Le fibre ottiche plastiche

La domanda sempre più frequente di dati, la necessità di trasmettere informazioni nel minor tempo possibile, il bisogno di garantire sistemi di comunicazione efficaci ed affidabili, vedono la fibra ottica come protagonista assoluta. Tale tecnologia che, tempo fa e forse ancora oggi, sembrava un’utopia dal punto di vista delle telecomunicazioni, si sta affermando come unico mezzo valido per soddisfare le esigenze degli ultimi anni, per qualsiasi tipo di utenza. Dati alla mano, la differenza tra la fibra ottica e i tradizionali sistemi trasmissivi su cavi di rame e in radiofrequenza è sostanziale. Le fibre ottiche presentano diversi vantaggi rispetto ai normali cavi in rame. Sfruttando il fenomeno della riflessione totale, chiave del loro successo, ed essendo composte di materiale estremamente puro, diossido di silicio(SiO2) alle volte drogato con diversi elementi, quali titanio e biossido di germanio, godono di specifiche proprietà : Bassa attenuazione, fino a 0.2 dB/Km, permettendo di realizzare collegamenti di decine di chilometri senza introdurre sistemi di rigenerazione; Peso e Ingombro contenuto, ogni singola fibra ottica è composta da due strati concentrici: un nucleo cilindrico centrale, o core, ed un mantello o cladding attorno ad esso. Il core presenta un diametro molto piccolo di circa 10 µm per le Monomodali e 50 µm per le Multimodali, le due famiglie di fibre ottiche che verranno presentate in seguito, mentre il cladding ha un diametro di circa 125 µm, per un peso totale di 65 g/Km, contro i doppini in rame con un diametro di 1,5 mm e peso di 1,8 Kg/Km; Immunità alle interferenze elettromagnetiche, essendo realizzate in vetro, materiale dielettrico, non sono soggette ad accoppiamenti elettromagnetici che possono indurre disturbi al segnale tramesso (diafonia o cross-talk); BEP (BIT ERROR RATIO) molto contenuto, rappresenta il rapporto tra i bit non ricevuti rispetto a quelli trasmessi. La fibra ottica presenta valori inferiori a 10^(-9) contro valori dell’ordine di 10^(-6) per conduttori in rame. Nonostante le qualità sopra elencate, la fibra ottica presenta anche degli svantaggi rispetto alle soluzioni in rame: Curvatura limitata, ogni fibra ha un raggio di curvatura specifico, che se superato, porta alla rottura della stessa e può causare irregolarità sulla superficie, con conseguente perdita di potenza del segnale. Questo è il problema più ostico, soprattutto in fase di installazione. Metodi di giunzione, le fibre ottiche sono giuntabili solo attraverso sistemi automatici ad arco elettrico o dispositivi meccanici a freddo, che richiedono attrezzature, componenti e formazione dai costi sostenuti. Per arginare queste problematiche, sono state introdotte, a partire dagli anni ’30 del novecento,dalla multinazionale della chimica DuPont, le fibre ottiche plastiche, conosciute come POF (Polymer Optical Fiber). Con due diverse tipologie, PMMA e GI-POF, distinte per processo produttivo e i materiali utilizzati, godono di una notevole flessibilità e robustezza meccanica grazie anche ad un diametro totale più grande, fino a 1000 µm. Rispetto alle fibre in vetro, rappresentano una soluzione economica e di facile installazione, anche se le POF non presentano le stesse prestazioni a livello di larghezza di banda, capacità di banda e attenuazione tipica. Infatti trovano grosso impiego nelle reti di trasmissione dati a corto raggio a banda limitata, anche se gli sviluppi di questa tecnologia fanno intendere che verrà utilizzata anche in altre applicazioni. Segue ora una panoramica nel mondo delle fibre ottiche in silicio puro, con cenni storici e concetti base del loro funzionamento. Successivamente si analizzeranno le fibre ottiche plastiche, confrontandole con quelle in vetro ed esponendo degli esempi di applicazione.