Le più recenti innovazioni del settore, il rapporto tra fibre ottiche e rete Ethernet e le problematiche più ricorrenti, gli aspetti green dei cavi ottici rispetto ai più tradizionali cavi in rame.
Donatella Colombo, Mkt & sales Dpt. di Fiore Networking & Connectivity, afferma che sono sicuramente le fibre OM4 e OS2 che caratterizzano le novità più importanti (ndr: vi sono sei “gradi” per le fibre ottiche multimode e single mode: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1 e OS2, dove OM sta per “optical multimode” e OS per “optical single mode”), sia come performance che livelli di attenuazione per trasferire dati fino a 10Giga e fino a 500 metri. «La volontà di soddisfare le esigenze sempre più complesse e le nuove sfide date da tecnologie sempre più performanti», sottolinea Francesco Sala, Responsabile Prodotti Network Connectivity di Schneider Electric, «Porta a innovazioni fino a qualche anno fa impensabili, e la fibra ottica non è estranea a questa tendenza, sia per gli aspetti meccanici che per quelli puramente trasmissivi. Come esempio si può citare la nuova categoria OM4 che porta la banda modale a 3.500 MHz/km, a 850nm. Questa caratteristica intrinseca della fibra porta non solo i protocolli a 100 e 40Gbit/s a distanze di 125 metri, ma rende ancora più appetibile il 10GBASE-SR/SW che ora riesce a coprire distanze di 550m». Anche per Tiziano Pamio, Business Developer & Channel Manager div. Cabling di EDSLAN, si deve parlare senz’altro della fibra multimodale OM4, con ampiezza di banda modale effettiva di almeno 4700 MHz*km a 850nm, per trasmissione a 10GbE su distanze di 550m e di 150m per i 40 e 100GbE. «Da aggiungere l’adozione di fibre conformi alla raccomandazione ITU G.657, che sono scarsamente sensibili a problemi di curvatura, molto presenti nelle reti di accesso e nel cablaggio di edifici residenziali». Le fibre ottiche, ci dice Gaetano Grasso, Product & Marketing Manager di Lapp Italia, si stanno adattando all’impiego nel mondo industriale e in particolare in quello dell’automazione, adeguando i materiali costruttivi alle gravose condizioni presenti. «I cavi devono poter resistere a basse e alte temperature, al fuoco, ad agenti chimici e alle rapide e continue movimentazioni nelle macchine automatiche. Come LAPP rispondiamo a queste esigenze con prodotti innovativi e performanti, quali Hitronic Fire, Hitronic Torsion, Hitronic HRM.FD Cable per catene portacavi, e Hitronic HDM Cable per tamburi avvolgitori». Luciano Bertinetti, Direttore Commerciale di GFO Europe, sottolinea che l’introduzione degli apparati attivi in gigabit in ambito industriale ha senz’altro dato una accelerazione all’uso delle fibre ottiche, includendo switch managed, unmanaged e media converter; «Inoltre, negli ultimi anni il costo di queste apparecchiature è sceso in modo significativo, e l’aumento di richiesta è stato facilitato dai numerosi costruttori che hanno immesso sul mercato svariati modelli e soluzioni. Ci aspettiamo che questo trend continui. Lo switch 10/100/1000 è diventato l’apparecchiatura standard per il collegamento di più PLC su una rete di automazione comune di fabbrica, e per il collegamento alla rete aziendale, da cui una rete senza soluzione di continuità. Il conseguente aumento di banda risulta critico per i cavi in rame, dove i macchinari possono creare campi magnetici che ne disturbano il corretto funzionamento all’aumentare della frequenza trasmissiva necessaria per una soluzione Gigabit in Cat.6. Le fibre ottiche non risentono degli influssi elettromagnetici, e questo è il fattore chiave. Anche il proliferare di soluzioni wireless industriali, che a prima vista sembrerebbero contrapporsi a quelle cablate, hanno portato un incremento delle distanze installative con conseguente necessità di collegamenti in fibra che, come ben sappiamo, non risente dei limiti dei 100 m sui link come accade invece per il rame. Infine, le caratteristiche strutturali esterne dei rivestimenti delle fibre ottiche come resistenza e flessibilità hanno di molto ridimensionato i limiti applicativi anche nelle connessioni a bordo macchina».
Fibre ottiche e rete Ethernet
Secondo Colombo (Fiore Networking & Connectivity) la problematica più ricorrente è la scelta della fibra più idonea in relazione a distanza e velocità che una tratta dovrà supportare a regime sia oggi che in futuro. «Per garantire elevate prestazioni è fondamentale scegliere la fibra più idonea ed è quindi prioritario curare i dettagli per realizzare giunti con attenuazioni al di sotto degli standard. Altra avvertenza fondamentale è la pulizia delle connessioni, che deve essere eseguita con prodotti professionali e con periodicità, operazioni, queste, che garantiscono nel tempo le performance iniziali». Stando a Sala (Schneider Electric) la domanda corretta sarebbe: quale problematiche non ci sono utilizzando la fibra ottica? «Da sempre si pensa che la fibra sia particolarmente fragile o abbia necessità di tutta una serie di attenzioni non richieste con un cavo rame, ma in realtà è esattamente l’opposto. La fibra ottica non ha problemi di influenza a disturbi elettromagnetici, il cavo in rame si; la fibra ottica può essere posata insieme a cavi di potenza, e questo non è possibile con il cavo in rame; il cavo in fibra ottica può raggiungere diametri e attitudini alla trazione che sono irraggiungibili da semplici cavi in rame. Se proprio vogliamo dare delle raccomandazioni, pensiamo in particolare alla protezione contro l’umidità, che è il nemico numero uno della fibra ottica» Una nota finale molto importante da parte di Sala: curarsi di distinguere sempre le capacità meccaniche date dalla costruttività del cavo da quelle ottiche della fibra. Pamio (EDSLAN) ci evidenzia che la fibra ottica viene utilizzata soprattutto nelle dorsali, vale a dire in quelle che sono le autostrade di collegamento tra i vari ambienti. Dimensionare opportunamente questa autostrada, come numero di corsie, vale a dire in quantità di fibra, e flusso di traffico, cioè velocità di trasmissione/ampiezza di banda, evita il verificarsi di problemi nel flusso dati. «Altro aspetto di cui tenere conto è la lunghezza dei collegamenti, cosa che fa la sua parte nella selezione del prodotto da adottare. Per le reti gigabit possono essere utilizzate tutte le fibre che sono sul mercato, ma la scelta andrà fatta proprio in ragione della lunghezza dei collegamenti». Sulla struttura meccanica dei cavi ottici Pamio sottolinea che occorre tener conto di dove verranno installati, per adottare quel cavo con le caratteristiche più adatte alla situazione di posa e all’ambiente. «Sicuramente, per fare un esempio, è sconsigliabile installare un cavo con guaina LSZH (ndr: Low smoke zero halogen, cavi senza alogeni che, in caso d’incendio, garantiscono una produzione limitata di fumi opachi e gas tossici e corrosivi) per collegare due stabili di una raffineria, vista la presenza di idrocarburi e gas che possono intaccare il rivestimento. Oppure, per risparmiare, posare un cavo totalmente dielettrico in zone frequentate da roditori. Ovviamente l’adozione di un cavo con struttura più o meno robusta influisce sul prezzo, in quanto la costruzione meccanica pesa notevolmente sul valore economico del cavo stesso». Grasso (Lapp Italia) afferma che se si vogliono trasmettere grandi quantità di dati ad alta velocità, si devono scegliere, e questo vale anche per i cavi in rame, dei cavi otticicaratterizzati da elevate performance. «La qualità e la tipologia della fibra ottica in questi casi sono importanti, e vanno utilizzati cavi con fibra ottica multimodale di tipo 50/125 OM3, OM4 o cavi in fibra monomodale 9/125». Bertinetti (GFO Europe) precisa che la limitazione di larghezza di banda/distanza associata con fibra di tipo multimodale, con core 50/125nm, se usata a velocità di trasmissione in gigabit può essere un problema su lunghe distanze, in genere oltre i 550m, mentre attestandosi sui 100Mbps si può arrivare a circa 2 km, per cui per ogni nuovo progetto di rete gigabit si consiglia di usare solo fibra ottica monomodale, con core 9/125nm, la cui larghezza di banda, essenzialmente illimitata, non costituirà mai un problema, anche in futuri aggiornamenti con la prossima generazione di hardware per trasmissioni a 10 Gigabit. «Nuove tipologie di connettori “meccanici” che non richiedono attrezzature, denominati FIC, e nuovi modelli di giuntatrici di dimensioni ridotte, tipo palmare, e all-in-one», aggiunge Bertinetti, «Semplificano la fase di terminazione delle fibre ottiche, da sempre considerata la parte “difficoltosa” e altamente professionale, e queste semplificazioni possono abbassare la soglia di specializzazione del personale. Abbiamo avviato una serie di corsi, denominati GFO University, per aiutare le aziende ad approcciare con maggior serenità quanto concerne connessioni, giunzioni, e certificazioni delle tratte, e abbiamo studiato, per le applicazioni in armadi tipici da automazione dove sono posizionati gli apparati switch, un particolare cassetto ottico a guida DIN che si aggancia alla barra a fianco dell’apparato, eliminando alloggiamenti inappropriati. Nostra altra prerogativa è la realizzazione nel nostro laboratorio di cavi trunk su misura preconnettorizzati e certificati».
Fibre ottiche e Green IT
Colombo (Fiore Networking & Connectivity) ci informa che attualmente molte aziende produttrici hanno adottato politiche green applicando regole severe al ciclo di produzione dei componenti sia di tipo rame che fibra ottica, che riguardano la salvaguardia in ogni ambito: energia, spazio, main power e, ovviamente, risparmio economico. «I nuovi prodotti in fibra ottica MPO, Multifiber Pull Off, per esempio, permettono di risparmiare moltissimo spazio nelle connessioni ottiche dei Data Center arrivando a gestire anche centinaia di fibre in pochissimi centimetri». Sala (Schneider Electric) afferma che in realtà i mezzi fisici vanno considerati asserviti alle apparecchiature che collegano e di fatto non si può parlare di capacità di essere più o meno green, in quanto sono le apparecchiature collegate alla fibra che fanno la reale differenza: «È anche vero, però, che rispetto al rame la fibra ottica non si presta a dissipazione termica e quindi non contribuisce alla generazione di calore, che deve altrimenti essere gestita dall’impianto con un ulteriore aggravio di costi energetici». La fibra ottica, ci dice Pamio (EDSLAN), è costituita da materiali naturali, in prima istanza si tratta di silicio, sabbia opportunamente purificata. «Per cui, anche se dispersa nell’ambiente, non dovrebbe essere inquinante né avere tempi di smaltimento molto lunghi. Sono gli altri componenti utilizzati per la realizzazione del cavo, vale a dire materiali plastici per guaine e riempitivi, che possono non essere completamente ecologici. Ma lo stesso problema si manifesta per i cavi in rame, dove per il metallo occorre più tempo di quanto non sia necessario per il silicio per essere riassorbito e, comunque, rimangono gli isolanti derivati dal petrolio a dare problemi d’inquinamento». Bertinetti (GFO Europe) in occasione di una sua recente presentazione al Medity di Capua, ho avuto modo di sottolineare alcune evidenze sul fatto che la fibra ottica, in vetro o plastica, sia più “verde” del rame. «Prima di tutto, nessun metallo all’interno e quindi migliore riciclabilità. Minori isolamenti, guaine e schermi, comportano un minor impatto ambientale del processo produttivo, con 100t di rifiuti per produrre 1t di rame e 2t di rifiuti per 1t di fibra, senza dimenticare il fatto che i cavi in fibra sono più leggeri, da cui un trasporto a minor impatto ambientale, con 50 volte meno energia. Infine, minori dimensioni dei cavi e maggiore densità delle connessioni permettono risparmio di spazio e migliore efficienza della climatizzazione. Non si dimentichi infine che una fibra ottica è fatta da silicio, elemento estremamente presente in natura, secondo solo all’ossigeno: quindi praticamente inesauribile e facile da trovare, per esempio la sabbia».
