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فارسی Attenuazione e finestre di trasmissione
La luce si attenua mentre attraversa il vetro, e quanto si attenua dipende dalla lunghezza d’onda: una curva con due massimi e tre minimi che ha determinato quali lunghezze d’onda usa tutto il settore. Questa pagina spiega da dove viene la perdita (diffusione, assorbimento, il picco dell’acqua), la quantifica per chilometro per ogni tipo di fibra e finestra, aggiunge le perdite discrete di connettori e giunzioni, e mostra come il totale diventa la colonna «dB» di ogni bilancio di potenza.
Da dove viene la perdita
| Meccanismo | Fisica | Dipendenza dalla lunghezza d’onda | Quota a 1550 nm |
|---|---|---|---|
| Diffusione di Rayleigh | le fluttuazioni di densità congelate nel vetro diffondono la luce in tutte le direzioni | ∝ 1/λ⁴, domina alle lunghezze d’onda corte | ~0,15 dB/km su 0,2 |
| Assorbimento infrarosso | vibrazioni del reticolo della silice | cresce bruscamente oltre 1 600 nm | piccolo a 1550, chiude la finestra oltre 1 700 |
| Assorbimento OH⁻ (acqua) | ioni idrossido derivanti dalla fabbricazione | raggiunge il massimo a 1 383 nm (e a 1 240, 950 nm) | 0 nella fibra a basso picco d’acqua; fino a 1–2 dB/km nella fibra vecchia |
| Assorbimento da ioni metallici | impurità di Fe, Cu, Cr | — | trascurabile nella fibra moderna |
| Curvatura | macrocurvature e microcurvature | aumenta con la lunghezza d’onda | dipende dalla progettazione (La luce nella fibra) |
| Assorbimento UV | transizioni elettroniche | molto al di sotto di 800 nm | irrilevante per le telecomunicazioni |
Il minimo della somma si trova a ≈ 1 550 nm (0,17–0,20 dB/km nella fibra migliore), il motivo per cui i collegamenti a lunga distanza e il DWDM si collocano lì.
Le finestre
| Finestra | Lunghezza d’onda | Attenuazione tipica (SMF) | Attenuazione tipica (MMF) | Chi la usa |
|---|---|---|---|---|
| 1ª, 850 nm | 770–910 | — (solo multimodale) | 2,5–3,5 dB/km | ottiche SR basate su VCSEL, da 1000BASE-SX a 800G-SR8; SWDM |
| 2ª, 1310 nm (banda O) | 1 260–1 360 | 0,32–0,40 dB/km | 0,6–1,5 (MMF a 1300) | LX/LR/DR/FR, banda bassa CWDM, PON a monte, dispersione zero |
| Banda E | 1 360–1 460 | 0,35 (solo fibra a basso picco d’acqua) | — | canali CWDM 1371–1451 |
| Banda S | 1 460–1 530 | 0,25 | — | PON XG-PON a monte? no, GPON a valle 1490, CWDM 1471–1511 |
| 3ª, 1550 nm (banda C) | 1 530–1 565 | 0,18–0,22 dB/km | — | ER/ZR, DWDM, finestra di guadagno EDFA, PON video/1550 |
| Banda L | 1 565–1 625 | 0,20–0,25 | — | estensione DWDM, PON XG-PON a valle 1577, monitoraggio 1625 |
| Banda U | 1 625–1 675 | 0,3+ | — | monitoraggio OTDR di sistemi in servizio |
Nomi delle bande e piani dei canali: Bande di lunghezza d’onda.
Attenuazione per tipo di fibra
| Fibra | 850 nm | 1310 nm | 1383 nm | 1550 nm | 1625 nm | Massimi normativi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 (62,5 µm) | 3,5 | 1,5 (1300) | — | — | — | TIA-568 |
| OM2–OM5 (50 µm) | 3,0 (2,3 tip.) | 1,5 (0,7 tip.) | — | — | — | TIA-568 |
| OS1 (per interni, buffer stretto) | — | 1,0 | — | 1,0 | — | ISO 11801 |
| OS2 / G.652.D (basso picco d’acqua) | — | 0,35 (0,4 max) | ≤ 0,4 | 0,20 (0,3 max) | 0,23 | ITU-T G.652.D |
| G.652.B (più vecchia, con picco d’acqua) | — | 0,35 | 1–2 | 0,22 | 0,3 | G.652.B |
| G.655 NZ-DSF | — | — | — | 0,22 | 0,25 | G.655 |
| G.654.E a perdita ultrabassa | — | — | — | 0,17 | 0,19 | G.654 |
| G.657 insensibile alle curvature | — | 0,35 | — | 0,20 | 0,23 | G.657 |
Regola pratica: per il progetto si usa il massimo specificato dal produttore del cavo (0,35/0,22), per la risoluzione dei guasti il valore misurato.
Perdite discrete
| Elemento | Tipico | Margine di progetto | Note |
|---|---|---|---|
| Coppia di connettori, monomodale UPC, pulita | 0,1–0,3 dB | 0,5 dB (TIA), 0,75 dB (vecchi progetti) | connettori di grado B ≤ 0,25 dB tipico |
| Coppia di connettori, APC | 0,1–0,3 dB | 0,5 dB | più perdita di ritorno ≥ 60 dB |
| Coppia di connettori, multimodale | 0,1–0,5 dB | 0,75 dB | — |
| Coppia MPO-12/16 | 0,2–0,5 dB (bassa perdita ≤ 0,35) | 0,5–0,75 dB | per coppia collegata, tutte le fibre |
| Giunzione a fusione, monomodale | 0,02–0,1 dB | 0,1–0,3 dB | misurata con OTDR |
| Giunzione a fusione, multimodale | 0,05–0,2 dB | 0,3 dB | — |
| Giunzione meccanica | 0,2–0,5 dB | 0,5 dB | riparazioni temporanee |
| Connettore sporco | 0,5–3 dB | — | la perdita più comune di tutte (Guasti dell’impianto) |
| Splitter 1:2 | 3,5 dB | 3,9 dB | ogni raddoppio aggiunge ≈ 3,2–3,5 dB |
| Splitter 1:32 | 17 dB | 17,5–18 dB | PON (Classi ODN) |
| Multiplexer CWDM (8 canali) | 1,0–2,0 dB | 2,5 dB | per passaggio; ×2 per multiplexer + demultiplexer (Bilancio CWDM) |
| AWG DWDM (40 canali) | 3–5 dB | 5–7 dB | per passaggio |
| Attenuatore fisso | 1–20 dB nominale | ± 0,5 dB | per evitare il sovraccarico del ricevitore |
Mettendo tutto insieme
Perdita totale = Σ(lunghezza della fibra × dB/km) + Σ(coppie di connettori) + Σ(giunzioni) + Σ(dispositivi passivi).
| Collegamento di esempio | Fibra | Connettori | Giunzioni | Dispositivi | Totale |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 km SMF a 1310 nm, 4 coppie di connettori, 4 giunzioni | 3,5 | 2,0 (progetto) / 0,8 (tip.) | 0,4 / 0,2 | — | 5,9 progetto / 4,5 tipico |
| 40 km SMF a 1550 nm, 4 coppie, 12 giunzioni | 8,8 | 2,0 | 1,2 | — | 12,0 |
| 300 m OM4 a 850 nm, 2 coppie | 0,9 | 1,5 | — | — | 2,4 |
| 20 km GPON a 1490 nm, split 1:32, 4 coppie, 6 giunzioni | 5,0 | 2,0 | 0,6 | 17,5 | 25,1 (classe B+ 28 dB) |
| 40 km CWDM a 1550 con multiplexer/demultiplexer | 8,8 | 2,0 | 1,0 | 5,0 | 16,8 |
Confronta con il bilancio del modulo: Ingegneria del bilancio di potenza.
La lunghezza d’onda conta due volte
- Perdita per chilometro: un modulo ER a 1550 nm perde 0,2 dB/km, mentre un modulo LR a 1310 nm perde 0,35; su 40 km sono 6 dB di differenza, il motivo per cui ER e ZR si collocano a 1550.
- Sensibilità alle curvature: le perdite da curvatura aumentano con la lunghezza d’onda; un impianto che passa a 1310 può fallire a 1550 o 1577 (XG-PON), e si usa una lunghezza d’onda di prova di 1625 nm per individuare queste curvature (Test).
In CodingBox
Il DDM del modulo fornisce i due estremi dell’equazione (potenza Tx qui, potenza Rx là), e la differenza, misurata al banco con una bretella in buono stato noto e poi nel rack, è la perdita dell’impianto; confrontarla con la tabella qui sopra ti dice se l’impianto corrisponde a quanto previsto dal progetto (DDM nell’app, Potenza Rx e bilancio).
La luce che torna indietro invece di proseguire in avanti: riflessione di Fresnel, riflettanza e perdita di ritorno per componente e per tecnologia: Riflessioni e perdita di ritorno; come aumenta l’attenuazione con l’età: idrogeno, acqua, radiazione, microcurvatura: Affidabilità e invecchiamento.