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Reti in fibra ottica

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Reti in fibra ottica

Obiettivo del corso:

Fornire una panoramica sullemoderne reti di trasporto

basate su fibra ottica.

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Applicazione principale: reti di trasporto di lungadistanza ed elevata capacità.

Tipico utilizzo: connessione tra centrali deigrandi operatori di telefonia e dati

Bit rate sopra i 100 Mbit/s

Distanze superiori ai 10 Km.

Campi di applicazione 1/3

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Le fibre ottiche sono oggi utilizzate anche per:

collegamenti fonia-dati per l’utenza“business”

iniziano ad essere utilizzati in alcune città per l’utenza domestica.

Campi di applicazione 2/3

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Campi di applicazione 3/3

Le fibre ottiche trovano anche applicazione in altri campi, che tuttavia non verranno trattati in questo corso.

Collegamenti a breve distanza in ambientiindustriali

Sensoristica

Applicazioni mediche, etc.

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Sistemi “tradizionali” via cavo

Sorgente

- Generatore di tensioneo corrente.

Sistemi in fibraottica

Sorgente

- Generatore di impulsiluminosi.

Confronto fibra - conduttore metallico 1/4

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Confronto fbra – conduttore metallicoConfronto fibra - conduttore metallico 2/4

Sistemi “tradizionali” via cavo

Mezzo di trasmissione

- Conduttore metallico(generalmente inrame).

Sistemi in fibraottica

Mezzo di trasmissione

- Fibra in vetro (cheagisce come “guida”per il fascio luminoso).

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Confronto fibra - conduttore metallico 3/4

Sistemi “tradizionali” via cavo

Interferenze

- I sistemi basati suconduttore metallicosono sensibili alleinterferenzeelettromagnetiche.

Sistemi in fibraottica

Interferenze

- I sistemi in fibra non risentono di alcuntipo di intereferenzaelettromagnetica.

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Confronto fibra - conduttore metallico 4/4

Sistemi “tradizionali” via cavo

Prestazioni

- Massime distanzeprima di doveramplificare: pochi Km;

- Massimi bit rates suqueste distanze:dell’ordine dei100 Mbit/s.

Sistemi in fibraottica

Prestazioni

- Massime distanzeprima di doveramplificare: fino a 100 Km;

- Massimi bit rates suqueste distanze: 100 Gbit/s e oltre.

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Sorgenteottica

FotodiodoFibra ottica

Le basi della trasmissione ottica

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Sorgenteottica

FotodiodoFibra ottica

Segnaleelettrico

…0010111010…

Le basi della trasmissione ottica

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Sorgenteottica

FotodiodoFibra ottica

Segnaleelettrico

…0010111010…

Popt(t)

time

Power

Le basi della trasmissione ottica

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Sorgenteottica

FotodiodoFibra ottica

Segnaleelettrico

…0010111010…Segnaleelettrico

Le basi della trasmissione ottica

Popt(t)

time

Power

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Sorgenteottica

FotodiodoFibra ottica

Le basi della trasmissione ottica

Segnaleelettrico

…0010111010…Segnaleelettrico

…0010111010…

Popt(t)

time

Power

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Le principali “tappe” tecnologiche

1966: sviluppo fibre ottiche in vetro(laboratori Corning, USA);

1970: sviluppo del primo laser asemiconduttore stabile a temperaturaambiente (AT&T Bell Laboratories, USA);

Storia delle trasmissioni ottiche 1/2

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Storia delle trasmissioni ottiche 2/2

1978: sviluppo del primo laser singolo modoa 1550 nm (NTT laboratories, Giappone);

1987: sviluppo del primo amplificatoreottico in fibra drogata ad Erbio (University of Southampton, Inghilterra);

Attorno al 1990: primi esempi di trasmissioneottica a multiplazione di lunghezza d’onda(WDM).

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A livello di esperimenti di laboratorio:

1994: 100 Gb/s ( 10 Gbit/s per canale)

1996: 1 Tb/s (10-20 Gbit/s per canale)

2000: 10 Tb/s (40 Gbit/s per canale).

Evoluzione del bit-rate per fibra 1/2

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Evoluzione del bit-rate per fibra 2/2

Sistemi commerciali

Bit rate per singolo canale (lunghezza d’onda)- 1995: 2.5 Gbit/s- 1998: 10 Gbit/s- Oggi: 40 Gbit/s (approssimativamente!).

I migliori sistemi oggi in commercio arrivano a trasportare su una singola fibra 80 lunghezzed’onda, ognuna a 10 Gbit/s, raggiungendo cosìuna capacità totale di 800 Gbit/s.

Ulteriori dettagli

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Reti di trasporto pubbliche

Rete di accesso(verso l’utente finale

residenziale o business)

Retemetropolitana

(MAN)

Rete di lungadistanza (“Core” o

“long-haul” network)

Centrali telefoniche

Submarine Network

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I sistemi in fibra hanno totalmente battuto la “concorrenza” nelle:

reti di trasmissione a lunga distanza

reti (fisse) metropolitane.

I sistemi in fibra iniziano oggi ad accedereanche al settore “ultimo miglio” o reti di accesso.

Il successo delle fibre ottiche 1/2

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Il successo delle fibre ottiche 2/2

Anche il mondo “wireless” usa sulla sua rete di supporto una rete in fibra ottica.

Relativamente alle reti fisse (non via etere), le trasmissioni su supporti tradizionali in ramesono usati ancora in:

reti locali

sistemi di distribuzione televisiva

in entrambi i settori esistono già tuttaviaapparati in fibra.

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