Struttura della Fibra Ottica: Nucleo Singolo, Non Multi-Core Come una CPU
Anatomia della Fibra Ottica
Una fibra ottica ha un solo nucleo (regione guida della luce) circondato da rivestimento (cladding), quindi da rivestimenti protettivi. Questa struttura è fondamentalmente diversa da una CPU multi-core.
Struttura in Sezione
┌─────────────────────────────────┐ │ Rivestimento Acrilato (250µm) │ ← Protezione primaria ├─────────────────────────────────┤ │ Rivestimento (125µm Ø) │ ← n₂ ≈ 1,444 (silice) │ ┌─────────────────────────┐ │ │ │ Nucleo (8-62µm Ø) │ │ ← n₁ ≈ 1,447-1,48 (silice drogata) │ │ (Propagazione luce) │ │ │ └─────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘
Tipi di Nucleo e Parametri
| Tipo di Fibra | Ø Nucleo | Ø Rivestimento | NA | Lunghezza d'onda | Standard |
|---|---|---|---|---|---|
| SMF-28 (G.652.D) | 8,2 µm | 125 µm | 0,12 | 1310/1550 nm | Dorsale TLC |
| G.657.A1/A2 (Resistente alla piegatura) | 8,2 µm | 125 µm | 0,12 | 1310/1550 nm | FTTH, interno |
| OM1 (62.5/125) | 62,5 µm | 125 µm | 0,275 | 850/1300 nm | LAN legacy |
| OM2 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850/1300 nm | LAN legacy |
| OM3 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850 nm | 10G/40G/100G |
| OM4 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850 nm | 40G/100G/400G |
| OM5 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850-953 nm | SWDM, 400G+ |
Come Viene Guidata la Luce: Riflessione Interna Totale
- Indice del nucleo n₁ > Indice del rivestimento n₂
- Angolo critico: θc = sin⁻¹(n₂/n₁)
- Raggi con θ > θc si riflettono perfettamente al confine nucleo-rivestimento
- Apertura numerica: NA = √(n₁² - n₂²) = sin(θmax)
Monimodo vs. Multimodo
- Monimodo (SMF): Nucleo ~8-10µm → supporta UN modo spaziale (LP₀₁) a λ ≥ 1260nm
- Multimodo (MMF): Nucleo 50-62,5µm → supporta MOLTI modi (centinaia)
- Dispersione modale: i modi MMF viaggiano a velocità diverse → allungamento dell'impulso → limite di banda
- Banda: SMF: ~100 THz·km; OM4: 4700 MHz·km @ 850nm
Fibre Multi-Core Specialistiche (Ricerca / Nicchia)
- Fibra multi-core (MCF): 4-19+ nuclei in un singolo rivestimento — multiplexing per divisione spaziale (SDM)
- Fibra few-mode (FMF): Pochi modi spaziali per nucleo — multiplexing per divisione di modo (MDM)
- Fibra a nucleo cavo (HCF): Nucleo d'aria, banda proibita fotonica — bassa latenza, bassa non linearità
- Applicazioni: Cavi sottomarini (SDM), interconnessioni HPC, comunicazioni quantistiche, sensori
Questi sono prodotti speciali di ricerca/commerciali — non la "fibra ottica" standard.
Strati Protettivi (Fuori dal Rivestimento)
- Rivestimento primario: acrilato indurito UV, Ø 250µm — protezione meccanica
- Buffer secondario: tight buffer (900µm) o tubo sciolto (riempito di gel)
- Guaina del cavo: OFNR (riser), OFNP (plenum), LSZH, PE (esterno), corazzato
- Elementi di resistenza: Aramid (Kevlar®), fibra di vetro, acciaio — carico di trazione
Sommario: La fibra ottica standard ha un solo nucleo (8-62µm) entro un rivestimento di 125µm. Le fibre multi-core esistono come tecnologia SDM avanzata ma non sono la norma. Il "nucleo" nella fibra ottica è una guida d'onda ottica, non un'unità di elaborazione.