Capire l’attenuazione nelle fibre ottiche

L’attenuazione condiziona le prestazioni di una rete in fibre ottiche. Se il progettista non può intervenire sui fenomeni intrinseci, deve però attentamente gestire le cause estrinseche, che non dipendono dalla qualità di base di un cavo.

Per quanto i concetti teorici alla base delle fibre ottiche definiscano in modo scientifico il fenomeno dell’attenuazione e le sue cause, va tenuto conto che una perdita di segnale è di fatto quasi inevitabile quando si installa una rete di cavi in fibra ottica, e il progettista deve essere in grado di gestire nella pratica questo fenomeno. L’attenuazione, che limita la distanza di percorrenza del segnale lungo la fibra ottica, può essere inerente al vetro, da cui l’attenuazione intrinseca, oppure legata a fattori esterni, da cui l’attenuazione estrinseca.

Quando si verificano?

Il primo tipo di attenuazione intrinseca è causato da assorbimento e diffusione. L’assorbimento dipende da impurità naturali, come gli ioni di idrogeno che assorbono l’energia luminosa all’interno del vetro, mentre il secondo è lo scattering, che si verifica quando le particelle di impurità all’interno della fibra disperdono l’energia luminosa. I valori di perdita tipici per l’attenuazione intrinseca per le fibre monomodali sono circa 0,40 dB/Km alle lunghezze d’onda di 1310 Nm e 0,30dB/Km a 1550 Nm, mentre per le fibre multimodali i valori sono leggermente superiori, intorno a 3,50dB/km a 850nm e 1,50dB/Km a 1300 Nm: da tener presente che questi valori di perdita possono variare a seconda di diversi fattori, come i vari tipi di cavi utilizzati, quindi conseguenza diretta della qualità di produzione della fibra.

L’attenuazione estrinseca, per fattori esterni, ha più cause, per esempio piegature della fibra, giunzioni o connettori scadenti. Le macrocurvature si verificano quando la fibra è talmente piegata da modificare l’angolo critico tra core e cladding, provocando la fuoriuscita della luce, mentre le micro curvature, effetto di una sollecitazione laterale alla fibra, provocano anch’esse la modifica dell’angolo critico, ma a differenza delle macro non sono visibili all’occhio umano.