Che cos'è un ripetitore a fibra ottica?
Le linee dati in fibra ottica utilizzano un segnale ottico per trasmettere informazioni. Attraverso un processo noto come riflessione interna totale, un impulso di luce viene trattenuto all'interno della fibra ottica. Mentre la luce viaggia a zig-zag lungo la linea della fibra, si attenua. L'attenuazione è una diminuzione dell'intensità dell'impulso di luce che raggiunge l'estremità più lontana della fibra. Un ripetitore a fibra ottica supera l'attenuazione ripristinando l'impulso della luce alla sua forza originale prima di inviarlo sulla gamba successiva sulla linea di rete.
Nelle reti in fibra ottica, filamenti molto sottili di filo di vetro trasmettono impulsi di luce. Questi impulsi di luce sono nelle lunghezze d'onda del vicino infrarosso perché questa lunghezza d'onda ha il tasso di attenuazione più basso. Agli switch di rete, questi impulsi di luce in ingresso vengono tradotti in un segnale binario elettronico. Questo segnale dati può quindi essere trasmesso a singoli computer.
Utilizzando un ripetitore a fibra ottica ogni 45-70 km (28-43 miglia), il segnale dati può essere trasmesso per grandi distanze. Alcune delle più lunghe linee in fibra ottica attraversano l'Oceano Atlantico. I ripetitori richiedono elettricità, quindi i cavi elettrici convenzionali devono essere resi disponibili per ciascun ripetitore.
I vecchi segnali analogici utilizzavano amplificatori per estendere la distanza di un segnale. Gli amplificatori, tuttavia, hanno avuto l'effetto indesiderato di amplificare il rumore elettrico e il segnale originale. I ripetitori in fibra ottica, d'altra parte, rimuovono il rumore che è entrato in un segnale. Questo perché i segnali digitali possono essere separati elettronicamente dal rumore indesiderato. A differenza dei segnali analogici, anche un segnale in fibra debole e distorto può essere ripulito e inviato ulteriormente lungo la linea di rete.
Mentre un segnale ottico viaggia, ha una naturale tendenza a modificarne la forma. Questo fenomeno si chiama dispersione, un cambiamento nella velocità della luce con la lunghezza d'onda della luce. In parole povere, uno stretto impulso di luce diventa più ampio quanto più viaggia. Un ripetitore a fibra ottica ha la capacità di ripristinare la forma naturale dell'impulso di luce. Dopo essere stato ripristinato dal ripetitore, il segnale viene ritrasmesso alla successiva sezione in fibra ottica.
La fibra ottica ha molti vantaggi rispetto ad altri metodi di trasmissione dei dati. Le fibre di vetro non conducono elettricità, quindi non sono influenzate da disturbi elettromagnetici o tempeste di illuminazione. Inoltre, la quantità di informazioni che può trasportare un singolo filo in fibra ottica è maggiore del filo di rame o dei collegamenti wireless. In teoria, una singola linea in fibra ottica può trasportare 50 miliardi di conversazioni vocali su un singolo raggio di luce, sebbene in pratica questo limite non sia stato raggiunto.
Un ripetitore a fibra ottica non ha la capacità di distinguere gli impulsi di luce che hanno lunghezze d'onda diverse. Ciò limita la capacità di un ripetitore di ritrasmettere informazioni ottiche dense. Le informazioni leggere di più lunghezze d'onda possono essere trasmesse su lunghe distanze attraverso l'uso di amplificatori in fibra drogata con erbio invece di ripetitori. Questi amplificatori hanno la capacità di aumentare la forza delle singole lunghezze d'onda della luce.