Cos'è un collegamento in fibra ottica?

Un collegamento in fibra ottica è un dispositivo che invia dati tra due punti inviando luce attraverso una fibra ottica, che guida la luce sull'altra estremità del collegamento.Ogni collegamento in fibra ottica contiene la fibra ottica stessa, un trasmettitore e un ricevitore.Alcuni collegamenti hanno anche amplificatori sulla fibra tra il trasmettitore e il ricevitore per mantenere la potenza su collegamenti più lunghi.I collegamenti in fibra ottica sono estremamente importanti nella moderna tecnologia di comunicazione e sono utilizzati per applicazioni come telefoni, connessioni Internet e televisione via cavo.

Le fibre ottiche possono essere utilizzate per la comunicazione perché sono materiali relativamente flessibili che possono essere utilizzati come guide d'onda, guidandoLa direzione delle onde elettromagnetiche mentre viaggiano attraverso la fibra.La fibra ha due parti, un rivestimento esterno e un nucleo interno.Il nucleo è progettato per avere un indice di rifrazione più elevato rispetto al rivestimento, il che significa che la luce nel core viaggia più lentamente.Quando la luce colpisce un confine tra il mezzo, passa attraverso e un altro mezzo con un indice di rifrazione più basso, quella luce si rifletterà completamente dal confine se colpisce con un angolo sufficientemente alto in un fenomeno chiamato riflesso interno totale.Circondando completamente il nucleo con materiale con un indice di rifrazione inferiore, la luce può essere limitata al nucleo mentre viaggia la lunghezza della fibra, minimizzando l'attenuazione del segnale.

Le fibre ottiche sono generalmente composte da silice (biossido di silicio o siO ₂ ) vetro.A volte anche altri tipi di vetro vengono utilizzati, come vetri di fluoruro e fosfato, e alcune fibre sono realizzate da sostanze cristalline come il corindone.Il nucleo e il rivestimento sono ciascuno drogato con piccole quantità di altre sostanze per sollevare o abbassare i loro indici di rifrazione in modo che la luce che viaggia attraverso la fibra verrà mantenuta nel nucleo.

Il trasmettitore in un collegamento in fibra ottica è di solito un emetro alla luceDiodo di diodo o laser, entrambi i quali producono luce eseguendo elettricità in un semiconduttore.Questa luce viene quindi rilasciata nella fibra ad un angolo che causerà un riflesso interno totale nel nucleo.Le informazioni sono codificate nella luce attraverso variazioni della sua intensità, fase o polarizzazione.All'altra estremità del collegamento in fibra ottica c'è un fotodettore, un dispositivo che rileva la luce e che funge da ricevitore.Il tipo di fotodettore più comunemente usato per questo scopo è un fotodiodo, che utilizza un semiconduttore per convertire la luce in arrivo in segnali elettrici.

I collegamenti in fibra ottica sono una parte essenziale delle comunicazioni moderne e sono ampiamente utilizzati a causa del loro peso leggero, bassoPerdita del segnale e immunità all'interferenza elettromagnetica che può interrompere i cavi elettrici.La loro capacità è enorme e un singolo collegamento in fibra ottica può avere centinaia di migliaia di canali per le connessioni telefoniche.Sono più costosi da realizzare e mantenere rispetto alla connessione elettrica e quindi vengono utilizzati principalmente per il trasporto di segnali per un gran numero di connessioni telefoniche e Internet a lunga distanza, con trasmissione elettrica utilizzata per i collegamenti più brevi.Questo sta iniziando a cambiare in alcune aree, tuttavia, con la crescita della domanda di larghezza di banda Internet, portando alla creazione di servizi Internet ad alta larghezza di banda basati su connessioni in fibra ottica che vanno fino alla casa degli utenti o all'ufficio.