Comunicare con le fibre ottiche

Codice dell’algoritmo in linguaggio C.

4) –

Anzichè fornire una codifica assembler dell’algoritmo di calcolo della media, presentiamo una

routine in linguaggio C, ipotizzando la lettura delle temperature da un file e quindi l’utilizzo di un

PC. Tipo di circuito per visualizzare le grandezze rilevate.

5) –

La visualizzazione con dispaly a 7 segmenti a led richiede che i valori di temperatura vengano

trasformati in formato BCD con un numero di cifre pari a quelle del display impiegato in modo da

rappresentare direttamente il valore di temperatura.

Con un range di temperatura di 100 °C e una risoluzione di 11 bit, la risoluzione con cui viene rappresentata la

temperatura è:

Si può impiegare un display a 4 cifre per mantenere tale risoluzione. Occorrerebbe un bus dati a 16

linee oppure l’uso di sole 8 linee con trasferimento dei 16 bit in 2 tempi 21

3. INGLESE

-THE NATURE OF OPTICAL FIBRE

An optical fibre is a solid strand of glass that conducts light in much the same way that copper

wire conducts electricity or pipes conduct water. Light travel through the fibre by reflecting

from the fibre’s inner surface. Because of the construction of the fibre, light that passes into

the glass does not pass back out, but reflect and stays in the fibre. The fibre is very thin and

flexible and, therefore, it can be routed around corners and trough small openings. Its most

common and most useful functionis for communication.

Optical fibre are made from glass, to which impurities have been added. The impurities do

not cloud the glass, but they change its index of refraction. The refractive index is the

property of glass that makes lenses magnify and alters the propagation of light. An optical

fibre has a core surrounded by a tubular cladding and they are specially manufactured to have

the lowest possible optical loss. 21

4. TELECOMUNICAZIONI

-USO DELLE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI

Se negli anni settanta le fibre ottiche erano usate come oggetto decorativo per la produzione di

lampade, da qualche decennio ad oggi, diversamente da quanto si possa pensare, esse sono già

una realtà affermata ed un componente essenziale nell'industria delle telecomunicazioni e delle

relative comunicazioni ottiche, ancora in corso di ulteriore evoluzione tecnologica. Basti pensare

infatti che tutte le dorsali principali della rete telefonica e di Internet, compresi i collegamenti

intercontinentali sottomarini, sono già in fibra ottica avendo sostituito da tempo il classico cavo

coassiale.

I principali vantaggi delle fibre rispetto ai cavi in rame nelle telecomunicazioni sono:

bassa attenuazione, che rende possibile la trasmissione su lunga distanza senza ripetitori;

 grande capacità di trasporto di informazione o velocità di trasmissione (dell'ordine

 dei terabit/s) grazie all'ampissima capacità di banda e alla bassa attenuazione del segnale utile

(Teorema di Shannon-Hartley);

immunità da interferenze elettromagnetiche, inclusi gli impulsi elettromagnetici nucleari (ma

 possono essere danneggiate da radiazioni alfa e beta);

assenza di diafonia che nei collegamenti in rame (comunicazioni elettriche) è una causa

 ulteriore di decadimento della qualità del segnale in termini di rapporto

segnale/rumore nell'ultimo miglio (problema dell'ultimo miglio) ovvero quindi della velocità di

trasmissione: la luce infatti rimane confinata in fibra ovvero non si disperde all'esterno

creando interferenza;

bassi valori di BER;

 alta resistenza elettrica, quindi è possibile usare fibre vicino ad equipaggiamenti ad alto

 potenziale, o tra siti a potenziale diverso;

peso e ingombro modesto;

 bassa potenza contenuta nei segnali;

 ottima resistenza a condizioni climatiche avverse;



Un cavo di fibra ottica, in quanto contiene più fibre ottiche, è solitamente molto più piccolo e

leggero di un filo o cavo coassiale con simili capacità di canale. È più facile da maneggiare e da

installare. Il cavo in fibra ottica è ideale per le comunicazioni sicure in quanto è molto difficile da

intercettare e altrettanto facile da monitorare.

Un campo promettente di applicazione è quello della televisione. Quando una città come Milano è

sostanzialmente cablata, si può aprire una interessante alternativa al digitale terrestre e al

satellitare, i quali consentono di ammortizzare l'alto costo della posa dei cavi a fibra ottica. 21

- Cavo composto da più fibre ottiche

-MEZZI TRASMISSIVI

I mezzi trasmissivi più comuni sono:

 Doppino telefonico

 Cavo coassiale(Banda base, banda larga canale singolo e canali multipli, cavo doppio)

 Fibra ottica 21

I mezzi trasmissivi usati ultimamente sono:

 Onde RADIO

 MICROONDE, INFRAROSSI

 RETE ENERGIA ELETTRICA

 MEZZI SPECIALI Doppino Telefonico 21

In telecomunicazioni, per doppino si intende una linea di trasmissione composta da una coppia di

fili di rame utilizzata per la trasmissione delle comunicazioni telefoniche e dati, da parte di

un fornitore di servizi. È un elemento essenziale della rete telefonica.

Tipicamente il doppino è costituito da una coppia di conduttori ritorti (twistedpair) mediante un

processo di binatura. La binatura del doppino ha lo scopo di equalizzare mediamente i campi

elettromagnetici esterni dei due conduttori. Impiegando poi una tecnica di trasmissione

differenziale, sarà possibile eliminare ulteriori disturbi. Il doppino può essere singolo (una sola

coppia) oppure in treccia di una serie più o meno numerosa di coppie. In questo caso ogni coppia

presenta una frequenza di twistatura diversa (binatura), per ridurre il più possibile il fenomeno

di diafonia tra le varie coppie di doppino tra loro contigue. Una problematica tipica dei doppini

ritorti è il delay skew (o distorsione di propagazione), ovvero una variazione nel ritardo di

propagazione del segnale sulle singole coppie, dovuta al diverso passo di binatura delle coppie in

un cavo multicoppia. Quattro doppini, tipici nei cavi di rete ethernet

Fibra ottica

 Tecnologia ultima generazione: trasmissione di un raggio luminoso attraverso un

sottile filo di vetro 21

 Il segnale da trasmettere è convertito in radiazione luminosa da trasduttori (diodi

LED o LASER) ed inviato nella fibra

 Diametri di decine di micron (come un capello)

 Velocità e distanze raggiungibili estremamente elevate: velocità di 500 Mbps su

distanze di 200 Km senza uso di ripetitori (ma sono state sperimentate velocità

dell’ordine dei Gbps)

 Multiplexing dei segnali (fino a 200)

CARATTERISTICHE:

Vantaggi:

 Ampiezza di banda

 Velocità trasmissiva

 Caratteristiche EMI (ElectroMagneticInterference)

 Sicurezza nella trasmissione dati

 Isolamento

 Dimensioni, peso, robustezza

Svantaggi:

 Costo alto ( ma in discesa)

 Tecnica di collegamento punto-a-punto (stella e ring, ma non bus)

Cavo coassiale 21

 Mezzo di trasmissione più usato nelle LAN

 Basato su tecnologia conosciuta e matura

 Costo moderato, velocità alte, lunghe distanze coperte senza uso di rigeneratori

segnale

 Facile installazione

 Impedenza: 50 Ohm banda base, 75 Ohm banda larga

In telecomunicazioni il cavo coassiale (in inglese coax) è un mezzo trasmissivo appartenente

alle linee di trasmissione molto usato nelletelecomunicazioni. Esso è composto da un

singolo conduttore di rameposto al centro del cavo (detto anima) e da un dielettrico (generalmente

inpolietilene o PTFE) che separa l'anima centrale da uno schermo esterno di metallo intrecciato

(maglia) garantendo costantemente l'isolamento tra i due conduttori. Lo schermo

di metallo intrecciato aiuta a bloccare le interferenze. Il cavo è munito poi di connettori ai suoi

estremi di connessione. Il segnale viaggia sotto forma di campo elettromagnetico tra l'anima e la

maglia ad una velocità v che è una frazione di quella luce nel vuoto e pari c/n con n indice di

rifrazione del dielettrico frapposto. L'analisi della propagazione del campo elettromagnetico nel

cavo coassiale fa parte della teoria delle linee di trasmissione, mentre l'effetto di convogliamento è

paragonabile a quello di una guida d'onda metallica. In particolare in esso si propaga il modo

elettromagnetico TEM.

Per molto tempo il cavo coassiale è stata la sola scelta economica da usare nella cablatura di reti

locali ad alta velocità perché rispetto al classico doppino garantisce una capacità di

banda superiore. Gli svantaggi di installare e mantenere un sistema in cavo coassiale includono il

fatto che il cavo è complesso e costoso da fabbricare, è difficile da utilizzare in spazi confinati in

quanto non può essere piegato eccessivamente intorno ad angoli stretti ed è soggetto a frequenti

rotture meccaniche ai connettori. Va però segnalata l'alta resistenza all'interferenza del segnale. In

tali ambiti è stato soppiantato dalla fibra ottica. 21

Cavo coassiale RG-59

A:guaina esterna di plastica

B:maglia di rame intrecciata o massa

C:isolante dielettrico interno

D:nucleo di rame o polo caldo

RIEPILOGO CAVI TRASMISSIVI 21

5. MATEMATICA

Per esprimere concetti di fisico-matematici riguardanti le fibre ottiche, consideriamo che all’interno

di una fibra ottica viaggiano raggi luminosi e, come scoperto dal fisico Newton, tali raggi si

comportano come onde e crepuscoli; possiamo soffermarci sul concetto di rifrazione.

La rifrazione

La rifrazione è la deviazione del raggio luminoso che passa da un mezzo ad un altro. Poiché la

velocità della luce nei mezzi è minore di quella nel vuoto, indichiamo l’indice di rifrazione del

mezzo come il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce del mezzo. Due

leggi sperimentali descrivono le proprietà della rifrazione quando un raggio passa da un mezzo

con indice di rifrazione n1 ad un altro mezzo con indice di rifrazione n2.

-La prima legge afferma che il raggio incidente, il raggio rifratto e la retta perpendicolare alla

superficie di separazione dei due mezzi, nel punto di incidenza, appartengono allo stesso piano.

-La seconda legge, invece, afferma che il rapporto tra il seno dell’angolo d’incidenza e quello

dell’angolo di rifrazione è costante ed è uguale al rapporto tra gli indici di rifrazione del secondo

mezzo e quello del primo mezzo. Questa legge è nota anche come legge di Snell:

sen i / sen r= n2/n1 21

Parlando di raggio luminoso è doveroso riprendere il concetto di onda e corpuscolo associato alla luce ed

enunciateci dal fisico Newton; dunque ricollegandoci all’elettromagnetismo è possibile rivisitare, seppur in

chiave schematica e riepilogativa, le quattro equazioni di Maxwell, legate in particolar modo al flusso e alla

circuitazione sia del campo elettrico sia di quello magnetico.

- 1° LEGGE DI MAXWELL (o “teorema di Gauss nell’elettrostatica”): il rapporto

tra la quantità totale di carica e la costante dielettrica assoluta è costante; o meglio,

il flusso del campo elettrico attraverso una superfice chiusa è direttamente

proporzionale alla carica totale contenuta all’interno della superficie;

-

- -

- 2° LEGGE DI MAXWELL (o “circuitazione del campo elettrico”): la circuitazione

del campo elettrico lungo la linea chiusa L è uguale a zero, quindi il campo

elettrico è conservativo; Γ (E) = 0

- 3° LEGGE DI MAXWELL (o “ teorema di Gauss per il magnetismo”): il flusso del

campo magnetico attraverso qualunque superficie chiusa è uguale a zero;

Ω (B) = 0

- 4° LEGGE DI MAXWELL ( o “teorema di Ampére ): la circuitazione del campo

magnetico può essere diversa da zero. Ciò ha un significato fisico molto

importante, perke indica che il campo magnetico non è conservativo. 21

6. DIRITTO

-IL SISTEMA INFORMATIVO E LE SUE CARATTERISTICHE

Il sistema informativo aziendale è l’insieme di tutte le informazioni relative all’attività di

gestione dell’azienda e di tutti i mezzi utilizzabili per raccoglierle, produrle e archiviarle.

Il sistema informativo aziendale si può dividere in:

 contabile

 non contabile

il sistema informativo contabile è costituito da tutti quei documenti nei quali vengono registrati i