le fibre ottiche utilizzano segnali luminosi generati da led o laser trasmessi su una sottile fibra di vetro. Vengono utilizzate nelle dorsali.
È formato da 3 strati: uno più esterno chiamato racket che serve per permettere di piegare la fibra.
La parte più interna dove viene convogliato il segnale luminoso è chiamato core: è fatto di silicio drogato e in esso il segnale viene riflesso lungo tutto il cavo. Intorno al core c’è il cladding, anch’esso di silicio ma con un’indice di rifrazione minore (fibra multimodale). In caso di fibra mondale il segnale non viene riflesso ma segue l’asse della fibra.
CORE: multimodale = 50/60.5 Monomodale =9/10
La FO più diffusa è la multimodale che sono usate con la variazione continua.
L’istallazione dei connettori è molto complicata.

I principali vantaggi delle fibre rispetto ai cavi in rame nelle telecomunicazioni sono:
• bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione su lunga distanza senza ripetitori;
• grande capacità di trasporto di informazioni;
• immunità da interferenze elettromagnetiche,
• alta resistenza elettrica, quindi è possibile usare fibre vicino a linee ad alta tensione
• peso e ingombro modesto;
• bassa potenza contenuta nei segnali;
• assenza di diafonia;
• ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse.
.
Difetti
• Difficoltà nell’effettuare giunzioni o nell’inserire connettori.
• Ogni giunzione introduce delle attenuazioni.

Finestre di trasmissione
Nelle comunicazioni ottiche, lo spettro trasmissivo è descritto in termini di lunghezza d'onda invece che di frequenza. Vi sono tre "finestre" particolarmente adatte all'uso.

• "prima finestra": 850 nm (vicino al campo del visibile), usata soprattutto con economici laser a diodo con luce multimodale. Max 550 metri
• "seconda finestra": 1310 nm, usata con laser multimodali o monomodali. Permette di realizzare collegamenti di 5-10 km su fibre monomodali.
• "terza finestra": 1550 nm, usata con laser monomodali. Questa finestra permette di realizzare le distanze maggiori, compresi collegamenti di 100 km con apparati relativamente economici.

Legge di Snell
L’idice di rifrazione è dato dal rapporto tra la velocita della luce nel vuoto e la velocita del mezzo à n=C/Vmezzo.

La legge di snell dice che:

Se ho due materiali m1, m2 con indice di rifrazione n1 > n2 ed aumento l’angolo alfaI , arriverò ad ottenere l’angolo alfaC (angolo critico) al di sotto del quale il segnale viene riflesso nel mezzo:

Siccome il core ha un indice di rifrazione maggiore del cladding il segnale rimane nel core:

Naria=1 Nacqua=1.33 Nsilicio=3.4 Nfo core=1.5 Cladding=1,457
AlfaC fo=80° AlfaC acqua-aria=50°

Velocità del segnale fo=0.67 x C=200000 KM/S

PROBLEMATICHE
DISPERSIONE MODALE: dovuta alla propagazione del raggio in modi diversi (multimodale) che arrivano in tempi diversi e tendono a cambiare.

Si riduce graduando l’indice di modulazione e riducendo a dimensione del core e ottenendo quindi delle fibre monomodali.

Nelle fibre a indice graduato l’ indice di rifrazione varia gradualmente, decrescendo dal massimo al centro del core fino ad un minimo fra core e cladding.

DISPERSIONE CROMATICA: e dovuto dalla frequenza del colore del raggio che non è ad un’unica frequenza e si riduce utilizzando un segnale laser, che è una sinusoide pura.

Spettro elettromagnetico

DENOMINAZIONE
SIGLA
FREQUENZA
LUNGHEZZA D'ONDA
FREQUENZE ESTREMAMENTE BASSE
ELF
0 - 3kHz
> 100Km
FREQUENZE BASSISSIME
VLF
3 - 30kHz
100 - 10Km
RADIOFREQUENZE
FREQUENZE BASSE (ONDE LUNGHE)
LF
30 - 300kHz
10 - 1Km
MEDIE FREQUENZE (ONDE MEDIE)
MF
300kHz - 3MHz
1Km - 100m
ALTE FREQUENZE
HF
3 - 30MHz
100 - 10m
FREQUENZE ALTISSIME (ONDE METRICHE)
VHF
30 - 300MHz
10 - 1m
MICROONDE
ONDE DECIMETRICHE
UHF
300MHz - 3GHz
1m - 10cm
ONDE CENTIMETRICHE
SHF
3 - 30GHz
10 - 1cm
ONDE MILLIMETRICHE
EHF
30 - 300GHz
1cm - 1mm
INFRAROSSO
IR
0,3 - 385THz
1000 - 0,781m
LUCE VISIBILE

385 - 750THz
780 - 400nm
ULTRAVIOLETTO
UV
750 - 3000THz
400 - 100nm
Raggi X
X
3 PHz – 300 EHz
100 nm – 1 pm
Raggi gamma
> 300 EHz
< 1 pm