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Fibra ottica e network: tecnologie indispensabili per le telecomunicazioni

La fibra ottica è un fattore cardine per la crescita economica: le infrastrutture a banda larga e ultralarga assicurano la nascita di nuovi servizi e beni, stimolando la ripresa economica e favorendo una maggiore fruibilità, sia delle informazioni che dei servizi pubblici per un numero sempre più elevato di persone.

Di recente, grazie allo sviluppo di materiali con coefficienti di assorbimento molto bassi ed elevata flessibilità, in aggiunta all’ottima larghezza di banda e costi contenuti, la trasmissione dei dati a distanza ha conosciuto una forte diffusione nell’utilizzo delle fibre ottiche. Tali reti o network di telecomunicazione costituiscono, al giorno d’oggi, uno dei fattori cardine della crescita economica: nello scenario di crisi globale che si sta profilando all’orizzonte, le infrastrutture a banda larga e ultralarga assicurano la nascita di nuovi servizi e beni, stimolando la ripresa economica e favorendo una maggiore fruibilità, sia delle informazioni che dei servizi pubblici per un numero sempre più elevato di persone.

La “rivoluzione digitale” che interesserà le economie e la società è stata delineata nell’ambito del piano europeo per stimolare la crescita economica negli anni a venire. Con l’Agenda digitale al primo posto fra i sette relativi programmi strategici, gli obiettivi fondamentali sono rappresentati da banda larga, servizi pubblici e mercato unico digitale, ai quali si affiancano inclusione, ricerca e innovazione.

Il ruolo strategico delle infrastrutture in fibra ottica

L’impatto economico della banda larga e ultralarga sulla crescita e innovazione delle imprese di ogni comparto, ergo sulla produttività di un Paese dotato di adeguate infrastrutture in fibra ottica, è stato oggetto di numerosi studi. La Banca Mondiale ha rilevato una crescita del Pil superiore all’1% con l’innalzamento del 10% degli accessi alla banda larga nei Paesi sviluppati, già a partire dal 2012. Inoltre, per le piccole e medie imprese italiane che possiedono un e-commerce e svolgono attività di marketing in Rete, sono emersi rilevanti vantaggi rispetto alle aziende che tuttora non possiedono un sito internet di riferimento.

Durante il lockdown, nel Belpaese l’incremento del volume di affari degli e-commerce ha sostenuto il mercato, registrando — secondo dati Audiweb e Nielsen — un’estensione dell’audience digitale compresa fra il 60% e il 118% e assicurando la sopravvivenza di molte imprese. Per il prossimo futuro, per le PMI il potenziamento della Rete e l’accesso a servizi di connettività a elevate prestazioni si renderanno ancor più necessari, oltre a rappresentare un elemento di competitività strategico per l’Italia. Non a caso, il piano per la diffusione dei servizi a banda ultralarga sul territorio nazionale è giunto alla fase di “sostegno alla domanda per l’attivazione di servizi ultraveloci in tutte le aree del Paese e nella diffusione di infrastrutture a banda ultralarga nelle aree grigie a fallimento tecnologico”. Il Ministero dello Sviluppo economico ne sta attuando le misure definite per la strategia.

Le fibre ottiche: cosa sono e come funzionano

Un cavo fibra ottica è in grado di trasmettere impulsi luminosi, ossia al suo interno viaggia la luce. Tramite l’infrastruttura in questione, si possono trasmettere segnali di vario tipo: conversazioni telefoniche, immagini televisive e dati informatici. L’interno di una fibra ottica è composto da un lungo cilindro trasparente, detto “core”, rivestito da un materiale opaco ed una pellicola plastica esterna di protezione. Nel campo delle telecomunicazioni si utilizzano fibre ottiche a elevate prestazioni, il cui diametro complessivo — incluso il rivestimento esterno — è circa l’equivalente del doppio del diametro di un capello umano.

All’interno della fibra ottica, la luce si propaga come se si trattasse di uno specchio tubolare, grazie ad una serie di riflessioni fra le superfici dei materiali che la compongono. I segnali trasmessi sono onde quasi visibili, le cui frequenze sono molto più elevate (un milione di volte) rispetto a quelle utilizzate nei cavi del telefono. L’alta frequenza consente di trasmettere un numero elevato di informazioni, poiché garantisce una maggiore larghezza di banda. La vasta diffusione che sta interessando le fibre ottiche è dovuta alla risoluzione del problema delle perdite che, in passato, causavano una notevole attenuazione del segnale. I nuovi materiali sono caratterizzati da una superiore purezza e bassissimi coefficienti di assorbimento, così da comportare un’attenuazione minima del segnale.

Fra gli ulteriori vantaggi relativi alla fibra ottica, vi sono il basso costo — di gran lunga inferiore rispetto ai cavi telefonici in rame — dovuto all’impiego di materie prime quali sabbia silicea e plastica, nonché la resistenza e la flessibilità che permettono una stesura idonea anche sui fondali oceanici. I sistemi di telecomunicazione in fibra ottica non sono sensibili alle variazioni meteorologiche — difatti, i temporali e l’elettricità statica non ostacolano la trasmissione degli impulsi luminosi — e non risentono dei campi magnetici né elettrici. Di conseguenza, il volume dei dati che attualmente viaggiano tramite la fibra è pari all’80% delle informazioni scambiate a livello globale.

Nuovi orizzonti tecnologici

La ricerca scientifica è costantemente impegnata nella realizzazione di sorgenti ottiche (led e laser) con dispersione e perdite sempre inferiori, oltre all’implementazione di ricevitori con maggiore sensibilità. Utilizzando il laser come sorgente ottica si ottengono migliori prestazioni, mentre l’impiego del led viene attualmente destinato alle applicazioni a basso costo. In futuro, con l’introduzione di rigeneratori e reti interamente ottici, si potrebbe compiere una notevole evoluzione della moderna tecnologia di telecomunicazione.

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