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NEXUS didattica

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Informatica / Lezione Teorica

La Fibra Ottica & Trasmissione a Luce

Principio della riflessione totale interna, struttura fisica (nucleo e mantello), tipologie monomodali e multimodali e vantaggi nelle telecomunicazioni.

1. Principio di Funzionamento e Ottica Fisica

La fibra ottica è un mezzo trasmissivo guidato costituito da filamenti di vetro o polimeri plastici purissimi attraverso cui i dati vengono trasmessi sotto forma di impulsi luminosi. Il fondamento fisico che permette alla luce di percorrere chilometri senza disperdersi è la riflessione totale interna. Quando un raggio luminoso colpisce l'interfaccia tra il nucleo e il mantello a un angolo superiore all'angolo limite, esso viene riflesso interamente all'interno del nucleo senza subire dispersioni.

Struttura Fisica della Fibra Ottica:
    1. Nucleo (Core): Il cilindro centrale in fibra di vetro ad altissima purezza con indice di rifrazione elevato ($n_1$), in cui viaggia la luce.
    2. Mantello (Cladding): Strato di rivestimento esterno in vetro o plastica con indice di rifrazione inferiore ($n_2$) per garantire la riflessione totale.
    3. Rivestimento Protettivo (Buffer / Coating): Strati polimerici esterni per la protezione meccanica, la resistenza alla trazione e l'isolamento dagli agenti esterni.

2. Fibra Monomodale vs Multimodale

A seconda del diametro del nucleo e del modo in cui la luce si propaga al suo interno, le fibre ottiche si suddividono in due categorie principali:

Tipo di Fibra Diametro del Nucleo Sorgente Luminosa Distanza e Banda
Multimodale (MMF) Ampio (50 o 62.5 $\mu m$) LED o Laser VCSEL Medie distanze (fino a qualche km), ideale per reti LAN aziendali e data center.
Monomodale (SMF) Molto ridotto (9 $\mu m$) Laser a diodo focalizzato Lunghissime distanze (decine o centinaia di km senza rigenerazione), dorsali geografiche (WAN/ISP).

3. Simulatore Interattivo: Analisi della Fibra Ottica

Seleziona una modalità di trasmissione o un test prestazionale per verificare il comportamento della luce nei mezzi ottici.

fiber-core@nexus-sys:~# Fiber Optics Inspector
> Seleziona una modalità e avvia la simulazione per verificare le proprietà della fibra ottica.