Come è fatta la fibra ottica
Con il passare del tempo, le connessioni in fibra ottica sono diventate sempre più diffuse. Sai bene che un collegamento a Internet di questo tipo è in grado di offrire prestazioni nettamente superiori rispetto all'ADSL e anche rispetto ad altre soluzioni come la FTTC (fibra + rame) o la FWA (fibra + collegamento radio), grazie alla trasmissione dei dati sotto forma di impulsi luminosi all'interno di sottilissimi cavi in fibra.
Nonostante ciò, la curiosità di capire com'è fatta la fibra ottica e come sia realizzato, nel concreto, il cavo che permette tutto questo è più che legittima. Proprio per questo, nel corso di questo approfondimento, ti spiegherò tutto quello che c'è da sapere, fornendoti anche qualche cenno storico e illustrandoti in modo chiaro com'è strutturato un cavo in fibra ottica, che è composto da sottilissimi filamenti in vetro o plastica progettati per guidare la luce e trasportare i dati da un punto all'altro.
Dunque, senza perderci oltre in chiacchiere, mettiti comodo e leggi con attenzione quanto sto per spiegarti: sono sicuro che, al termine della lettura, avrai le idee molto più chiare su come funziona davvero la fibra ottica. Buona lettura!
Indice
Criteri di funzionamento della fibra ottica
Detto in parole semplici, la fibra ottica funziona grazie alla trasmissione di segnali luminosi, generati da sorgenti come laser o LED ad alta precisione. Queste sorgenti emettono luce a lunghezze d'onda ben definite, che possono essere modulate (ovvero accese e spente o variate di intensità) per rappresentare i dati digitali, permettendo così la trasmissione delle informazioni lungo un mezzo fisico.
Il mezzo di trasmissione è costituito da un sottilissimo filamento di vetro o silice, progettato per sfruttare il principio della riflessione interna totale: quando la luce viaggia all'interno del nucleo della fibra e incontra il rivestimento esterno con un angolo superiore a quello critico, viene completamente riflessa verso l'interno, senza disperdersi. Questo consente al segnale luminoso di propagarsi anche su lunghe distanze seguendo traiettorie curve, con perdite minime.
Il principio fisico alla base della riflessione interna era già noto a metà del XIX secolo e trovò alcune applicazioni pratiche ben prima dell'avvento delle telecomunicazioni moderne. Un esempio curioso è l'uso di tubi di vetro per convogliare la luce nelle fontane decorative, permettendo di illuminare l'acqua mantenendo la sorgente luminosa distante dal punto di emissione.
Negli anni ’50 del Novecento, la tecnologia delle fibre ottiche trovò applicazione in campo medico con la realizzazione dei primi endoscopi flessibili basati su fasci coerenti di fibre. In questi strumenti, ogni fibra trasportava una porzione dell’immagine dall’estremità inserita nel corpo fino a un oculare, permettendo al medico l’osservazione diretta. I sistemi con videocamera e visualizzazione su monitor sarebbero arrivati solo in seguito, con l’evoluzione dell’elettronica e dei sensori digitali.
Nonostante ciò, le prime fibre ottiche non erano adatte alle telecomunicazioni: l'attenuazione del segnale era elevata e la qualità della trasmissione insufficiente. Inizialmente si riteneva che il problema fosse dovuto alla dispersione ottica, ma nel 1965 i ricercatori Charles K. Kao e George A. Hockham dimostrarono che la principale causa delle perdite era la presenza di impurità nel vetro. Essi teorizzarono che, riducendo tali impurità e controllando la composizione chimica del materiale, fosse possibile ottenere fibre con attenuazioni compatibili con le comunicazioni a lunga distanza.
Sulla base delle ricerche di Charles K. Kao e George A. Hockham, nei primi anni ’70 i ricercatori della Corning riuscirono a realizzare fibre ottiche a bassa attenuazione utilizzando silice ad altissima purezza, drogata principalmente con germanio per modificarne l’indice di rifrazione. Il vero passo decisivo fu la drastica riduzione delle impurità nel vetro, che rese finalmente la fibra adatta alle telecomunicazioni su lunga distanza. Da quel momento, la fibra ottica divenne una tecnologia realmente utilizzabile per le telecomunicazioni: il primo cavo telefonico transatlantico in fibra entrò in funzione nel 1988 e, negli anni successivi, furono sviluppate fibre sempre più avanzate, come le fibre a cristalli fotonici, capaci di trasportare quantità di dati nettamente superiori rispetto alle soluzioni tradizionali.
Come è fatto un cavo in fibra ottica
Una volta compreso il principio di funzionamento della fibra ottica, è utile capire anche com'è strutturato fisicamente un cavo in fibra utilizzato nelle telecomunicazioni. Non esiste un unico standard: a seconda dell'impiego, un cavo può contenere decine o centinaia di fibre ottiche. Nei cavi di dorsale, per esempio, si trovano spesso configurazioni da 144, 288 o 576 fibre, organizzate in più tubetti protettivi.
Ogni singola fibra ottica è composta innanzitutto da una parte in vetro con diametro di 125 micron, suddivisa in due zone concentriche. La parte centrale, chiamata core, è realizzata in silice ultra-pura ed è il canale all'interno del quale viaggia la luce. Attorno al core si trova il cladding, anch'esso in vetro ma con una composizione chimica leggermente diversa, progettata per garantire la riflessione interna totale del segnale luminoso.
Il vetro (core + cladding) viene poi rivestito da uno strato protettivo in materiale plastico, detto coating, che porta il diametro complessivo della fibra a circa 250 micron. Questo rivestimento ha una funzione fondamentale: proteggere il vetro da microfratture, urti e sollecitazioni meccaniche che comprometterebbero la trasmissione del segnale.
La produzione della fibra ottica parte da una preforma, ovvero un cilindro di vetro di grandi dimensioni, ottenuto depositando strati di biossido di silicio drogato tramite processi chimici altamente controllati. Gli elementi di drogaggio servono a determinare le caratteristiche ottiche del core e del cladding.
La preforma viene poi inserita in una fornace ad alta temperatura e stirata verso il basso: il vetro fuso si assottiglia progressivamente fino a raggiungere il diametro finale della fibra. Durante questa fase, la fibra viene immediatamente rivestita con il coating protettivo e sottoposta a controlli automatici di qualità.
È fondamentale che tutte le fibre abbiano caratteristiche ottiche estremamente uniformi: anche minime differenze di diametro o indice di rifrazione possono causare attenuazioni, riflessioni e perdite di segnale, soprattutto nei punti di giunzione. Per questo motivo, l'intero processo produttivo avviene secondo parametri rigidissimi.
Infine, più fibre vengono raccolte in tubetti protettivi, rinforzate meccanicamente e racchiuse in una guaina esterna, dando origine ai veri e propri cavi in fibra ottica. La qualità del vetro e la precisione del processo produttivo influiscono direttamente sulle prestazioni finali del collegamento.
Vantaggi rispetto al rame
Restando nell'ambito delle telecomunicazioni, è evidente come una connessione Internet basata su fibra ottica offra prestazioni nettamente superiori rispetto alle tecnologie che prevedono l'uso, totale o parziale, del tradizionale cavo in rame.
Il principale vantaggio è legato all'ampiezza di banda e alla modalità di trasmissione dei dati. Nei collegamenti in rame, i bit vengono trasmessi sotto forma di impulsi elettrici, soggetti a forte attenuazione con l'aumentare della distanza e a interferenze esterne. La fibra ottica, invece, utilizza impulsi luminosi, che consentono di trasportare una quantità di dati molto maggiore e su distanze nettamente superiori senza degrado significativo del segnale.
Le linee in rame sono inoltre più sensibili a interferenze elettromagnetiche, diafonia tra cavi adiacenti e alla qualità fisica del doppino telefonico, fattori che incidono negativamente su stabilità e velocità della connessione. La fibra ottica è invece immune ai disturbi elettrici e mantiene prestazioni costanti anche su lunghe tratte.
Per quanto riguarda le velocità massime, le classiche connessioni ADSL in rame arrivano generalmente fino a 20 Mbps in download e 1 Mbps in upload. Le connessioni in fibra ottica “pura”, come FTTH (Fiber to the Home) e FTTB (Fiber to the Building), possono invece raggiungere velocità di 2,5 Gbps/1 Gbps, 1 Gbps/300 Mbps e, con infrastrutture più recenti basate su XGS-PON, fino a 10 Gbps in download, oggi disponibili in alcune aree tramite diversi operatori.
Esistono poi soluzioni intermedie in misto fibra e rame, note come FTTC (Fiber to the Cabinet): in questo caso la fibra arriva fino all'armadio stradale, mentre l'ultimo tratto verso abitazioni e uffici utilizza il rame. Con queste tecnologie si possono raggiungere velocità fino a 200 Mbps (e in condizioni ideali anche superiori), ma le prestazioni dipendono fortemente dalla distanza dall'armadio e dalla qualità dell'impianto.
Infine, va citata la tecnologia FWA (Fixed Wireless Access), una soluzione ibrida fibra-radio in cui il collegamento dalla centrale al ripetitore avviene in fibra ottica, mentre l'ultimo tratto verso l'utente utilizza reti 4G o 5G. Le connessioni FWA possono raggiungere anche 1 Gbps e rappresentano una valida alternativa nelle aree non ancora raggiunte dalla fibra ottica tradizionale.
Offerte in fibra ottica
Come dici? Ora che hai ben compreso le dinamiche alla base delle connessioni in fibra ottica, vorresti avere le idee chiare in merito ai piani tariffari disponibili? Benissimo, lascia dunque che ti illustri quelle che sono le promozioni applicate dai vari operatori.
Iniziamo da TIM. Attualmente, l'operatore propone diverse offerte Fibra differenziate in base alla tecnologia disponibile nella zona (FTTC o FTTH) e alla velocità massima raggiungibile.
L'offerta di riferimento è TIM Wi-Fi Casa, disponibile con velocità fino a 10 Gbps in download e 2 Gbps in upload. Il costo parte in genere da circa 29,90€/mese e include la connessione Internet, le chiamate illimitate verso fissi e mobili e il modem TIM HUB Ultra, con contributo di attivazione rateizzato o incluso a seconda delle promozioni attive. Inoltre, il prezzo dell'offerta può diminuire se si è già clienti TIM mobile.
Poiché nomi commerciali, costi e condizioni possono variare nel tempo, il mio consiglio è sempre quello di verificare la copertura del tuo indirizzo e i dettagli aggiornati direttamente sul sito ufficiale di TIM prima di procedere con l'attivazione.
TIM WiFi Casa per già clienti
TIM Premium Base Fibra + TV (Size XS)
TIM WiFi Casa + TV (Size S)
Passiamo ora a Vodafone: l'operatore rosso propone l'offerta Vodafone Casa Start, dedicata alle connessioni di rete fissa. In base alla copertura disponibile, l'offerta consente di navigare in fibra ottica FTTH fino a 2,5 Gbps oppure in FTTC, include il modem Vodafone Station e, salvo promozioni specifiche, le chiamate verso numeri fissi e mobili nazionali. Anche in questo caso, il prezzo mensile risulta generalmente più conveniente per i clienti Vodafone di rete mobile, grazie a sconti dedicati o promozioni convergenti fisso-mobile.
Poi c'è WINDTRE, che propone l'offerta Super Fibra, dedicata alle connessioni di rete fissa. In base alla copertura disponibile, consente di navigare in fibra ottica FTTH fino a 2,5 Gbps oppure in FTTC, include il modem Wi-Fi e le chiamate illimitate verso numeri fissi e mobili nazionali. Il costo mensile varia in base alle promozioni attive e alla presenza di una SIM WINDTRE associata, che consente in genere di ottenere un prezzo più vantaggioso rispetto al listino standard.
Passiamo ora a Fastweb, che propone le sue offerte di rete fissa semplicemente come Fastweb Casa. In base alla copertura disponibile, è possibile navigare in fibra ottica FTTH fino a 2,5 Gbps oppure in FTTC. L'offerta include chiamate illimitate verso numeri fissi e mobili nazionali, modem incluso e, di norma, assenza di vincoli contrattuali.
Anche Fastweb prevede condizioni economiche più vantaggiose per chi è già cliente mobile o decide di abbinare una SIM Fastweb all'offerta di rete fissa. In alcuni periodi sono inoltre disponibili promozioni dedicate in collaborazione con partner energetici o altri servizi.
Tra le offerte disponibili c'è anche Sky Wifi, il servizio Internet casa di Sky. L'offerta prevede connessione in fibra ottica FTTH fino a 1 Gbps (oppure FTTC fino a 200 Mbps nelle aree non ancora raggiunte dalla fibra pura), modem incluso e nessun vincolo di permanenza. Le chiamate non sono incluse di default, ma possono essere aggiunte come opzione.
Il costo dell'abbonamento varia in base alla tecnologia disponibile e alle promozioni attive, ma è generalmente più conveniente per chi è già cliente Sky TV: in questo caso sono spesso previsti sconti dedicati o condizioni agevolate sul canone mensile. L'attivazione può essere gratuita o scontata durante specifiche campagne promozionali.
Tieni comunque presente che, se non espressamente indicato, gli operatori di telefonia applicano le medesime tariffe per tutte le tecnologie di connessione terrestre: ADSL, FTTC (misto fibra rame) e FTTH (fibra ottica). Per cui, prima di sottoscrivere qualsiasi cosa, dovresti sempre effettuare un controllo di copertura nella zona di tuo interesse per verificare l'effettiva disponibilità della fibra ottica.
Se non sai come fare, leggi con attenzione la mia guida su come controllare la copertura in fibra ottica, nella quale ti ho indicato tutti i dettagli della questione.
Autore
Salvatore Aranzulla
Salvatore Aranzulla è il blogger e divulgatore informatico più letto in Italia. Noto per aver scoperto delle vulnerabilità nei siti di Google e Microsoft. Collabora con riviste di informatica e ha curato la rubrica tecnologica del quotidiano Il Messaggero. È il fondatore di Aranzulla.it, uno dei trenta siti più visitati d'Italia, nel quale risponde con semplicità a migliaia di dubbi di tipo informatico. Ha pubblicato per Mondadori e Mondadori Informatica.
