Approfondimento del 6 aprile 1998
Fibre ottiche
Nella nostra trasmissione abbiamo già avuto occasione di parlare di fibre ottiche, un
sistema di comunicazione che permette di trasferire una grande quantità di dati in poco
tempo. Le fibre ottiche, lo ricordiamo, sono fili di vetro sottili come un capello dentro
cui le informazioni si trasmettono sotto forma di impulsi luminosi.
 Le fibre ottiche hanno un'anima di
vetro e una struttura esterna, sempre di vetro, fatta in modo che i segnali di luce si
propaghino all'interno senza attraversare le pareti.
Il loro vantaggio è proprio l'enorme quantità di informazioni che riescono a
trasmettere.
Pensate che un cavo con due fibre di mezzo millimetro di diametro può trasferire lo
stesso volume di dati di un cavo con ventimila fili di rame. Per di più sono estremamente
leggere: un chilometro di fibra ottica pesa meno di 25 chilogrammi.
Le compagnie telefoniche, poco alla volta, stanno sostituendo i vecchi fili di rame con
i nuovi cavi che sono da dieci a cento volte più veloci. Però, le attuali reti a fibra
ottica hanno un problema: ogni volta che bisogna convertire un impulso luminoso, oppure
indirizzarlo in una sottorete, bisogna trasformarlo in segnale elettrico e poi convertirlo
di nuovo in onde luminose. Questo doppio processo ovviamente rallenta la trasmissione.
I laboratori di ricerca delle grandi compagnie che si occupano di telecomunicazioni,
stanno lavorando da anni per realizzare convertitori ottici. Cioè dispositivi che
agiscono direttamente sugli impulsi luminosi senza bisogno di trasformarli prima in
elettroni.
 I Bell
Laboratories, il settore ricerca e sviluppo della Lucent Technologies, sono
particolarmente avanzati in questo campo. Ecco, alle mie spalle vedete la homepage dei
Bell Labs.
I loro esperti hanno realizzato un dispositivo che si serve di specchi microscopici per
estrarre i segnali luminosi da una fibra ottica e indirizzarli su altre fibre a seconda
della loro frequenza.
Pensate, gli specchi usati sono così piccoli che sulla testa di uno spillo se ne
possono mettere comodamente un centinaio. I cavi usati per trasmissioni molto veloci
impiegano la cosiddetta tecnologia di "multiplazione per divisione di
frequenza".
Il nome è un po' complicato, ma in pratica vuol dire che su una stessa fibra vengono
trasmessi diversi segnali indipendenti, ognuno con una frequenza distinta. Fino ad oggi,
per separare i segnali era necessario trasformarli in elettroni. Nel nuovo dispositivo,
invece, questo compito è svolto da un reticolo ottico.
I segnali mescolati attraversano il reticolo e ne escono separati. E' l'effetto
arcobaleno, come quando facciamo passare la luce del sole attraverso un prisma: i raggi di
colore diverso, cioè di frequenza diversa, si separano e si aprono a ventaglio.
 Gli specchi
microscopici sono incolonnati, ognuno in corrispondenza di un segnale e, a seconda della
loro inclinazione, riflettono la luce in una direzione o un'altra.
L'obiettivo dei ricercatori della Lucent Technologies è di realizzare una rete
completamente ottica e quindi velocissima.
Hanno messo a punto una tecnica che permette di instradare ben cento segnali distinti
in un'unica fibra, contro gli otto o sedici che possono percorrerla oggi. In questo modo
venti milioni di telefonate o 400.000 film possono transitare contemporaneamente su un
singolo cavo.
Ma c'è anche un problema: quando percorrono lunghe distanze i segnali luminosi tendono
ad alterarsi e ogni tanto bisogna amplificarli per riportare la potenza al livello
originale. Fino a qualche anno fa, anche per questa operazione bisognava prima trasformare
gli impulsi in elettroni.
Oggi invece ci sono gli amplificatori ottici. Sono tratti di fibra arricchita con
particelle di erbio, un elemento che ripristina un segnale ottico indebolito quando viene
stimolato con un laser. Gli amplificatori ottici più comuni, però, gestiscono al massimo
16 segnali distinti.
 Il dispositivo dei Bell Labs pensa anche
a questo e amplifica contemporaneamente tutti i suoi 100 segnali. I Bell Laboratories non
sono gli unici a occuparsi di come rendere la fibra ottica ancora più efficiente e
veloce.
Al Massachusetts Institute of Technology, per esempio, hanno scelto una strada un po'
diversa.
È la cosiddetta "multiplazione per divisione di tempo", un altro nome un po'
difficile (alla Lucent Technologies, vi ricordo, usavano la "multiplazione per
divisione di frequenza").
Con la "multiplazione per divisione di tempo" i dati vengono suddivisi in
pacchetti e ogni utente ha a disposizione un intervallo di tempo in cui gli è consentito
inviare i propri.
Così dati di un utente viaggiano intercalati con quelli degli altri, a ciascuno dei
quali è stato assegnato un intervallo di tempo diverso. E' una strategia diversa, ma
anche la multiplazione per divisione di tempo sta dando ottimi risultati sperimentali. |
