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Le porte I/O - periferiche
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Le porte I/O - periferiche

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  • 1. Le Porte I/O Componenti Hardware e gestione periferiche
  • 2. La Terminologia <ul><li>Una porta è costituita da un connettore saldato o meno su una scheda o comunque disponibile sul proprio computer e può avere varie forme. </li></ul><ul><li>Un connettore è un capo di un cavo (che contiene all'interno più fili); normalmente è dotato di alcuni punti di connessione detti pin. </li></ul><ul><li>I connettori possono essere maschi o femmine. Il maschio è dotato di alcuni pin che sporgono, mentre il connettore femmina riceve questi pin in alcune prese (piccoli fori). Per fare un esempio è sufficiente osservare una presa elettrica. La scatola a muro contiene la femmina, mentre la spina (che si infila) è un maschio. </li></ul><ul><li>Periferica: è l'apparecchiatura esterna al computer e che va collegata ad esso per poter funzionare. Tipiche periferiche: stampanti, modem, macchine fotografiche digitali, scanner, ecc. </li></ul><ul><li>Driver: è un programma che va installato sul proprio computer per fare in modo che esso possa dialogare con la periferica. Acquistando una periferica il produttore normalmente fornisce un floppy o un cd-rom contenente il driver. </li></ul>
  • 3. <ul><li>In fase d'acquisto di una periferica, accertarsi che: </li></ul><ul><li>la periferica è compatibile con il sistema operativo utilizzato; </li></ul><ul><li>la confezione contenga i drivers aggiornati; </li></ul><ul><li>il PC dispone della porta di connessione necessaria; </li></ul><ul><li>sul proprio PC esista una porta libera per connettere la nuova periferica. </li></ul>
  • 4. Tipi di porte <ul><li>I produttori di hardware da qualche tempo a questa parte hanno iniziato ad etichettare in modo pressoché universale i tipi di connettori con dei simboli. Qui di seguito illustreremo quelli più diffusi e il loro uso. </li></ul><ul><li>Si ricorda che per porta si intende un connettore situato normalmente nel lato posteriore del computer, capace di ricevere un cavo per consentire un collegamento ad una periferica. </li></ul>
  • 5. <ul><li>plug and play </li></ul><ul><li>In informatica il termine plug and play indica una tecnologia che permette al sistema operativo di assegnare automaticamente all'hardware compatibile risorse hardware quali IRQ, porte di I/O e canali DMA. In questo modo anche utenti molto inesperti possono installare nuove schede di espansione. </li></ul><ul><li>La tecnologia plug and play è nata sui computer Amiga: AmigaOS dalla versione 1.3 (1987) implementava tale tecnologia che viene identificata sui computer Amiga con il nome di AutoConfig. Nel 1990 una tecnologia similare venne adottata dai computer Macintosh di Apple e nel 1995 sul sistema Windows 95 di Microsoft. </li></ul>
  • 6. Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 7. Collegava in passato il mouse o altre periferiche al PC, ad esempio: tavoletta grafica, modem, ecc. Ora serve per collegare piccoli dispositivi come un cellulare o un data bank. Porta seriale 9 pin (una fila di 5 e una di 4). I singoli elementi di un'informazione sono trasmessi un bit alla volta . Tale tipo di porta viene identificata dai sistemi operativi Microsoft come COM (quindi le varie porte presenti, tipicamente 2, sono chiamate COM1 e COM2). Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 8. Collega un mouse al PC (ultimamente, però, anche i mouse si collegano al PC tramite porta USB). Porta seriale minidin PS/2 mouse (7 punti di contatto disposti all'interno di un cerchio). Utilità Tipo Foto Simbolo Collega la tastiera al PC. Porta seriale minidin PS/2 tastiera PC  (7 punti di contatto disposti all'interno di un cerchio).
  • 9. Può collegare varie periferiche al PC, anche in cascata. Di solito è usata per connettere una stampante. Porta parallela 25 pin PC (una fila di 13 e una di 12). Trasmissione di dati, un byte alla volta, attraverso otto cavetti (più altri di alimentazione elettrica, messa a terra ed altre funzioni). E' più veloce di quella seriale, ma i dati transitano in una sola direzione (dal computer alla periferica). Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 10. Porta universale sulla quale è possibile collegare qualsiasi periferica a sua volta dotata di connessione USB. Destinata a sostituire nel tempo tutte le altre porte seriali, minidin e parallele. In genere una PC dispone di 2 o più porte USB. Esistono moltiplicatori di porta acquistabili a basso costo per aggiungere altre porte . Questi hub possono essere senza o con alimentazione, per le periferiche che hanno bisogno di maggior energia. Sempre più spesso sono disponibili porte USB anche sulla parte anteriore del cabinet e, a volte, sui monitor. Porta USB (Universal Serial Bus); nella foto una coppia di porte montate su uno slot. Recentemente stanno per essere soppiantate dalle USB 2 che sono più veloci. Le periferiche si collegano &quot;in parallelo&quot;, cioè ad un connettore si collega una sola periferica. Per collegarne più di una (se ne possono collegare fino a 63) è necessario disporre di un hub. PLUG AND PLAY Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 11. Le specifiche di USB 2.0 sono state rilasciate al WinHEC nell'aprile 2000: elaborate da USB 2.0 Promoter Group composto da Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC e Philips. Le nomenclature Hi-Speed USB e USB 2.0 anche se molte volte usate indifferentemente non sono in realtà equivalenti: USB 2.0 copre le tre velocità 480 Mbps, 12 Mbps e 1.5 Mbps, &quot;Hi-Speed USB&quot; si riferisce alla sola posizione da 480 Mbps delle specifiche USB 2.0. Cosicchè nell'accezione comune si utilizza il termine &quot;USB&quot; per riferirsi alle velocità 12 Mbps e 1.5 Mbps e USB 2 per la velocità maggiore. Le USB 2 possono essere anche acquistate come schede PCI. PLUG AND PLAY Foto Simbolo
  • 12. Si tratta di porte universali molto veloci. Esistono di 2 tipi: a 400 e 800 Mbps di velocità. Utili per collegare periferiche digitali ad alta velocità. Le periferiche si collegano &quot;a catena&quot;, cioè è possibile collegarne più d'una utilizzando un solo connettore sul PC. La FireWire supporta fino a 63 periferiche organizzate in una rete non ciclica (a differenza per esempio della catena SCSI). Permette una comunicazione &quot;peer-to-peer&quot; tra i dispositivi. Quindi i vari dispositivi possono comunicare tra loro senza dover utilizzare il computer come arbitro. Per esempio una videocamera digitale potrebbe riversare il filmato video su un Hard Disk esterno senza l'intervento del computer. Supporta il collegamento a caldo e la presenza di più Host tramite una gestione degli IP software. Quindi una connessione FireWire può essere utilizzate per creare una rete locale tra due computer quattro volte più veloce di una normale rete Ethernet a 100 Mbit. Porta Firewire. Nella foto una porta a 4 pin (esiste anche quella da 6). Il cavo FireWire supporta fino a 45 Watt e è quindi in grado di alimentare la maggior parte dei dispositivi portatili. (Nota: L'implementazione della Sony ha solo quattro pin e quindi non è provvista delle alimentazioni, i dispositivi vanno alimentati in modo indipendente. La connessione FireWire viene comunemente usata per collegare dispositivi di archiviazione o dispositivi di acquisizione video. Viene utilizzato anche in apparecchiature di acquisizione audio e video professionali per via della ampiezza di banda della connessione della sua predisposizione a trattare flussi multimediali della capacità di sopportare potenze maggiori e della possibilità di stabilite una connessione tra dispositivi senza il tramite di un computer. L'interfaccia FireWire è tecnicamente superiore all'interfaccia USB, ma questa è molto più diffusa per via del fatto che Apple e altre ditte richiedono il pagamento del brevetti per l’implementazione della FireWire. I produttori realizzano prodotti a bassissimo margine di guadagno e quindi hanno preferito utilizzare la tecnologia USB che consente di ottenere prodotti più economici. PLUG AND PLAY Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 13. Per collegare periferiche SCSI: dischi rigidi esterni, lettori ottici o magnetici, scanner, ecc. Vi sono numerosi tipi di porte, tutti diversi ed altrettanti convertitori, dipende dal tipo di tecnologia. Ormai abbastanza in disuso. Porta SCSI, nell'ordine: SCSI1 e SCSI2; esistono numerose versioni e cavi. In genere occorre acquistare un controller, non essendo spesso montate sulle schede Collega la scheda grafica del computer al proprio monitor. Si trova in uno degli slot presenti sul computer. Può essere dotata o meno dell'icona (che può trovarsi sul cavo). Porta monitor (tre file di 5 pin, la seconda fila è sfalsata).. Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 14. Uscita audio : es. collegare il PC ad un registratore o impianto stereo ed ascoltare o registrare quanto suonato dal cd-rom o da file digitale; Ingresso audio : collegamento ad un registratore, impianto, ecc. per ricevere il suono (ad es. registrare da un mangianastri). Microfono , collega un microfono per registrare la voce o usare programmi interattivi, riconoscitori vocali, ecc. Jack scheda audio, icone dall'alto in basso: uscita audio, ingresso audio, microfono. Alcune schede sono più complesse e dispongono di altri connettori. Le icone possono variare da produttore a produttore e avere diversi colori. Utilità Tipo Foto Simbolo
  • 15. Connette la scheda alla presa a muro e quindi permette al PC di inserirsi nella rete locale LAN (local area network). L'uscita universalmente presente è oggi la RJ45, la terza da sinistra nella foto. Attenzione a non confonderla con la presa telefonica (nel caso sia presente un modem). Porta della scheda di rete a sinistra raffigurata una scheda con tre uscite, da sinistra a destra: - uscita bnc (in disuso), - uscita per cavo transceiver (in disuso) - uscita RJ45, usata oggi in tutte le schede. LAN Utilità Tipo Foto Simbolo Per collegare una tastiera MIDI, joystick, periferiche di gioco in genere o musicali. Porta MIDI/Joystick 15 pin (una fila di 8 e una di 7). Attualmente, specialmente per quanto riguarda i computer portatili si sono sviluppate altre porte di comunicazione wireless come Bluetooth e IrDA (infrarosso).
  • 16. Prospetto delle varie velocità di trasmissione 10/100/100 Mbps Ethernet 2.1 Mbps Bluetooth 2.0 723 Kbps Bluetooth 1.1 800 Mbps FireWire 800 400 Mbps FireWire 400 480 Mbps USB 2.0 12 Mbps USB 1.1 2 Mbps Porta Parallela ECP 150 Kbps Porta Parallela standard 115 Kbps Porta Seriale RS232 Velocità massima Porta
  • 17. Tipi di connettori e cavi <ul><li>Il presente documento descrive i connettori più diffusi nell'ambito dei PC; alcuni produttori come ad esempio la Apple inc. possono utilizzare porte e connettori qui non descritti in quanto poco usati e tipici di sistemi hardware meno diffusi. </li></ul><ul><li>Si ricorda che per connettore si intende un capo di un cavo dotato di un sistema capace di connettersi (attraverso piccoli punti di contatto detti pin ) ad una porta del PC o della periferica. </li></ul><ul><li>Alcuni produttori di cavi scrivono sul connettore i simboli utilizzati nelle porte (vedi sopra) oppure colorano il connettore con il colore della porta in modo da evitare errori nella connessione. </li></ul><ul><li>Non è possibile qui di seguito raffigurare tutti i cavi a disposizione; ci limitiamo a descrivere quelli più usati (mouse, modem, tastiera) necessari per assemblare la macchina. </li></ul>
  • 18. SERIALE TASTIERA. Collega la tastiera del PC alla relativa porta. Seguire la colorazione del produttore qualora presente. USB STANDARD. Collega una periferica USB alla porta del PC (cavo standard). SERIALE MINIDIN 9 PIN. Collega il mouse alla porta seriale minidin. Notare la freccia al centro: indica che come va inserito il cavo (seguire la freccia per inserire correttamente il connettore). Seguire la colorazione del produttore qualora presente.
  • 19. FIREWIRE. Collega varie periferiche digitali al Pc, dalle semplici macchine fotografiche o telecamere digitali a periferiche più complesse come hard disk esterni. Esistono di 3 tipi di spinotto, classificati in base al numero di pin: 4/4, 4/6, 6/6. La lunghezza del cavo è limitata a 4.5 m e fino a 16 cavi possono essere collegati tramite dei dispositivi che provvedono a rigenerare il segnale per arrivare a una lunghezza massima consentita di 72 metri. USB PER MACCHINA DIGITALE. Collega una periferica USB, tipicamente macchina fotografica digitale, alla porta USB del computer SERIALE. Collega il capo del cavo femmina da 9 pin (seriale db9), alla porta seriale del PC (l'altro capo da collegare al modem può essere a 9 pin o a 25 pin, dipende dal modello). La massima lunghezza del cavo è di 15 metri USB PER STAMPANTE. Collega una periferica USB, tipicamente la stampante; il connettore in figura rappresenta il capo del cavo che va collegato sulla porta della stampante; la porta corrispondente ha una forma rettangolare.
  • 20. CAVO DI RETE RJ45. Collega la scheda di rete alla rete locale. E' dotato di 8 pin, connettore MMJ. Sul  lato posteriore una linguetta fa presa sulla porta per evitare distacchi accidentali (come nelle prese telefoniche) CAVO TELEFONICO RJ11. Collega il PC ad una linea telefonica. E' dotato di 6 pin, ma utilizza solo i 4 pin centrali. Sul  lato posteriore una linguetta fa presa sulla porta per evitare distacchi accidentali. Non va inserito nella porta dedicato alla scheda di rete . PARALLELA (in genere PER STAMPANTE O SCANNER). Il capo del cavo è un maschio da 25 pin e va connesso alla porta parallela del PC. Il cavo è molto più spesso di quello seriale e può raggiungere distanze di 8 metri .
  • 21. Tipi di periferica più diffusi Tastiera e mouse La tastiera ed il mouse ricevono corrente elettrica direttamente dal computer, quindi non sono dotati di cavo di alimentazione. Basta collegare il capo opposto del cavo alla relativa porta sul cabinet, generalmente seguendo i colori corrispondenti. Salvo l'utilizzo di funzionalità particolari, queste periferiche non richiedono l'installazione di driver. Monitor Il monitor può essere alimentato direttamente o tramite computer (modalità non più a norma); in ogni caso è provvisto di due cavi: uno di alimentazione, uno da collegare all'apposita porta presente sul cabinet. Salvo l'utilizzo di funzionalità particolari, questa periferica richiedono solo la corretta installazione del driver della scheda video. Casse e cuffie Le casse, di norma 2, sono collegate tra loro. Una delle due presenta i dispositivi per la connessione alla rete elettrica, alla scheda audio del PC, l'interruttore di accensione e la regolazione dei volumi. Il funzionamento, oltre che dal corretto collegamento di tutti i cavi e dall'accensione dell'interruttore, dipende dalla regolazione dei volumi: • sul potenziometro della cassa principale; • a livello di scheda audio, dalla Barra delle applicazioni o da Pannello di controllo.
  • 22. L'eventuale collegamento di una cuffia, esclude, generalmente, l'ascolto dagli altoparlanti esterni. La cuffia può essere collegata alla cassa principale (se la possibilità è prevista) o direttamente alla scheda audio del PC, al posto delle casse. Se la cuffia è fornita anche di microfono, esso sarà utilizzabile solo se anche il relativo jack sarà collegato all'apposita porta della scheda audio e i relativi parametri debitamente impostati sulla scheda audio. Salvo l'utilizzo di funzionalità particolari, questa periferica non richiedono l'installazione di driver. Stampanti e scanner Queste periferiche utilizzano sempre più connessioni USB invece della vecchia porta parallela. Queste periferiche richiedono quasi sempre l'installazione di driver ed eventuale ulteriore software di gestione (fare riferimento alle istruzioni fornite dal costruttore). Periferiche di archiviazione USB (&quot;chiavette“ o “pen drive”) Hanno diversi nomi, ma tutte somigliano a degli evidenziatori. Attualmente la capacità arriva fino a 1 Gb; ma oltre i 128-256 Mb sono ancora poco convenienti. Se installate su Windows 98 hanno bisogno dei driver; da Windows 2000 e ME vengono caricate automaticamente. Una volta riconosciute dal Sistema Operativo vengono gestite come normali periferiche di archiviazione (dischi fissi, floppy) e identificate come &quot;Disco rimovibile&quot;. Prima di scollegarle è preferibile disattivarle utilizzando il pulsante &quot;Scollegare o rimuovere una periferica hardware&quot; presente sulla Barra delle applicazioni.
  • 23. I modem I modem presentano collegamenti diversi a seconda delle tipologie (interno/esterno, Ethernet/USB, analogico/digitale, dati/dati+voce...) in generale un modem ha bisogno di: alimentazione elettrica, collegamento al PC e connessione telefonica. Una rete telematica è fisicamente costituita da un insieme di computer e da una determinata infrastruttura di comunicazione. Ma per far funzionare il tutto c'è bisogno di un terzo elemento: dei dispositivi di interfaccia che consentano la connessione di ciascun computer ai corrispondenti terminali della rete. La più semplice interfaccia di rete è il modem. Come abbiamo già avuto modo di vedere, il modem è un dispositivo che permette di collegare due computer mediante una normale linea analogica, come quelle della tradizionale telefonia. Poiché i computer rappresentano l'informazione in formato digitale, essi non possono utilizzare direttamente una linea analogica come canale di trasmissione. Il modem rende possibile questa comunicazione trasformando il flusso di segnali digitali in un flusso di segnali analogici e viceversa mediante i processi di &quot;modulazione&quot; e &quot;demodulazione&quot;. Ovviamente, per collegare in questo modo due computer occorre dotarli entrambi di un modem. Il flusso di bit in uscita dal computer trasmittente passa attraverso il modem, dove viene trasformato in un segnale analogico. Quando arriva al modem del computer ricevente, il segnale analogico subisce il trattamento inverso, ritrasformandosi in una catena di bit, che il computer può tranquillamente manipolare.
  • 24. I modem possono essere collegati al computer in vari modi. I modem esterni, i più diffusi, si presentano come piccole scatole di plastica, dotate di una presa telefonica e di una presa di tipo seriale. Questa si collega al computer mediante un apposito cavo che si inserisce nella porta seriale, in dotazione su tutti i moderni personal computer. Di recente sono comparsi modem che adottano un nuovo tipo di porta presente nei computer più evoluti, la porta USB (Universal Serial Bus), che ha delle caratteristiche di velocità ed efficienza maggiori rispetto alla tradizionale seriale. Infine esistono anche dei modem interni, che possono essere inseriti direttamente in uno degli slot di espansione presenti sulla scheda madre del computer. D'altra parte, la scarsa velocità della porta seriale non è certo un grande problema per i modem. A causa dei limiti intrinseci alla comunicazione analogica su doppino ritorto (che è il tipo di cavo, lo ricordiamo, usato dalla rete telefonica) la velocità di trasmissione di un modem non può essere troppo alta. Attualmente i migliori permettono di ricevere dati con una banda passante teorica di 56 Kbps, e di inviare a 32 Kbps. I limiti di velocità dei modem sono bilanciati dalla opportunità che essi offrono di collegare un computer ad una rete sfruttando l'infrastruttura telefonica, l'unica rete ad avere una diffusione capillare, fino alle abitazioni private. In genere si tratta di connessioni temporanee, che si prolungano fintanto che l'utente ha necessità dei servizi di rete (anche perché in molti paesi la tariffa per l'impiego delle linee telefoniche è calcolata in base al trascorrere del tempo).
  • 25. Per raggiungere velocità più elevate è necessario utilizzare una sistema interamente digitale, come ISDN (che arriva fino a 128 Kbps). Le interfacce per l'accesso ISDN si chiamano Terminal Adapter, ma poiché il loro aspetto esterno è simile a quello dei modem analogici, nel linguaggio comune ci si riferisce loro come &quot;modem ISDN&quot;. Stessa cosa accade con i “modem” Adsl, che permettono ancora maggiori velocità. Se invece si deve collegare un computer in modo permanente ad una rete digitale ad alta velocità (locale o geografica) è necessario utilizzare una scheda di rete. Si tratta di una scheda, contenente i microprocessori che gestiscono l'accesso alla rete, che va inserita in uno degli slot di espansione della piastra madre, in modo simile alle schede che controllano il video o lo scanner, o altri dispositivi di input ed output. Sulla parte esterna è dotata di speciali prese, nelle quali vanno inserite le spine (o plug) dei cavi di collegamento. In genere si tratta di prese per cavi coassiali (dette prese BNC) o di prese per cavi ritorti (dette prese RJ45), che sono molti simili alle prese usate negli impianti telefonici più recenti (RJ11).
  • 26. I cavi di rete Il più diffuso mezzo di trasmissione è la coppia intrecciata di cavi, o doppino ritorto. Si tratta di una coppia di fili in materiale conduttore di elettricità (in genere il rame) intrecciati l'uno con l'altro, in modo tale da ridurre gli effetti delle interferenze. Questa soluzione è adottata sia in applicazioni telematiche, sia soprattutto nei tratti delle reti telefoniche pubbliche che arrivano fino all'utente, il cosiddetto &quot;ultimo miglio&quot;.  
  • 27. Purtroppo la coppia intrecciata, rispetto ad altri mezzi, è molto sensibile al rumore. Questo ne limita sia la banda passante, che la lunghezza massima oltre la quale il segnale diventa inutilizzabile. Per distanze di poche centinaia di metri, ed usando cavi schermati, si possono raggiungere velocità massime di 10 Mbps. Su distanze maggiori le prestazioni diminuiscono notevolmente: i cavi della rete telefonica che collegano le utenze alle centraline con tratti non superiori al paio di chilometri possono arrivare fino a 8 Mbps, ma solo in una direzione, e solo grazie allo sfruttamento intensivo delle tecniche di compressione dei dati. Naturalmente prestazioni migliori possono essere ottenute unendo in un unico cavo una serie di doppini: ad esempio la rete Fast Ethernet, un'evoluzione della tradizionale rete Ethernet, usa un cavo composto da 4 coppie su cui riesce sviluppare una banda passante di 100Mbit. Un altro mezzo di trasmissione molto diffuso sia nelle reti locali di computer sia nella televisione via cavo, è il cavo coassiale. Si tratta di un cavo rotondo composta da vari strati: al centro c'è un di un filo di rame (di diametro variabile), ricoperto da uno strato di materiale isolante, a sua volta rivestito da un conduttore a maglia, il tutto all'interno di una guaina isolante. Rispetto al doppino, questo tipo di cavo presenta una maggiore resistenza al rumore, ed offre un'ampiezza di banda più elevata: si va dai 140 Mbps su distanze brevi ai 20 o 30 Mbps per tratti di alcune centinaia di metri.
  • 28. I mezzi di trasmissione che abbiamo visto finora veicolano i segnali sotto forma di una piccola corrente elettrica. Ma l'elettricità non è il solo veicolo possibile per il trasferimento di segnali. Sotto molti punti di vista sono assai più efficienti le radiazioni elettromagnetiche. In particolare due sono i tipi di radiazioni elettromagnetiche usate nei sistemi di comunicazione telematica. La prima è la luce visibile, che viene utilizzata nelle fibre ottiche. Come il termine lascia immaginare, le fibre ottiche si basano sulla conduzione di impulsi di luce. Possiamo immaginare una fibra ottica come un sottilissimo tunnel (della dimensione di un capello!) rivestito di specchi, in grado di intrappolare un fascio di luce e di condurlo, attraverso una sequenza di riflessioni, da un capo ad un altro. Per essere più precisi, la trasmissione di un impulso luminoso all'interno attraverso un conduttore si basa su un particolare tipo di rifrazione (anche se viene denominato &quot;riflessione interna totale&quot;).
  • 29. Come forse saprete, la rifrazione è la deviazione subita da un raggio di luce nell'attraversare il confine tra due mezzi trasparenti diversi. Un classico effetto di questo fenomeno, che compare in tutti i libri scolastici di fisica, è l'illusione che una matita immersa in un bicchiere d'acqua si spezzi proprio in corrispondenza della superficie del liquido. L'angolo di questa deviazione si chiama indice di rifrazione. Ora, se un raggio proviene da un mezzo con l'indice di rifrazione maggiore, e se il suo l'angolo di incidenza (ovvero l'angolo con cui il raggio di luce incontra il confine tra i due mezzi) è minore di un certa grandezza, esso non riesce più ad attraversare il confine tra i due mezzi e viene riflesso totalmente. In questo modo è possibile intrappolare un raggio luce dentro un cavo. Un fibra ottica infatti è composta da un nucleo in vetro o plastica con un alto indice di rifrazione (detto core) rivestito da un materiale con un indice di rifrazione leggermente minore (detto cladding), il tutto ricoperto da un materiale opaco che isola la fibra dalla luce esterna. In queste condizioni tutti i raggi di luce che colpiscono il confine tra i due mezzi con un angolo inferire ad un certo valore vengono riflessi. Gli impulsi luminosi, emessi da un laser, viaggiano dunque dentro la fibra a &quot;zigzag&quot; fino al capo opposto dove sono raccolti da un sensore detto fotodiodo (una specie di cellula fotoelettrica) e trasformati in impulsi elettrici.
  • 30. I vantaggi apportati da questa tecnologia, messa a punto solo negli anni 70 (sebbene i principi fossero già noti sin dagli anni 50), sono enormi. A differenza dei cavi metallici, una fibra ottica può trasportare enormi quantità di informazioni codificate mediante impulsi di luce per lunghissime distanze. Oggi la banda passante di una singola fibra (un capello!) arriva fino a 2 ,5 miliardi di bit (il prefisso per indicare valori dell'ordine del miliardo è &quot;giga&quot;, abbreviato &quot;G&quot;) al secondo! E naturalmente i cavi in fibra ottica che vengono posati effettivamente sono composti da un fascio di fibre. Per farci un'idea della quantità di informazioni che possono passare attraverso tali canali di telecomunicazione, pensate che una banda passante di 1,7 Gbps permette di trasmettere un milione di conversazioni telefoniche contemporanee. E in sede sperimentale sono state sviluppate delle fibre che arrivano alla velocità stratosferiche di 100 Gbps! Con questi numeri la fibra ottica si candida ad essere il mezzo di trasmissione ideale per il villaggio elettronico digitale, in cui video a richiesta e commercio elettronico dovrebbero essere all'ordine del giorno. Ma ci sono delle controindicazioni: i costi di installazione. Il passaggio ad un sistema di comunicazione capillare interamente in fibra ottica comporterebbe la sostituzione di tutti i preesistenti cavi in metallo. Se per le lunghe distanze e per i collegamenti transoceanici questa sostituzione ha un rapporto costi/benefici vantaggioso, questo non è più vero per il collegamento degli utenti finali. La transizione dell'ultimo miglio alla fibra ottica ha dei costi così alti che poche compagnie telefoniche sono disposte ad affrontare, specialmente in vista di guadagni incerti (il caso italiano, con la chiusura del progetto di cablatura nazionale &quot;Socrate&quot; da parte della Telecom Italia è un esempio di questa difficoltà).

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