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Fibre Ottiche Plastiche

Informazioni tesi

  Autore: Mattia Bonaventura
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'informazione
  Relatore: Marco Santagiustina
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 43

Il lavoro tratta di particolari sistemi di telecomunicazione a fibra ottica nei quali non vengono utilizzate le convenzionali fibre in silice, ma fibre in materiale plastico (POF), normalmente polimetilmetacrilato (PMMA). Le fibre plastiche sono normalmente più grosse delle controparti in vetro (tipicamente hanno diametro 1 mm) e sono caratterizzate da una differenza più elevata fra gli indici di rifrazione di nucleo e mantello, caratteristiche che rendono facile l’accoppiamento fra sorgente e fibra. Hanno un minimo di attenuazione nella regione del visibile (solitamente attorno ai 650 nm), e sono generalmente affette da caratteristiche di attenuazione e dispersione nettamente peggiori rispetto alle controparti in vetro, fatto che le rende adatte solamente per le comunicazioni a breve raggio.
In questo lavoro viene dapprima fornita una rapida introduzione sui sistemi a fibra ottica, sul loro funzionamento (che è indipendente dal materiale usato) e sui parametri usati per misurarne la capacità di trasmissione. Successivamente si analizzano nel dettaglio le fibre plastiche, esaminando le loro caratteristiche di attenuazione e dispersione e le cause che le provocano e la loro resistenza meccanica e termica; viene inoltre fornita una panoramica dei metodi di connessione e terminazione di tali fibre e dei metodi con cui vengono prodotte. Infine, a partire da un’analisi su pregi e difetti delle fibre plastiche rispetto alle fibre in silice e ai cavi in rame, vengono presentati alcuni campi in cui le fibre plastiche sono utilizzate con successo, e altri ancora in cui il loro utilizzo sembra avere buone potenzialità: in particolare si analizza il caso dell’ultimo miglio della rete di accesso internet, per il quale l’utilizzo delle fibre plastiche sembrerebbe una soluzione economica ai grossi problemi di installazione ai quali portano le fibre ottiche in silice.

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Mattia Bonaventura  Fibre Ottiche Plastiche  1 Introduzione  A partire dagli anni Novanta dello scorso secolo, il settore delle telecomunicazioni su lungo raggio ha  conosciuto  uno  sviluppo  travolgente,  resosi  necessario  per  andare  incontro  a  una  vera  e  propria  esplosione  di  richiesta  di  banda,  dovuto  in  gran  parte  allo  sviluppo  di  Internet  e  alla  sua  sempre  maggiore penetrazione fra la popolazione. Sebbene gran parte degli utenti finali sia tuttora collegato  alla  rete  tramite  il doppino  telefonico  in  rame, utilizzando  tecniche di modulazione come  la DSL,  la  soddisfazione della  crescente domanda di banda è  stata possibile  solamente grazie all’affinamento  dei  sistemi  di  comunicazione  tramite  fibre  ottiche,  con  i  quali  sono  realizzate  le  dorsali  di  telecomunicazione a medio‐lungo raggio.  Per  sistema  a  fibre  ottiche  si  intende  un  sistema  che  utilizza  come  portanti  segnali  ottici,  con  lunghezza d’onda  attorno  a 1 μm,  veicolati  tramite un particolare mezzo  realizzato  solitamente  in  silice (diossido di silicio, SiO 2 ) e in grado di agire come guida d’onda per il segnale ottico, che rimane  confinato all’interno del cavo (il cui diametro è solitamente di un centinaio di μm). Tali sistemi offrono  attenuazioni molto basse (attualmente  inferiori agli 0,1 dB/km) e una dispersione contenuta: queste  caratteristiche  fanno  sì  che  le  fibre  ottiche  offrano  una  distanza  fra  i  ripetitori  e  una  larghezza  di  banda che le rendono il mezzo di trasmissione principe per le medie e lunghe distanze.  D’altro canto,  la  fragilità della  fibra ottica e  il difficile accoppiamento  fra sorgente e  fibra dovuto al  ridotto diametro di quest’ultima, fanno  lievitare  i costi di  installazione di tali sistemi; questo fattore  ha, di fatto, notevolmente limitato l’utilizzo della fibra nell’ultimo miglio (collegamento fra la centrale  telefonica e gli utenti  finali) e nelle applicazioni  in‐building, ovvero all’interno di abitazioni e uffici,  dove pure la fibra ottica offrirebbe grandi benefici rispetto ai cavi in rame.  Per  questi motivi  nell’ultimo  decennio  ha  preso  piede  lo  sviluppo  e  la  produzione  di  fibre  ottiche  realizzate in materiale plastico; questi sistemi, a prezzo di peggiori caratteristiche per quanto riguarda  attenuazione e dispersione, offrono una flessibilità e una semplicità di installazione sconosciute per le  fibre  in  silice,  tanto  che  si  pensa  rappresentino  al momento  la  soluzione  più  promettente  per  le  comunicazioni ad alta velocità a breve distanza.  Nel  capitolo  2  si  trova  un’introduzione  generale  sui  sistemi  in  fibra  ottica,  spiegandone  il  funzionamento  e  introducendo  i  parametri  necessari  per  valutarne  le  caratteristiche,  per  poi  analizzarli nel dettaglio per  le fibre ottiche  in silice; nel capitolo 3 ci si focalizzerà sui sistemi  in fibra  ottica  plastica,  analizzandone  le  caratteristiche  in  confronto  alle  fibre  in  silice  e  presentandone  le  applicazioni attuali e i progetti di ricerca futuri.    3   

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