L’ideazione e lo sviluppo delle fibre ottiche risale agli anni Cinquanta e Sessanta del Novecento. Il loro utilizzo per le comunicazioni fu proposto per la prima volta nel 1966 da Charles K. Kao e George A. Hockham, due ricercatori presso i laboratori della società inglese Standard Telephones and Cables Ltd.
Sostanzialmente, il principio sfruttato dalle fibre ottiche è quello della riflessione di un fascio di luce opportunamente concentrato e potente all’interno di un mezzo come il quarzo, in questo caso ottenuto per sintesi dai suoi componenti base, “filato” come una fibra tessile e contenuto in appositi tubi di plastica.
Le fibre ottiche ebbero un importante sviluppo dal punto di vista dei materiali nel corso degli anni Settanta: in questo decennio, grazie al miglioramento delle tecniche di produzione, di inserzione dei cosiddetti “drogaggi” (quantità precise di materiali all’interno della struttura del quarzo immesse al fine di migliorare certe caratteristiche delle fibre) e di giunzione tra gli elementi, fu possibile ridurre di 80 volte l’attenuazione del segnale trasmesso.
Caratteristiche delle fibre ottiche
Le fibre ottiche sembrano tutt’oggi essere il mezzo più favorevole per la trasmissione di informazioni di qualsiasi tipo. Diverse sono le caratteristiche che le rendono competitive rispetto agli altri supporti, siano essi materiali come i fili in rame, siano più “aerei” come i ponti radio. Anzitutto, le fibre ottiche sono più affidabili per la trasmissione poiché non risentono di scariche elettriche atmosferiche, variazioni di campo elettromagnetico di altro tipo e perturbazioni episodiche in genere.
La bassa attenuazione del segnale rende inutile l’installazione di elementi che, come gli amplificatori, rialzino la qualità del segnale una volta che questo abbia percorso una certa distanza. Ciò significa minor costo di installazione, anche dovuto alle poche giunzioni per le lunghe pezzature (oggi sino alla decina di chilometri) delle fibre. Da non trascurare, infine, il ridotto peso e le ridotte dimensioni dei cavi a fibra ottica rispetto ai tradizionali cavi in rame e l'assenza di diafonia.
Le prime sperimentazioni sulle fibre ottiche in Italia
Già nei primi anni Sessanta nel centro ricerche Cselt si effettuarono studi e sperimentazioni per produrre luce monocromatica da cristalli o gas rarefatti, impiegando, come portanti del segnale, fasci ottici operanti a frequenze superiori a 100 Tera Hz.
Sulla base di queste competenze furono effettuate prove di trasmissione di un segnale Pcm a 24 canali fra un trasmettitore laser collocato nella sede aziendale a Torino e un ricevitore al Colle della Maddalena, a circa 5 km di distanza.
Nel 1973 Cselt stipulò, insieme a Pirelli, un accordo di cooperazione tecnica con Corning Glass Works, leader mondiale nella fabbricazione di fibre ottiche. Il centro di ricerca poté studiare, sperimentare e impiegare in varie prove le fibre più avanzate; Pirelli, invece, potè affrontare le problematiche della costruzione di cavi. La cooperazione tornò utile anche alla Corning, che ebbe modo di acquisire conoscenze sulle problematiche dell'inserimento delle fibre nei cavi di telecomunicazione e del loro impiego nei sistemi di trasmissione.
Di pari passo con l'attività teorica si sviluppò la sperimentazione sistemistica che, nel 1976, consentì di trasmettere un segnale Tv su fibra ottica su un collegamento urbano di 2 km. Nello stesso anno ebbe luogo la sperimentazione del primo cavo a fibre ottiche di alta qualità, prodotto dalla Pirelli e interrato nel cortile di Cselt dalla Sirti; fu l'occasione per sperimentare il comportamento del cavo, denominato Cos1 (cavo ottico sperimentale 1), in condizioni ambientali severe. L’anno successivo fu posato, sempre a Torino, un secondo cavo sperimentale (Cos2) che includeva anche fibre realizzate in Cselt e collegava le due centrali urbane di Stampalia e Lucento. Nel 1985 fu inaugurata, nell’ambito della Fiera di Milano, la prima “isola ottica” italiana a carattere sperimentale; per l’occasione furono predisposte trenta postazioni terminali, utilizzate per offrire al pubblico la sperimentazione di diversi servizi innovativi.
Le fibre ottiche tra gli anni Ottanta e Novanta
Nel 1988 entrò in funzione il Tat 8, primo cavo transatlantico in fibra ottica. Esso univa Stati Uniti con Gran Bretagna e Francia, supportando 7.500 canali telefonici. La qualità della trasmissione era talmente alta che il segnale andava “rinfrescato” attraverso stazioni di rigenerazione (una sorta di amplificatori, di tipo ottico) poste a distanze di addirittura 60 km, a fronte dei 3-4 chilometri per i cavi coassiali terrestri, e dei 10 chilometri per i migliori cavi sottomarini costituiti da fili di tipo ordinario (rame o altro metallo). Ciò portò a un abbassamento dei costi di installazione e di manutenzione, a fronte di altissime potenzialità di trasmissione.
In Italia, nel giugno 2000, la prima città interamente cablata con fibre ottiche fu Siena, grazie a un accordo fra Telecom Italia e la municipalità. Alla fine del 2008 la rete di accesso e trasporto in fibra ottica del Gruppo Telecom Italia ammontava a 3,9 milioni di km.