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Come è fatta la fibra ottica

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Con il passare del tempo, le connessioni in fibra ottica sono diventate sempre più diffuse. Sei perfettamente consapevole che un collegamento a Internet di questo tipo è in grado di offrire prestazioni decisamente superiori a quelle ottenibili con l’ADSL oppure con le tecnologie miste (FTTC e FWA, per esempio), grazie alla trasmissione dei dati attraverso il vetro sotto forma di impulsi luminosi, ma la curiosità di sapere come è fatta la fibra ottica è davvero tanta e, per questo motivo, sei capitato sul mio sito in cerca di informazioni semplici a tal riguardo.

Beh, se le cose stanno così, non ti preoccupare: nel corso di questo mio approfondimento ti spiegherò tutto quello che c’è da sapere sul tema fornendoti, inoltre, qualche cenno storico al riguardo e spiegandoti in maniera semplice com’è realizzato un cavo in fibra ottica (che, ti anticipo, consiste fondamentalmente nell’insieme di tanti filamenti di vetro adatti a consentire il passaggio e la trasmissione dei dati da un punto all’altro).

Dunque, senza attendere oltre, mettiti bello comodo e leggi con attenzione tutto quanto ho da spiegarti sull’argomento: sono sicuro che, al termine della lettura di questa guida, avrai le idee decisamente più chiare in merito. Detto ciò, non mi resta altro da fare, se non augurarti buona lettura e buon divertimento!

Indice

Criteri di funzionamento della fibra ottica

Come è fatta la fibra ottica

Detto in parole molto semplici, la fibra ottica basa il suo funzionamento sulla trasmissione degli impulsi luminosi, con un criterio pressoché identico a quello su cui si basa il laser: la luce generata da quest’ultimo può avere frequenza e oscillazioni differenti, ciascuna delle quali può essere “regolata” e usata per trasportare dati da un punto all’altro, attraverso un materiale di trasmissione.

Il materiale in questione deve essere in grado di incanalare e riflettere le onde luminose del laser, senza alterarle né assorbirle o dissiparle; il principio della riflessione interna fu dimostrato per la prima volta a metà del diciannovesimo secolo e fu utilizzato, circa cento anni dopo, per illuminare le fonti delle fontane pubbliche attraverso dei tubi di vetro.

La stessa tecnologia venne poi impiegata nel 1956, per la realizzazione di un gastroscopio medico a fibra ottica semi-flessibile: per la prima volta, un dispositivo immesso nelle vie digestive era in grado di inviare immagini in tempo reale verso un monitor, il che ampliò l’uso della fibra ottica in molte altre applicazioni per il campo medico.

Tuttavia, la velocità e la qualità della trasmissione dei dati non erano particolarmente adatti alle telecomunicazioni: inizialmente, si pensava che questo fenomeno negativo fosse provocato dalla diffusione ottica, ma fu alla fine del 1965 che i ricercatori Charles K. Kao e George A. Hockam teorizzarono che l’attenuazione delle fibre fosse dovuta alle impurità del mezzo di trasmissione — in questo caso il vetro — che potevano essere eliminate “drogando” il silicio (ossia il materiale alla base del vetro stesso) con altri elementi chimici.

Soltanto pochi anni dopo, basandosi su questa teoria, alcuni impiegati della Corning (la stessa azienda che produce il Gorilla Glass attualmente in uso anche per i display di smartphone, tablet e indossabili) riuscirono a mettere a punto la prima fibra ottica compatibile con le telecomunicazioni, drogando il silicio con il titanio. Il primo cavo telefonico transatlantico fu poi reso operativo nel 1988, mentre nel 1991 furono sviluppate le fibre a cristalli fotonici, tutt’ora in uso, in grado di trasportare maggiore quantità di dati rispetto a quelle tradizionali.

Come è fatto un cavo in fibra ottica

Come è fatto un cavo in fibra ottica

Compreso il criterio di funzionamento della fibra ottica, è arrivato il momento di spiegarti come sono composti i cavi in fibra usati nelle telecomunicazioni. Generalmente, ogni singolo cavo contiene 576 filamenti in fibra, racchiusi in 24 tubi (ciascuno dei quali contiene a sua volta 24 filamenti).

Ciascun filamento, il cui diametro esterno è pari a 125 micron, è a sua volta composto da due sottilissimi cilindri di vetro: quello più piccolo, denominato core, contiene un vetro molto puro e avente un’alta qualità di silice; è all’interno del core che, di fatto, viene trasmessa la luce (e, di conseguenza, viaggiano le informazioni).

Il secondo tubo, denominato cladding, è una sorta di “mantello” che ha il compito di contenere e direzionare la luce che viaggia nel core, consentendogli di seguire anche linee curve; anche il cladding è composto di vetro, seppur meno “puro” rispetto a quello usato nel core.

Ciascun filamento in fibra viene racchiuso in un ulteriore rivestimento in materiale plastico, denominato coating, che ha lo scopo di proteggere l’integrità del vetro: basterebbe, infatti, una crepa di diametro infinitesimale per interrompere irrimediabilmente la trasmissione dei dati.

Ma come viene prodotto ciascun filamento in fibra ottica? Si parte da un’asta di ceramica, sulla quale vengono depositate fiammate di gas “cariche” di fuliggine di vetro drogato, il cui silicio è stato arricchito con elementi chimici. Le fiammate vengono erogate secondo uno schema ben preciso e per diverse volte, fino a creare un filamento sufficientemente grande per consentire il traffico dei dati.

Questo filamento “iniziale”, sostenuto dall’asta di ceramica, viene poi inserito in una fornace ad alta temperatura per essere stabilizzato: il calore non soltanto estrae l’acqua presente nel filamento, ma provoca anche dei cambiamenti nella composizione dello stesso, i quali ne aumentano la purezza. Inoltre, sempre grazie al calore, l’asta di ceramica viene quasi completamente distrutta, lasciando spazio al core del filamento.

Il filamento, poi subisce una terza trasformazione: grazie al calore erogato da un apparecchio dedicato, il vetro cola verso il basso e viene stirato fino a raggiungere lo spessore desiderato; infine, la fibra viene rivestita con un materiale protettivo. I filamenti vengono poi controllati e inviati alle aziende produttrici di cavi per le telecomunicazioni, le quali si occuperanno di realizzare i cavi in fibra ottica.

L’intero processo produttivo va essere portato a termine con tempistiche e modalità prestabilite e sempre uguali, in quanto i filamenti in fibra ottica risultanti devono essere identici tra loro. Basterebbe infatti unire due filamenti difformi, anche soltanto per un dettaglio pressoché impercettibile, per interrompere irrimediabilmente il transito della luce — e dei dati — al loro interno.

Inoltre, non tutti i cavi in fibra ottica sono uguali, in quanto la composizione chimica della fuliggine vitrea con la quale viene rivestita l’asta di sostegno in ceramica non è sempre la stessa; va comunque da sé che più la fuliggine è pura, migliori sono le prestazioni del filamento di fibra che si andrà a ottenere.

Vantaggi rispetto al rame

Come è fatta la fibra ottica

Sempre restando nell’ambito delle comunicazioni, è chiaro che una connessione a Internet basata sulle tecnologie che prevedono l’impiego della fibra ottica sia nettamente migliore a quelle per cui è previsto l’impiego, parziale o totale, del classico cavo in rame.

Questo, principalmente, per via dell’ampiezza di banda e della modalità di trasmissione dei dati: l’uso della fibra, infatti, permette ai dati di viaggiare su bande più larghe rispetto a quelle impiegate dal rame (che, tra le altre cose, dipendono fortemente dalla distanza percorsa); per altro, sul rame, i bit di dati sono rappresentati come impulsi elettrici, mentre la fibra è in grado di trasmettere informazioni sotto forma di impulsi luminosi.

Inoltre, i dati in transito sui cavi di rame subiscono l’usura del mezzo di comunicazione, oltre che problemi provocati da interferenze elettromagnetiche e dalla dispersione del segnale su lunghe distanze.

Per quanto riguarda le velocità massime raggiungibili per il trasferimento dei dati, le classiche ADSL in rame generalmente arrivano a una velocità di 20 Mbps in download e 1 Mbps in upload; le connessioni in fibra ottica “pura”, cioè FTTH (Fiber to the Home, cioè Fibra fino a casa) e FTTB (Fiber to the building, cioè Fibra fino al palazzo) possono raggiungere fino a 10 Gbps in download e 2 Gbps in upload, grazie alla tecnologia XGS-GPON. Attualmente, a livello nazionale, quest’ultima è disponibile esclusivamente con TIM e soltanto in alcune città; le connessioni FTTH/FTTB più diffuse in Italia riescono a raggiungere velocità pari a 2.5 Gbps/1 Gbps oppure 1 Gbps/300 Mbps.

Esistono però delle soluzioni “ibride” in misto fibra e rame, denominate FTTC (Fiber to the Cabinet, cioè F fino all’armadio stradale): in questo caso, il collegamento è realizzato in fibra ottica soltanto nel tratto che va dalla centrale all’armadio su strada, per poi proseguire verso appartamenti e uffici con il classico cavo in rame. Solitamente, connessioni di questo tipo possono raggiungere velocità non superiori a 200 Mbps in download e 20 Mbps in upload.

Infine, c’è la cosiddetta tecnologia FWA (Fixed Wireless Access): in questo caso, si parla di una soluzione ibrida in misto fibra e radio, nella quale il collegamento dalla centrale al ripetitore è in fibra ottica, mentre la transizione dei dati verso abitazioni e stabilimenti è delegata alla rete 4G o a quella 5G; le connessioni FWA possono raggiungere velocità fino a 1 Gbps e sono particolarmente indicate per quelle zone in cui la qualità del segnale “terrestre”, a causa della mancanza di fibra oppure della presenza esclusiva di connessioni FTTC basate su un’infrastruttura in rame di qualità non proprio ottimale.

Offerte in fibra ottica

Come è fatta la 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: il gestore di telefonia nazionale propone l’offerta Premium Fibra che, al prezzo di 29,90€/mese, offre connessione in Fibra fino a 1 Gbps, chiamate illimitate verso tutti, modem TIM HUB+ e contributo di attivazione inclusi nel prezzo. Se sei interessato a velocità maggiori, TIM propone anche le offerte Executive e Magnifica: la prima costa 34,90€/mese e include, oltre che la connessione in fibra ottica fino a 2.5 Gbps, anche le chiamate illimitate verso tutti i numeri di rete fissa e mobile; la seconda, invece, aumenta la velocità fino a 10 Gbps, include un modem specifico per questa tipologia di connessione e prevede le chiamate a consumo e un servizio di assistenza tecnica dedicata. TIM Magnifica è disponibile soltanto in alcune città pilota e costa 49,90€/mese.

Passiamo ora a Vodafone: l’operatore rosso scende in campo con l’offerta Internet Unlimited, che include Internet in fibra ottica fino a 2.5 Gbps, chiamate verso tutti i numeri fissi e mobili nazionali, modem incluso nel prezzo e attivazione gratuita.

Poi c’è l’offerta Super Fibra di WINDTRE: essa include connessione in fibra ottica fino a 1 Gbps, chiamate illimitate verso tutti i numeri fissi e mobili nazionali e modem incluso nel prezzo. L’offerta costa 26,99€/mese, ma ne è disponibile una versione “ridotta” e con chiamate a consumo, dedicata ai possessori di SIM WINDTRE, che prevede un importo mensile pari a 22,99€/mese.

Anche le offerte NeXXt di Fastweb prevedono connessioni in fibra ottica pari a 2.5 Gbps: tutte includono chiamate verso fissi e mobili nazionali, modem in comodato d’uso gratuito e nessun costo di attivazione, né vincolo. È possibile abbinare all’offerta anche una scheda SIM a prezzo scontato, oppure usufruire di una speciale promozione effettuando, contestualmente, il passaggio a ENI Gas, ENI Luce o entrambi.

Anche Tiscali scende in campo con le sue offerte Ultrainternet Fibra, che offrono Internet fino a 1 Gbps, modem Wi-Fi e attivazione inclusa nel prezzo; l’offerta di base prevede le chiamate a consumo, ma è possibile richiedere, con una maggiorazione di 2€ rispetto al prezzo standard della promozione scelta, l’opzione Full con chiamate illimitate.

Anche la proposta di Illumia, denominata Illumia Wifi, consente di ottenere connessione a Internet in fibra ottica fino a 1 Gbps, con modem in comodato d’uso a pagamento (gratuito per i primi 12 mesi) ma senza obbligo di noleggio e costo di attivazione pari a 49,90€, scontato in alcuni periodi promozionali. È possibile abbinare alla connessione a Internet anche la fornitura energetica per gas, luce o entrambi e ottenere sconti luteriori.

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.

Salvatore Aranzulla

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 cura 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.