Corso di Comunicazioni Ottiche Anno accademico ottiche

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1 Corso di Comunicazioni Ottiche Anno accademico Tecniche di produzione p delle fibre ottiche

2 Indice (1) Famiglie di fibre ottiche: fibre monomodali; fibre multimodali. Materiali per le fibre ottiche: fibre in vetro; fibre plastiche. Produzione delle fibre ottiche: preparazione della preforma: tecnica OVD; tecnica VAD; tecnica MCVD; tecnica PCVD.

3 Indice (2) filatura della preforma; filatura diretta. Test e misure: meccanici; ottici; geometrici. Cavi ottici: cavi tight-jacket; cavi loose-tube; cavi ribbon; cavi sottomarini.

4 Fibre ottiche monomodali (SMF) La fibra monomodale è la scelta preferita per comunicazioni ottiche a lunga distanza ad alto bitrate con o senza repeaters. L elevata capacità trasmissiva è dovuta al diametro del nucleo piccolo ( 9µm)( ) rispetto alla lunghezza d onda della luce propagante. Questo permette la propagazione ad un solo modo guidato, con conseguente minimizzazione della distorsione degli impulsi e aumento della massima distanza di trasmissione. Applicazioni: reti ottiche sottomarine; reti terrestri WAN a elevato bitrate.

5 Fibre ottiche multimodali (MMF) La fibra multimodale è la scelta preferita per comunicazioni a breve distanza e con molte connessioni. Il diametro del nucleo è grande rispetto alla lunghezza d onda della luce trasmessa, permettendo la propagazione di più modi guidati. Si hanno quindi manutenzione e connettorizzazione più semplici rispetto alle fibre monomodali. Applicazioni: LAN; MAN e WAN (a bitrate o distanze minori rispetto alle monomodali); installazioni locali.

6 Fibre monomodali e multimodali Confronto tra la struttura dei due tipi di fibre:

7 Materiali per le fibre ottiche Ci sono molti materiali disponibili per la produzione di fibre ottiche, ma solo alcuni rispettano tutti i requisiti necessari. Il materiale deve essere: adatto a realizzare strutture lunghe, sottili e flessibili; trasparente alle lunghezze d onda di interesse; fisicamente compatibile con altri materiali con indice di rifrazione ione leggermente diverso per realizzare nucleo e mantello; economico e abbondante in natura. Due materiali comunemente usati che hanno tutte queste caratteristiche sono materie plastiche e vetro (includendo vetri ossidi,alogenuri e calcogenuri).

8 Vetri per fibre ottiche Vetri ossidi: è la categoria di vetro più usata per la produzione di fibre ottiche; il più comune e usato è la silice vetrosa (SiO 2 ), poiché il materiale grezzo di partenza è la sabbia; la silice si ottiene fondendo composti di ossidi di metallo, solfuri e seleniuri in appositi forni; la principale difficoltà nel processo produttivo sta nella elevata purezza necessaria per minimizzare l attenuazione della fibra; principali caratteristiche: resistenza alla deformazione anche a temperature superiori a 1000 C; 0 C; bassa espansione termica e quindi bassa probabilità di rottura per p shock termici; ottima stabilità chimica nel tempo; elevata trasparenza nelle regioni del visibile e dell infrarosso.

9 Vetri per fibre ottiche Vetri alogenuri: i vetri derivanti dai fluoruri hanno perdite di trasmissione molto basse per lunghezze d onda comprese tra 0.2 e 8mm; la stessa caratteristica vale per gli alogenuri da metalli pesanti, che sono combinazioni di metalli pesanti e elementi non metallici del settimo gruppo; la ricerca si è quindi focalizzata su questi composti, al fine di d produrre fibre con attenuazione notevolmente inferiore rispetto a quelle standard in silice vetrosa; teoricamente, il minimo di attenuazione per questi materiali è pari p a db/km rispetto ai 0.2 db della silice vetrosa. I vetri fluoruri si dividono in due classi: sistemi binari e ternari; i sistemi ternari hanno migliori proprietà ottiche, chimiche e bassa sa tossicità.

10 Vetri per fibre ottiche Vetri calcogenuri: le fibre prodotte con vetri calcogenuri contengono arsenico, germanio, fosforo, zolfo, selenio o tellurio; i processi produttivi per queste fibre sono molto complessi e questo le rende non particolarmente usate; un metodo usato è il raffinamento a zona; teoricamente, l attenuazione minima raggiungibile per questi materiali è pari a 0.01 db/km.

11 Droganti Al fine di produrre materiali simili aventi indici di rifrazione leggermente diversi per nucleo e mantello, la silice viene drogata con ossidi classificabili in due categorie: droganti che aumentano l indice di rifrazione all aumentare della percentuale molare (es. titanio, germanio, fosforo); droganti che diminuiscono l indice di rifrazione all aumentare della d percentuale molare (es. boro, fluoro). Si riportano in tabella tre esempi di droganti utilizzati per produrre fibre monomodali e multimodali: Nucleo GeO 2 -B 2 O 3 -SiO 2 GeO 2 -SiO 2 SiO 2 Mantello B 2 O 3 - P 2 O 5 -SiO 2 F- P 2 O 5 -SiO 2 F- P 2 O 5 -SiO 2 Tipologia MMF SMF SMF

12 Reazioni chimiche L obiettivo è la produzione della preforma, cioè una barra di vetro solido, punto di partenza per la produzione della fibra. Composti chimici purissimi (principalmente tetracloruro di silicio SiCl 4 e tetracloruro di germanio GeCl 4 ) sono usati nel processo di produzione della preforma, variandone le proporzioni in modo da ottenere i differenti tipi desiderati. Le reazioni chimiche che stanno alla base della produzione del vetro per applicazioni ottiche sono: SiCl 4 (gas) + O 2 SiO 2 (solido) + 2Cl 2 (in presenza di calore) GeCl 4 (gas) + O 2 GeO 2 (solido) + 2Cl 2 (in presenza di calore)

13 Reazioni chimiche La composizione del nucleo della maggior parte delle fibre per telecomunicazioni consiste principalmente di silice vetrosa e di germanio aggiunto come drogante per aumentare l indice di rifrazione al livello desiderato. Le fibre monomodali (SMF) tipicamente richiedono meno germanio al fine di minimizzare l attenuazione e sono caratterizzate da profilo di indice di rifrazione uniforme nel nucleo. Le fibre multimodali (MMF) sono caratterizzate da maggiore presenza di germanio e quindi indice di rifrazione più elevato, inoltre il profilo di indice di rifrazione nel nucleo è parabolico per combattere la dispersione modale.

14 Fibre ottiche plastiche Le fibre ottiche plastiche sostituiscono quelle in silice per brevi distanze (fino a 100m) o in ambienti in cui sia necessaria resistenza meccanica superiore. Sono adatte inoltre per illuminazione, applicazioni mediche, automobilistiche, strumentazione e sensori che necessitano di cortissimi spezzoni di fibra. Negli ultimi anni c è un rinnovato interesse per le fibre plastiche, poiché la ricerca ha portato le performance a livelli competitivi con le fibre in silice. Esempi di composti usati in fibre plastiche: nucleo: polystirene,polymethyl methacrylate; mantello: methyl methacrylate, copolymer.

15 Fibre ottiche plastiche Le fibre plastiche (POF) sono di tipo step-index con diametro tipico di 1mm. Queste dimensioni rendono semplice e efficiente l accoppiamento di luce dalla sorgente ed economici i connettori (10-20% in meno rispetto a quelli standard).

16 Fibre ottiche plastiche La terminazione si effettua semplicemente a mano tagliando con una lama! La natura plastica rende queste fibre robuste, facili da installare, leggere e poco costose. Le proprietà ottiche delle POF convenzionali sono decisamente peggiori rispetto alle fibre in silice: attenuazione elevata apertura numerica; bitrate limitato dalla dispersione modale.

17 Fibre ottiche plastiche Recentemente la ricerca ha portato a nuove fibre GI-POF, caratterizzate da bassa apertura numerica, profilo d indice graduale e elevato bitrate a distanze di 100m. utilizzo per connessioni in LAN: installazione rapida, strumentazione semplice, prezzo competitivo con il rame.

18 Produzione delle fibre ottiche Si prende in considerazione il processo produttivo per fibre ottiche in silice vetrosa, che ad oggi occupano ancora buona parte del mercato. Esistono due tecniche fondamentali per la produzione di fibre ottiche in silice vetrosa: filatura diretta a partire da un crogiolo contenente silice pura; ossidazione da fase di vapore e filatura della preforma. La filatura diretta non consente di ottenere fibre pure e omogenee, quindi la seconda tecnica è la più usata. I processi comunemente usati si dividono quindi in due fasi: preparazione della preforma; filatura della fibra.

19 Preparazione della preforma I processi di produzione moderni partono da una preforma, in modo da filare un materiale sufficientemente puro, con bassa concentrazione di ioni OH -, bassa concentrazione di ioni metallici contaminanti e poco costoso. Di seguito si illustrano alcune delle più comuni tecniche per la preparazione delle preforme, che si differenziano principalmente per come vengono depositati gli strati: Outside vapor deposition (OVD); Vapor phase axial deposition (VAD); Modified chemical vapor deposition (MCVD); Plasma chemical vapor deposition (PCVD).

20 Tecnica OVD La tecnica OVD, chiamata anche processo soot, è stata sviluppata dalla Corning, ed ha permesso di realizzare le prime fibre con attenuazione minore di 20dB/km. I tre passi principali del processo sono: deposizione; consolidamento; filatura.

21 Tecnica OVD Durante la deposizione,, materiali quali SiCl 4, GeCl 4, BCl 3, O 2 vengono fatto reagire a temperature elevate producendo il cosiddetto soot (solide particelle submicrometriche), che è depositato su una barra ceramica rotante. Inizialmente avviene la formazione del nucleo, quindi quella del mantello; il soot si deposita sulla barra e, strato per strato, si costruisce una preforma cilindrica. Il processo prevede il controllo accurato in tempo reale di composizione del vetro, indice di rifrazione e dimensioni di nucleo e mantello.

22 Tecnica OVD La preforma così ottenuta è rimossa dalla barra ceramica e posta in un forno di consolidamento,, dove viene sinterizzata; l alta temperatura rimuove ogni traccia di vapore acqueo e si ottiene un solido e denso vetro bucato. Il prodotto è quindi sottoposto a filatura all interno di apposite torri; durante questo passo, descritto più in dettaglio più avanti, il buco nel tubo collassa e si forma una fibra perfettamente simmetrica.

23 Tecnica VAD Nella tecnica VAD, le particelle di SiO 2 sono formate nello stesso modo visto per l OVD. Le particelle sono deposte all estremità di una barra di vetro collegata a un motore: una pulling machine ruota la barra verso l alto crescendo assialmente una preforma porosa. La preforma è quindi trasformata in barra solida mediante fusione a zona ed è pronta per la filatura. Vantaggi rispetto all OVD: prevede l uso di una camera di deposizione con atmosfera pulita; non si crea nessun buco centrale; si realizzano preforme di lunghezze continue; costi contenuti.

24 Tecnica VAD

25 Tecnica MCVD La tecnica MCVD è stata sviluppata dai Bell Labs della AT&T nel 1970; il suo successo ha portato AT&T alla decisione di cominciare, a partire dal 1980, la produzione a livello di massa delle fibre ottiche. Secondo il Journal of Lightwave Technology questo metodo consente di produrre le fibre di miglior qualità sotto condizioni di lavoro industriali. MCVD è un processo semplice e immediato per produrre fibre di elevata qualità soddisfacendo diverse specifiche di progetto usando sempre la stessa attrezzatura. L uso massiccio a livello industriale rende necessario lo studio di ogni passo di processo in dettaglio.

26 Tecnica MCVD Nella tecnica MCVD, la miscela di composti chimici illustrata precedentemente è introdotta all interno di un tubo rotante di vetro (in particolare puro SiO 2 sintetico). Il tubo è quindi montato su un tornio equipaggiato con una speciale fiamma riscaldante. Il gas che fluisce nel tubo reagisce con il calore formando il soot nelle vicinanze della zona riscaldata. Il soot generato si deposita quindi sulla parete interna del tubo. Mentre la fiamma si muove lungo il tubo, il calore trasforma le bianche e solide particelle del soot in puro e trasparente vetro (vetrificazione( vetrificazione)

27 Tecnica MCVD Il materiale depositato andrà a formare il nucleo della fibra. Il processo viene ripetuto per molte ore; per ogni passaggio della fiamma è possibile modificare composizione, viscosità e spessore dello strato deposto al fine di rispettare le specifiche di progetto. La possibilità di produrre un ampia gamma di fibre ottiche deriva proprio da questo fattore, unitamente alla capacità di cambiare la velocità di movimento del bruciatore e la temperatura della fiamma. Tutti i parametri critici di processo sono monitorati e controllat da calcolatori, in particolare è fondamentale il controllo accurato della composizione chimica della miscela.

28 Tecnica MCVD Dopo la deposizione della quantità desiderata di materiale il flusso di reagenti è arrestato, si diminuisce la velocità del bruciatore e si incrementa la temperatura della fiamma. Il tubo quindi collassa fino a formare una barra solida, che viene separata da un operatore e preparata per il passo successivo. L indice di rifrazione della preforma è misurato usando un analizzatore di preforma, che confronta i parametri sperimentali con le specifiche di progetto fornendo i risultati all operatore. Si può notare come l intero processo sia altamente automatizzato e richieda solo minimo intervento umano.

29 Tecnica MCVD Il tubo di silice pura da cui è partito il processo è diventato alla fine parte della regione che costituisce il mantello della preforma. Lo spessore del mantello è ulteriormente aumentato mediante il processo di sleeving o overcollapse : un altro tubo di silice pura viene fatto collassare all esterno della preforma originale, portando le dimensioni della preforma a rispettare le specifiche.

30 Tecnica MCVD

31 Tecnica MCVD TELAIO ORIZZONTALE PER PREFORMA TELAIO VERTICALE PER PREFORMA

32 Tecnica PCVD La tecnica PCVD è stata ideata dagli scienziati della Philips Research. A differenza dell MCVD, si deposita vetro puro all interno di un tubo di silice e si usa plasma non isotermico nel range delle microonde (2.45GHz) al posto della fiamma. Il plasma provoca la reazione chimica alla temperatura di C, minore rispetto all MCVD. Questa tecnologia permette di produrre fibre ottiche di elevatissima qualità, con ottime capacità trasmissive e perdite molto basse. L efficienza di deposizione del processo è molto elevata (vicino al 100% per la silice vetrosa)

33 Tecnica PCVD Vantaggi (rispetto all MCVD): alta efficienza e accuratezza della deposizione; bassa temperatura di deposizione; deposizione di strati più sottili; più semplice trattamento dei gas di reazione; processo estremamente versatile; Svantaggi: il processo è molto più lento rispetto all MCVD, e questo costituisce un grosso problema per applicazioni industriali.

34 Filatura della preforma Il secondo passo nella produzione è convertire la preforma in una fibra ottica avente le dimensioni di un capello (fiber drawing) all interno della cosiddetta draw tower. Un estremità della preforma è posta in un forno al quarzo, in cui sono iniettati gas purissimi al fine di creare un atmosfera pulita e termicamente conduttiva. Nel forno la temperatura deve essere accuratamente controllata (circa 1900 C) fino a far raggiungere lo stato pastoso all estremità della preforma. A questo punto la forza di gravità prevale e il vetro viene stirato fino ad ottenere un filo sottile.

35 Filatura della preforma L operatore infila questo filo di fibra attraverso una serie di stampi ricoprenti ( threading step ) e il processo di filatura vero e proprio può cominciare. La fibra viene tirata da un dispositivo a cinghia posto nella parte inferiore della draw tower e quindi avvolta su apposite bobine. Durante la filatura, la preforma viene riscaldata ad una temperatura ottima per ottenere la tensione di drawing ideale. In campo industriale si possono raggiungere velocità di filatura di metri al secondo.

36 Filatura della preforma Il diametro della fibra è continuamente monitorato mediante micrometri laser; tipicamente, si richiede un valore di 125µm con una tolleranza di 1µm. Il micrometro laser campiona il valore del diametro oltre 750 volte al secondo; il valore reale è confrontato con il target di 125µm, e l errore l viene convertito in variazioni della velocità di filatura della fibra dal sistema di controllo: se il diametro è maggiore del target, si incrementa la velocità; se il diametro è minore del target, si diminuisce la velocità. In ambito industriale si ottiene il valore desiderato di 125µm ±1µm m in un intervallo statistico pari a 6σ 6 (più del 99%).

37 Filatura della preforma Il passo conclusivo prevede l applicazione sulla fibra di due strati protettivi: uno interno più morbido e uno esterno più duro e resistente. Questo duplice rivestimento protettivo fornisce solidità meccanica consentendo di maneggiare la fibra senza danneggiarla, inoltre ne protegge la superficie dall ambiente esterno. I due rivestimenti sono infine trattati con raggi ultravioletti. Il processo di filatura è molto bene automatizzabile e non richiede nessun intervento umano dopo il threading step.

38 Filatura della preforma

39 Filatura della preforma La torre mostrata in figura è alta 9 metri ed è equipaggiata per il trattamento termico e UV di rivestimenti protettivi per fibre speciali. La torre in figura è usata per filatura ad alta velocità (2000 metri/min).

40 Filatura diretta Una tipica tecnica a filatura diretta è il metodo a doppio crogiolo, che può essere usato per fibre a silice e alogenuri. La tecnica è semplice e immediata: si realizzano due barre di vetro a partire da polveri di silice, una per il nucleo e una per il mantello. Le barre sono usate per rifornire due crogioli concentrici: quello interno contiene il nucleo fuso, l altro il mantello. In un processo continuo, la fibra viene filata a partire dallo stato fuso. Lo svantaggio del metodo, inutilizzabile a livello industriale, è il rischio di introdurre contaminanti durante la fusione.

41 Test e misure La fibra filata viene accuratamente esaminata: tutti i parametri ottici e geometrici sono verificati al fine di rispettare le stringenti specifiche previste. Si realizzano tre tipi di test: meccanici; ottici; geometrici;

42 Test e misure Viene verificata innanzitutto la resistenza a trazione: : ogni fibra viene sottoposta a carichi di prova che assicurino una resistenza minima di libbre al pollice quadrato; la fibra viene quindi riavvolta in bobine e tagliata secondo la lunghezza specificata. La fibra è quindi testata al fine di individuare difetti puntuali mediante un OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), che permette di localizzare le anomalie lungo la fibra analizzando la luce retro-scatterata.

43 Test e misure Una serie di parametri ottici è verificata a diverse lunghezze d onda: attenuazione; prodotto bitrate per lunghezza del collegamento (in particolare per fibre multimodali); apertura numerica (angolo di accettanza per la luce in ingresso); lunghezza d onda di taglio (per fibre monomodali delimita la regione di monomodalità); diametro modale (diametro del modo fondamentale, importante per le interconnessioni); dispersione cromatica (principale fattore limitante per le fibre monomodali).

44 Test e misure I seguenti parametri geometrici sono verificati: diametro del mantello; eccentricità del mantello; diametro del rivestimento esterno; eccentricità del rivestimento esterno; concentricità dei rivestimenti; concentricità nucleo-mantello; eccentricità del nucleo; diametro del nucleo. I costruttori devono garantire la calibrazione degli strumenti di test; periodiche misure round-robin robin con clienti e altri produttori assicurano accuratezza, consistenza e ripetibilità.

45 Test e misure I seguenti test meccanici e ambientali sono realizzati periodicamente per assicurare che la fibra mantenga l integrità ottica e meccanica secondo le specifiche dei clienti: forza necessaria per lo strappo del rivestimento; range operativo di temperatura; dipendenza dell attenuazione dalla temperatura; cicli temperatura-umidità; umidità; invecchiamento accelerato; immersione in acqua. I metodi di test che consentono di ottenere misure consistenti sono pubblicati dalla Telecommunications Industry Associatio (Arlington,VA) che fissa gli standard USA per le fibre ottiche.

46 Cavi ottici La fibra ottica presenta elevata resistenza a trazione ma bassa resistenza a sollecitazioni radiali quali le piegature; nasce quindi la necessità di inserire la fibra all interno di strutture protettive formando i cosiddetti cavi ottici. Il cavo si realizza attorcigliando le fibre le une contro le altre al fine di ottenere una lunghezza di cavo minore di quella di fibra, minimizzando l effetto delle micropiegature. Il cablaggio non deve alterare le caratteristiche trasmissive del mezzo a fronte di sollecitazioni chimiche e fisiche esterne dipendenti dall ambiente di posa e dal procedimento di installazione.

47 Cavi ottici Fattori di danneggiamento della fibra ottica: sollecitazioni a trazione: : lo stress indotto dalla posa o dal vento per i cavi in sospensione degenera le caratteristiche trasmissive; piegatura: : rischio di spezzare il mezzo trasmissivo o aumentare l attenuazione ; umidità: : l infiltrazione di acqua amplifica l attenuazione dovuta agli ioni ossidrile e può creare microfratture; fulmini: : il cavo deve essere isolato elettricamente se contiene i conduttori per l alimentazione dei repeaters; danneggiamento causato da roditori o termiti,, dal transito di mezzi pesanti per cavi interrati o da imbarcazioni e animali marini per cavi sottomarini.

48 Cavi ottici Ogni tipologia di cavo è caratterizzata da numero di fibre, materiale di isolamento e armatura di protezione adatti all ambiente di impiego. Si distinguono in particolare: cavi interrati per brevi e lunghe distanze; cavi sospesi inseriti nelle linee di massa dei tralicci dell alta a tensione; cavi per gli edifici; cavi sottomarini per collegamenti a lunga distanza. Esistono configurazioni elementari per realizzare cavi: tight jacket cable; loose tube cable; ribbon cable.

49 Cavi ottici tight jacket Tight jacket cable: è lo stadio minimo di ricoprimento, costituito da un rivestimento o di materiale plastico colorato di 250µm m di diametro ricavato per estrusione diretta sul ricoprimento primario; è utilizzabile solo o in laboratorio, mentre per uso industriale si aggiunge un rivestimento secondario del diametro di 900µm; la struttura tight jacket ha grande resistenza a urti e rotture, è molto sensibile agli stress dovuti alle variazioni di temperatura ma permette p di progettare strutture leggere e semplici; se il cavo tight jacket è inserito in strutture twisted o ad elevata curvatura, le perdite eccedono quelle dovute a micropiegature; una tipologia più raffinata è il cavo breakout: : ogni fibra singola tight jacket è avvolta da una guaina di PVC, quindi queste singole unità vengono protette da una copertura comune.

50 Cavi ottici loose tube Loose tube cable: le fibre con rivestimento primario vengono inserite in tubi in laminato l di alluminio o polietilene del diametro di 2mm; i tubi contengono o una fibra o gruppi di attorcigliate, libere in aria o gel sintetico; più tubi possono essere attorcigliati su un elemento di trazione in acciaio nel caso di cavi multifibra, al fine di minimizzare stress, ss, elongazioni e contrazioni; variando il numero di fibre all interno del tubo si può controllare l effetto delle variazioni di temperatura sull attenuazione; la configurazione loose-tube minimizza l attenuazione dovuta alle micropiegature e permette di ottenere elevato isolamento dagli agenti esterni: sotto stress meccanico continuo, si ottengono caratteristiche trasmissive più stabili.

51 Tight-jacket vs. Loose tube Cable Cable structure Parameter Loose tube Tight buffer Breakout Bend radius Diameter Larger Larger Smaller Smaller Lower Larger Larger Higher Higher Tensile Strength Higher Impact Resistance Lower Higher Crush Resistance Lower Higher Higher Attenuation vs. Temp Lower Higher Higher

52 Cavi ottici tight-jacket e loose tube Una volta effettuata la scelta tra cavo tight-jacket e loose tube il progettista del sistema ha implicitamente scelto un compromesso tra perdite per micropiegature e flessibilità. Nell installazione del cavo, sono molto importanti proprietà meccaniche quali resistenza a trazione, urti, flessione e piegature. Specifiche ambientali riguardano principalmente resistenza a umidità, agenti chimici e vari tipi di agenti atmosferici. Se le condizioni di posa del cavo creano sforzi di trazione inaccettabili, si possono avere perdite per micropiegature, rotture e affaticamento del cavo.

53 Cavi ottici tight-jacket e loose tube Per contrastare queste tensioni aggiuntive, è possibile aggiungere al cavo elementi di trazione, che conferiscono al cavo ottico la stessa resistenza dei cavi elettronici, proteggendo le fibre da stress, elongazioni e contrazioni. In alcuni casi, l elemento di trazione agisce anche come stabilizzatore meccanico in temperatura. E importante notare come le fibre ottiche si deformino pochissimo prima della rottura, quindi l elemento di trazione deve avere bassa elongazione in corrispondenza del carico previsto. Gli elementi di trazione tipicamente usati nei cavi ottici sono cavi di acciaio, FGE (fiberglass epoxy rod) e Aramid.

54 Cavi ottici tight-jacket e loose tube L Aramid è cinque volte più resistente dell acciaio; quando è richiesta la costruzione di una struttura interamente dielettrica, Aramid e FGE sono la scelta obbligata. Acciaio e FGE devono essere scelti quando quando si richiede il funzionamento a basse temperature, poiché presentano maggiore stabilità. Fiberglass epoxy rod Steel Aramid Load to break Diameter Elongation inches break Weight per 1000ft 480lbs % 1.4lbs 480lbs % 7.5lbs 944lbs % 1.8lbs

55 Cavi ottici tight jacket (tight buffer)

56 Cavi ottici loose tube

57 Cavi ottici ribbon Ribbon cable: è una variazione sullo schema generale dei cavi tight-jacket: un gruppo di fibre rivestite viene disposto in parallelo e ricoperto o con plastica fino a formare un nastro multifibra; la principale differenza rispetti ai cavi tight-jacket sta nel fatto che un rivestimento plastico ricopre la serie di fibre parallele; i ribbon tipici contengono da 5 a 12 fibre; si possono impilare fino a 12 ribbon per formare il nucleo del cavo ottico; la struttura del ribbon permette installazione semplice sul campo o e facilità di connettorizzazione, fattori che sono una necessità per p molteplici applicazioni.

58 Cavi ottici ribbon

59 Cavi ottici sottomarini Contengono tipicamente poche fibre (4-20) e vengono realizzati in configurazione tight-jacket o loose-tube con gel di riempimento. Sono caratterizzati da armatura di protezione in acciaio inossidabile, da una guaina interna in rame contro l umidità e ogni parte vuota del cavo è riempita con polimeri. Devono resistere alle forti pressioni e alle basse temperature dei fondali oceanici, inoltre l elemento di trazione è in acciaio per resistere alle sollecitazioni di posa e di recupero.

60 Cavi ottici sottomarini