Prodigio italiano: i nostri ricercatori scoprono nuove proprietà della fibra ottica che potrebbero rivoluzionarne l’uso

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Scienziati italiani dimostrano la possibilità di ampliare enormemente il traffico dati su fibra ottica grazie alla grande stabilità di una particolare onda luminosa.

Fibra ottica multimodo (Adobe Stock)
Fibra ottica multimodo (Adobe Stock)

Uno studio sperimentale condotto da ricercatori dell’Università La Sapienza di Roma e l’Università di Brescia, in collaborazione l’ateneo di Novosibirsk in Russia, ha dimostrato la capacità di speciali onde luminose dette solitoni di amplificare enormemente la capacità della fibra ottica di trasportare informazioni. Il progetto è stato finanziato con i fondi del programma europeo Horizon 2020, elargiti dallo European research council (Erc), ed è stato descritto in un paper pubblicato sulla rivista scientifica Journal of Communications Physics.

Il risultato più rilevante del gruppo di studio coordinato da Stefan Wabnitz, che insegna Telecomunicazioni presso il Dipartimento di Ingegneria dell’informazione, elettronica e delle telecomunicazioni (Diet) della Sapienza di Roma, è aver provato sperimentalmente oltre che matematicamente che la fibra ottica “multimodo” è in grado di supportare la propagazione periodica e costante dei solitoni. Una teoria accettata ormai da diversi decenni, che ha oggi trovato un riscontro concreto.

La scoperta rimette adesso la fibra ottica multimodo al centro dell’attenzione per lo sviluppo delle telecomunicazioni. Sebbene finora fosse stata utilizzata con grande successo nelle brevissime distanze (ad esempio le intranet fisicamente distribuite in uno stesso edificio), la possibilità di avvantaggiarsi dei solitoni su fibra ottica multimodo sulle lunghe distanze era praticamente esclusa, a causa dell’alta sensibilità di questo particolare tipo di onde luminose agli sbalzi di temperatura.

Ampliare la fibra ottica multimodo grazie alla stabilità dei solitoni

Lightwave (Adobe Stock)
Onda luminosa, render (Adobe Stock)

Wabnitz e i suoi hanno invece dimostrato che il traffico dati su fibra multimodo sotto forma di solitoni – che sarebbe di portata enormemente superiore rispetto a ciò che avviene sulle infrastrutture attuali – non è una chimera e può essere implementato nelle telecomunicazioni e nei laser a fibra, proprio grazie alla stabilità e alla periodicità di queste particolari onde luminose.

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Come spiega il professor Zitelli della Sapienza, uno dei coautori dello studio, ogni solitone può essere incanalato in uno dei modi della fibra ottica, trasportando informazioni: “È possibile realizzare gruppi di modi, ciascuno con diverse velocità. Ogni canale trasmette una quantità elementare di informazioni mediante la propagazione di un singolo solitone spaziotemporale, caratterizzato da alta potenza luminosa e forte robustezza”.

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La prospettiva è quindi quella di associare la stabilità dei solitoni all’utilizzo della fibra ottica multimodo, per creare delle reti capaci (teoricamente) di trasmettere un tera al secondo, non solo su brevi distanze: “Il nostro lavoro – puntualizza il professor Wabnitz – chiarisce il ruolo dei solitoni spaziotemporali in una fibra multimodo e contribuisce agli sforzi della ricerca sullo sviluppo di nuove tecniche di trasmissione ottica e di nuovi laser, che porteranno a un incremento della capacità di trasmissione in fibra, e allo sviluppo di nuove sorgenti ottiche di impulsi ultracorti ad alta energia”.

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