Trasmissione dati nella fibra ottica: come funziona davvero

La fibra ottica, come abbiamo già visto qui, non trasporta impulsi elettrici, ma fasci di luce. All’interno di ogni cavo corrono sottili filamenti di vetro o plastica, più piccoli di un capello umano, capaci di guidare la luce lungo percorsi anche molto lunghi senza disperderla.
Questi segnali luminosi vengono prodotti da laser o LED ad altissima precisione e tradotti in sequenze che rappresentano i dati digitali: testi, video, immagini, musica, e qualsiasi altra informazione che passa sul web.

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Ma come fa la luce a rimanere intrappolata in un filo di vetro senza “scappare” all’esterno? Il segreto si chiama riflessione interna totale. La fibra è composta da due strati: il core (il nucleo centrale che trasporta la luce) e il cladding (il rivestimento esterno con un indice di rifrazione diverso). Grazie a questa differenza, il raggio luminoso rimbalza continuamente lungo il core senza mai uscire. È un po’ come se la luce viaggiasse in un tunnel di specchi, capace di trasportarla per chilometri e chilometri.

La cosa sorprendente è che i dati, codificati in impulsi luminosi, viaggiano praticamente alla velocità della luce. Non esattamente a 300.000 km al secondo, perché attraversano materiali che rallentano leggermente il segnale, ma comunque a velocità impressionanti. Questo significa che enormi quantità di informazioni possono spostarsi da un punto all’altro quasi in tempo reale.

Un altro trucco geniale che ha messo in atto quella furbacchiona della fibra ottica è il multiplexing, una tecnica che permette di trasmettere contemporaneamente più segnali luminosi a diverse lunghezze d’onda. È come se un unico cavo diventasse un’autostrada con decine di corsie, ciascuna riservata a un flusso di dati diverso. Questo, ovviamente, aumenta a dismisura la capacità di trasmissione, rendendo la fibra la tecnologia ideale per sostenere un enorme traffico dati. 

Ovviamente, perché tutto funzioni, serve un processo continuo di conversione. E queste sono le varie fasi in cui si compone:

• I dati digitali vengono trasformati in impulsi luminosi;
• Un ricevitore li riconverte in bit comprensibili ai nostri dispositivi una volta giunti a destinazione;
• Il risultato è che noi possiamo guardare un film in streaming, fare una videochiamata o giocare online senza percepire alcun ritardo.

Rispetto ai vecchi sistemi basati sul rame, vedi l'ADSL, la fibra ottica offre una velocità nettamente superiore, una maggiore stabilità e una minore latenza. Inoltre, non soffre di interferenze elettromagnetiche e può coprire distanze lunghissime senza degrado significativo del segnale. In pratica, è una tecnologia pensata per accompagnare e prendere per mano la crescita esponenziale di internet, dei servizi cloud, dell’Internet of Things e delle future reti 5G e 6G.

In definitiva, la trasmissione dei dati attraverso la fibra ottica è l'esempio perfetto di come la scienza riesca a trasformare un fenomeno naturale, la propagazione della luce, appunto, in una infrastruttura tecnologica che ha cambiato per sempre la nostra vita quotidiana.

La Redazione