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90 I QUADERNI DI TELÈMA Schema di canale ricevente digitale supportato da tecnologie fotoniche. rimento strutturale della rete. In aggiunta la trasmissione dei segnali sulla portante ottica offre opportunità anche in termini di elaborazione, consentendo operazioni come il controllo del ritardo temporale relativo tra i segnali distribuiti ad i moduli, operazioni di filtro e comunque eliminando la necessità di operare traslazioni in banda spesso necessarie nella elaborazione tutto-elettronica. La efficacia della tecnologia fotonica nella soluzione di problemi complessi, spesso non altrimenti solubili, si concretizza non solo nella elaborazione di segnali analogici, ma anche nell’ambito dei segnali digitali. Lo sviluppo dei sistemi radar prevede anche la progressiva migrazione dalla elaborazione analogica dei segnali a quella digitale. In questa direzione un primo ostacolo è costituito dalla banda larga, e quindi dalla velocità dei segnali da convertire da analogici a digitali. Soluzioni fotoniche consentono di moltiplicare di 10-100 volte la capacità di campionamento dei convertitori analogico digitali elettronici, consentendo la conversione di segnali di frequenza fino a 18-20 GHz. L’elevato numero di moduli in antenna e la necessità di trasportare i dati digitali alle unità centrali di elaborazione, pone seri problemi nella trasmissione di questa enorme masa di dati. Soluzioni in fibra ottica, che utilizzano approcci in uso nelle reti commerciali in fibra ottica, consentono il superamento di questi problemi. Mentre calcolatori tutto-ottici consentono successivamente la veloce elaborazione parallela di questi dati. Satellite e fibra per la larga banda a tutti Telespazio è attiva da tempo nel settore dell’integrazione della banda larga con il satellite. A questo scopo è già nel piano strategico dell’impresa il cablaggio in fibra ottica della stazione spaziale del Fucino, che prevede la disponibilità di collegamenti SDH per la diffusione di servizi di interac- Iquadernidi Mauro Varasi AMS, Roma tive TV ed accesso. Il piano strategico prevede anche la fornitura di altri servizi a larga banda (accesso a backbone IP, tele educazione, telemedicina, contributi multimediali…) in aree per le quali non si prevede o non si ritiene economicamente vantaggioso portare, nel breve-medio periodo, l’infrastruttura terrestre. Le caratte
istiche intrinseche del satellite, unitamente alla caduta progressiva dei costi di gestione, permettono di dispiegare con notevole rapidità tali servizi dove sia necessario, rendendo l’offerta satellitare complementare e “simbiotica” con quella terrestre. Un esempio pratico dei vantaggi relativi alla integrazione tra il satellite e le reti a banda larga (e quindi alle reti in fibra) è fornito da un progetto di collaborazione tra la Telespazio, il MIUR (Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca) e la Fondazione Ugo Bordoni per fornire servizi multimediali a San Giuliano in Molise, facendo seguito ad una iniziativa di carattere istituzionale. L’iniziativa realizzata in Molise rientra in una serie di attività che vedono Telespazio, Fondazione Bordoni e MIUR impegnati nella sperimentazione e nella realizzazione di accessi a banda larga senza limitazioni di natura geogra- Sensori in fibra ottica per il monitoraggio strutturale Isensori in fibra ottica trovano ormai innumerevoli applicazioni nei settori più svariati che spaziano dalla biologia alla metrologia, dalla chimica all’ingegneria strutturale. Va osservato come talvolta dietro la dizione “sensore in fibra ottica” si celino sensori “tradizionali” che traendo vantaggio dall’impiego delle fibre ottiche hanno potuto raggiungere elevata miniaturizzazione e portabilità. Per tali sensori la fibra ottica svolge ‘semplicementè il ruolo di connettere l’elemento sensibile, che talvolta è realizzato direttamente nel corpo della fibra ottica stessa, al sistema di analisi. È questo il caso di sensori per la determinazione della concentrazione di specie chimiche in cui l’elemento sensibile è una microscopica cavità che viene immersa nel fluido da analizzare ed il sistema di analisi è uno spettrometro: la fibra ottica svolge il ruolo di trasportare alla cavità il fascio di luce che eccita la specie chimica ricercata ed il ruolo di trasportare allo spettrometro la luce emessa per consentirne l’individuazione. Per contro, nel caso dei sensori in fibra ottica che trovano applicazioni nel campo del monitoraggio termico e strutturale si potrebbe sicuramente adottare la novembre 2003 le nuove tecnologie fotoniche fica. Di particolare interesse potranno essere le realizzazioni presso le isole minori italiane e le comunità montane. La rete installata presso la scuola di San Giuliano utilizza FullSAT, un sistema innovativo integrato nella Piattaforma multimediale Evolv-e di Telespazio. Il sistema fornisce servizi di connettività in protocollo IP esclusivamente via satellite, utilizzando parabole di piccole dimensioni (97cm). Il satellite utilizzato è l’Eutelsat W3, che copre l’intera Europa e il bacino mediterraneo. Tra i principali vantaggi garantiti da FullSAT vi è la possibilità di poter disporre di soluzioni “ADSL like” anche dove non esiste una adeguata infrastruttura terrestre e, inoltre, di poter godere di una serie di servizi a “valore aggiunto” che vanno ben oltre la semplice connettività su IP. Lorenzo Ronzitti Telespazio s.p.a. dizione di “sensori in fibra ottica propriamente detti” in quanto il funzionamento di tali sensori si basa direttamente sulla interazione fra la radiazione ottica che si propaga nella fibra ottica e la fibra ottica stessa. I sensori in fibra ottica per applicazioni di monitoraggio strutturale possono essere suddivisi in due grandi categorie a seconda se l’elemento senziente sia presente in tutta la fibra ottica oppure localizzato in alcuni specifici punti opportunamente trattati, come vedremo. Fra i primi, chiamati appunto di tipo distribuito, quelli che hanno raggiunto un maggior livello di maturità tecnologica sono sensori R-OTDR (Raman Optical Time Domain Reflectometry) e B-OTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry). Questi due tipi di sensori si basano sul fenomeno della retro-diffusione, backscattering: la luce che si propaga lungo la fibra ottica, interagendo lungo il proprio cammino con il materiale che costituisce la fibra ottica stessa, viene in parte diffusa e genera un debole flusso di luce che si propaga in direzione opposta, indietro lungo la fibra. La lunghezza d’onda della luce retro-diffusa è funzione della tem- 91
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