PRESENTAZIONE TESINA INFORMATICA “LA FIBRA OTTICA” MAIORANI FRANCESCO INGEGNERIA EDILE ANNO 2010/2011

LA FIBRA OTTICA INTRODUZIONE COMPOSIZIONE FUNZIONAMENTO TIPI DI FIBRE MECCANISMI DI PERDITA PRINCIPALI VANTAGGI PROGETTAZIONE DOVE PASSA LA FIBRA TECNICHE DI SCAVO INNOVATIVE CRITICITA’ DELLO STATO DELLE INFRASTRUTTURE SITUAZIONE ITALIANA E NORMATIVE SITUAZIONE EUROPEA

Fin dalle sue prime applicazioni nei primi anni INTRODUZIONE Fin dalle sue prime applicazioni nei primi anni 80 la trassmissione su fibra ottica , inizialmente a singolo canale, ha dimostrato tutti i suoi enormi vantaggi ed oggi la possibilità di trasmettere su una singola coppia di fibre decine di canali, ciascuno ad altissimo bitrate (fino ad un massimo di 100 G/bit sec.) fa si che la trasmissione multicanale in fibra sia un elemento indispensabile per la realizzazione di qualunque infrastruttura di rete per le telecomunicazioni.

COMPOSIZIONE Le fibre ottiche sono filamenti vetrosi o polimerici, flessibili, realizzati in modo da poter condurre luce; Hanno un diametro di circa 125 micrometri (diametro di un capello) e pesano ogni singola fibra 60 g/KM)

Ogni fibra ottica è composta da: un nucleo cilindrico centrale, Core, ed un mantello, Cladding attorno ad esso. Il Core presenta un diametro molto piccolo ed è come uno specchio tubolare dove entra la luce ad un certo angolo (angolo limite) e si propaga mediante una serie di riflessioni alla superficie di riflessione del core e del cladding. Il Buffer è un ulteriore mantello che ha uno spessore maggiore rispetto della lunghezza di smorzamento dell’onda evanescente, in modo da catturare la luce che non viene riflessa nel core. Infine all’esterno vi è una guaina protettiva polimerica detta Jacket che la protegge dagli stress fisici e corrosione con l’ambiente esterno.

Maiorani Francesco

FUNZIONAMENTO Nelle fibre ottiche avviene un fenomeno di riflessione totale interna, per cui la discontinuità dell’indice di rifrazione tra i materiali del nucleo e del mantello intrappola la radiazione luminosa finché questa mantiene un angolo abbastanza radente, in pratica finché la fibra non compie curve troppo brusche

TIPI DI FIBRE MONOMODALI: queste fibre consentono la propagazione di luce secondo un solo modo, quello rettilineo chiamato di ordine zero, ed hanno un diametro del core tra 8 μm e 10 μm, con velocità e distanze raggiunte maggiori. MULTIMODALI: consentono la propagazione di più nodi ed hanno un maggiore diametro del core; sono più economiche ma subiscono il fenomeno della dispersione intermodale, questo limita la distanza a cui il segnale si può arrivare.

Il fascio che incide con un angolo 0a superiore all’angolo critico di riflessione totale rimane intrappolato nel nucleo; il fascio che invece incide con un angolo inferiore all’angolo critico viene rifratto nel mantello e quindi perso Fibre Multimodali possono essere divise inoltre in: - Fibre Step Index - Fibre Granded Index

MECCANISMI DI PERDITA Le fibre ottiche sono un mezzo di trasmissione perfetto, in pratica però intervengono dei fenomeni fisici che causano delle perdite di potenza lungo il percorso effettuato dalla luce (laser) dovute ad: Proprietà intrinseche del mezzo Presenza di impurità all’interno del materiale Specifiche delle guide dielettriche aperte Perdite per assorbimento: Il materiale per la realizzazione della fibra ottica sono macro molecole che interagiscono tra loro tramite forze dette di Van der Waals.

• Perdite per diffrazione: queste imperfezioni causano un lieve diffrazione del segnale, non legato ad una perdita di energia ma ad una perdita di potenza. • Perdite causate dalla guida: sono legate alle deformazioni e alle discontinuità presenti nella guida. • Imperfezioni nella fabbricazione: particelle di polvere, microvuoti e fessurazioni.

PRINCIPALI VANTAGGI - Bassa attenuazione Velocità di trasmissione Immunità da interferenze elettromagnetiche Assenza di diafonia Alte resistenza elettrica Peso e ingombro modesto Bassa potenza contenuta nei segnali Ottima resistenza a condizioni climatiche avverse

PROGETTAZIONE La rete di accesso realizzata totalmente o parzialmente in fibra ottica viene di seguito classificata in tre tipologie a seconda del punto raggiunto tramite fibra: FTTH (fiber to the home): la fibra raggiunge l’unità abitativa del singolo utente; FTTB (Fiber to the Building): la fibra raggiunge l’edificio mentre l’ultimo tratto di collegamento viene realizzato utilizzando altre tecniche (LAN, WLAN) - FTTC (Fiber to the cabinet): la fibra raggiunge l’armadio comunale più vicino.

DOVE PASSA LA FIBRA Tecniche standard di posa dei cavi in fibra all’interno dei centri abitati: • Posa in cavidotti: • Interramento lungo le sedi stradali: Può essere suddiviso in: - installazione in carreggiata. - installazione in banchina o pavimentazione erbosa. • Interramento lungo linee ferroviarie • Posa aerea su palificazioni della linea di alimentazione: • Posa dei cavi in facciata

• Posa dei cavi a margine dei canali. • Posa dei cavi in tubazione: • Posa in rete fognaria: - Installazione tramite l’ausilio di sistemi robotizzati - Installazione tramite galleggiante • Posa nei tunnel della metropolitana • Fibra spenta: il servizio di fibra spenta consiste nella fornitura e nella manutenzione di tratte continue di fibra ottica senza apparati trasmissivi e di amplificazione.

TECNICHE DI SCAVO INNOVATIVE Le tecnologie oggi usate per la messa in posa dei cavi sono: - MINITRINCEA: è una tecnica di scavo leggera, eseguita utilizzando idonee frese/scavacanali a disco montate su macchine operatrici di piccole dimensioni. Il taglio (di 5/15 cm di larghezza e 30-40 di profondità) dello scavo risulta netto in superficie, evitando di lesionare la superficie limitrofa. MICROTRINCEA: questo sistema si differenza per la larghezza del taglio che è pari a circa 2 cm, e per la profondità che raggiunge al massimo 25 cm

Varie fasi di scavo, della minitrincea e microtrincea

TERASPAN: scavo di dimensioni ridotte largo 1,6 cm e profondo 20/30 cm il cui impiego è ottimale in ambiente urbano, prevalentemente su marciapiede o in aree private con limitato traffico veicolare.

NO DIG: si tratta di metodi diversi di micro perforazione rispetto a quelli fin qui analizzati che permettono di realizzare nel sottosuolo fori sub-orizzontali con diametri inferiori a 3500 mm, utilizzando speciali talpe a calcestruzzo in progressione, dove il rivestimento consente l’avazamento della batteria di perforazione e l’armatura metallica permette di conferire all’opera la sua forma ed il suo aspetto.

COSTI Il costo dei cavi in fibra ottica varia dai 4000 euro/Km di fibra nei piccoli centri ai 10000 euro/Km di fibra nelle grandi città. Il costo per la fornitura e posa dell’infrastruttura fino a 3 tubi da 40 mm in minitrincea è circa 20 euro al metro, per ogni metro però occorrono da 6 a 9 tubi. Ovviamente la minitrincea rispetto ad un cavidotto tradizionale ad un metro di profondità il quale costa 1000 euro al metro è meno costosa.

CRITICITA’ DELLO STATO DELLE INFRASTRUTTURE RAGGIO DI CURVATURA INCANALAMENTO DEI CAVI PROTEZIONE DEI CAVI VERTICALI. AMPILAMENTO DEI CAVI ISOLAMENTO DEI CAVI ALLINEAMENTO DEI CAVI VETUSITA’ DELLA FIBRA GIA’ POSATA ETICHETTATURA COMPATIBILITA’ FUTURA

SITUAZIONE ITALIANA Secondo le considerazione di Francesco Caio lo sviluppo della fibra ottica in Italia è stato connotato da un buon avvio con fastweb che creò la prima rete FTTB in Europa tra il 2000 e il 2003, ma che non ha visto un evoluzione del servizio negli anni successivi. Oggi l’Italia non è più tra i leaders dello sviluppo della banda larga e anzi presenta un tasso di diffusione e crescita tra i più bassi in Europa. Rispetto al resto d’Europa l’Italia vive ancora di rendita grazie allo sforzo economico fatto da Fastweb negli anni del 2000.

NORMATIVA Il governo italiano dal 2009 con il Piano Banda Larga , si è posto l’obiettivo di ridurre il digital divide territoriale garantendo a tutti una velocità di connessione di almeno 2 Megabit entro il 2012. Inoltre sono state fatte delle normative che di livello nazionale che impattano in maniera significativa sull’infrastrutturazione delle reti di comunicazione elettronica: L’art. 2 della l. 133/08 L’art. 1 della l. 69/09 L’art. 5-bis della l.73/2010