Fibra ottica in plastica, quali i vantaggi

Introduzione alla fibra ottica di plastica

Dal Politecnico di Milano, con il Progetto EU Polycom, arrivano novità relative alle fibre ottiche: il Pof (plastic optical fibre), una fibra ottica di plastica.

Nell'ambito del Progetto Europeo Polycom (Plastic optical fibres with embedded active polymers for data communications), finanziato dall'Unione europea, nasce questo nuovo sistema per la trasmissione di dati, tutta ottica, che sfrutta le conoscenze sui semiconduttori organici.

Generalmente le fibre ottiche sono dei filamenti di materiali vetrosi o polimerici utilizzati per la trasmissione di dati da un luogo ad un altro inviando luce.

Adoperati per la prima volta negli anni 70, questi sistemi di comunicazione, rivoluzionarono l'industria delle telecomunicazioni soprattutto nell'era dell'informazione.

Oggi, spiega Guglielmo Lanzani del Politecnico di Milano, la velocità di trasmissione dei dati in Internet si basa su network di fibre ottiche in vetro.

Un sistema troppo fragile e costoso per essere utilizzato per la connessione di reti locali e in piccole distanze come le connessioni domestiche, il cosiddetto last mile, dove coesiste ancora con reti in rame.
Le Pof, hanno inoltre, una maggiore dissipazione rispetto alle fibre ottiche tradizionali, sono quindi adatte per distanze minori, e per reti di piccole dimensioni come le Lan (Local Area Network) di ospedali, strutture pubbliche, autobus e automobili per la gestione dati delle apparecchiature elettroniche del mezzo.

Con le fibre in plastica invece, come quelle sviluppate da Polycom, la flessibilità meccanica sarà maggiore con costi minori.
Il progetto prevede l'inserimento di un commutatore ottico da collocare all'interno della fibra cin la capacità di velocizzare l'accendimento e lo spegnimento della fibra ottica in tempi brevissimi con l'introduzione della tecnica chiamata time division multiplexing.
Il segreto delle particolari caratteristiche delle POF utilizzate da Polycom sta nella loro composizione: poly metil-metacrilato (noto come PMMA).
Tali materiali possiedono ottime caratteristiche di amplificazione della luce, possono essere scelti del colore opportuno per la trasmissione in fibra minimizzando le perdite e consentono spegnimento e riaccensione ultrarapidi.
L'altissima frequenza, fino ad 1 Gigabite al secondo per 100 metri, per queste nuove fibre ottiche renderà la Pof in plastica molto più efficiente della precedente.

Non solo consentirà di aumentare la velocità della trasmissione dei dati nelle reti a fibre ottiche plastiche, ma potrebbero essere utilizzate per il time division multiplexing (TDM) in mondo da incrementare la larghezza della banda nelle reti ottiche rispetto a quanto attualmente possibile con le tecniche di wavelength division multiplexing (WDM) ha spiegato il Professor Lanzi. www.polimi.it

La nuova fibra ottica in plastica, rispetto a quella in vetro, è notevolmente più maneggevole, più economica e molto più veloce sui tratti brevi.
I costi effettivi delle fibre di vetro e di quelle in plastica sono pressoché simili, ma il costo di installazione delle fibre di vetro è molto elevato rispetto alle fibre di plastica a causa del trattamento speciale e delle speciali tecniche richieste per per la loro posa in opera.

La fibra ottica in plastica permette di raggiungere velocità fino a 8 Gbit/s circa, con una speciale caratteristica discriminante che è quella relativa al diametro dei suoi conduttori, pari a circa 1 millimetro.
La dimensione del nucleo delle POF può essere fino a 100 volte più grande dei corrispondenti nuclei delle fibre di vetro.
Questi ultimi, infatti, hanno dimensioni dell'ordine dei centesimi di millimetro e necessitano di cicli di lavorazione molto più complessi e costosi.

Oltre alle più contenute dimensioni in sezione, la POF ha caratteristiche commerciali migliori rispetto alle fibre ottiche in vetro, perché circa il 97% della sezione che costituisce il nucleo permette la trasmissione dei segnali sottoforma di luce, che viaggia attraverso il nucleo, riflessa dal mantello (o cladding) e la luce è generalmente prodotta con diodi a luce rossa o fotodiodi, più economici rispetto agli altri tipi.

Tuttavia le caratteristiche di attenuazione e distorsione, rispetto alle fibre tradizionali, destinano le POF ad applicazioni relativamente a bassa velocità e su breve distanza (dell'ordine di lunghezza di qualche centinaia metri). Tra le applicazioni più comuni per le POF ci sono gli elettrodomestici digitali, le reti domestiche e quelle industriali.

Diversi enti di standardizzazione a livello mondiale stanno lavorando per la definizione di standard di comunicazione per le POF volti alle applicazioni di home networking.

Applicazioni in fibra ottica di plastica

Uno dei vantaggi notevoli delle fibre ottiche in plastica, facili da spellare e crimpare per realizzare i connettori, è la possibilità di realizzare a basso costo, sistemi per la protezione di materiali in generale, per la protezione di aree, video sorveglianze ed antifurti.

Il sistema è particolarmente versatile sia per la protezione dei materiali in cantiere che per la realizzazione di sistemi antifurto per i pannelli solari fotovoltaici.
Un sistema di allarme di questo tipo è costituito da un trasmettitore ed un ricevitore, che rispettivamente generano e ricevono il segnale di luce che viaggia attraverso le fibre ottiche.
Eventuali alterazioni del segnale, oltre dei range di valori presi a riferimento, provoca la generazione di un avviso di allarme.

Le alterazioni del segnale possono essere provocate dalla rottura della fibra che lega il materiale da proteggere o semplicemente da una sua deformazione senza rottura.
Le caratteristiche principali del sistema sono: la possibilità di realizzare anelli di protezione fino a 300 metri, dispositivi che si alimentano a 12Vc.c. e grado di protezione IP55 (contro la polvere e contro i getti d'acqua).

Il cavo in fibra può essere legato alle attrezzature da proteggere, con la possibilità di realizzare anche dei nodi, tenendo presente che per gli ambienti più difficili esistono in commercio anche versioni di cavi in fibra di plastica, rinforzati con rivestimento in acciaio o con rivestimenti antiroditori. Per dare un ordine di grandezza economica, si tenga presente che 50 metri di fibra ottica in plastica, con i relativi dispositivi base per l'utilizzo, costano circa 400€.